(57)【要約】【課題】光導波路部を備えた撮像素子の製造において、光導波路内部に空隙が発生しない方法で、簡便な高屈折率透明材料の埋め込み成膜方法を提供する。【解決手段】成膜時の真空度に大きな脈動を加えてＣＶＤを行う。高真空時にＣＶＤガス注入すると細孔内にＣＶＤガスが入り、膜形成。続いて、ＣＶＤガスを止め、高真空にすると細孔内の反応残さガスは排気。再びこれを繰り返すと、細孔内にＣＶＤガスが入り膜形成。この繰り返しで、空隙無く埋め込みができる。【選択図】  図５
2006324293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部に光を導く光導波路部を備えた撮像素子の製造方法であって、
前記受光部が形成された基板に絶縁層を形成するとともに、当該絶縁層における該受光部の上方に穴部を形成して、該基板と該絶縁層とからなる積層体を形成する工程と、
前記積層体を密閉容器内で加熱する加熱工程と、
化学反応により、前記絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率材料を生成する第１及び第２のガスを前記密閉容器へ導入し、該高屈折率材料からなる膜を前記穴部の内壁に形成する膜形成工程と、
前記膜形成工程の後、前記密閉容器内の真空度を、前記膜形成工程中の該密閉容器内の真空度よりも高くする真空工程と、
を備え、
前記膜形成工程と前記真空工程とを交互に複数回繰り返して行うことにより、前記穴部に前記高屈折率材料を充填して前記光導波路部を形成することを特徴とする撮像素子の製造方法。
【請求項２】
前記真空工程では、前記第１及び前記第２のガスのうち少なくとも一方のガスを前記密閉容器内へ導入することを阻止する手法、及び、該密閉容器内のガスを真空排気させる手法のうちの少なくとも一つの手法が行われている、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項３】
前記高屈折率材料は、酸化物材料である、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項４】
前記高屈折率材料は、窒化物材料である、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項５】
前記酸化物材料は、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化すず、酸化亜鉛のいずれかである、請求項３記載の撮像素子の製造方法。
【請求項６】
前記窒化物材料は、窒化シリコンである、請求項４記載の撮像素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１のガスは、有機金属化合物である、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項８】
前記有機金属化合物は、ペンタエトキシタンタル、テトラ−ｔ−ブトキシジルコニウム、テトラキス（ジピバロイルメタン）ジルコニウム、テトライソプロポキシチタン、ビス（ジピバロイルメタン）ジイソプロポキシチタン、ハフニウムテトラフルオロアセチルアセトナート、テトラ−ｎ―ブチルすず、二酢酸ジ−ｎ−ブチルすず、亜鉛アセチルアセトナートのいずれかである、請求項７記載の撮像素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１のガスは、シランである、請求項７記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２のガスは、酸化性ガスである、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第２のガスは、アンモニアガスである、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１２】
前記真空工程における真空度は、前記膜形成工程における真空度の少なくとも１０倍以上である、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２のガスは、前記加熱工程において供給された熱エネルギーにより前記化学反応をおこして前記高屈折率材料を生成する、または、該熱エネルギーと前記密閉容器に供給された高周波電力により生じたプラズマエネルギーとにより前記化学反応をおこして該高屈折率材料を生成する、請求項１に記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１４】
受光部が形成された基板と、該基板上に形成され、該受光部の上方に穴部を有する絶縁層と、該穴部内に、該絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率材料で形成された光導波路部と、を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造装置であって、
前記基板と前記絶縁層とで形成される積層体を密閉容器内で加熱させる加熱手段と、
前記密閉容器へ、化学反応により前記高屈折率材料を生成する第１及び第２のガスを供給するガス供給手段と、
前記密閉容器内の気体を排気する真空排気手段と、
前記ガス供給手段の作動及び前記真空排気手段の作動の少なくとも一方の作動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記真空容器内を、第１の真空状態と該第１の真空状態よりも真空度が低い第２の真空状態とに交互に複数回に亘って切り替えることを特徴とする撮像素子の製造装置。
【請求項１５】
受光部が形成された基板と、該基板上に形成され、該受光部の上方に穴部を有する絶縁層と、該穴部内に、該絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率材料で形成された光導波路部と、を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造装置であって、
前記基板と前記絶縁層とで形成される積層体を密閉容器内で加熱させる加熱手段と、
前記密閉容器内でプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記密閉容器へ、反応により前記高屈折率材料を生成する第１及び第２のガスを供給するガス供給手段と、
前記密閉容器内の気体を排気する真空排気手段と、
前記光導波路部形成手段の作動及び前記真空排気手段の作動の少なくとも一方の作動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記真空容器内を、第１の真空状態と該第１の真空状態よりも真空度が低い第２の真空状態とに交互に複数回に亘って切り替えることを特徴とする撮像素子の製造装置。
【請求項１６】
さらに、
前記第１のガスの前記密閉容器への供給を制御する第１バルブと、
前記第２のガスの前記密閉容器への供給を制御する第２バルブと、
前記密閉容器と前記真空排気手段との接続部分に設けられ、該密閉容器内の真空度を制御する第３バルブと、
を備え、
前記制御手段は、前記第１及び前記第２バルブが閉状態であり、前記第３バルブが開状態である第１状態と、前記第１及び第２バルブが開状態であり、前記第３バルブが閉状態である第２状態とに交互に複数回に亘って切り替えるバルブ開閉制御手段である、請求項１４または１５に記載の撮像素子の製造装置。
【請求項１７】
前記密閉容器には、前記穴部が形成されている前記積層体を保持する保持台が設けられており、
前記保持台は、その保持台の略中心点を通る中心軸を中心として、該積層体を回転可能に保持する、請求項１４または１５に記載の撮像素子の製造装置。
【請求項１８】
前記保持台の回転速度が、１２０回／分以上１５００回／分以下である、請求項１４または１５に記載の撮像素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子の製造方法及び撮像素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、ますます高画素化の方向に向かって進歩している。そのキーデバイスである固体撮像素子は、画素密度を上げるために、ますます微細化が求められている。そのために、個々の画素の感度向上が求められている。
【０００３】
これを実現するため、受光部の上方にオンチップマイクロレンズや層内レンズなどを設けることにより、集光効率の向上を図った固体撮像素子が提案されている。例えば、特許文献１には、層内レンズ付き半導体装置およびその製造方法が開示されている。具体的には、図８に示すように、層内レンズ付きＣＣＤ固体撮像素子５０は、受光素子を内部に備えた半導体基板３１と、半導体基板３１の受光部３２の上に配設された透明材料からなるオーバーコート層４０と、オーバーコート層４０上に形成された層内レンズ４３と、層内レンズ４３上に形成された上面が平坦な第１透明膜４４と、第１透明膜４４上に形成された上面が平坦な第２透明膜４５と、を備えていると、記載されている。
【０００４】
また、近年、さらに高画素化の要求が高まっており、さらに画素密度を上げるために、ますます画素の微細化が求められている。そのために、個々の画素の感度向上が、いっそう求められている。更なる感度向上の一つの方法として、光導波路を備えた撮像素子が考えられている。その一例として、特許文献１に記載の層内レンズ付きＣＣＤ固体撮像素子５０における層内レンズ４３に代わって、基板表面の受光部の直上に光導波路を設けて、この光導波路上にオンチップレンズを設けた構成の撮像素子構造が提案されている。これにより、オンチップレンズによってとらえられた光を効率良く受光部に導き、受光部に集光させることができる。ここでは、図９を用いて、特許文献２に記載されている固体撮像素子の構成を示す。
【０００５】
図９に示すように、固体撮像素子７０は、基体６１の表層部に設けられて光電変換をなす受光センサ部６２と、受光センサ部６２から読み出された信号電荷を転送する電荷転送部６３と、基体６１上であって電荷転送部６３の略直上位置に絶縁膜を介して設けられた転送電極６５と、を備えており、転送電極６５上を覆い、かつ受光センサ部６２の直上位置の一部に孔部６７を形成した状態で平坦化膜６６が設けられ、孔部６７の内面上に該内面を覆って平坦化膜６６より屈折率が大きい第１の透明膜６８が設けられ、さらにこの第１の透明膜６８の内面上に内面覆って第１の透明膜６８より屈折率が小さい第２の透明膜６９が設けられてなる。これにより、孔部６７内に入射した光のうち受光センサ部６２の表面に対し斜めに入射して第２の透明膜６９と第１の透明膜６８との界面に到った光が、第２の透明膜６９と第１の透明膜６８との屈折率差によってこの界面で屈折し、第１の透明膜６８と平坦化膜６６との界面側に導かれる。すると、この第１の透明膜６８と平坦化膜６６との界面側に導かれた光は、第１の透明膜６８と平坦化膜６６との界面にて第１の透明膜６８と平坦化膜６６との屈折率差により例えば全反射し、これによって孔部６７内に戻されて受光センサ部６２上に入射する。そのため、受光センサ部６２の表面に対して斜めに入射した光をも効率よく受光センサ部６２上に集光することができ、これにより感度向上を図ることができる、と記載されている。
【０００６】
ところで、上記の固体撮像素子の構造の特徴である光導波路構造を作るためには、光導波路用に作製された孔部内に高屈折率の透明材料を埋め込む必要がある。そして、このような光導波路構造をつくるために、原料ガスを熱やプラズマなどで分解し、化学反応させて薄膜形成するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法が、一般的な製法として用いられている。しかし、この方法では、以下に示すような課題があった。
【０００７】
上述のように、最近では、画素数を向上させる必要があり、その結果として、画素面積が相対的に小さくなるため、孔部の開口部が小さくなる。よって、開口の径に対する深さで示されるアスペクト比は、相対的に大きくなる。そのため、一般的な、原料ガスの化学反応による薄膜作製方法であるＣＶＤ法による埋め込みが困難になってくる。具体的には、アスペクト比が大きい場合、孔部を高屈折率材料で埋め込もうとすると、その導波路内の中央部には、図１０に示すように、その材料が存在しない空隙４が発生してしまう。というのは、原料ガスは、孔部の内壁面に吸着され、化学分解されて高屈折率透明材料となるが、そのときに、成膜の進行とともに、次第に孔にの内径が小さくなるため、孔部への原料ガスの進入が難しくなり、その結果、内部に空隙４を残したまま、開口が閉じられてしまうからである。そして、光導波路部に空隙４が発生してしまうと、受光部は、空隙４内を通過した光と光導波路部のみを通過した光とを受光することとなり、正しく光電変換されない虞がある。従って、空隙４が発生してしまった撮像素子は、空隙４が発生していない撮像素子に比べて、性能低下を招来する。従って、空隙４が発生することなく光導波路部を形成することが好ましい。
【０００８】
そして、上記の光導波路用の孔部内を埋め込む際の空隙発生を防止するために、新しい工夫がなされている。例えば、特許文献３には、ゾルゲル法と類似の方法を採用した固体撮像装置の製造方法が提案されている。具体的には、受光部を備えた基板上に絶縁膜を形成する工程と、受光部上の絶縁膜部分に開口部を形成する工程と、開口部内を埋め込む状態で絶縁膜上に光透過性材料膜を形成する工程とを行い、開口部内を光透過性材料膜で埋め込んでなる導波路を受光部上に形成する固体撮像装置の製造方法において、光透過性材料膜を形成する工程では、光透過性材料を溶解させた溶液のミストを成膜面に供給して液膜を形成し、次いでこの液膜を焼成する。これにより、埋め込み特性良好に導波路用の開口部内を埋め込むことが可能になり、撮像特性の良好な固体撮像装置を得ることができる、と記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２２４２５１号公報
【特許文献２】特開平１１−１２１７２５号公報
【特許文献３】特開２００３−２８２８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載の方法は、液膜形成と焼成とを複数回繰り返すという方法であるため、工程数が多くなること、さらに、その際の一回の液膜量が多すぎると、孔部内に残渣が残りやすいこと、などの課題がある。さらに、液膜形成には、その原料のミスト（霧状態の液）の粒径を、光導波路用孔部の直径よりも小さく、且つ、精度良く制御しなければ、孔部内に原料のミストが入らないため、空隙の発生原因である。従って、孔部の底部にまで原料ミストを到達させるためには、ミストの粒子径の制御が必要である。さらに、製造工程が複雑であるため、出来上がった光導波路構造の特性に影響を及ぼしやすいなど問題が多々存在する。
【００１０】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便な方法で、微細で高アスペクト比の光導波路を容易に得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発明者たちは、原料ガスを分解し、化学反応により、高屈折率材料膜を作る工法の研究を長く続けてきた中で、孔部の埋め込みにおいて、成膜時の原料ガス及び反応ガスの供給と反応後残渣ガスの排気の制御とを最適に行えば、均質膜の埋め込みが可能であることを見出した。すなわち、まず、孔部を高真空状態とする。次に、原料ガス及び反応ガスを孔部に供給する。すると、孔部の内壁面付近において、原料ガスと反応ガスとが反応し、その結果、内壁面に高屈折率材料からなる膜が形成される。続いて、原料ガス及び反応ガスの供給を止めて、孔部を再び高真空状態とする。このとき、孔部には、過剰に供給された原料ガスまたは反応ガスや、反応後成膜されなかった反応後残渣ガスなどが、充填されている。そのため、孔部を、再び、高真空状態とすると、孔部に充填されているガスが排気される。続いて、原料ガス及び反応ガスを孔部へ供給し、成膜させる。そして、この高真空状態と低真空状態とを繰り返し行うことにより、孔部に高屈折率材料を空隙無く埋め込みができるということを本願発明者らは見出した。
【００１２】
前記の従来の課題解決を達成するために、本発明の撮像素子の製造方法は、受光部に光を導く光導波路部を備えた撮像素子を製造する方法である。そして、前記受光部が形成された基板に絶縁層を形成するとともに、当該絶縁層における該受光部の上方に穴部を形成して、該基板と該絶縁層とからなる積層体を形成する工程と、前記積層体を密閉容器内で加熱する加熱工程と、化学反応により、前記絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率材料を生成する第１及び第２のガスを前記密閉容器へ導入し、該高屈折率材料からなる膜を前記穴部の内壁に形成する膜形成工程と、前記膜形成工程の後、前記密閉容器内の真空度を、前記膜形成工程中の該密閉容器内の真空度よりも高くする真空工程と、を備え、前記膜形成工程と前記真空工程とを交互に複数回繰り返して行うことにより、前記穴部に前記高屈折率材料を充填して前記光導波路部を形成する。なお、「真空度」とは、理想的な真空にどの程度接近しているかを示す目安であり、残留気体の圧力で表す。また、後述の実施形態に示すように、基板の表面には、酸化膜が形成されていてもよい。
【００１３】
ここで、本発明の撮像素子の製造方法は、前記真空工程では、前記第１及び前記第２のガスのうち少なくとも一方のガスを前記密閉容器内へ導入することを阻止する手法、及び、該密閉容器内のガスを真空排気させる手法のうちの少なくとも一つの手法が行われていることが好ましい。なお、「真空排気」とは、内部空間の気圧が真空となるように、その空間内に存在する気体を外部へ排気させることを意味する。
【００１４】
また、本発明の撮像素子の製造方法では、前記高屈折率材料は、酸化物材料であってもよく、酸化物材料としては、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化すず、酸化亜鉛のいずれかであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の撮像素子の製造方法では、前記高屈折率材料は、窒化物材料であってもよく、前記窒化物材料は、窒化シリコンであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の撮像素子の製造方法では、前記第１のガスは、有機金属化合物であってもよく、前記有機金属化合物は、ペンタエトキシタンタル、テトラ−ｔ−ブトキシジルコニウム、テトラキス（ジピバロイルメタン）ジルコニウム、テトライソプロポキシチタン、ビス（ジピバロイルメタン）ジイソプロポキシチタン、ハフニウムテトラフルオロアセチルアセトナート、テトラ−ｎ―ブチルすず、二酢酸ジ−ｎ−ブチルすず、亜鉛アセチルアセトナートのいずれかであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の撮像素子の製造方法では、前記第１のガスは、シランであってもよい。
【００１８】
また、本発明の撮像素子の製造方法では、前記第２のガスは、酸化性ガスであってもよく、アンモニアガスであってもよい。なお、「酸化性ガス」とは、酸化反応を起こしやすい気体を意味する。
【００１９】
また、本発明の撮像素子の製造方法では、前記真空工程における真空度は、前記膜形成工程における真空度の少なくとも１０倍以上であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の撮像素子の製造方法では、前記第１及び第２のガスは、前記加熱工程において供給された熱エネルギーにより前記化学反応をおこして前記高屈折率材料を生成する、または、該熱エネルギーと前記密閉容器に供給された高周波電力により生じたプラズマエネルギーとにより前記化学反応をおこして該高屈折率材料を生成することが好ましい。
【００２１】
本発明の第１の撮像素子の製造装置は、受光部が形成された基板と、該基板上に形成され、該受光部の上方に穴部を有する絶縁層と、該穴部内に、該絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率材料で形成された光導波路部と、を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造装置である。そして、前記基板と前記絶縁層とで形成される積層体を密閉容器内で加熱させる加熱手段と、前記密閉容器へ、化学反応により前記高屈折率材料を生成する第１及び第２のガスを供給するガス供給手段と、前記密閉容器内の気体を排気する真空排気手段と、前記ガス供給手段の作動及び前記真空排気手段の作動の少なくとも一方の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記真空容器内を、第１の真空状態と該第１の真空状態よりも真空度が低い第２の真空状態とに交互に複数回に亘って切り替える。
【００２２】
本発明の第２の撮像素子の製造装置は、受光部が形成された基板と、該基板上に形成され、該受光部の上方に穴部を有する絶縁層と、該穴部内に、該絶縁層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率材料で形成された光導波路部と、を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造装置である。そして、前記基板と前記絶縁層とで形成される積層体を密閉容器内で加熱させる加熱手段と、前記密閉容器内でプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記密閉容器へ、反応により前記高屈折率材料を生成する第１及び第２のガスを供給するガス供給手段と、前記密閉容器内の気体を排気する真空排気手段と、前記光導波路部形成手段の作動及び前記真空排気手段の作動の少なくとも一方の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記真空容器内を、第１の真空状態と該第１の真空状態よりも真空度が低い第２の真空状態とに交互に複数回に亘って切り替える。
【００２３】
ここで、第１及び第２の撮像素子の製造装置は、さらに、前記第１のガスの前記密閉容器への供給を制御する第１バルブと、前記第２のガスの前記密閉容器への供給を制御する第２バルブと、前記密閉容器と前記真空排気手段との接続部分に設けられ、該密閉容器内の真空度を制御する第３バルブと、を備え、前記制御手段は、前記第１及び前記第２バルブが閉状態であり、前記第３バルブが開状態である第１状態と、前記第１及び第２バルブが開状態であり、前記第３バルブが閉状態である第２状態とに交互に複数回に亘って切り替えるバルブ開閉制御手段であることが好ましい。
【００２４】
また、第１及び第２の撮像素子の製造装置は、前記密閉容器には、前記積層体を保持する保持台が設けられており、前記保持台は、前記穴部が形成されている前記積層体の表面の略中心点を通る中心軸を中心として、該積層体を回転可能に保持することが好ましい。
【００２５】
また、第１及び第２の撮像素子の製造装置は、前記保持台の回転速度が、１２０回／分以上１５００回／分以下であることが好ましい。これにより、膜形成の際に、原料ガスの流れが基板表面付近で層流状態を作り、より均一な反応が起こって、良質な高屈折率材料からなる膜が形成されることになる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によると、成膜時の原料ガス及び反応ガスの供給と反応後残渣ガスの排気の制御とを最適に行うことができる排気脈動作用を持つ膜の製造方法、及びそれを行うことができる製造装置を採用することにより、集光効率に優れた光導波路構造の固体撮像素子が容易に得られる。さらに、原料にミスト（霧状液体）ではなく、ガス（蒸気）を用いるので、孔部の直径が小さくなっても、孔部の開口の大きさにかかわらず、高屈折率材料の埋め込みが可能になる。すなわち、本発明では、高解像度化により画素が小さくなっても、その光導波路構造の撮像素子の製造が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されない。
【００２８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、本実施形態における撮像素子１０の構成を示す。なお、撮像素子１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）固体撮像装置などに適用させることができる。
【００３０】
図１は、撮像素子１０の断面図である。図１において、シリコン基板（不図示）の表面（他方の表面）には、光を受光して光電変換を行う受光部１００と、チャネルストッパ１１１と、転送チャネル１１２と、読み出しゲート部１１３とが形成されている。これらの素子が形成されたシリコン基板表面には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる第１の絶縁膜１０１ａが形成されている。そして、受光部１００の上方には、第１の絶縁膜１０１ａを挟んで、高屈折率の透明材料（高屈折率材料；以下、高屈折率透明材料という）からなる光導波路１が形成されている。高屈折率透明材料は、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）または酸化チタン（ＴｉＯ2）などの酸化物系材料や窒化シリコンなどの窒化物系材料であり、後述の層間絶縁膜（絶縁層）１０２の屈折率よりも高い屈折率を有する。また、チャネルストッパ１１１と転送チャネル１１２と読み出しゲート部１１３の上方には、第１の絶縁膜１０１ａを挟んで、ポリシリコン（ｐ-Ｓｉ）からなる転送電極１０９と、タングステン（Ｗ）からなる遮光膜１１０とが形成され、これら両者は、酸化シリコンからなる第２の絶縁膜１０１ｂにより絶縁されている。さらに遮光膜１１０の上方には、酸化シリコンを主成分とし、ボロンとリンを添加したＢＰＳＧ（ホウ素リンシリケートガラス）からなる屈折率が１．４５の層間絶縁膜１０２が形成されている。そして、光導波路１の上には、パッシベーション膜１１６、カラーフィルタ１０７、オンチップマイクロレンズ１０８が順に配置されている。
【００３１】
そして、撮像素子１０に対して垂直に入射した光は、オンチップマイクロレンズ１０８で集光され、カラーフィルター１０７で色分離された後、光導波路１を通過して受光部１００に入射されて光電変換される。この受光部１００で発生した信号電荷は、読み出しゲ−ト１１３から転送チヤンネル１１２に読み出され、転送電極１０９により転送される。
【００３２】
次に、図１に示す撮像素子１０の製造方法について、その製造工程を示す図２を参照しながら説明する。
【００３３】
まず、Ｐ型のシリコン基板に、例えばリン等のｎ型不純物をイオン注入等の手段によって導入することにより、フォトダイオードである受光部１００を形成する。同様に、ｎ型又はｐ型の不純物イオンを導入することにより、チャネルストップ１１１と転送チャネル１１２と読み出しゲート部１１３とを形成する。
【００３４】
次に、上記の素子が形成されたシリコン基板上に、熱酸化法や薄膜形成法により、膜厚２０ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１の絶縁膜１０１ａを形成する。
【００３５】
続いて、第１の絶縁膜１０１ａ上に、例えば減圧ＣＶＤ法等を用いて膜厚３００ｎｍのポリシリコン膜等を形成し、その後、ドライエッチングによって選択的にエッチングする等の方法により、転送チャネル１１２の上方に転送電極１０９を形成する。更に、熱酸化等によって転送電極１０９の上面及び側面を覆うように、シリコン酸化膜である第２の絶縁膜１０１ｂを形成する。この第２の絶縁膜１０１ｂによって、転送電極１０９を周囲から絶縁することができる。
【００３６】
続いて、タングステン（Ｗ）からなる金属膜を、シリコン基板上の第１の絶縁膜１０１ａおよび第２の絶縁膜１０１ｂを覆うように形成する。続いて、該金属膜上にレジストをパターニングし、異方性ドライエッチングを行なう等の方法により、受光部１００の上方の第１の絶縁膜１０１ａ上に開口部を有し、且つ転送電極１０９を遮光する形状を有する、遮光膜１１０を形成する。さらに、ＢＰＳＧ等によって、屈折率が１．５の層間絶縁膜１０２を形成する。これにより、図２（ａ）に示す構造体を形成することができる。
【００３７】
続いて、図２（ｂ）に示すように、受光部１００上の層間絶縁膜１０２部分に、光導波路用穴部（穴部）３を形成する。例えば層間絶縁膜１０２上に、リソグラフィー法によって形成したレジストパターンをマスクにしたＣＦ4 系ガスによる異方性ドライエッチングによって、受光部１００の上方の第１の絶縁膜１０１ａ上に、光導波路１を形成するための光導波路用穴部３を形成する。なお、ここでは、光導波路用穴部３は、必要に応じて準テーパー形状に開口されていても良く、受光部１００上に広く開口させるような形状を有していることが好ましい。また、光導波路用穴部３の深さは、基板上における層間絶縁膜１０２の膜厚に依存する。具体的には、開口部の直径が０．６μｍ以上２．０μｍ以下であり、深さが２．５μｍ以上６．０μｍ以下である光導波路用穴部３を形成することが好ましく、より好ましくは、開口部の直径が０．８μｍであり、深さが３μｍである光導波路用穴部３を形成することである。但し、光導波路用穴部３の開口部の直径及び深さは、この大きさに限定されることはなく、受光部１００の大きさや層間絶縁膜１０２の膜厚等に応じて設定することができる。
【００３８】
続いて、図２（ｃ）に示すように、光導波路用穴部３内に、高屈折率透明材料を埋め込む。なお、光導波路用穴部３の埋め込み成膜に用いた本発明の製造装置であるＣＶＤ膜形成装置（撮像素子の製造装置）２００の詳細、及び、高屈折率透明材料をＣＶＤ膜形成によって埋め込む方法については、後に詳しく記す。
【００３９】
続いて、図２（ｄ）に示すように、光導波路用穴部３の開口部内にのみ高屈折率透明材料が残るように、層間絶縁膜１０２上に成膜された高屈折率透明材料をＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）法で除去する。なお、この除去は、エッチバック法で行ってもよい。
【００４０】
続いて、図２（ｅ）に示すように、光導波路１及び層間絶縁膜１０２上にパッシベーション膜１１６を形成し、その上にカラーフィルタ１０７及びオンチップマイクロレンズ１０８の順に従来の製法と同様にして形成する。これにより、図１に示す撮像素子１０を製造することができる。
【００４１】
光導波路用穴部３への高屈折率透明材料の埋め込みに用いた本発明の製造装置であるＣＶＤ膜形成装置２００の構成について、図３を参照しながら説明する。
【００４２】
このＣＶＤ膜形成装置２００は、ＣＶＤ原料ガス供給手段（ガス供給手段）２０１と、反応ガス供給手段（ガス供給手段）２０２と、真空排気手段２０３と、ＣＶＤ膜形成手段２０４と、第１，第２及び第３接続手段２０５，２０６，２０７と、バルブ開閉制御手段２０８と、から構成されている。
【００４３】
ＣＶＤ原料ガス供給手段２０１は、図示しないヒータなどで温度設定できる密閉構造のＣＶＤ原料ガス供給容器２０９（この中にＣＶＤガス化原料（第１のガスの原料）３０３が入れられている）と、第４開閉バルブ２１０を介して原料ガス供給容器２０９と接続されたキャリアガス供給器２１１（窒素やアルゴンなどの不活性ガスを供給できる）と、からなる。
【００４４】
なお、ＣＶＤガス化原料３０３は、ＣＶＤ原料ガス供給容器２０９内である所定の温度で加熱されることにより、気化あるいは、昇華して、ＣＶＤ原料ガス（第１のガス）３０２が発生する。
【００４５】
反応ガス供給手段２０２は、ＣＶＤ原料ガス３０２と反応して無機物を作るための反応性あるガス（第２のガス不図示）を供給する反応ガス供給器２１２を有している。
【００４６】
真空排気手段２０３は、詳細は不図示であるが、ターボ分子ポンプや油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、油回転ポンプなどの組み合わせから構成された真空排気できる装置を備えている。
【００４７】
ＣＶＤ膜形成手段２０４は、真空容器２１３と、ＣＶＤ原料ガス３０２を吹き込むＣＶＤ原料ガス用ノズル２１４と、反応ガスを吹き込む反応ガス用ノズル２１５と、基板上に層間絶縁層１０２などが形成された積層体３０１を加熱保持する平板形状の保持台２１６と、その保持台２１６を任意の速度で回転させる回転機構２１７と、からなる。そして、ＣＶＤ原料ガス用ノズル２１４と反応ガス用ノズル２１５と保持台２１６とは、真空容器２１３内に配置されており、その結果、真空容器内２１３では、ＣＶＤ原料ガス３０２と反応ガスとが混合され、保持台２１６に保持された積層体３０１上に高屈折率透明材料からなる膜２が形成される。
【００４８】
第１接続手段２０５は、原料ガス供給手段２０１とＣＶＤ膜形成手段２０４とを接続させる真空パイプであり、第１開閉バルブ２１８を有する。
【００４９】
第２接続手段２０６は、反応ガス供給手段２０２とＣＶＤ膜形成手段２０４とを接続させる真空パイプであり、第２開閉バルブ２１９を有する。
【００５０】
第３接続手段２０７は、ＣＶＤ膜形成手段２０４と真空排気手段２０３とを接続させる真空パイプであり、第３開閉バルブ２２０を有する。
【００５１】
バルブ開閉制御手段２０８は、第１，第２，第３及び第４バルブ２１８，２１９，２２０，２１０の開閉を制御する。
【００５２】
ＣＶＤ膜形成装置２００を用いて、光導波路用穴部３へ高屈折率透明材料を埋め込む方法を以下に示す。
【００５３】
まず、ＣＶＤ膜形成手段２０４の真空容器内２１３内部の平板形状の保持台２１６に、その表面に光導波路用穴部３が形成された積層体３０１を設置する。そして、第３バルブ２２０を開いて、あらかじめ作動している真空排気手段２０３によって、上記真空容器２１３内を減圧にする。その後、積層体３０１を、３５０℃以上６００℃以下の決まったＣＶＤ成膜温度にまで加熱し、その温度で保持する。
【００５４】
次に、ＣＶＤ原料ガス供給容器２０９には、後の実施例で示す種々の有機金属化合物からなるＣＶＤガス化原料３０３を入れ、この容器２０９を所定の温度で加熱保持する。すると、ＣＶＤ原料ガス供給容器２０９内では、ＣＶＤガス化原料３０３が加熱気化されて、ＣＶＤ原料ガス３０２が発生する。そして、第４バルブ２１０と第１接続手段２０５の第１バルブ２１８とを開いて、キャリアガスをＣＶＤ原料ガス供給容器２０９に流し込み、発生したＣＶＤ原料ガス３０２をキャリアガスに乗せて、原料ガス供給手段２０１からＣＶＤ膜形成手段２０４のＣＶＤガス用ノズル２１４を通して、あらかじめ加熱保持された積層体３０１を設置した真空容器２１３内に導入する。
【００５５】
また、反応ガス供給手段２０２に接続されている第２接続手段２０６の第２バルブ２１９を開くことにより、反応ガスを、反応ガス用ノズル２１５を通して、ＣＶＤ膜形成手段２０４の同じ真空容器２１３内に導入する。
【００５６】
このとき、ＣＶＤ原料ガス３０２は、通常雰囲気では化学的に安定な分子構造であるが、あらかじめ高温に加熱された積層体３０１の表面に接触すると、熱分解されて不安定な状態になる。熱分解された原料ガスと反応ガスとが接触することにより、化学反応が起こり、光導波路用穴部３内に、高屈折率透明材料の膜２が形成される。
【００５７】
また、この真空容器２１３から第３接続手段２０７を介して接続されている真空排気手段２０３を作動させ、第３バルブ２２０を調整することにより、ＣＶＤ膜形成手段２０４の真空容器２１３内をＣＶＤ膜形成に適した真空度に保持する。
【００５８】
また、バルブ開閉制御手段２０８により、第１バルブ２１８あるいは第２バルブ２１９、あるいはそれら両方のバルブを開閉することにより、ＣＶＤ膜形成手段２０４の真空容器２１３内の真空度を、高真空状態（第１の真空状態）から低真空状態（第２の真空状態）へ自由に変化させることができる。当然、この真空度の変化は、第１バルブ２１８と第２バルブ２１９とを開状態のままで、第３バルブ２２０を開閉することによっても実現可能である。
【００５９】
また、ＣＶＤ膜形成の際には、原料ガス供給手段２０１の配管系及び各接続手段の配管系は、ＣＶＤ原料ガス３０２が冷却され固化して付着されない温度で、かつ、熱分解されない温度に加熱保持されていることが好ましい。
【００６０】
ＣＶＤ膜形成は、上記したように真空容器２１３内で行われるが、本発明の特徴とするところは、そのＣＶＤ膜形成方法にある。すなわち、ＣＶＤ膜形成の際の膜形成過程で、バルブ開閉制御手段２０８によって、第１，第２，第３及び第４バルブ２１８，２１９，２２０，２１０のいずれかのバルブあるいはそれらの２つ以上のバルブの開閉状態を調節することにより、真空容器２１３内部の全圧力を高真空状態と低真空状態とに変動させながら、ＣＶＤ膜形成を行うことに特徴がある。図４に、成膜時間に対する真空容器２１３内の全圧力（真空度）の変化の概略図を示す。なお、縦軸が真空容器２１３内の真空度であり、横軸がＣＶＤ膜形成の経過時間である。また、図５及び図６は、図１の撮像素子１０の光導波路用穴部３へのＣＶＤ膜形成を示す模式図で、図４に示す真空容器２１３内の全圧力（真空度）の変化によるＣＶＤ膜形成過程における、成膜時の光導波路用穴部３の断面状況を示す。なお、以下に示す工程では、全工程を通して、真空排気手段２０３に接続された第３接続手段２０７の第３バルブ２２０は開状態である。
【００６１】
まず、図４の横軸の時間ｔ０から時間ｔ１にかけては、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９は閉状態である（第１の状態）。そのため、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスは真空容器２１３に供給されないため、図５（ａ）に示すように、光導波路用穴部３の断面には、高屈折率透明材料の膜２は形成されていない。なお、真空容器２１３内の真空度は、Ｐ０パスカル（高真空状態）で一定である。
【００６２】
次に、時間ｔ１経過時に、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開くと（第２の状態）、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスが流入され、真空容器２１３内の真空度はＰ１パスカル（低真空状態）となる。同時に、積層体３０１上の光導波路用穴部３にもＣＶＤ原料ガス３０２が流入される。
【００６３】
続いて、時間ｔ１から時間ｔ２にかけては、流入されたＣＶＤ原料ガス３０２は、光導波路用穴部３の内壁面に吸着され、光導波路用穴部３が加熱されているために、熱分解されて反応ガスと反応する。これにより、図５（ｂ）に示すように、光導波路用穴部３内には、高屈折率透明材料からなる膜２が薄く形成される。と同時に、ＣＶＤ膜形成中は、ＣＶＤ原料ガス３０２が、光導波路用穴部３周辺に盛んに供給される。そのため、図５（ｂ）に示すように、反応ガスと反応して副生成される反応後残渣ガス５が、真空排気手段では抜けきれず、光導波路用穴部３の内部に充満されたままである。
【００６４】
続いて、時間ｔ２経過時に、バルブ開閉制御手段２０８から信号を送り、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じる。このとき、真空容器２１３内に残留しているＣＶＤ未反応の原料ガスや反応ガス、ＣＶＤ反応で生成した反応後残渣ガスが排気されて、再び、圧力Ｐ０パスカルの高真空状態になる。また、図５（ｃ）に示すように、光導波路用穴部３に滞留していた反応後残渣ガス５も排気される。
【００６５】
続いて、時間ｔ３になると、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いて、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを真空容器２１３内に送り込む。これにより、真空容器２１３の真空度は、Ｐ１パスカルまで低くなる。同時に、図５（ｂ）に示す工程においてその壁面に高屈折率透明材料の膜２が薄く形成された光導波路用穴部３の内部に、新たに再びＣＶＤ原料ガス３０２が流入される。
【００６６】
続いて、時間ｔ３からｔ４にかけては、上述の時間ｔ１からｔ２にかけて行われる工程と略同一の工程が行われる。すなわち、流入されたＣＶＤ原料ガス３０２は、高屈折率透明材料の膜２が薄く形成された光導波路用穴部３の内壁面に吸着されて熱分解され、反応ガスと反応されてその内壁面に付着される。そのため、図５（ｄ）に示すように、光導波路用穴部３内には、高屈折率透明材料の膜２がさらに形成される。と同時に、ＣＶＤ膜形成中は、ＣＶＤ原料ガス３０２が、光導波路用穴部３周辺に盛んに供給される。そのため、図５（ｄ）に示すように、反応ガスと反応して副生成される反応後残渣ガス５が、真空排気では抜けきれず、開口部がより狭くなった光導波路用穴部３内部に充満されたままとなる。
【００６７】
続いて、時間ｔ４になると、上述した時間ｔ２経過時と同様に、バルブ開閉制御手段２０８から信号を送り、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じる。このとき、真空容器２１３内に残留しているＣＶＤ未反応の原料ガスや反応ガス、ＣＶＤ反応で生成した反応後残渣ガスが排気されるため、真空容器２１３の真空度は再び圧力Ｐ０パスカルの高真空状態になる。また、図６（ａ）に示すように、光導波路用穴部３に滞留していた反応後残渣ガス５も排気される。
【００６８】
続いて、時間ｔ５になると、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いて、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを真空容器２１３内に送り込む。これにより、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスが流入され、真空容器内の真空度はＰ１パスカルまで低くなる。同時に、図５（ｄ）に示す工程においてその壁面に高屈折率透明材料の膜２が少し分厚めに形成された光導波路用穴部３の内部に、新たに再びＣＶＤ原料ガス３０２が流入される。
【００６９】
続いて、時間ｔ５からｔ６にかけては、上述の時間ｔ１からｔ２にかけて行われる工程と略同一の工程が行われる。すなわち、流入されたＣＶＤ原料ガス３０２は、高屈折率透明材料の膜２が少し分厚めに形成された光導波路用穴部３の内壁面に吸着されて熱分解され、反応ガスと反応されてその内壁面に付着される。そのため、図６（ｂ）に示すように、光導波路用穴部３内には、高屈折率透明材料の膜２がさらに形成される。と同時に、ＣＶＤ膜形成中は、ＣＶＤ原料ガス３０２が、光導波路用穴部３周辺に盛んに供給される。そのため、図６（ｂ）に示すように、反応ガスと反応して副生成される反応後残渣ガス５が、真空排気では抜けきれず、開口部がさらに狭くなった光導波路用穴部３内部に充満されたままになる。
【００７０】
続いて、時間ｔ６になると、上述した時間ｔ２経過時と同様に、バルブ開閉制御手段２０８から信号を送り、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じる。このとき、内部に残留している原料ガス、反応ガス、ＣＶＤ反応後の残差ガスが排気されるため、真空容器２１３の真空度は再びＰ０パスカルに高まる。また、図６（ｃ）に示すように、光導波路用穴部３に滞留していた反応後残渣ガス５も排気される。
【００７１】
続いて、時間ｔ７になると、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いて、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを真空容器２１３内に送り込む。これにより、真空容器２１３内に、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスが流入され、真空容器２１３内の真空度はＰ１パスカルまで低くなる。同時に、図６（ｂ）に示す工程においてその壁面に高屈折率透明材料の膜２が分厚めに形成された光導波路用穴部３の内部に、新たに再びＣＶＤ原料ガス３０２が流入される。
【００７２】
続いて、時間ｔ７からｔ８にかけては、上述の時間ｔ１からｔ２にかけて行われる工程と略同一の工程が行われる。すなわち、流入されたＣＶＤ原料ガス３０２は、高屈折率透明材料の膜２が分厚めに形成された光導波路用穴部３の内壁面に吸着されて熱分解され、反応ガスと反応されてその内壁面に付着される。そして、図６（ｄ）に示すように、光導波路用穴部３が、完全に埋まる。このようにして、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスの供給と、両ガスの遮断と、高真空排気とを複数回連続して繰り返しながらＣＶＤ膜形成を行うことで、通常のＣＶＤでは困難な高アスペクト比（開口径に対する深さの比）の光導波路用穴部３内に、高屈折率透明材料の埋め込みが可能になる。
【００７３】
ここで、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９が開状態である時間、すなわちＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスが供給されている時間（ｔ１−ｔ２間、ｔ３−ｔ４間、ｔ５−ｔ６間、ｔ７−ｔ８間）は、１０秒間以上１８０秒間以下であることが好ましい。また、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９が閉状態であるとともに、高真空排気が行われている時間（ｔ２−ｔ３間、ｔ４−ｔ５間、ｔ６−ｔ７間）は、２０秒間以上６０秒間以下であることが好ましい。
【００７４】
以上のようにして、光導波路用穴部３に高屈折率透明材料を充填させることにより、光導波路部１を形成することができる。
【００７５】
上記の製造方法によれば、光導波路用穴部３にきっちりと空隙無く高屈折率透明材料を充填させることができるため、有効な光導波路構造を有する撮像素子を製造することができ、撮像特性に優れた固体撮像装置を得ることが可能になる。
【００７６】
（実施の形態２）
実施の形態２では、図２（ｃ）に示す光導波路用穴部３の埋め込み工程に用いる成膜装置として、図３に示したＣＶＤ膜形成装置２００を構成する各手段のうち、ＣＶＤ膜形成手段２０４のみを図７に示したプラズマＣＶＤ形成手段３０４に代えたＣＶＤ膜形成装置を用いて、撮像素子を製造する方法を示す。それ以外のＣＶＤ膜形成装置の構成及び撮像素子の製造方法は、上記実施形態１に記載のＣＶＤ膜形成装置の構成及び撮像素子の製造方法と略同一である。
【００７７】
プラズマＣＶＤ膜形成手段３０４の真空容器２１３内部には、上記実施形態１のＣＶＤ膜形成手段２０４には存在しないＲＦ電極２２１が配置されている。このＲＦ電極２２１は、真空容器２１３の外部に設置されるプラズマ発生用ＲＦ電源２２２と接続されている。これによって、プラズマ発生用ＲＦ電源２２２で発生されたＲＦ電力により、真空排気手段２０３によって減圧された真空容器２１３内において、積層体３０１が設置された平板形状基板加熱保持台２１６（アース線２２３によって間接的に接地されている）とＲＦ電極２２１との間で、プラズマが発生する。
【００７８】
ＲＦ電力を真空容器２１３内にわずかに投入すると、通常雰囲気で化学的に安定なＣＶＤ原料ガス３０２は、積層体３０１付近で、そのガスの分子構造の一部分がプラズマ分解される。その結果、ＣＶＤ原料ガス３０２は、その分子構造がやや不安定な分子構造に変化して、あらかじめ加熱された積層体３０１表面に到達する。加熱された積層体３０１表面では、ＣＶＤ原料ガス３０２は、その熱エネルギーでさらに分解され、同時にプラズマ分解されてラジカル化された反応ガスと反応する。これにより、光導波路用穴部３の内壁面には、高屈折率透明な酸化物が膜形成される。この際、上記実施形態１に比べて、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスは、各々、より反応しやすい分子構造をとっているため、ＣＶＤ原料ガス３０２と反応ガスとの反応に要する熱エネルギーは、上記実施形態１に示した場合よりも、小さなエネルギーでよい。すなわち、上記実施形態１の場合よりも、低い基板加熱温度でＣＶＤ膜形成がおこることになる。
【実施例】
【００７９】
本実施例では、上記実施形態１及び２で記載したＣＶＤ膜形成装置及びＣＶＤ膜形成方法に関する実施例を示す。なお、実施例１から７は、各々、上記実施形態１に記載のＣＶＤ膜形成装置及びＣＶＤ膜形成方法に関する実施例であり、実施例８から１１は、各々、上記実施形態２に記載のＣＶＤ膜形成装置及びＣＶＤ膜形成方法に関する実施例である。
（実施例１）
実施例１では、積層体３０１として、基板サイズが８インチの基板を用い、図３に示す構成のＣＶＤ膜形成装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。
【００８０】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を５００℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．４Ｐａ（パスカル）に調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分１２０回転の速度で回転させた。
【００８１】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、ペンタエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5）を用いた。加熱は１６０℃で行った。キャリアガスとして、窒素ガスを用いた。その流量は、毎分２０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分５０ｍｌであった。
【００８２】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．４Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は３０Ｐａであった。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間（図４に示すｔ２−ｔ１）を１２０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間（図４に示すｔ３−ｔ２）を６０秒間に設定して、上記の開閉操作を２０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜（高屈折率透明材料の膜）２を形成した。
【００８３】
＜光導波路部の評価方法＞
光導波路用穴部３への高屈折率透明材料の埋め込み状態を調べるために、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）加工法を用いて、ＣＶＤ膜形成後の基板の光導波路用穴部３における断面を観察できるように微細加工し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、その断面を観察した。
【００８４】
また、形成された光導波路部における屈折率を測定するために、基板の一方の表面に光導波路用穴部３が形成された絶縁層を有する積層体の代わりに厚さ２．０ｍｍの透明石英基板を用いて、上記と全く同じ条件でＣＶＤ膜形成した。そして、厚み３μｍの無色透明で平坦なＣＶＤ２膜を得た。その後、この石英基板上のＣＶＤ膜２に関して、Ｘ線マイクロアナライザーを用いて、そのＣＶＤ間の組成分析を行い、分光エリプソメトリーにより、４００ｎｍから８００ｎｍの範囲で屈折率を測定した。
【００８５】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、タンタルのみからなる酸化物であることがわかった。
【００８６】
また、断面観察の結果、ＣＶＤ膜形成で得られた酸化タンタル膜は、図６（ｄ）に示す形状と同様になっており、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認できた。
【００８７】
また、屈折率は、２．０であることがわかった。
（実施例２）
実施例２では、積層体３０１として、上記実施例１と同様の基板を用い、図３に示す構成のＣＶＤ膜形成装置を用いて、絶縁層の穴部に光導波路部を形成した。なお、上記実施例１とは、基板加熱温度などの形成状態が異なる。その具体的な形成方法を示す。
【００８８】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を５５０℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．４Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分３００回転の速度で回転させた。
【００８９】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、テトラーｔ−ブトキシジルコニウム（Ｚｒ（ｔ−ＯＣ4Ｈ9）4）を用いた。加熱は２００℃で行った。キャリアガスとして、窒素ガスを用いた。その流量は、毎分２０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸化窒素（Ｎ2Ｏ）を用いた。その流量は、毎分５０ｍｌであった。
【００９０】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．４Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は３０Ｐａであった。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を６０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を３０秒間に設定して、上記開閉操作を３０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。
【００９１】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【００９２】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、ジルコニウムのみからなる酸化物であることがわかった。
【００９３】
また、断面観察の結果、ＣＶＤ膜形成で得られた酸化ジルコニウム膜は、上記実施例１と同様に、図６（ｄ）に示す形状と同様になっており、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認できた。
【００９４】
また、屈折率は、２．１であることがわかった。
（実施例３）
実施例３では、積層体３０１として、上記実施例１と同様の基板を用い、図３に示す構成のＣＶＤ膜形成装置を用いて、絶縁層の穴部に光導波路部を形成した。なお、上記実施例１とは、基板加熱温度などの形成状態が異なる。その具体的な形成方法を示す。
【００９５】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を４００℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．２Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分３００回転の速度で回転させた。
【００９６】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、テトライソプロポキシチタン（Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）4）を用いた。加熱は１２０℃で行った。キャリアガスとして、アルゴンガスを用いた。その流量は、毎分１５ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分５０ｍｌであった。
【００９７】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は３０Ｐａであった。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を６０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を３０秒間に設定して、上記開閉操作を３０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。
【００９８】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【００９９】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、チタンのみからなる酸化物であることがわかった。
【０１００】
また、断面観察の結果、ＣＶＤ膜形成で得られた酸化チタン膜は、上記実施例１と同様に、図６（ｄ）に示す形状と同様になっており、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認できた。
【０１０１】
また、屈折率は、２．２であることがわかった。
（実施例４）
実施例４では、積層体３０１として、上記実施例１と同様の基板を用い、図３に示す構成のＣＶＤ膜形成装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。なお、上記実施例１とは、基板加熱温度などの形成状態が異なる。その具体的な形成方法を示す。
【０１０２】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を４５０℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．４Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分２００回転の速度で回転させた。
【０１０３】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、亜鉛アセチルアセトナート（Ｚｎ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）2）（Ｈ2Ｏ）を用いた。加熱は１８０℃で行った。キャリアガスとして、窒素を用いた。その流量は、毎分２０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分４０ｍｌであった。
【０１０４】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．４Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は３０Ｐａであった。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を１００秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を３０秒間に設定して、上記開閉操作を３０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。
【０１０５】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１０６】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、亜鉛のみからなる酸化物であることがわかった。
【０１０７】
また、断面観察の結果、ＣＶＤ膜形成で得られた酸化亜鉛膜は、上記実施例１と同様に、図６（ｄ）に示す形状と同様になっており、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認できた。
【０１０８】
また、屈折率は、１．８であることがわかった。
（実施例５）
実施例５では、積層体３０１として、上記実施例１と同様の基板を用い、図３に示す構成のＣＶＤ膜形成装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。なお、上記実施例１とは、基板加熱温度などの形成状態が異なる。その具体的な形成方法を示す。
【０１０９】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を５５０℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．２Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分４００回転の速度で回転させた。
【０１１０】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、ハフニウムテトラフルオロアセチルアセトナート（Ｈｆ（Ｃ5Ｈ4Ｆ3Ｏ2）4）を用いた。加熱は２００℃で行った。キャリアガスとして、アルゴンガスを用いた。その流量は、毎分２０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分６０ｍｌであった。
【０１１１】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は３５Ｐａであった。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を６０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を６０秒間に設定して、上記開閉操作を３０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。
【０１１２】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１１３】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、ハフニウムのみからなる酸化物であることがわかった。
【０１１４】
また、断面観察の結果、ＣＶＤ膜形成で得られた酸化ハフニウム膜は、上記実施例１と同様に、図６（ｄ）に示す形状と同様になっており、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認できた。
【０１１５】
また、屈折率は、２．０であることがわかった。
（実施例６）
実施例６では、積層体３０１として、上記実施例１と同様の基板を用い、図３に示す構成のＣＶＤ膜形成装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。なお、上記実施例１とは、基板加熱温度などの形成状態が異なる。その具体的な形成方法を示す。
【０１１６】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を４５０℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．４Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分２００回転の速度で回転させた。
【０１１７】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、テトラ−ｎ―ブチルすず（Ｓｎ（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4）を用いた。加熱は１５０℃で行った。キャリアガスとして、アルゴンガスを用いた。その流量は、毎分２０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分４０ｍｌであった。
【０１１８】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．４Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は３０Ｐａであった。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２と反応ガスを注入する時間を６０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２と反応ガスを遮断する時間を３０秒間に設定して、上記開閉操作を３０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。
【０１１９】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１２０】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、すずのみからなる酸化物であることがわかった。
【０１２１】
また、断面観察の結果、ＣＶＤ膜形成で得られた酸化すず膜は、上記実施例１と同様に、図６（ｄ）に示す形状と同様になっており、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認できた。
【０１２２】
また、屈折率は、１．９であった。
（実施例７）
実施例７では、ＣＶＤ膜形成の際に、基板回転装置を作動させず、積層体３０１を静止させた状態に保持させて成膜を行った。その具体的な形成方法を示す。
【０１２３】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を５８０℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．２Ｐａ（パスカル）に調整した。
【０１２４】
また、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は３０Ｐａであった。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を６０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を６０秒間に設定して、上記開閉操作を４０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。
【０１２５】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１２６】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、上記実施例１に示す酸化タンタル膜と同様のものであった。すなわち、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれており、屈折率が２．０であることが確認できた。
（実施例８）
実施例８では、積層体３０１として、上記実施例１と同様の基板を用い、ＣＶＤ膜形成装置として、図３に示す構成のＣＶＤ膜形成装置のＣＶＤ膜形成手段２０４を図７に示すプラズマＣＶＤ膜形成手段３０４に交換して組み立てたＣＶＤ装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。
【０１２７】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を４００℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．２Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分１０００回転の速度で回転させた。
【０１２８】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、テトラキス（ジピバロイルメタン）ジルコニウム（Ｚｒ（（ＣＨ3）3ＣＣＯＣＨ2ＣＯＣ（ＣＨ3）3）4）を用いた。加熱は２００℃で行った。キャリアガスとして、アルゴンガスを用いた。その流量は、毎分３０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分５０ｍｌであった。
【０１２９】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は、真空排気手段２０３に繋がる第３接続手段２０７にある第３バルブ２２０を調節することで８．０Ｐａに設定した。そして、第１バルブ２１８、第２バルブ２１９及び第３バルブ２２０の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を６０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を３０秒間に設定して、上記開閉操作を２０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。なお、ＣＶＤ膜形成の際に、プラズマ発生のためにプラズマ投入電力を２００Ｗに設定した。
【０１３０】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１３１】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、ジルコニウムのみからなる酸化物であることがわかった。また、得られた酸化ジルコニウム膜は、上記実施例２で得られた酸化ジルコニウム膜と同様に空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認でき、屈折率も２．１であった。
（実施例９）
実施例９では、積層体３０１として、上記実施例８と同様の基板を用い、上記実施例８と同様のＣＶＤ装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。
【０１３２】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を３００℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．１５Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分１０００回転の速度で回転させた。
【０１３３】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、ビス（ジピバロイルメタン）ジイソプロポキシチタン（Ｔｉ（（ＣＨ3）3ＣＣＯＣＨ2ＣＯＣ（ＣＨ3）3）2（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）2）を用いた。加熱は２００℃で行った。キャリアガスとして、アルゴンガスを用いた。その流量は、毎分３０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分５０ｍｌであった。
【０１３４】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は、真空排気手段２０３に繋がる第３接続手段２０７にある第３バルブ２２０を調節することで１０Ｐａに設定した。そして、第１バルブ２１８、第２バルブ２１９及び第３バルブ２２０の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を３０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を１５秒間に設定して、上記開閉操作を４０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。なお、ＣＶＤ膜形成の際に、プラズマ発生のためにプラズマ投入電力を２００Ｗに設定した。
【０１３５】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１３６】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、チタンのみからなる酸化物であることがわかった。また、得られた酸化チタン膜は、上記実施例３と同様に空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認でき、屈折率も２，２であった。
（実施例１０）
実施例１０では、積層体３０１として、上記実施例８と同様の基板を用い、上記実施例８と同様のＣＶＤ装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。
【０１３７】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を３００℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．２Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分１０００回転の速度で回転させた。
【０１３８】
また、ＣＶＤガス化原料３０３として、二酢酸ジ−ｎ−ブチルすず（（ｎ−Ｃ4Ｈ9）2Ｓｎ（ＯＣＯＣＨ3）2）を用いた。加熱は１８０℃で行った。キャリアガスとして、アルゴンガスを用いた。その流量は、毎分３０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、酸素を用いた。その流量は、毎分５０ｍｌであった。
【０１３９】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は、真空排気手段２０３に繋がる第３接続手段２０７にある第３バルブ２２０を調節することで１０Ｐａに設定した。そして、第１バルブ２１８、第２バルブ２１９及び第３バルブ２２０の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を３０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を１５秒間に設定して、上記開閉操作を４０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。なお、ＣＶＤ膜形成の際に、プラズマ発生のためにプラズマ投入電力を２００Ｗに設定した。
【０１４０】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１４１】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、すずのみからなる酸化物であることがわかった。また、得られた酸化すず膜は、上記実施例６と同様に空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認でき、屈折率も１．９であった。
（実施例１１）
実施例１１では、積層体３０１として、上記実施例８と同様の基板を用い、上記実施例８に記載のＣＶＤ装置を用いて、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。
【０１４２】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を２００℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．２Ｐａに調整した。そして、基板回転装置を作動させ、毎分１２００回転の速度で回転させた。
【０１４３】
また、ＣＶＤ原料ガス供給手段２０１からは、シラン（ＳｉＨ4）をＣＶＤ原料ガス３０２として供給できるようにした。キャリアガスとして、水素を用い、シランの流量は、毎分３０ｍｌで行った。また、反応ガスとして、アンモニア（ＮＨ3）を用いた。その流量は、毎分６０ｍｌであった。
【０１４４】
このとき、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は、真空排気手段２０３に繋がる第３接続手段２０７にある第３バルブ２２０を調節することで８Ｐａに設定した。そして、第１バルブ２１８、第２バルブ２１９及び第３バルブ２２０の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を１５秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を１０秒間に設定して、上記開閉操作を５０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。なお、ＣＶＤ膜形成の際に、プラズマ発生のためにプラズマ投入電力を１２０Ｗに設定した。
【０１４５】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１４６】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、窒化シリコンであることがわかった。上記実施例７と同様に、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれていることが確認でき、屈折率も２．０であった。
（実施例１２）
実施例１２では、ＣＶＤ膜形成の際に、基板回転装置を作動させず、積層体３０１を静止させた状態に保持して、層間絶縁膜１０２の光導波路用穴部３に光導波路部１を形成した。
【０１４７】
＜光導波路部の形成方法＞
成膜時の基板加熱温度を４００℃に設定した。そして、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空排気手段２０３と繋がる第３バルブ２２０の開閉度合を調節して、真空容器２１３内の真空度Ｐ０を０．２Ｐａ（パスカル）に調整した。
【０１４８】
また、第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を閉じた状態で、真空度Ｐ０は上記したように０．２Ｐａであった。第１バルブ２１８及び第２バルブ２１９を開いた状態での膜形成時の真空度Ｐ１は、真空排気手段２０３に繋がる第３接続手段２０７にある第３バルブ２２０を調節することで８Ｐａに設定した。そして、第１バルブ２１８、第２バルブ２１９及び第３バルブ２２０の開閉操作により、真空容器２１３内にＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを注入する時間を３０秒間に設定し、ＣＶＤ原料ガス３０２及び反応ガスを遮断する時間を３０秒間に設定して、上記開閉操作を４０回行った。このようにして、光導波路用穴部３にＣＶＤ膜２を形成した。なお、ＣＶＤ膜形成の際に、プラズマ発生のためにプラズマ投入電力を２００Ｗに設定した。
【０１４９】
そして、成膜の後、上記実施例１に記載の断面観察及び屈折率測定を行った。
【０１５０】
＜結果＞
組成分析の結果、得られたＣＶＤ膜２は、上記実施例７に示す酸化タンタル膜と同様にものであった。すなわち、空隙無く、光導波路用穴部３全体に埋め込まれており、屈折率も２．０であることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明の製造方法は、高集光効率の撮像素子を初め、撮像デバイスの製造に有用である。さらに、本発明の製造方法は、光導波路用穴部に空隙なく種々の材料の埋め込みが可能であるので、各種の電子部品マイクロデバイスの製造方法としても、有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】実施形態１における撮像素子１０の構成を示す断面図である。
【図２】実施形態１における撮像素子１０の製造方法を示す工程図である。
【図３】実施形態１におけるＣＶＤ膜形成装置２００の構成図である。
【図４】実施形態１における光導波路用孔部３のＣＶＤ膜形成におけるＣＶＤ膜形成装置の作動条件を示すグラフ図である。
【図５】実施形態１における撮像素子１０の光導波路用孔部３へのＣＶＤ膜形成の一部を示す模式図である。
【図６】実施形態１における撮像素子１０の光導波路用孔部３へのＣＶＤ膜形成の残りの部分を示す模式図である。
【図７】実施形態２におけるＣＶＤ膜形成装置のプラズマＣＶＤ膜形成手段３０４の構成を示す構成図である。
【図８】従来例における固体撮像素子の構成を示す断面図である。
【図９】また別の従来例における固体撮像素子の構成を示す断面図である。
【図１０】従来のＣＶＤ膜形成による光導波路用孔部内へのＣＶＤ膜形成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１        光導波路部
２        高屈折率透明材料の膜
３        光導波路用孔部（孔部）
１０    撮像素子
１００    受光部
１０２    層間絶縁膜（絶縁層）
２００    ＣＶＤ膜形成装置（撮像素子の製造装置）
２０１    原料ガス供給手段（ガス供給手段）
２０２    反応ガス供給手段（ガス供給手段）
２０３    真空排気手段
２０８    バルブ開閉制御手段
３０１    基板（積層体）
３０２    ＣＶＤ原料ガス（第１のガス）
３０３    ＣＶＤガス化原料
３０４    プラズマＣＶＤ膜形成手段
【図１】
2006324293.tif 000003
【図２】
2006324293.tif 000004
【図３】
2006324293.tif 000005
【図４】
2006324293.tif 000006
【図５】
2006324293.tif 000007
【図６】
2006324293.tif 000008
【図７】
2006324293.tif 000009
【図８】
2006324293.tif 000010
【図９】
2006324293.tif 000011
【図１０】
2006324293.tif 000012