(57)【要約】【課題】  固体撮像素子の特性の劣化を抑制しながら光透過部を形成することが可能な固体撮像素子の製造方法を提供する。【解決手段】  光透過部を成す材料の膜である第１膜７１Ａを成膜することで、凹部Ｄ内の一部を第１膜７１Ａで埋めるとともに、凸部Ｐの上面に第１膜７１Ａを形成する第１膜形成ステップと、第１膜形成ステップ後に、凸部Ｐ上に形成された第１膜７１Ａの少なくとも一部を除去することで、凸部Ｐ上の第１膜７１Ａの膜厚を小さくする第１膜除去ステップと、第１膜除去ステップ後に、光透過部を成す材料の膜である第２膜７２Ａを成膜することで、凹部Ｄ内の残部を第２膜７２Ａで埋める第２膜形成ステップと、により固体撮像素子を製造する。【選択図】  図８
2014197583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に光電変換部が形成されている基板と、
前記光電変換部を囲む位置で前記基板の上方に突出するように形成される凸部と、
前記凸部に囲まれた空間である凹部に形成される光透過部と、を備えた固体撮像素子の製造方法であって、
前記光透過部を成す材料の膜である第１膜を成膜することで、前記凹部内の一部を前記第１膜で埋めるとともに、前記凸部の上面に前記第１膜を形成する第１膜形成ステップと、
前記第１膜形成ステップ後に、前記凸部上に形成された前記第１膜の少なくとも一部を除去することで、前記凸部上の前記第１膜の膜厚を小さくする第１膜除去ステップと、
前記第１膜除去ステップ後に、前記光透過部を成す材料の膜である第２膜を成膜することで、前記凹部内の残部を前記第２膜で埋める第２膜形成ステップと、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１膜形成ステップ前に、前記凸部との間に第１空隙を有する少なくとも１つのダミー膜を前記凹部内に形成するダミー膜形成ステップと、
前記第１膜除去ステップ後かつ前記第２膜形成ステップ前に、前記ダミー膜を選択的に除去するダミー膜除去ステップと、をさらに備え、
前記第１膜形成ステップは、前記ダミー膜の上部に前記第１膜を形成するとともに、前記第１空隙の少なくとも一部を埋めるように前記第１膜を形成するものであり、
前記第１膜除去ステップは、少なくとも前記ダミー膜の上面が表出するまで前記第１膜を除去するものであり、
前記第２膜形成ステップは、前記ダミー膜除去ステップによって形成された前記第１膜間の第２空隙を埋めるように前記第２膜を形成するものであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
前記ダミー膜形成ステップ前に、前記光透過部を成す材料の膜である下地膜を成膜することで、前記凸部の上面及び側面と、前記凹部の底面と、のそれぞれを前記下地膜で覆う下地膜形成ステップを、さらに備え、
前記ダミー膜形成ステップは、前記凹部の底面に形成された前記下地膜上に、前記下地膜及び前記第１膜とは異なる材料から成る前記ダミー膜を形成するものであり、
前記ダミー膜除去ステップは、前記下地膜及び前記第１膜を残して前記ダミー膜を選択的にエッチングして除去するものであることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１膜形成ステップは、前記凹部の深さよりも膜厚が小さい前記第１膜を形成するものであり、
前記第２膜形成ステップは、少なくとも前記第１膜の上面に前記第２膜を形成するものであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１膜除去ステップは、前記凹部内の前記第１膜と前記凸部との間に第３空隙が形成されるように、前記第１膜を除去するものであり、
前記第２膜形成ステップは、前記第３空隙を埋めるように前記第２膜を形成するものであることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどに代表される固体撮像素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラに限られず、携帯電話やパソコンなどの様々な電子機器に、固体撮像素子が搭載されている。固体撮像素子は、例えばフォトダイオードなどの光電変換部を複数有する基板を備え、基板の光電変換部に入射する光を光電変換することによって電荷を生成する。そして、固体撮像素子は、当該電荷を蓄積、読出、増幅等することによって、画像データを生成する。
【０００３】
固体撮像素子が生成する画像データは、高画質であるほど好ましい。そこで、画像データの高画質化を図るために、画素の高感度化及び高画素化が進められている。高感度化は、光電変換部に入射する光量を増大させることであり、高画素化は、固体撮像素子が備える画素数を増大させることである。
【０００４】
ただし、高感度化及び高画素化の一方を実現しても、それによって他方が劣化するのであれば、高画質化を実現することができない。例えば、高感度化を図るために画素を大きくしても、それによって固体撮像素子に作り込むことができる画素数が少なくなる（低画素化する）のであれば、高画質化を実現することができない。また例えば、高画素化を図るために固体撮像素子に作り込む画素数を増大させても、それによって画素が小さくなる（低感度化する）のであれば、高画質化を実現することができない。
【０００５】
そこで、光電変換部の直上に、屈折率が大きく光を透過させる材料から成る光透過部（光導波路）を設けて入射効率を高めることで、高感度化のための過度な画素の拡大を防止して低画素化を抑制したり、高画素化に伴う画素の縮小による低感度化を軽減したりすることが行われている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１１０００号公報
【特許文献２】特開２００４−２２１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、固体撮像素子が備える基板上には、例えば光電変換部が生成した電荷を転送するためのゲート電極や、これを覆う遮光膜などから成る凸部が形成されている。この凸部は、光電変換部を囲む位置で基板の上方に突出するように形成されており、この凸部に囲まれた空間である凹部の中に、光透過部が形成されている。そのため、光透過部は、凸部及び凹部から成る平坦ではない表面に対して、光透過部を成す材料の膜を成膜することによって、形成されることになる。しかし、この方法で光透過部を形成すると、固体撮像素子の特性を劣化させる様々な問題が生じる。
【０００８】
具体的に、上記特許文献１で提案されている固体撮像素子の製造方法のように、光透過部を成す材料の膜（クラッド部、高屈折率材料膜及び低屈折率材料膜）を、凹部及び凸部に対して次々に成膜する場合、成膜が進行するほど凸部は高くなり凹部の開口幅は狭くなる。即ち、成膜が進行するほど、凹部のアスペクト比（深さ／開口幅、以下同じ）が大きくなってしまう。凹部のアスペクト比が大きくなると、凹部が埋まりきる前に上部が閉じることで、ボイドが形成され易くなる。そして、ボイドが形成されると、例えば入射した光がボイドによって散乱されて光電変換部の集光効率が低下するため、問題となる。
【０００９】
さらに、上記特許文献１で提案されている固体撮像素子の製造方法のように、光透過部を成す材料の膜を凹部及び凸部に対して次々に成膜する場合、成膜が進行するほど凸部上の膜厚が大きくなる。光透過部には、窒化シリコンなどの膜応力が大きい材料が使用されるため、凸部上の膜厚が大きくなるほど、凸部が受ける応力も大きくなる。すると、例えば遮光膜の剥がれやクラックなどの凸部の破損によって不要な電荷が発生するため、問題となる。
【００１０】
一方、上記特許文献２で提案されている固体撮像素子の製造方法のように、基板上の層間絶縁膜に順テーパ形状の凹部を形成してから、光透過部を成す材料の膜を成膜する場合、テーパをつけない場合よりはボイドの発生を抑制することは可能である。しかし、テーパをつけたところで、事後的に凹部を形成すればアスペクト比は極めて大きくなり、成膜時にボイドが生じて光電変換部の集光効率が低下するため、問題となる。
【００１１】
そこで、本発明は、固体撮像素子の特性の劣化を抑制しながら光透過部を形成することが可能な固体撮像素子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、内部に光電変換部が形成されている基板と、前記光電変換部を囲む位置で前記基板の上方に突出するように形成される凸部と、前記凸部に囲まれた空間である凹部に形成される光透過部と、を備えた固体撮像素子の製造方法であって、前記光透過部を成す材料の膜である第１膜を成膜することで、前記凹部内の一部を前記第１膜で埋めるとともに、前記凸部の上面に前記第１膜を形成する第１膜形成ステップと、前記第１膜形成ステップ後に、前記凸部上に形成された前記第１膜の少なくとも一部を除去することで、前記凸部上の前記第１膜の膜厚を小さくする第１膜除去ステップと、前記第１膜除去ステップ後に、前記光透過部を成す材料の膜である第２膜を成膜することで、前記凹部内の残部を前記第２膜で埋める第２膜形成ステップと、を備えることを特徴とする固体撮像素子の製造方法を提供する。
【００１３】
さらに、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記第１膜及び前記第２膜は、同じ材料から成ると、好ましい。
【００１４】
さらに、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記第１膜形成ステップ前に、前記凸部との間に第１空隙を有する少なくとも１つのダミー膜を前記凹部内に形成するダミー膜形成ステップと、前記第１膜除去ステップ後かつ前記第２膜形成ステップ前に、前記ダミー膜を選択的に除去するダミー膜除去ステップと、をさらに備え、前記第１膜形成ステップは、前記ダミー膜の上部に前記第１膜を形成するとともに、前記第１空隙の少なくとも一部を埋めるように前記第１膜を形成するものであり、前記第１膜除去ステップは、少なくとも前記ダミー膜の上面が表出するまで前記第１膜を除去するものであり、前記第２膜形成ステップは、前記ダミー膜除去ステップによって形成された前記第１膜間の第２空隙を埋めるように前記第２膜を形成するものであってもよい。
【００１５】
さらに、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記ダミー膜形成ステップ前に、前記光透過部を成す材料の膜である下地膜を成膜することで、前記凸部の上面及び側面と、前記凹部の底面と、のそれぞれを前記下地膜で覆う下地膜形成ステップを、さらに備え、前記ダミー膜形成ステップは、前記凹部の底面に形成された前記下地膜上に、前記下地膜及び前記第１膜とは異なる材料から成る前記ダミー膜を形成するものであり、前記ダミー膜除去ステップは、前記下地膜及び前記第１膜を残して前記ダミー膜を選択的にエッチングして除去するものであってもよい。
【００１６】
さらに、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記下地膜、前記第１膜及び前記第２膜は、同じ材料から成ると、好ましい。
【００１７】
また、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記第１膜形成ステップは、前記凹部の深さよりも膜厚が小さい前記第１膜を形成するものであり、前記第２膜形成ステップは、少なくとも前記第１膜の上面に前記第２膜を形成するものであってもよい。
【００１８】
さらに、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記第１膜除去ステップは、前記凹部内の前記第１膜と前記凸部との間に第３空隙が形成されるように、前記第１膜を除去するものであり、前記第２膜形成ステップは、前記第３空隙を埋めるように前記第２膜を形成するものであってもよい。
【００１９】
さらに、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記凸部が、前記光電変換部が生成した電荷を転送するためのゲート電極と、前記ゲート電極の少なくとも上面を覆う遮光膜と、を備えたものであってもよい。
【００２０】
さらに、上記特徴の固体撮像素子の製造方法において、前記第２膜形成ステップ後に、前記凸部上に形成された前記第２膜の少なくとも一部を除去することで、前記凸部上の前記第２膜の膜厚を小さくする第２膜除去ステップを、さらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
上記特徴の固体撮像素子の製造方法によれば、凹部の一部を第１膜で埋めた後、凸部上に形成される第１膜を除去して膜厚を小さくしてから、第２膜の成膜を行って凹部の残部を埋めることで、光透過部を形成する。そのため、例えば光透過部内にボイドが形成されたり、凸部が応力を受けて破損したりすることを抑制することが可能となる。したがって、固体撮像素子の特性の劣化を抑制しながら光透過部を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の構造例について示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図７】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図８】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図９】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子構造例について示す断面図。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の構造例について示す断面図。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【図２１】本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態についてそれぞれ説明するが、以下では説明の具体化のため、本発明をＣＣＤイメージセンサに適用した場合の実施形態について例示する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の構造例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の構造例について示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａは、基板２と、ゲート絶縁膜３と、ゲート電極４と、層間絶縁膜５と、遮光膜６と、下地膜７０Ａと、第１膜７１Ａと、第２膜７２Ａと、パッシベーション膜８と、カラーフィルタ９と、コート膜１０と、オンチップレンズ１１と、を備える。
【００２６】
基板２は、例えばシリコンなとの半導体から成り、内部に様々な領域が形成されている。具体的に、基板２には、ウェル２１、光電変換部２２、電荷読出部２３、電荷転送部２４及びチャネルストップ部２５の各領域が形成されている。例えば、基板２はｎ型のシリコンから成り、基板２の上面側（図中上側）にｐ型の領域であるウェル２１が形成されている。そして、ウェル２１内に、ｎ型の領域である光電変換部２２及び電荷転送部２４と、ｐ型の領域である電荷読出部２３及びチャネルストップ部２５と、が形成されている。また、光電変換部２２、電荷読出部２３、電荷転送部２３、チャネルストップ部２５は、この順番で基板２の上面に沿って一方向（図中左方向）に並ぶように形成されている。
【００２７】
ゲート絶縁膜３は、例えば膜厚３０ｎｍの酸化シリコンから成り、電荷読出部２３及び電荷転送部２４の直上となる基板２の上面に設けられる。ゲート電極４は、例えば膜厚２００ｎｍのポリシリコンから成り、ゲート絶縁膜３の上面に形成される。層間絶縁膜５は、例えば膜厚５０ｎｍの酸化シリコンから成り、ゲート電極４の上面及び側面と、ゲート絶縁膜３が形成されていない基板２の上面と、に形成される。遮光膜６は、例えば膜厚１００ｎｍのタングステンから成り、ゲート電極４の上方及び側方を覆うように、層間絶縁膜５の表面に形成される。
【００２８】
下地膜７０Ａは、例えば膜厚５０ｎｍの窒化シリコンから成り、遮光膜６の上面及び側面と、遮光膜６が形成されていない層間絶縁膜５の表面と、に形成される。第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａも、それぞれ窒化シリコンから成り、光電変換部２２の直上に設けられる。なお、第１膜７１Ａは、ゲート電極４及び遮光膜６に近い位置に設けられ、第２膜７２Ａは、ゲート電極４及び遮光膜６から遠い位置に設けられる。
【００２９】
下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａは、光透過部を成す膜である。そのため、下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａを、上記のように同じ材料（例えば、窒化シリコン）から成る膜とすると、屈折率差が小さくなり、光電変換部２２の入射効率を高めることができるため、好ましい。また、上記のように、下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａを、周囲の膜（例えば、酸化シリコン）よりも屈折率が高い材料の膜とすると、光電変換部２２の入射効率を高めることができるため、好ましい。
【００３０】
パッシベーション膜８は、例えば窒化シリコンから成り、下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａの上方を埋め尽くすように全面的に形成される。カラーフィルタ９は、例えば顔料を含んで所定の色（波長）の光を選択的に透過する樹脂から成り、光電変換部２２の直上となるパッシベーション膜８の上面に形成される。コート膜１０は、例えば樹脂から成り、パッシベーション膜８及びカラーフィルタ９を埋め尽くすように全面的に形成される。オンチップレンズ１１は、例えば凸状の樹脂から成り、光電変換部２２の直上となるコート膜１０の上面に設けられる。
【００３１】
基板２内に形成される光電変換部２２と、光電変換部２２の直上に設けられる光透過部（下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａ）、カラーフィルタ９及びオンチップレンズ１１と、から成る画素は、例えばマトリクス状に配置されている。具体的に例えば、当該画素は、カラーフィルタ９を透過する色に着目すると、ベイヤ配列となるように配置されている。
【００３２】
固体撮像素子１Ａでは、入射する光がオンチップレンズ１１で集光され、カラーフィルタ９を透過する。このとき、カラーフィルタ９は、所定の色（波長）の光を選択的に透過させる。カラーフィルタ９を透過した光は、パッシベーション膜８、光透過部（下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａ）をそれぞれ透過して、基板２内に入射する。
【００３３】
基板２内に光が入射すると、光電変換部２２が光電変換によって電子を生成し、蓄積する。なお、厳密には、光電変換部２２と基板２の周囲の領域とでフォトダイオードが構成されており、光電変換部２２は、内部で生成した電子を蓄積するだけでなく、内部で生成した正孔を基板２の周囲の領域に排出するとともに、基板２の周囲の領域で生成した電子を取得して蓄積する。
【００３４】
そして、所定のタイミングでゲート電極４に所定の電圧を印加することで、光電変換部２２に蓄積した電子を、電荷読出部２３の直下に形成したチャネルを介して電荷転送部２４に読み出し、さらに紙面垂直方向に対して順次転送する。このとき、チャネルストップ部２５が形成されていることで、光電変換部２２に蓄積された電子の移動方向（図中左方向）と、電荷転送部２４に蓄積された電子の移動方向（紙面垂直方向）と、のそれぞれが限定される。そして、最終段まで転送された電子による電位を順次増幅することで、画像データが得られる。
【００３５】
次に、上述した固体撮像素子１Ａの製造方法について、図面を参照して説明する。図２〜９は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図である。
【００３６】
最初に、図２に示すように、ウェル２１、光電変換部２２、電荷読出部２３、電荷転送部２４及びチャネルストップ部２５を、基板２内にそれぞれ形成する。また、ゲート絶縁膜３、ゲート電極４、層間絶縁膜５及び遮光膜６を、基板２上にそれぞれ形成する。
【００３７】
具体的に例えば、まず、基板２の上面側（図中上側）からｐ型不純物（例えば、ホウ素）をイオン注入することで、ウェル２１を形成する。次に、ウェル２１にｎ型不純物（例えば、リンやヒ素）をイオン注入することで、光電変換部２２及び電荷転送部２４を形成する。また、ウェル２１にｐ型不純物をイオン注入することで、電荷読出部２３及びチャネルストップ部２５を形成する。
【００３８】
次に、熱酸化により、基板２の上面に膜厚３０ｎｍの酸化シリコン膜を形成する。さらに、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の成膜方法により、この酸化シリコン膜上に膜厚２００ｎｍのポリシリコン膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、この酸化シリコン膜及びポリシリコン膜の、光電変換部２２の直上に形成された部分を除去して、電荷読出部２３及び電荷転送部２４の直上に形成された部分を残す。これにより、ゲート絶縁膜３及びゲート電極４が形成される。
【００３９】
次に、熱酸化により、ゲート電極４ゲート電極の上面及び側面と、ゲート絶縁膜３が形成されていない基板２の上面と、のそれぞれに膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成する。これにより、層間絶縁膜５が形成される。
【００４０】
次に、ＣＶＤ等の成膜方法により、膜厚１００ｎｍのタングステン膜を全面的に形成する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、このタングステン膜の、光電変換部２２の直上に形成された部分を除去して、ゲート電極４の上方及び側方となる層間絶縁膜５の表面に形成された部分を残す。これにより、遮光膜６が形成される。そして、以上の工程により、図２に示す構造が得られる。
【００４１】
以下、基板２の上方で光電変換部２２を囲む位置に設けられた、ゲート絶縁膜３、ゲート電極４及び遮光膜６から成る部分を、凸部Ｐという。また、光電変換部２２の直上で凸部Ｐに囲まれた空間を、凹部Ｄという。なお、本発明の第１〜第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法では、図２の構造を得るための工程が共通している。
【００４２】
次に、図３に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、膜厚５０ｎｍの窒化シリコン膜を全面的に形成する。これにより、下地膜７０Ａが形成される。この下地膜７０Ａは、凸部Ｐの上面及び側面と、凹部Ｄの底面と、のそれぞれを覆うように形成される。
【００４３】
次に、図４に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、膜厚２００ｎｍの酸化シリコン膜を全面的に形成する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、この酸化シリコン膜の、凸部Ｐの上方に形成された部分を除去するとともに、凸部Ｐの側面に形成された下地膜７０Ａから所定の距離以内となる部分（後述の空隙Ｖ１Ａとなる部分）を除去して、凸部Ｐの側面に形成された下地膜７０Ａから所定の距離よりも離間した部分を残す。これにより、ダミー膜Ｕが形成される。
【００４４】
ダミー膜Ｕは、凹部Ｄの底面に形成された下地膜７０Ａ上に形成され、凸部Ｐ（厳密には、凸部Ｐの側面に形成された下地膜７０Ａ）との間に空隙Ｖ１Ａ（第１空隙）を有する。なお、ダミー膜Ｕの膜厚について、上述の例では２００ｎｍとしているが、ダミー膜Ｕの上面が凸部Ｐ上に形成された下地膜７０Ａの上面と同程度の位置となるような膜厚を選択すると、好ましい。
【００４５】
次に、図５に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、窒化シリコンから成る第１膜７１Ａを全面的に形成する。これにより、空隙Ｖ１Ａが第１膜７１Ａによって埋められるとともに、凸部Ｐの上面及びダミー膜Ｕの上面に第１膜７１Ａが形成される。
【００４６】
このとき、凸部Ｐが、その上面に形成される膜の応力によって破損することを抑制するため、凸部Ｐ上に形成される光透過部を成す膜の膜厚（図５の場合、下地膜７０Ａ及び第１膜７１Ａの合計膜厚）は、４５０ｎｍ以下であると、好ましい。そこで、この工程で形成する第１膜７１Ａの膜厚を、例えば４００ｎｍとする。
【００４７】
この工程では、凹部Ｄ内の一部にダミー膜Ｕを設けることで形成された空隙Ｖ１Ａを、第１膜７１Ａで埋めるため、凹部Ｄの全てを第１膜７１Ａで埋める場合と比較して、必要となる第１膜７１Ａの膜厚を小さくすることができる。なお、空隙Ｖ１Ａの幅（図中左右方向の長さ）を、例えば７００ｎｍ以下にすると、上述の条件で空隙Ｖ１Ａを埋め尽くすことができる。
【００４８】
次に、図６に示すように、エッチバックやＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の平坦化方法により、ダミー膜Ｕの上面が表出するまで第１膜７１Ａを除去する。これにより、凸部Ｐの上方に形成されていた第１膜７１Ａが除去される。
【００４９】
次に、図７に示すように、ウェットエッチング等の除去方法により、ダミー膜Ｕを選択的に除去する。これにより、凹部Ｄ内において、第１膜７１Ａ間に空隙Ｖ２Ａ（第２空隙）が形成される。なお、上述のように、下地膜７０Ａ及び第１膜７１Ａを成す材料（例えば、窒化シリコン）と、ダミー膜Ｕを成す材料（例えば、酸化シリコン）と、が異なる場合、所定のエッチャント（例えば、フッ酸）を用いたウェットエッチングによって、容易に他の膜の侵食を防止しながらダミー膜Ｕを選択的に除去することができるため、好ましい。
【００５０】
次に、図８に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、窒化シリコンから成る第２膜７２Ａを全面的に形成する。これにより、空隙Ｖ２Ａが第２膜７２Ａによって埋められるとともに、凸部Ｐの上方及び凹部Ｄの上方に第２膜７２Ａが形成される。
【００５１】
このとき、凸部Ｐが、その上面に形成される光透過部を成す膜の応力によって破損することを抑制するため、凸部Ｐ上に形成される光透過部を成す膜の膜厚（図８の場合、下地膜７０Ａ及び第２膜７２Ａの合計膜厚）は、４５０ｎｍ以下であると、好ましい。そこで、この工程で形成する第２膜７２Ａの膜厚を、例えば４００ｎｍとする。
【００５２】
この工程では、凹部Ｄ内の一部に第１膜７１Ａを設けることで形成された空隙Ｖ２Ａを、第２膜７２Ａで埋めるため、凹部Ｄの全てを第２膜７２Ａで埋める場合と比較して、必要となる第２膜７２Ａの膜厚を小さくすることができる。なお、空隙Ｖ２Ａの幅（即ち、ダミー膜Ｕの幅）を、例えば７００ｎｍ以下にすると、上述の条件で空隙Ｖ２Ａ（即ち、凹部Ｄの残部）を埋め尽くすことができる。
【００５３】
次に、図９に示すように、エッチバックやＣＭＰ等の平坦化方法により、凸部Ｐの上方及び凹部Ｄのそれぞれの上方に形成された第２膜７２Ａを除去する。これにより、凸部Ｐの上方及び凹部Ｄの上方に形成された第２膜７２Ａが除去されるとともに、表面が平坦化される。
【００５４】
以上の図３〜９に示した工程により、凹部Ｄ内に光透過部（下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａ）が形成される。そして、図９に示す工程の後、パッシベーション膜８、カラーフィルタ９、コート膜１０及びオンチップレンズ１１を順次形成することで、図１に示す構造の固体撮像素子１Ａが得られる。
【００５５】
パッシベーション膜８は、窒化シリコン膜を全面的に形成することで形成される。また、カラーフィルタ９、コート膜１０及びオンチップレンズ１１は、それぞれ樹脂を塗布して感光することによって形成される。なお、本発明の第１〜第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法では、光透過部を形成した後の工程（パッシベーション膜８、カラーフィルタ９、コート膜１０及びオンチップレンズ１１を順次形成する工程）が、共通している。
【００５６】
以上説明した本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａの製造方法では、凹部Ｄの一部を第１膜７１Ａで埋めた後、凸部Ｐ上に形成される第１膜７１Ａを除去して膜厚を小さくしてから、第２膜７２Ａの成膜を行って凹部Ｄの残部を埋めることで、光透過部を形成する。そのため、光透過部内にボイドが形成されたり、凸部Ｐが応力を受けて破損したりすることを抑制することが可能となる。したがって、固体撮像素子１Ａの特性の劣化を抑制しながら光透過部を形成することが可能となる。
【００５７】
なお、図４〜６では、１つの凹部Ｄの中に１つのダミー膜Ｕを形成する場合について例示しているが、凹部Ｄの中に複数のダミー膜Ｕを形成してもよい。この場合、第１膜７１Ａが、空隙Ｖ１Ａを埋めるだけでなく、ダミー膜間の空隙をも埋めることになる。さらにこの場合、空隙Ｖ１Ａと同様に、ダミー膜間の空隙も幅が７００ｎｍ以下であると、好ましい。
【００５８】
また、図５では、空隙Ｖ１Ａを第１膜７１Ａで埋め尽くす場合について例示しているが、空隙Ｖ１Ａが第１膜７１Ａによって埋め尽くされなくてもよい。この場合、空隙Ｖ１Ａの第１膜７１Ａによって埋められなかった部分は、図８に示す工程で第２膜７２Ａによって埋められる。
【００５９】
また、図６では、凸部Ｐの上方において、第１膜７１Ａを完全に除去する場合について例示しているが、さらに下地膜７０Ａの一部または全部を除去してもよい。また反対に、凸部Ｐの上方に第１膜７１Ａの一部を残留させてもよい。
【００６０】
また、図９では、凸部Ｐの上方において、第２膜７２Ａを完全に除去する場合について例示しているが、さらに下地膜７０Ａの一部または全部（図６で凸部Ｐの上方に第１膜７１Ａを残留させた場合は、第１膜７１Ａの一部または全部、もしくは、第１膜７１Ａの全部及び下地膜７０Ａの一部または全部）を除去してもよい。また反対に、凸部Ｐの上方に第２膜７２Ａの一部を残留させてもよい。
【００６１】
また、下地膜７０Ａは、必ずしも形成しなくてもよい。ただし、下地膜７０Ａを形成すると、容易に他の膜の侵食を防止しながらダミー膜Ｕを選択的に除去することができるため、好ましい。
【００６２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法について説明する。なお、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法は、上述した本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法と大部分が共通する。そのため、以下では、本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法の異なる部分について中心に説明し、共通する部分については説明を省略する。
【００６３】
最初に、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の構造例について、図面を最初して説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の構造例について示す断面図である。
【００６４】
図１０に示すように、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子１Ｂは、下地膜７０Ａ（図１参照）を備えないことと、第１膜７１Ｂ及び第２膜７２Ｂの構造と、を除いて、図１に示した本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａと共通の構造を有する。なお、第１膜７１Ｂは、凸部Ｐ（図２〜９参照）の側面及び凹部Ｄ（図２〜９参照）の底面に設けられ、第２膜７２Ｂは、凹部Ｄ内で第１膜７１Ｂが設けられていない部分（凹部Ｄの上部の中央部分）に設けられる。
【００６５】
次に、上述した固体撮像素子１Ｂの製造方法について、図面を参照して説明する。図１１〜１６は、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図である。なお、上述のように、図２に示す構造を得るまでの工程は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａと共通しているため、この工程については説明を省略する。
【００６６】
まず、図１１に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、凹部Ｄの深さ（図中上下方向の長さ）よりも膜厚が小さい窒化シリコンから成る第１膜７１Ｂを、全面的に形成する。これにより、凹部Ｄを埋め尽くさない程度で、第１膜７１Ｂが形成される。具体的には、凸部Ｐの上面及び側面と、凹部Ｄの底面と、のそれぞれに第１膜７１Ｂが形成される。
【００６７】
このとき、凸部Ｐが、その上面に形成される膜の応力によって破損することを抑制するため、凸部Ｐ上に形成される光透過部を成す膜の膜厚（図１１の場合、第１膜７１Ｂの膜厚）は、４５０ｎｍ以下であると、好ましい。そこで、この工程で形成する第１膜７１Ｂの膜厚を、例えば４００ｎｍとする。
【００６８】
次に、図１２に示すように、スピンコート等の塗布方法により、フォトレジストや有機反射防止膜を全面的に塗布するとともに硬化させる。これにより、平坦な表面を有するレジスト膜Ｒが形成される。
【００６９】
次に、図１３に示すように、エッチバック等の平坦化方法により、凸部Ｐの上面（遮光膜６）が表出するまでレジスト膜Ｒ及び第１膜７１Ｂを除去する。これにより、凸部Ｐの上面に形成された第１膜７１Ｂが除去される。
【００７０】
次に、図１４に示すように、溶剤等への溶出によって、残留したレジストＲを除去する。これにより、凸部Ｐの側面と凹部の底面とに形成されて上面の中央部分に窪みＨ（凹部Ｄの第１膜７１Ｂで埋められていない部分）を有する第１膜７１Ｂが形成される。
【００７１】
次に、図１５に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、窒化シリコンから成る第２膜７２Ｂを全面的に形成する。これにより、第１膜７１Ｂが有する窪みＨが第２膜７２Ｂによって埋められるとともに、凸部Ｐの上面及び凹部Ｄの上方に第２膜７２Ｂが形成される。
【００７２】
このとき、凸部Ｐが、その上面に形成される光透過部を成す膜の応力によって破損することを抑制するため、凸部Ｐ上に形成される光透過部を成す膜の膜厚（図１５の場合、第２膜７２Ｂの膜厚）は、４５０ｎｍ以下であると、好ましい。そこで、この工程で形成する第２膜７２Ｂの膜厚を、例えば４００ｎｍとする。
【００７３】
次に、図１６に示すように、エッチバックやＣＭＰ等の平坦化方法により、凸部Ｐの上面及び凹部Ｄのそれぞれの上方に形成された第２膜７２Ｂを除去する。これにより、凸部Ｐの上面に形成された第２膜７２Ｂが除去されるとともに、表面が平坦化される。
【００７４】
以上の図１１〜１６に示した工程により、凹部Ｄ内に光透過部（第１膜７１Ｂ及び第２膜７２Ｂ）が形成される。そして、図１６に示す工程の後、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａの製造方法と同様に、パッシベーション膜８、カラーフィルタ９、コート膜１０及びオンチップレンズ１１を順次形成することで、図１０に示す構造の固体撮像素子１Ｂが得られる。
【００７５】
以上説明した本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子１Ｂの製造方法でも、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａの製造方法と同様に、固体撮像素子１Ｂの特性の劣化を抑制しながら光透過部を形成することが可能となる。
【００７６】
また、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子１Ｂの製造方法では、第１膜７１Ｂ及び第２膜７２Ｂを順番に成膜するという簡易な方法で、光透過部を製造することが可能である。
【００７７】
さらに、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子１Ｂの製造方法では、第１膜７１Ｂを埋め込む空間（凹部Ｄ）のアスペクト比と、第２膜７２Ｂを埋め込む空間（窪みＨ）のアスペクト比と、を共に小さくすることができる。したがって、ボイドの発生を効果的に抑制することが可能である。
【００７８】
なお、図１２及び図１３では、レジスト膜Ｒを形成した上でエッチバックを行う場合について例示しているが、レジスト膜Ｒを形成せずにＣＭＰを行なってもよい。
【００７９】
また、図１３では、凸部Ｐの上方において、第１膜７１Ｂを完全に除去する場合について例示しているが、第１膜７１Ｂの一部を残留させてもよい。
【００８０】
また、図１６では、凸部Ｐの上方において、第２膜７２Ｂを完全に除去する場合について例示しているが、図１３で第１膜７１Ｂを残留させた場合は、さらに第１膜７１Ｂの一部または全部を除去してもよい。また反対に、凸部Ｐの上方に第２膜７２Ｂの一部を残留させてもよい。
【００８１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法について説明する。なお、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法は、上述した本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法と大部分が共通する。そのため、以下では、本発明の第１実施形態及び第３実施形態に係る固体撮像素子の構造例及び製造方法の異なる部分について中心に説明し、共通する部分については説明を省略する。
【００８２】
最初に、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の構造例について、図面を最初して説明する。図１７は、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の構造例について示す断面図である。
【００８３】
図１７に示すように、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子１Ｃは、下地膜７０Ａ（図１参照）を備えないことと、第１膜７１Ｃ及び第２膜７２Ｃの構造と、を除いて、図１に示した本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａと共通の構造を有する。なお、第１膜７１Ｃは、凸部Ｐ（図２〜９参照）の側面から離間した凹部Ｄ（図２〜９参照）の底面に設けられ、第２膜７２Ｃは、凹部Ｄ内で第１膜７１Ｃが設けられていない部分（凸部Ｐの側面及び凹部Ｄの上部）に設けられる。
【００８４】
次に、上述した固体撮像素子１Ｃの製造方法について、図面を参照して説明する。図１８〜２１は、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法について示す工程断面図である。なお、上述のように、図２に示す構造を得るまでの工程は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａと共通しているため、この工程については説明を省略する。
【００８５】
まず、図１８に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、凹部Ｄの深さ（図中上下方向の長さ）よりも小さい膜厚の窒化シリコンから成る第１膜７１Ｃを、全面的に形成する。これにより、凹部Ｄを埋め尽くさない程度で、第１膜７１Ｃが形成される。具体的には、凸部Ｐの上面及び側面と、凹部Ｄの底面と、のそれぞれに第１膜７１Ｃが形成される。
【００８６】
このとき、凸部Ｐが、その上面に形成される膜の応力によって破損することを抑制するため、凸部Ｐ上に形成される光透過部を成す膜の膜厚（図１８の場合、第１膜７１Ｃの膜厚）は、４５０ｎｍ以下であると、好ましい。そこで、この工程で形成する第１膜７１Ｃの膜厚を、例えば４００ｎｍとする。
【００８７】
次に、図１９に示すように、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、第１膜７１Ｃの、凸部Ｐの上方に形成された部分を除去するとともに、凸部Ｐの側面から所定の距離以内となる部分を除去して、凸部Ｐの側面から所定の距離よりも離間した部分を残す。これにより、凸部Ｐとの間に空隙Ｖ２Ｃ（第３空隙）を有した第１膜７１Ｃが形成される。
【００８８】
次に、図２０に示すように、ＣＶＤ等の成膜方法により、窒化シリコンから成る第２膜７１Ｃを全面的に形成する。これにより、空隙Ｖ２Ｃが第２膜７２Ｃによって埋められるとともに、凸部Ｐの上面及び第１膜７１Ｃの上方に第２膜７２Ｃが形成される。
【００８９】
このとき、凸部Ｐが、その上面に形成される膜の応力によって破損することを抑制するため、凸部Ｐ上に形成される光透過部を成す膜の膜厚（図２０の場合、第２膜７２Ｃの膜厚）は、４５０ｎｍ以下であると、好ましい。そこで、この工程で形成する第２膜７２Ｃの膜厚を、例えば４００ｎｍとする。
【００９０】
この工程では、凹部Ｄ内の一部に第１膜７１Ｃを設けることで形成された空隙Ｖ２Ｃと、第１膜７１Ｃの上方と、をそれぞれ第２膜７２Ｃで埋めるため、凹部Ｄの全てを第２膜７２Ｃで埋める場合と比較して、必要となる第２膜７２Ｃの膜厚を小さくすることができる。なお、空隙Ｖ２Ｃの幅（図中左右方向の長さ）を、例えば７００ｎｍ以下にすると、上述の条件で空隙Ｖ２Ｃ及び第１膜７１Ｃの上方（即ち、凹部Ｄの残部）を埋め尽くすことができる。
【００９１】
次に、図２１に示すように、エッチバックやＣＭＰ等の平坦化方法により、凸部Ｐの上面（遮光膜６）が表出するまで第２膜７２Ｃを除去する。これにより、凸部Ｐの上面及び凹部Ｄの上方に形成された第２膜７２Ｃが除去されるとともに、表面が平坦化される。なお、エッチバックによって第２膜７２Ｃを除去する場合、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子１Ｂの製造方法と同様に、レジスト膜Ｒを使用してもよい（図１２参照）。
【００９２】
以上の図１８〜２１に示した工程により、凹部Ｄ内に光透過部（第１膜７１Ｃ及び第２膜７２Ｃ）が形成される。そして、図２１に示す工程の後、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａの製造方法と同様に、パッシベーション膜８、カラーフィルタ９、コート膜１０及びオンチップレンズ１１を順次形成することで、図１７に示す構造の固体撮像素子１Ｃが得られる。
【００９３】
以上説明した本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子１Ｃの製造方法でも、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子１Ａの製造方法と同様に、固体撮像素子１Ｃの特性の劣化を抑制しながら光透過部を形成することが可能となる。
【００９４】
特に、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子１Ｃの製造方法では、第１膜７１Ｃ及び第２膜７２Ｃを順番に成膜するという簡易な方法で、光透過部を製造することが可能である。
【００９５】
なお、図１９では、凸部Ｐの上方において、第１膜７１Ｃを完全に除去する場合について例示しているが、第１膜７１Ｃの一部を残留させてもよい。同様に、空隙Ｖ２Ｃにおいて、底に第１膜７１Ｃの一部を残留させてもよい。
【００９６】
また、図２１では、凸部Ｐの上方において、第２膜７２Ｃを完全に除去する場合について例示しているが、図１９で第１膜７１Ｃを残留させた場合は、さらに第１膜７１Ｃの一部または全部を除去してもよい。また反対に、凸部Ｐの上方に第２膜７２Ｃの一部を残留させてもよい。
【００９７】
＜変形等＞
［１］  本発明の第１〜第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法では、基板２がｎ型、ウェル２１がｐ型、光電変換部２２がｎ型、電荷読出部２３がｐ型、電荷転送部２４がｎ型、チャネルストップ部２５がｐ型である場合について例示したが、これらの「ｐ型」及び「ｎ型」を全て逆にしてもよい。この場合は、光電変換部２２では正孔が蓄積され、電荷読出部２３及び電荷転送部２４では正孔が読み出されるとともに転送されることになる。
【００９８】
［２］  上述の第１〜第３実施形態に係る固体撮像素子１Ａ〜１Ｃにおいて、例えばパッシベーション膜８とカラーフィルタ９との間に、カラーフィルタ９を透過した光を集光することで光電変換部２２の入射効率を向上するインナーレンズを、さらに設けてもよい。
【００９９】
［３］  固体撮像素子１Ａ〜１Ｃとして、ＣＣＤイメージセンサを例示して説明したが、ＣＭＯＳイメージセンサなどの他の固体撮像素子における基板上の光透過部の作製についても、本発明の第１〜第３実施形態に係る固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法は、適用可能である。
【０１００】
＜まとめ＞
本発明の第１〜第３実施形態に係る固体撮像素子の製造方法は、例えば以下のように把握され得る。
【０１０１】
内部に光電変換部２２が形成されている基板２と、前記光電変換部２２を囲む位置で前記基板２の上方に突出するように形成される凸部Ｐと、前記凸部Ｐに囲まれた空間である凹部Ｄに形成される光透過部と、を備えた固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法であって、前記光透過部を成す材料の膜である第１膜７１Ａ〜７１Ｃを成膜することで、前記凹部Ｄ内の一部を前記第１膜７１Ａ〜７１Ｃで埋めるとともに、前記凸部Ｐの上面に前記第１膜７１Ａ〜７１Ｃを形成する第１膜形成ステップと、前記第１膜形成ステップ後に、前記凸部Ｐ上に形成された前記第１膜７１Ａ〜７１Ｃの少なくとも一部を除去することで、前記凸部Ｐ上の前記第１膜７１Ａ〜７１Ｃの膜厚を小さくする第１膜除去ステップと、前記第１膜除去ステップ後に、前記光透過部を成す材料の膜である第２膜７２Ａ〜７２Ｃを成膜することで、前記凹部Ｄ内の残部を前記第２膜７２Ａ〜７２Ｃで埋める第２膜形成ステップと、を備える。
【０１０２】
この固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法では、凹部Ｄの一部を第１膜７１Ａ〜７１Ｃで埋めた後、凸部Ｐ上に形成される第１膜７１Ａ〜７１Ｃを除去して膜厚を小さくしてから、第２膜７２Ａ〜７２Ｃの成膜を行って凹部Ｄの残部を埋めることで、光透過部を形成する。そのため、例えば光透過部内にボイドが形成されたり、凸部Ｐが応力を受けて破損したりすることを抑制することが可能となる。
【０１０３】
さらに、上記の固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法において、前記第１膜７１Ａ〜７１Ｃ及び前記第２膜７２Ａ〜７２Ｃは、同じ材料から成る。
【０１０４】
この固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法では、光透過部を成す第１膜７１Ａ〜７１Ｃ及び第２膜７２Ａ〜７２Ｃの屈折率差が小さくなるため、光電変換部２２の入射効率を高めることができる。
【０１０５】
さらに、上記の固体撮像素子１Ａの製造方法において、前記第１膜形成ステップ前に、前記凸部Ｐとの間に第１空隙Ｖ１Ａを有する少なくとも１つのダミー膜Ｕを前記凹部Ｄ内に形成するダミー膜形成ステップと、前記第１膜除去ステップ後かつ前記第２膜形成ステップ前に、前記ダミー膜Ｕを選択的に除去するダミー膜除去ステップと、をさらに備え、前記第１膜形成ステップは、前記ダミー膜Ｕの上部に前記第１膜７１Ａを形成するとともに、前記第１空隙Ｖ１Ａの少なくとも一部を埋めるように前記第１膜７１Ａを形成するものであり、前記第１膜除去ステップは、少なくとも前記ダミー膜Ｕの上面が表出するまで前記第１膜７１Ａを除去するものであり、前記第２膜形成ステップは、前記ダミー膜除去ステップによって形成された前記第１膜７１Ａ間の第２空隙Ｖ２Ａを埋めるように前記第２膜７２Ａを形成するものである。
【０１０６】
この固体撮像素子１Ａの製造方法では、凹部Ｄ内の一部にダミー膜Ｕを設けることで形成された第１空隙Ｖ１Ａを、第１膜７１Ａで埋めるため、凹部Ｄの全てを第１膜７１Ａで埋める場合と比較して、必要となる第１膜７１Ａの膜厚を小さくすることができる。また、凹部Ｄ内の一部に第１膜７１Ａを設けることで形成された第２空隙Ｖ２Ａを、第２膜７２Ａで埋めるため、凹部Ｄの全てを第２膜７２Ａで埋める場合と比較して、必要となる第２膜７２Ａの膜厚を小さくすることができる。したがって、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａの形成時に、凸部Ｐ上に形成される第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａの膜厚を小さくすることで、凸部Ｐが応力を受けて破損することを抑制することが可能となる。
【０１０７】
さらに、上記の固体撮像素子１Ａの製造方法において、前記ダミー膜形成ステップ前に、前記光透過部を成す材料の膜である下地膜７０Ａを成膜することで、前記凸部Ｐの上面及び側面と、前記凹部Ｄの底面と、のそれぞれを前記下地膜７０Ａで覆う下地膜形成ステップを、さらに備え、前記ダミー膜形成ステップは、前記凹部Ｄの底面に形成された前記下地膜７０Ａ上に、前記下地膜７０Ａ及び前記第１膜７１Ａとは異なる材料から成る前記ダミー膜Ｕを形成するものであり、前記ダミー膜除去ステップは、前記下地膜７０Ａ及び前記第１膜７１Ａを残して前記ダミー膜Ｕを選択的にエッチングして除去するものである。
【０１０８】
この固体撮像素子１Ａの製造方法では、容易に他の膜の侵食を防止しながらダミー膜Ｕを選択的に除去することができる。
【０１０９】
さらに、上記の固体撮像素子１Ａの製造方法において、前記下地膜、前記第１膜及び前記第２膜は、同じ材料から成る。
【０１１０】
この固体撮像素子１Ａの製造方法では、光透過部を成す下地膜７０Ａ、第１膜７１Ａ及び第２膜７２Ａの屈折率差が小さくなるため、光電変換部２２の入射効率を高めることができる。
【０１１１】
さらに、上記の固体撮像素子１Ｂ，１Ｃの製造方法において、前記第１膜形成ステップは、前記凹部Ｄの深さよりも膜厚が小さい前記第１膜７１Ｂ，７１Ｃを形成するものであり、前記第２膜形成ステップは、少なくとも前記第１膜７１Ｂ，７１Ｃの上面に前記第２膜７２Ｂ，７２Ｃを形成するものである。
【０１１２】
この固体撮像素子１Ｂ，１Ｃの製造方法では、第１膜７１Ｂ，７１Ｃ及び第２膜７２Ｂ，７２Ｃを順番に成膜するという簡易な方法で、光透過部を製造することが可能である。また、第１膜７１Ｂ，７１Ｃの形成時に、凹部Ｄの深さよりも膜厚が小さい第１膜７１Ｂ，７１Ｃを形成するため、凸部Ｐ上に形成される第１膜７１Ｂ，７１Ｃの膜厚が小さくなり、凸部Ｐが応力を受けて破損することを抑制することが可能となる。
【０１１３】
さらに、上記の固体撮像素子１Ｃの製造方法において、前記第１膜除去ステップは、前記凹部Ｄ内の前記第１膜７１Ｃと前記凸部Ｐとの間に第３空隙Ｖ２Ｃが形成されるように、前記第１膜７１Ｃを除去するものであり、前記第２膜形成ステップは、前記第３空隙Ｖ２Ｃを埋めるように前記第２膜７２Ｃを形成するものである。
【０１１４】
この固体撮像素子１Ｃの製造方法では、凹部Ｄ内の一部に第１膜７１Ｃを設けることで形成された空隙Ｖ２Ｃと、第１膜７１Ｃの上方と、をそれぞれ第２膜７２Ｃで埋めるため、凹部Ｄの全てを第２膜７２Ｃで埋める場合と比較して、必要となる第２膜７２Ｃの膜厚を小さくすることができる。したがって、第２膜７２Ｃの形成時に、凸部Ｐ上に形成される第２膜７２Ｃの膜厚を小さくすることで、凸部Ｐが応力を受けて破損することを抑制することが可能となる。
【０１１５】
さらに、上記の固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法において、前記凸部Ｐが、前記光電変換部２２が生成した電荷を転送するためのゲート電極４と、前記ゲート電極４の少なくとも上面を覆う遮光膜６と、を備えたものである。
【０１１６】
この固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法では、遮光膜６の剥がれやクラックなどによって固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの特性が劣化することを抑制することが可能となる。
【０１１７】
さらに、上記の固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法において、前記第２膜形成ステップ後に、前記凸部Ｐ上に形成された前記第２膜７２Ａ〜７２Ｃの少なくとも一部を除去することで、前記凸部Ｐ上の前記第２膜７２Ａ〜７２Ｃの膜厚を小さくする第２膜除去ステップを、さらに備える。
【０１１８】
この固体撮像素子１Ａ〜１Ｃの製造方法では、第２膜７２Ａ〜７２Ｃの形成後に、例えばパッシベーション膜８などの他の膜を形成したとしても、凸部Ｐが応力を受けて破損することを抑制することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、遮光した光電変換部２２を備えた固体撮像素子に、好適に利用され得る。
【符号の説明】
【０１２０】
１Ａ〜１Ｃ  ：  固体撮像素子
２        ：  基板
２１      ：  ウェル
２２      ：  光電変換部
２３      ：  電荷読出部
２４      ：  電荷転送部
２５      ：  チャネルストップ部
３        ：  ゲート絶縁膜
４        ：  ゲート電極
５        ：  層間絶縁膜
６        ：  遮光膜
７０Ａ    ：  下地膜
７１Ａ〜７１Ｃ  ：  第１膜
７２Ａ〜７２Ｃ  ：  第２膜
８        ：  パッシベーション膜
９        ：  カラーフィルタ
１０      ：  コート膜
１１      ：  オンチップレンズ
Ｄ        ：  凹部
Ｐ        ：  凸部
Ｕ        ：  ダミー膜
Ｖ１Ａ，ＶＣ１，Ｖ２Ａ  ：  空隙（第１空隙，第２空隙，第３空隙）
Ｒ        ：  レジスト膜
Ｈ        ：  窪み
【図１】
2014197583.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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