(57)【要約】【課題】各カラーフィルタ層の間に中空部を形成する際に、より狭い幅の中空部の形成を実現する。【解決手段】半導体基板ＳＢの上面に複数の受光部１を形成し、半導体基板ＳＢの上方に、各受光部１に対応した複数のカラーフィルタ層５〜７を形成する（図１（Ａ））。次いで、各カラーフィルタ層５〜７の上方に、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域に開口を有するフォトレジスト９を形成し（図１（Ｂ））、続いて、フォトレジスト９の側面に、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域を覆わないサイドウォール１１を形成する（図１（Ｄ））。その後、少なくともサイドウォール１１をマスクとしたエッチングにより、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分を除去し、各カラーフィルタ層５〜７の間に中空部１２を形成する（図１（Ｅ））。【選択図】図１
2014138066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上面に複数の受光部が設けられた固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板の上方に、前記複数の受光部における各受光部に対応した複数のカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記複数のカラーフィルタ層における各カラーフィルタ層の上方に、前記各カラーフィルタ層の境界部分の上方領域に開口を有するフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストの側面に、前記各カラーフィルタ層の境界部分の上方領域を覆わないサイドウォールを形成する工程と、
少なくとも前記サイドウォールをマスクとしたエッチングにより、前記各カラーフィルタ層の境界部分を除去し、前記各カラーフィルタ層の間に中空部を形成する工程と
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
前記中空部の開口領域を封止する封止層を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記フォトレジストは、２００℃以上の耐熱材料からなるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記フォトレジストは、波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の透過率が８０％以上の材料からなるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記サイドウォールを形成する工程では、前記フォトレジストの上面および側面を含む全面に、酸化膜層を成膜し、その後、前記酸化膜層に対して異方性ドライエッチング法を用いてエッチバックし、前記酸化膜層を前記フォトレジストの側面に残して、前記酸化膜層からなる前記サイドウォールを形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記酸化膜層を、前記フォトレジストの上面にも残すことを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記中空部を形成する際のエッチングに用いるガスは、Ｏ2とＣＯとＮ2であり、
前記酸化膜層をエッチバックする際に用いるガスは、ＣＦ4とＡｒであることを特徴とする請求項５または６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記複数のカラーフィルタ層における各カラーフィルタ層の上方に、前記複数の受光部における各受光部に対応したマイクロレンズを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記半導体基板と前記複数のカラーフィルタ層との間に、前記複数の受光部における各受光部に対応した導波路を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体基板の上面に複数の受光部が設けられた固体撮像装置であって、
前記半導体基板の上方に形成され、前記複数の受光部における各受光部に対応した複数のカラーフィルタ層と、
前記複数のカラーフィルタ層における各カラーフィルタ層の上方に形成されたフォトレジストと、
前記フォトレジストの側面に、一方側の端が接して形成されたサイドウォールと
を含み、
前記各カラーフィルタ層の間には中空部が形成されており、
前記中空部は、前記サイドウォールにおける前記一方側の端と反対の他方側の端に整合して形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像装置（固体撮像素子）及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置には、受光部への集光効率を高めるための技術、特に入射角度が急峻な光をより効率よく集光させる技術が望まれている。例えば、近年、受光部の周囲に相当する領域に中空部を形成し、中空部界面の反射を利用して、受光部への集光効率を高める構造を有する固体撮像装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００３】
具体的に、下記の特許文献１には、各受光部の上方に当該各受光部に対応して設けられた各カラーフィルタ層の間に、上述した中空部を形成する技術が開示されている。
より詳細に、下記の特許文献１では、上述した中空部の形成に関して、まず、カラーフィルタ形成用膜の上に感光性樹脂層を形成し、当該感光性樹脂層に対して選択的な露光を行うことにより、感光性樹脂層からなるフォトレジストを形成する。その後、当該フォトレジストをマスクとしたエッチングを行うことによってカラーフィルタ形成用膜に溝を形成して、複数のカラーフィルタ層を形成するとともに各カラーフィルタ層の間に中空部を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９５１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フォトレジストの露光限界（即ちフォトレジストを現像する際の最小パターンによる制約）により、フォトレジストの開口幅を狭くするのにも限度があり、上述した特許文献１の手法では、各カラーフィルタ層の間に形成する中空部の幅を狭くするのにも限界があった。例えば、上述した特許文献１の手法では、幅が０．１μｍ程度の中空部を形成することは困難である。このように、各カラーフィルタ層の間に形成する中空部の幅を狭くすることが困難であると、１画素当たりのカラーフィルタ層の占有面積が小さくなって、受光部による光検出感度の低下が懸念される。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、各カラーフィルタ層の間に中空部を形成する際に、より狭い幅の中空部の形成を実現する固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の上面に複数の受光部が設けられた固体撮像装置の製造方法であって、前記半導体基板の上方に、前記複数の受光部における各受光部に対応した複数のカラーフィルタ層を形成する工程と、前記複数のカラーフィルタ層における各カラーフィルタ層の上方に、前記各カラーフィルタ層の境界部分の上方領域に開口を有するフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストの側面に、前記各カラーフィルタ層の境界部分の上方領域を覆わないサイドウォールを形成する工程と、少なくとも前記サイドウォールをマスクとしたエッチングにより、前記各カラーフィルタ層の境界部分を除去し、前記各カラーフィルタ層の間に中空部を形成する工程とを含む。
本発明の固体撮像装置は、半導体基板の上面に複数の受光部が設けられた固体撮像装置であって、前記半導体基板の上方に形成され、前記複数の受光部における各受光部に対応した複数のカラーフィルタ層と、前記複数のカラーフィルタ層における各カラーフィルタ層の上方に形成されたフォトレジストと、前記フォトレジストの側面に、一方側の端が接して形成されたサイドウォールとを含み、前記各カラーフィルタ層の間には中空部が形成されており、前記中空部は、前記サイドウォールにおける前記一方側の端と反対の他方側の端に整合して形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各カラーフィルタ層の間に中空部を形成する際に、より狭い幅の中空部の形成を実現することができる。これにより、１画素当たりのカラーフィルタ層の占有面積を大きくすることができ、受光部による光検出感度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。
【００１３】
まず、図１（Ａ）について説明する。
始めに、半導体基板ＳＢの表面（上面）に、例えば２次元行列状に複数の受光部１を形成する。ここで、半導体基板ＳＢは、例えばシリコン基板であり、受光部１は、例えば光電変換素子（フォトダイオード）である。
次いで、半導体基板ＳＢの上面上に、多層配線構造ＭＩを形成する。この多層配線構造ＭＩは、例えば、半導体基板ＳＢの上面上に、第１の層間絶縁層３ａ、第１の配線層２ａ、第２の層間絶縁層３ｂ、第２の配線層２ｂ、第３の層間絶縁層３ｃ、第３の配線層２ｃ、及び、第４の層間絶縁層３ｄを順次形成することで作製される。また、図１（Ａ）に示す例では、第４の層間絶縁層３ｄの上面は平坦化されているが、平坦化されていなくてもよい。即ち、第４の層間絶縁層３ｄの上面は凸凹でもかまわない。ここで、第１の層間絶縁層３ａ〜第４の層間絶縁層３ｄをまとめて「層間絶縁層３」とし、第１の配線層２ａ〜第３の配線層２ｃをまとめて「配線層２」とする。また、配線層２は、いわゆるダマシン法（下地の層間絶縁層３に溝を形成し、当該溝に配線層２となる金属層を埋め込む方法）によって形成されても、いわゆるエッチング法（下地の層間絶縁層３上に金属層を形成した後、当該金属層をエッチングによりパターン形成する手法）によって形成されてもよい。また、層間絶縁層３は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物或いはシリコン酸窒化物の無機材料で形成されている。本実施形態においては、層間絶縁層３は、シリコン酸化物で形成されているものとする。
次いで、多層配線構造ＭＩ上に、第１の平坦化層４を形成する。この第１の平坦化層４は、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。
次いで、第１の平坦化層４の上面上に、フォトリソグラフィー法を用いて、複数のカラーフィルタ層である、第１のカラーフィルタ層５、第２のカラーフィルタ層６、及び、第３のカラーフィルタ層７を形成する。ここで、各カラーフィルタ層５〜７は、各受光部１の上方に各受光部１に対応して設けられており、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。ここでは、各カラーフィルタ層５〜７は、図１（Ａ）に示すように、接して形成される。また、図１（Ａ）に示す例では、各カラーフィルタ層５〜７は、略同じ膜厚で形成されているが、異なる膜厚で形成されていてもよい。なお、カラーフィルタ層の種類に関しては、いわゆる原色系のカラーフィルタ層であってもよいし、いわゆる補色系のカラーフィルタ層であってもよい。また、カラーフィルタ層の配列に関しては、図１に示す態様に限定されるものではなく、例えばベイヤー配列等の配列であってもよい。
次いで、各カラーフィルタ層５〜７の上面上に、第２の平坦化層８を形成する。この第２の平坦化層８は、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。
【００１４】
続いて、図１（Ｂ）に示すように、第２の平坦化層８の上面上に、フォトリソグラフィー法を用いて、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域に開口を有するフォトレジスト９を形成する。ここで、フォトレジスト９は、例えば、２００℃以上の耐熱材料からなる。また、フォトレジスト９は、例えば、波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の透過率が８０％以上の材料からなる。
【００１５】
続いて、図１（Ｃ）に示すように、フォトレジスト９の上面及び側面を含む全面に、例えばＣＶＤ法を用いて、酸化膜層１０を成膜する。この酸化膜層１０は、例えばシリコン酸化物で形成されており、また、その成膜温度は、２００℃程度である。
【００１６】
続いて、図１（Ｄ）に示すように、酸化膜層１０に対して異方性ドライエッチング法を用いてエッチバックし、当該酸化膜層をフォトレジスト９の側面（側壁）に残して当該酸化膜層からなるサイドウォール１１を形成する。この際、サイドウォール１１は、図１（Ｄ）に示すように、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域を覆わないように形成される。また、酸化膜層１０をエッチバックする際に用いるガスは、例えばＣＦ4とＡｒであり、その流量は、それぞれ、例えば１２［ｓｃｃｍ］と４００［ｓｃｃｍ］である。なお、図１に示す例では、酸化膜層１０をフォトレジスト９の側面（側壁）にのみ残してサイドウォール１１を形成する例が示されているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。例えば、酸化膜層１０をフォトレジスト９の側面（側壁）に残してサイドウォール１１を形成するとともに、酸化膜層１０をフォトレジスト９の上面にも残すようにしてもよい。このように酸化膜層１０をフォトレジスト９の上面にも残すことで、後工程である図１（Ｅ）に示すエッチング工程において、エッチングレートの選択比から、各カラーフィルタ層５〜７の間のみに確実に中空部（エアーギャップ）１２を形成することが可能となる。
【００１７】
続いて、図１（Ｅ）に示すように、フォトレジスト９及びサイドウォール１１（或いはフォトレジスト９の上面に残された酸化膜層１０及びサイドウォール１１）をマスクとしたエッチングにより、当該マスクで覆われていない部分における、第２の平坦化層８、各カラーフィルタ層５〜７及び第１の平坦化層４を除去する。即ち、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分等を除去する。これにより、各カラーフィルタ層５〜７の間に中空部（エアーギャップ）１２が形成される。本実施形態では、図１（Ｅ）に示すエッチングとしては、ドライエッチングを用いる。このドライエッチングは、指向性が高い方法が好ましく、また、そのエッチング条件は、サイドウォール１１と各カラーフィルタ層５〜７のエッチングレートの選択比が大きいことが好ましい。また、ドライエッチングに用いるガスは、例えばＯ2とＣＯとＮ2であり、その流量は、それぞれ、例えば５［ｓｃｃｍ］と８０［ｓｃｃｍ］と４０［ｓｃｃｍ］である。
【００１８】
なお、酸化膜層１０の膜厚は、形成する中空部１２の幅に応じて、適宜設定することが可能である。
【００１９】
続いて、図１（Ｆ）に示すように、サイドウォール１１を除去する（図１（Ｄ）の工程においてフォトレジスト９の上面に酸化膜層１０を残した場合には、サイドウォール１１とともに当該酸化膜層１０も除去する）。
【００２０】
続いて、図１（Ｇ）に示すように、フォトレジスト９の上面及び第２の平坦化層８の上面を含む全面に、第３の平坦化層１３を形成する。この第３の平坦化層１３は、中空部１２の開口領域を封止する封止層として機能するものである。また、第３の平坦化層１３としては、例えばシリコン酸化物或いはシリコン窒化物等の無機材料や、例えばアクリル樹脂系等の有機材料を用いることができるが、本実施形態においては、第３の平坦化層１３は、有機材料で形成されているものとする。
【００２１】
続いて、図１（Ｈ）に示すように、第３の平坦化層１３の上面上であって各受光部１の上方領域に、各受光部１に対応したマイクロレンズ１４を形成する。このマイクロレンズ１４は、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。
【００２２】
以上の図１（Ａ）〜図１（Ｈ）の工程を経ることにより、各受光部１を有する画素が例えば２次元行列状に複数配設された固体撮像装置（固体撮像素子）１００−１が作製される。なお、本実施形態においては、フォトリソグラフィー法を用いて、各カラーフィルタ層５〜７を形成するようにしているが、本発明においては、この形態に限定されるものではない。
【００２３】
第１の実施形態では、まず、各カラーフィルタ層５〜７の上方に、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域に開口を有するフォトレジスト９を形成する。続いて、フォトレジスト９の側面に、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域を覆わないサイドウォール１１を形成する。その後、少なくともサイドウォール１１をマスクとしたエッチングにより、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分を除去し、各カラーフィルタ層５〜７の間に中空部１２を形成するようにしている。
かかる構成によれば、フォトレジスト９の側面に形成されたサイドウォール１１をマスクとしてエッチングを行い、中空部１２を形成しているため、より狭い幅（例えば０．１μｍ程度）の中空部１２を形成することができる。これにより、１画素当たりのカラーフィルタ層の占有面積を大きくすることができ、受光部１による光検出感度を向上させることが可能となる。
【００２４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００２５】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。なお、図２において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。
【００２６】
第１の実施形態における図１（Ａ）と同様であるが、まず、図２（Ａ）について説明する。
始めに、半導体基板ＳＢの表面（上面）に、例えば２次元行列状に複数の受光部１を形成する。ここで、半導体基板ＳＢは、例えばシリコン基板であり、受光部１は、例えば光電変換素子（フォトダイオード）である。
次いで、半導体基板ＳＢの上面上に、多層配線構造ＭＩを形成する。この多層配線構造ＭＩは、例えば、半導体基板ＳＢの上面上に、第１の層間絶縁層３ａ、第１の配線層２ａ、第２の層間絶縁層３ｂ、第２の配線層２ｂ、第３の層間絶縁層３ｃ、第３の配線層２ｃ、及び、第４の層間絶縁層３ｄを順次形成することで作製される。また、図２（Ａ）に示す例では、第４の層間絶縁層３ｄの上面は平坦化されているが、平坦化されていなくてもよい。即ち、第４の層間絶縁層３ｄの上面は凸凹でもかまわない。ここで、第１の層間絶縁層３ａ〜第４の層間絶縁層３ｄをまとめて「層間絶縁層３」とし、第１の配線層２ａ〜第３の配線層２ｃをまとめて「配線層２」とする。また、配線層２は、いわゆるダマシン法（下地の層間絶縁層３に溝を形成し、当該溝に配線層２となる金属層を埋め込む方法）によって形成されても、いわゆるエッチング法（下地の層間絶縁層３上に金属層を形成した後、当該金属層をエッチングによりパターン形成する手法）によって形成されてもよい。また、層間絶縁層３は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物或いはシリコン酸窒化物の無機材料で形成されている。本実施形態においては、層間絶縁層３は、シリコン酸化物で形成されているものとする。
次いで、多層配線構造ＭＩ上に、第１の平坦化層４を形成する。この第１の平坦化層４は、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。
次いで、第１の平坦化層４の上面上に、フォトリソグラフィー法を用いて、複数のカラーフィルタ層である、第１のカラーフィルタ層５、第２のカラーフィルタ層６、及び、第３のカラーフィルタ層７を形成する。ここで、各カラーフィルタ層５〜７は、各受光部１の上方に各受光部１に対応して設けられており、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。ここでは、各カラーフィルタ層５〜７は、図２（Ａ）に示すように、接して形成される。また、図２（Ａ）に示す例では、各カラーフィルタ層５〜７は、略同じ膜厚で形成されているが、異なる膜厚で形成されていてもよい。なお、カラーフィルタ層の種類に関しては、いわゆる原色系のカラーフィルタ層であってもよいし、いわゆる補色系のカラーフィルタ層であってもよい。また、カラーフィルタ層の配列に関しては、図２に示す態様に限定されるものではなく、例えばベイヤー配列等の配列であってもよい。
次いで、各カラーフィルタ層５〜７の上面上に、第２の平坦化層８を形成する。この第２の平坦化層８は、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。
【００２７】
続いて、第１の実施形態における図１（Ｂ）と同様に、図２（Ｂ）に示すように、第２の平坦化層８の上面上に、フォトリソグラフィー法を用いて、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域に開口を有するフォトレジスト９を形成する。ここで、フォトレジスト９は、例えば、２００℃以上の耐熱材料からなる。また、フォトレジスト９は、例えば、波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の透過率が８０％以上の材料からなる。
【００２８】
続いて、第１の実施形態における図１（Ｃ）と同様に、図２（Ｃ）に示すように、フォトレジスト９の上面及び側面を含む全面に、例えばＣＶＤ法を用いて、酸化膜層１０を成膜する。この酸化膜層１０は、例えばシリコン酸化物で形成されており、また、その成膜温度は、２００℃程度である。
【００２９】
続いて、第１の実施形態における図１（Ｄ）と同様に、図２（Ｄ）に示すように、酸化膜層１０に対して異方性ドライエッチング法を用いてエッチバックし、当該酸化膜層をフォトレジスト９の側面（側壁）に残して当該酸化膜層からなるサイドウォール１１を形成する。この際、サイドウォール１１は、図２（Ｄ）に示すように、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分の上方領域を覆わないように形成される。また、酸化膜層１０をエッチバックする際に用いるガスは、例えばＣＦ4とＡｒであり、その流量は、それぞれ、例えば１２［ｓｃｃｍ］と４００［ｓｃｃｍ］である。なお、図２に示す例では、酸化膜層１０をフォトレジスト９の側面（側壁）にのみ残してサイドウォール１１を形成する例が示されているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。例えば、酸化膜層１０をフォトレジスト９の側面（側壁）に残してサイドウォール１１を形成するとともに、酸化膜層１０をフォトレジスト９の上面にも残すようにしてもよい。このように酸化膜層１０をフォトレジスト９の上面にも残すことで、後工程である図２（Ｅ）に示すエッチング工程において、エッチングレートの選択比から、各カラーフィルタ層５〜７の間のみに確実に中空部１２を形成することが可能となる。
【００３０】
続いて、第１の実施形態における図１（Ｅ）と同様に、図２（Ｅ）に示すように、フォトレジスト９及びサイドウォール１１（或いはフォトレジスト９の上面に残された酸化膜層１０及びサイドウォール１１）をマスクとしたエッチングにより、当該マスクで覆われていない部分における、第２の平坦化層８、各カラーフィルタ層５〜７及び第１の平坦化層４を除去する。即ち、各カラーフィルタ層５〜７の境界部分等を除去する。これにより、各カラーフィルタ層５〜７の間に中空部１２が形成される。本実施形態では、図２（Ｅ）に示すエッチングとしては、ドライエッチングを用いる。このドライエッチングは、指向性が高い方法が好ましく、また、そのエッチング条件は、サイドウォール１１と各カラーフィルタ層５〜７のエッチングレートの選択比が大きいことが好ましい。また、ドライエッチングに用いるガスは、例えばＯ2とＣＯとＮ2であり、その流量は、それぞれ、例えば５［ｓｃｃｍ］と８０［ｓｃｃｍ］と４０［ｓｃｃｍ］である。
【００３１】
なお、酸化膜層１０の膜厚は、形成する中空部１２の幅に応じて、適宜設定することが可能である。
【００３２】
続いて、図２（Ｆ）に示すように、フォトレジスト９の上面（或いは図２（Ｄ）の工程においてフォトレジスト９の上面に酸化膜層１０を残した場合には、当該酸化膜層１０の上面）及びサイドウォール１１の上面（表面）を含む全面に、第３の平坦化層１３を形成する。この第３の平坦化層１３は、中空部１２の開口領域を封止する封止層として機能するものである。また、第３の平坦化層１３としては、例えばシリコン酸化物或いはシリコン窒化物等の無機材料や、例えばアクリル樹脂系等の有機材料を用いることができるが、本実施形態においては、第３の平坦化層１３は、有機材料で形成されているものとする。
【００３３】
続いて、図２（Ｇ）に示すように、第３の平坦化層１３の上面上であって各受光部１の上方領域に、各受光部１に対応したマイクロレンズ１４を形成する。このマイクロレンズ１４は、例えばアクリル樹脂系の有機材料で形成されている。
【００３４】
以上の図２（Ａ）〜図２（Ｇ）の工程を経ることにより、各受光部１を有する画素が例えば２次元行列状に複数配設された固体撮像装置（固体撮像素子）１００−２が作製される。なお、本実施形態においては、フォトリソグラフィー法を用いて、各カラーフィルタ層５〜７を形成するようにしているが、本発明においては、この形態に限定されるものではない。
【００３５】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、フォトレジスト９の側面に形成されたサイドウォール１１をマスクとしてエッチングを行い、中空部１２を形成しているため、より狭い幅（例えば０．１μｍ程度）の中空部１２を形成することができる。これにより、１画素当たりのカラーフィルタ層の占有面積を大きくすることができ、受光部１による光検出感度を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、第２の実施形態では、第１の実施形態における図１（Ｆ）に示すサイドウォール１１の除去工程を行っていないため、第２の実施形態に係る固体撮像装置１００−２には、サイドウォール１１が形成されている。即ち、第２の実施形態に係る固体撮像装置１００−２では、サイドウォール１１は、フォトレジスト９の側面に一方側の端が接して形成されており、中空部１２は、サイドウォール１１における前記一方側の端と反対の他方側の端に整合して形成されている。
【００３７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００３８】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。なお、図３において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。
【００３９】
図３（Ａ）について説明する。
図３（Ａ）において、半導体基板ＳＢ以下の構成は、第１の実施形態における図１（Ａ）と同様であるため、説明を省略する。
半導体基板ＳＢの表面（上面）に複数の受光部１を形成した後、図３（Ａ）に示すように、半導体基板ＳＢの上面上に、多層配線構造ＭＩ'を形成する。この図３（Ａ）に示す多層配線構造ＭＩ'は、図１（Ａ）に示す多層配線構造ＭＩに対して、層間絶縁層３に、各受光部１に対応した導波路（光導波路）１５を各受光部１の上方に形成したものである。この導波路１５は、一例として、例えばシリコン窒化物で形成されている。なお、図３に示す例では、各受光部１と導波路１５との間に層間絶縁層３（第１の層間絶縁層３ａ）が存在しているが、本実施形態においては、この態様の限定されるものではない。例えば、層間絶縁層３に、当該層間絶縁層３を貫通し各受光部１と接する導波路１５を設けるようにしてもよい。このように、導波路１５を設けることにより、各受光部１への集光効率を向上させることができる。
次いで、多層配線構造ＭＩ'上（層間絶縁層３及び導波路１５の上面上）に、第１の平坦化層４を形成する。
次いで、第１の平坦化層４の上面上に、例えばフォトリソグラフィー法を用いて、複数のカラーフィルタ層である、第１のカラーフィルタ層５、第２のカラーフィルタ層６、及び、第３のカラーフィルタ層７を形成する。ここで、各カラーフィルタ層５〜７は、各受光部１の上方に各受光部１に対応して設けられている。ここでは、各カラーフィルタ層５〜７は、図３（Ａ）に示すように、接して形成される。また、図３（Ａ）に示す例では、各カラーフィルタ層５〜７は、略同じ膜厚で形成されているが、異なる膜厚で形成されていてもよい。
次いで、各カラーフィルタ層５〜７の上面上に、第２の平坦化層８を形成する。
【００４０】
その後、第１の実施形態における図１（Ｂ）〜図１（Ｈ）の各工程を経ることにより、図３（Ｂ）に示す固体撮像装置（固体撮像素子）１００−３が作製される。
【００４１】
第３の実施形態によれば、第１の実施形態における図１（Ｂ）〜図１（Ｅ）の各工程を行うため、第１の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。即ち、より狭い幅（例えば０．１μｍ程度）の中空部１２を形成することができ、これにより、１画素当たりのカラーフィルタ層の占有面積を大きくすることができ、受光部１による光検出感度を向上させることが可能となる。
【００４２】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００４３】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）の製造方法の一例を示す模式図である。なお、図４において、図２に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。
【００４４】
図４（Ａ）について説明する。
図４（Ａ）において、半導体基板ＳＢ以下の構成は、第２の実施形態における図２（Ａ）と同様であるため、説明を省略する。
半導体基板ＳＢの表面（上面）に複数の受光部１を形成した後、図４（Ａ）に示すように、半導体基板ＳＢの上面上に、多層配線構造ＭＩ'を形成する。この図４（Ａ）に示す多層配線構造ＭＩ'は、図２（Ａ）に示す多層配線構造ＭＩに対して、層間絶縁層３に、各受光部１に対応した導波路（光導波路）１５を各受光部１の上方に形成したものである。この導波路１５は、一例として、例えばシリコン窒化物で形成されている。なお、図４に示す例では、各受光部１と導波路１５との間に層間絶縁層３（第１の層間絶縁層３ａ）が存在しているが、本実施形態においては、この態様の限定されるものではない。例えば、層間絶縁層３に、当該層間絶縁層３を貫通し各受光部１と接する導波路１５を設けるようにしてもよい。このように、導波路１５を設けることにより、各受光部１への集光効率を向上させることができる。
次いで、多層配線構造ＭＩ'上（層間絶縁層３及び導波路１５の上面上）に、第１の平坦化層４を形成する。
次いで、第１の平坦化層４の上面上に、例えばフォトリソグラフィー法を用いて、複数のカラーフィルタ層である、第１のカラーフィルタ層５、第２のカラーフィルタ層６、及び、第３のカラーフィルタ層７を形成する。ここで、各カラーフィルタ層５〜７は、各受光部１の上方に各受光部１に対応して設けられている。ここでは、各カラーフィルタ層５〜７は、図４（Ａ）に示すように、接して形成される。また、図４（Ａ）に示す例では、各カラーフィルタ層５〜７は、略同じ膜厚で形成されているが、異なる膜厚で形成されていてもよい。
次いで、各カラーフィルタ層５〜７の上面上に、第２の平坦化層８を形成する。
【００４５】
その後、第２の実施形態における図２（Ｂ）〜図２（Ｇ）の各工程を経ることにより、図４（Ｂ）に示す固体撮像装置（固体撮像素子）１００−４が作製される。
【００４６】
第４の実施形態によれば、第２の実施形態における図２（Ｂ）〜図２（Ｅ）の各工程を行うため、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。即ち、より狭い幅（例えば０．１μｍ程度）の中空部１２を形成することができ、これにより、１画素当たりのカラーフィルタ層の占有面積を大きくすることができ、受光部１による光検出感度を向上させることが可能となる。
【００４７】
また、第４の実施形態では、第１の実施形態における図１（Ｆ）に示すサイドウォール１１の除去工程を行っていないため、第４の実施形態に係る固体撮像装置１００−４には、サイドウォール１１が形成されている。即ち、第４の実施形態に係る固体撮像装置１００−４では、サイドウォール１１は、フォトレジスト９の側面に一方側の端が接して形成されており、中空部１２は、サイドウォール１１における前記一方側の端と反対の他方側の端に整合して形成されている。
【００４８】
（その他の実施形態）
また、上述した第１〜第４の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）１００において、例えば、多層配線構造（層間絶縁層３）と第１の平坦化層４との間に、各受光部１に対応したインナーレンズ（層内レンズ）を設けるようにしてもよい。一例として、例えばシリコン窒化物からなる上に凸のインナーレンズを設ける。このように、インナーレンズを設けることにより、当該インナーレンズとマイクロレンズ１４とを組み合わせることで、各受光部１への集光効率を向上させることができる。
【００４９】
また、上述した第１〜第４の実施形態に係る固体撮像装置（固体撮像素子）１００では、各カラーフィルタ層５〜７の上面上に第２の平坦化層８を形成するようにしているが、この第２の平坦化層８を非形成としてもよい。
【００５０】
なお、上述した本発明の各実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  受光部、２  配線層、２ａ  第１の配線層、２ｂ  第２の配線層、２ｃ  第３の配線層、３  層間絶縁層、３ａ  第１の層間絶縁層、３ｂ  第２の層間絶縁層、３ｃ  第３の層間絶縁層、３ｄ  第４の層間絶縁層、４  第１の平坦化層、５  第１のカラーフィルタ層、６  第２のカラーフィルタ層、７  第３のカラーフィルタ層、８  第２の平坦化層８、９  フォトレジスト、１０  酸化膜層、１１  サイドウォール、１２  中空部（エアーギャップ）、１３  第３の平坦化層、１４  マイクロレンズ、１００−１  固体撮像装置（固体撮像素子）、ＳＢ  半導体基板、ＭＩ  多層配線構造
【図１】
2014138066.tif 000003
【図２】
2014138066.tif 000004
【図３】
2014138066.tif 000005
【図４】
2014138066.tif 000006