(57)【要約】【課題】光電変換素子上の複数層のダミー用金属層を一括してエッチングして開口部を形成し、その開口部の形状を配線の瞳補正に追従させた形状に形成することで、銅拡散防止膜や配線層間膜による光の反射を低減させた光学特性の良い固体撮像装置を提供する。【解決手段】金属埋め込み工程で瞳補正が行われた溝（及びビア）と開口部を形成し、この溝（及びビア）に金属が埋め込まれて金属配線を形成するとともに開口部に金属が埋め込まれてダミー用金属層を形成する。金属拡散防止膜形成工程で開口部による瞳補正を行う部分が除去された金属拡散防止膜を形成する。繰り返し工程により積層された複数のダミー用金属層７２，７３，７４を形成し、この複数層のダミー用金属層７２，７３，７４をエッチングにより一括して除去し、瞳補正に追従した複数層の開口部５２，５３，５４を形成し、この開口部５２，５３，５４を絶縁材料により埋めて、絶縁膜８０を形成する。【選択図】図１
2008147288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上層部に複数の光電変換素子を形成する光電変換素子形成工程と、
前記半導体基板上に配線層間膜を形成する配線層間膜形成工程と、
前記配線層間膜に前記光電変換素子に対し光の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線を形成するための溝及びビアを形成するとともに、前記光電変換素子の上方の配線層間膜を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部を前記配線層間膜に形成し、前記溝及び前記ビア並びに前記開口部に金属を埋め込んで前記溝及び前記ビアによる前記金属配線並びに前記開口部によるダミー用金属層を形成する金属埋め込み工程と、
前記金属配線及び前記ダミー用金属層並びに前記配線層間膜上に金属拡散防止膜を形成し、前記金属拡散防止膜のうち前記開口部による瞳補正を行う部分の金属拡散防止膜を除去する金属拡散防止膜形成工程と、
前記配線層間膜形成工程、前記金属埋め込み工程及び前記金属拡散防止膜形成工程を２回以上行う繰り返し工程と、
前記繰り返し工程で積層された複数層の前記ダミー用金属層をエッチングにより一括して除去するダミー金属層除去工程と、
前記複数層のダミー用金属層が除去された複数層の前記開口部を光透過性の絶縁材料で埋めて絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の上に前記瞳補正が行われたカラーフィルタを形成するカラーフィルタ形成工程と、
前記カラーフィルタの上に前記瞳補正が行われたマイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成工程と、
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】
前記半導体基板の上面と該上面に隣接する配線層間膜との間に層間絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記金属埋め込み工程で前記溝及び前記ビア並びに前記開口部に埋め込まれた金属の前記層間絶縁膜の上面から突出する余分な金属及び前記金属埋め込み工程で前記層間絶縁膜の上面に形成された金属を除去する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記カラーフィルタが形成される前に前記絶縁膜形成工程で形成された前記絶縁膜の上及び前記繰り返し工程で形成された最上層の金属拡散防止膜の上に前記絶縁膜と同一の絶縁材料からなる保護膜を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記金属埋め込み工程で前記溝及びビアに金属が埋め込まれる前に当該溝及びビアの内壁面にバリア膜が形成されることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜形成工程で前記開口部に絶縁材料で埋め込んで絶縁膜を形成する時に前記光電変換素子寄りの前記開口部の内側箇所に絶縁材料が埋め込まれないエアギャップを形成し、前記エアギャップを前記光の導波路とすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
半導体基板と、
前記半導体基板の上層部に形成された複数の光電変換素子と、
前記半導体基板上に配線層間膜を介して複数層に設けられ、前記光電変換素子に対し光の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線と、
前記配線層間膜に形成され、前記光電変換素子の上方の配線層間膜を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部と、
前記開口部に埋め込まれた光透過性の絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成され前記瞳補正が行われたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上に形成され前記瞳補正が行われたマイクロレンズと、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換素子寄りの前記開口部の内側箇所に前記絶縁膜が埋め込まれないエアギャップが設けられていることを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置に被写体からの入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置は、
半導体基板と、
前記半導体基板の上層部に形成された複数の光電変換素子と、
前記半導体基板上に配線層間膜を介して複数層に設けられ、前記光電変換素子に対し光の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線と、
前記配線層間膜に形成され、前記光電変換素子の上方の配線層間膜を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部と、
前記開口部に埋め込まれた光透過性の絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成され前記瞳補正が行われたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上に形成され前記瞳補正が行われたマイクロレンズと、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記光電変換素子寄りの前記開口部の内側箇所に前記絶縁膜が埋め込まれないエアギャップが設けられていることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、瞳補正が行われた固体撮像装置及びその製造方法並びに固体撮像装置を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサにおいては、撮像面の中央部から周辺部に向かうに従って光の入射角度が大きくなる。このため、撮像面の周辺部の画素には、フォトダイオードに対する配線、カラーフィルタ及びオンチップマイクロレンズの位置を光の入射角度に応じて補正した瞳補正が行なわれ、光の集光効率を向上させている。
一方、ＣＭＯＳイメージセンサにおいては、銅（Ｃｕ）の多層配線を用いた場合、各配線層の銅拡散防止膜と層間絶縁膜との屈折率の違いにより光の反射が起こり、その光学特性を低下させていた。この光の反射を防止するため、フォトダイオード上の層間膜をエッチングで抜いて開口部を形成し、この開口部に単一の絶縁物を埋めるＣＭＯＳイメージセンサが報告されている。層間膜をエッチングする方法としては、各層毎にエッチングを行うと工程数が大幅に増加するため、最上層の配線工程が終了した後、一括してドライエッチングを行う方法が採用されていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２１５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の一括したドライエッチングを行って開口部を形成する方法では、配線の瞳補正にドライエッチングを追従させることができず、瞳補正の効果が不十分になるといった問題があった。
以下、図１０により、従来の固体撮像装置について説明する。
図１０において、フォトダイオード１２０が形成された半導体基板１１０上に３層の配線層間膜１２１、１２２及び１２３、銅（Ｃｕ）配線１３１、１３２及び１３３並びに銅拡散防止膜１４１、１４２及び１４３が形成されている。３層の銅配線１３１、１３２及び１３３は、斜めから入射する光１００（図中矢印で示される）を想定して瞳補正が行われており、半導体基板１１０の表面に直交する方向に対し傾斜した位置関係で形成されている。しかし、フォトダイオード１２０上の開口部１５０は一括してドライエッチングされるため、その側面は半導体基板１１０の表面に直交する方向に延在し、半導体基板１１０の表面と平行な方向に余分な配線層間膜１２１、１２２及び１２３及び銅拡散防止膜１４１、１４２及び１４３が延在する。このため、斜めから入射した光１００が各層の銅拡散防止膜１４１、１４２及び１４３に遮られ、フォトダイオード１２０への光の入射効率が低下する。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、光電変換素子上の複数層の配線層間膜を一括してエッチングして開口部を形成しながらも、その開口部の形状を配線の瞳補正に追従させた形状に形成することで、銅拡散防止膜や配線層間膜による光の反射を低減させた光学特性の良い固体撮像装置固体撮像装置及びその製造方法並びに固体撮像装置を用いた撮像装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の上層部に複数の光電変換素子を形成する光電変換素子形成工程と、前記半導体基板上に配線層間膜を形成する配線層間膜形成工程と、前記配線層間膜に前記光電変換素子に対し光の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線を形成するための溝及びビアを形成するとともに、前記光電変換素子の上方の配線層間膜を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部を前記配線層間膜に形成し、前記溝及び前記ビア並びに前記開口部に金属を埋め込んで前記溝及び前記ビアによる前記金属配線並びに前記開口部によるダミー用金属層を形成する金属埋め込み工程と、前記金属配線及び前記ダミー用金属層並びに前記配線層間膜上に金属拡散防止膜を形成し、前記金属拡散防止膜のうち前記開口部による瞳補正を行う部分の金属拡散防止膜を除去する金属拡散防止膜形成工程と、前記配線層間膜形成工程、前記金属埋め込み工程及び前記金属拡散防止膜形成工程を２回以上行う繰り返し工程と、前記繰り返し工程で積層された複数層の前記ダミー用金属層をエッチングにより一括して除去するダミー金属層除去工程と、前記複数層のダミー用金属層が除去された複数層の前記開口部を光透過性の絶縁材料で埋めて絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜の上に前記瞳補正が行われたカラーフィルタを形成するカラーフィルタ形成工程と、前記カラーフィルタの上に前記瞳補正が行われたマイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明にかかる固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上層部に形成された複数の光電変換素子と、前記半導体基板上に配線層間膜を介して複数層に設けられ、前記光電変換素子に対し光の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線と、前記配線層間膜に形成され、前記光電変換素子の上方の配線層間膜を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部と、前記開口部に埋め込まれた光透過性の絶縁膜と、前記絶縁膜の上に形成され前記瞳補正が行われたカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上に形成され前記瞳補正が行われたマイクロレンズとを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明にかかる撮像装置は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体からの入射光を導く光学系と、前記固体撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを備え、前記固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上層部に形成された複数の光電変換素子と、前記半導体基板上に配線層間膜を介して複数層に設けられ、前記光電変換素子に対し光の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線と、前記配線層間膜に形成され、前記光電変換素子の上方の配線層間膜を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部と、前記開口部に埋め込まれた光透過性の絶縁膜と、前記絶縁膜の上に形成され前記瞳補正が行われたカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上に形成され前記瞳補正が行われたマイクロレンズとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の固体撮像装置の製造方法においては、金属埋め込み工程で瞳補正が行われた溝及びビアと開口部が形成され、この溝及びビアに金属が埋め込まれて金属配線が形成されるとともに開口部に金属が埋め込まれてダミー用金属層が形成され、金属拡散防止膜形成工程で開口部に対応するダミー用金属層が除去された金属配線及び配線層間膜上に金属拡散防止膜が形成され、そして、繰り返し工程により積層された複数のダミー用金属層が形成され、この複数層のダミー用金属層がダミー用金属層除去工程でエッチングにより一括して除去され、瞳補正に追従した複数層の開口部が形成されることになる。そして、絶縁膜形成工程で複数層の開口部が絶縁材料により埋められ、絶縁膜が形成される。
よって、本発明によれば、光電変換素子上の複数層のダミー用金属層を一括してエッチングして複数層の開口部を形成しながらも、その開口部の形状を配線の瞳補正に追従させた形状に形成することができる。したがって、斜めから入射した光が各層の金属拡散防止膜及び配線層間膜で遮られることがなくなり、光電変換素子への光の入射効率を向上できるとともに、銅拡散防止膜や配線層間膜による光の反射を低減させた光学特性の良い固体撮像装置を製造することができる。
【０００９】
また、本発明の固体撮像装置及び撮像装置によれば、金属配線を光電変換素子に対し光の入射角度に応じた瞳補正が行われた状態に設け、そして、光入射用の開口部を前記瞳補正が行われた状態にして配線層間膜に形成し、さらに、開口部に埋め込まれた絶縁膜の上に前記瞳補正が行われたカラーフィルタを形成し、かつ、カラーフィルタの上に前記瞳補正が行われたマイクロレンズを形成するようにしたので、開口部の形状を配線の瞳補正に追従させた形状に形成することができ、これにより、斜めから入射した光が各層の金属拡散防止膜及び配線層間膜で遮られることがなくなり、光電変換素子への光の入射効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置について、図１〜図８を参照して説明する。なお、本発明にかかる固体撮像装置及びその製造方法は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１において、シリコン等の半導体基板１０の上層部にはフォトダイオード等の複数の光電変換素子２０が形成され（特許請求の範囲に記載の光電変換素子形成工程に相当する）、この光電変換素子２０の上面を含む半導体基板１０上には酸化シリコンなどの層間絶縁膜２１が形成されている。この層間絶縁膜２１は半導体基板１０と、後述する金属配線との間に容量が発生するのを防止するためのものである。また、層間絶縁膜２１の内部には、図示省略したスイッチング用トランジスタのゲート電極等が形成されている。さらに、層間絶縁膜２１上には、３層の配線層間膜２２、２３及び２４と、金属配線３２、３３、３４が形成され、そして、光電変換素子２０の上方に位置する配線層間膜２２、２３、２４には、斜めから入射する光１００が効率良く光電変換素子２０に集光されるように、光の入射角度に応じて瞳補正された開口部５２，５３，５４が設けられている。
【００１２】
次に、層間絶縁膜２１上に、図１に示すように、１層目の配線層間膜２２を配線層間膜形成工程により形成する。次いで、この配線層間膜２２に、光電変換素子２０に対し光１００の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線を形成するための溝（及びビア）２２ａを形成し、さらに、光電変換素子２０の上方の配線層間膜２２を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部５２を配線層間膜２２に形成する。
その後、図１及び図２に示すように、溝（及びビア）２２ａにタンタルや窒化タンタルなどからなる金属拡散防止用のバリア膜６２を介してＣｕ，Ｗ，Ａｌなどの金属を蒸着などの手段により埋め込んで金属配線３２を形成するとともに、開口部５２にもＣｕ，Ｗ，Ａｌなどの金属を蒸着などの手段により埋め込んでダミー用金属層７２を形成する。
【００１３】
次に、金属埋め込み工程で溝（及びビア）２２ａ並びに開口部５２に埋め込まれた金属の層間絶縁膜２２の上面から突出する余分な金属及び層間絶縁膜２２上に蒸着された金属を化学的機械的研磨法により研磨して除去し、層間絶縁膜２２の上面と金属配線３２及びダミー用金属層７２の上面を露出させる。次いで、図２に示すように、露出された層間絶縁膜２２の上面と金属配線３２及びダミー用金属層７２の上面にタンタルや窒化タンタルなどからなる金属拡散防止膜４２を形成する。その後、この金属拡散防止膜４２のうち前記開口部５２による瞳補正を行う部分の金属拡散防止膜を除去し、ダミー用金属層７２の上面のみを露出する（特許請求の範囲に記載の金属拡散防止膜形成工程に相当する）。
【００１４】
２層目及び３層目の配線層間膜２３、２４及びこれに対応する金属配線３３、３４及びダミー用金属層７３、７４等は、上記１層目の配線層間膜２２、金属配線３２及びダミー用金属層７２の場合と同様に前記配線層間膜形成工程、金属埋め込み工程及び金属拡散防止膜形成工程を繰り返すことにより形成される。
【００１５】
すなわち、２層目の配線層間膜２３は、図１に示すように、ダミー用金属層７２上の金属拡散防止膜４２が除去された状態の１層目の配線層間膜２２上に配線層間膜形成工程により形成される。次いで、この配線層間膜２３に、光電変換素子２０に対し光１００の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線を形成するための溝（及びビア）２３ａを形成し、さらに、光電変換素子２０の上方の配線層間膜２３を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部５３を配線層間膜２３に形成する。
次に、図１に示すように、溝（及びビア）２３ａにタンタルや窒化タンタルなどからなる金属拡散防止用のバリア膜６３を介してＣｕ，Ｗ，Ａｌなどの金属を蒸着などの手段により埋め込んで金属配線３３を形成するとともに、開口部５３にもＣｕ，Ｗ，Ａｌなどの金属を蒸着などの手段により埋め込んでダミー用金属層７３を形成する。
【００１６】
次に、金属埋め込み工程で溝（及びビア）２３ａ並びに開口部５３に埋め込まれた金属の層間絶縁膜２３の上面から突出する余分な金属及び層間絶縁膜２３上に蒸着された金属を化学的機械的研磨法により研磨して除去し、層間絶縁膜２３の上面と金属配線３３及びダミー用金属層７３の上面を露出させる。次いで、露出された層間絶縁膜２３の上面と金属配線３３及びダミー用金属層７３の上面にタンタルや窒化タンタルなどからなる金属拡散防止膜４３を形成する。その後、この金属拡散防止膜４３のうち開口部５３による瞳補正を行う部分の金属拡散防止膜を除去し、ダミー用金属層７３の上面のみを露出する。
【００１７】
また、３層目の配線層間膜２４は、図１に示すように、ダミー用金属層７３上の金属拡散防止膜４３が除去された状態の２層目の配線層間膜２３上に配線層間膜形成工程により形成される。次いで、この配線層間膜２４に、光電変換素子２０に対し光１００の入射角度に応じた瞳補正が行われた金属配線を形成するための溝（及びビア）２４ａを形成し、さらに、光電変換素子２０の上方の配線層間膜２４を貫くための前記瞳補正が行われた光入射用の開口部５４を配線層間膜２４に形成する。
次に、図１示すように、溝（及びビア）２４ａにタンタルや窒化タンタルなどからなる金属拡散防止用のバリア膜６４を介してＣｕ，Ｗ，Ａｌなどの金属を蒸着などの手段により埋め込んで金属配線３４を形成するとともに、開口部５４にもＣｕ，Ｗ，Ａｌなどの金属を蒸着などの手段により埋め込んでダミー用金属層７４を形成する。
【００１８】
次に、金属埋め込み工程で溝（及びビア）２４ａ並びに開口部５４に埋め込まれた金属の層間絶縁膜２４の上面から突出する余分な金属及び層間絶縁膜２４上に蒸着された金属を化学的機械的研磨法により研磨して除去し、層間絶縁膜２４の上面と金属配線３４及びダミー用金属層７４の上面を露出させる。次いで、図３に示すように、露出された層間絶縁膜２４の上面と金属配線３４及びダミー用金属層７４の上面にタンタルや窒化タンタルなどからなる金属拡散防止膜４４を形成する。その後、この金属拡散防止膜４４のうち開口部５４による瞳補正を行う部分の金属拡散防止膜を除去して、図４に示すように、ダミー用金属層７４の上面のみを露出する。
【００１９】
次に、前記配線層間膜形成工程、金属埋め込み工程及び金属拡散防止膜形成工程の繰り返しで積層された３層のダミー用金属層７２，７３，７４をウェットエッチングにより一括して除去する（特許請求の範囲に記載のダミー用金属層除去工程に相当する）。これにより、図５に示すように、光電変換素子２０に対し斜めに入射させる光１００の入射角度に応じた瞳補正が行われた光入射用の開口部５２，５３，５４が形成される。また、ダミー用金属層７２，７３，７４の一括エッチングには、例えばＣｕ，Ｗ，Ａｌなどの金属をエッチングする高い選択比のエッチング液が使用される。
なお、ダミー用金属層７２，７３，７４の除去には、エッチングガスを用いたドライエッチング法を使用することもできる。
【００２０】
次に、前記開口部５２，５３，５４を光透過性の絶縁材料で埋めて、図６に示すように絶縁膜８０を形成する（特許請求の範囲に記載の絶縁膜形成工程に相当する）。次いで、絶縁膜８０の上面及び金属拡散防止膜４４の上面に、絶縁膜８０と同一の絶縁材料からなる保護膜８２を形成し、この保護膜８２の上面の凹凸がなくなるように平坦化する。
次に、図７に示すように、保護膜８２の上に開口部５２，５３，５４の絶縁膜８０に対向させて前記瞳補正が行われたカラーフィルタ９２を形成する（特許請求の範囲に記載のカラーフィルタ形成工程に相当する）。次いで、各カラーフィルタ９２の上に前記瞳補正が行われたマイクロレンズ９４を形成する（特許請求の範囲に記載のマイクロレンズ形成工程に相当する）。以上の各工程を実行することにより、図７に示す構造の固体撮像装置を製造することができる。
【００２１】
このような本実施の形態１によれば、金属埋め込み工程で瞳補正が行われた溝（及びビア）と開口部を形成し、この溝（及びビア）に金属が埋め込まれて金属配線を形成するとともに開口部に金属が埋め込まれてダミー用金属層を形成し、次いで、金属拡散防止膜形成工程で開口部に対応するダミー用金属層が除去された金属配線及び配線層間膜上に金属拡散防止膜を形成し、繰り返し工程により積層された複数のダミー用金属層７２，７３，７４を形成し、この複数層のダミー用金属層７２，７３，７４をエッチングにより一括して除去して瞳補正に追従した複数層の開口部５２，５３，５４を形成し、この開口部５２，５３，５４を絶縁材料により埋めて、絶縁膜８０を形成するようにしたので、光電変換素子２０上の複数層のダミー用金属層７２，７３，７４を一括してエッチングして複数層の開口部５２，５３，５４を形成しながらも、その開口部５２，５３，５４の形状を配線の瞳補正に追従させた形状に形成することができる。これにより、斜めから入射した光が各層の金属拡散防止膜などで遮られることがなくなり、光電変換素子への光の入射効率を向上できるとともに、銅拡散防止膜や配線層間膜による光の反射を低減させた光学特性の良い固体撮像装置を製造することができる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
図８により、本発明にかかる固体撮像装置の第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態において、固体撮像装置は、図８に示すように、シリコン等の半導体基板１０の上層部にはフォトダイオード等の複数の光電変換素子２０が形成され（特許請求の範囲に記載の光電変換素子形成工程に相当する）、この光電変換素子２０の上面を含む半導体基板１０上には酸化シリコンなどの層間絶縁膜２１が形成されている。この層間絶縁膜２１は半導体基板１０と、後述する金属配線との間に容量が発生するのを防止するためのものである。また、層間絶縁膜２１の内部には、図示省略したスイッチング用トランジスタのゲート電極等が形成されている。さらに、層間絶縁膜２１上には、３層の配線層間膜２２、２３及び２４と、金属配線３２、３３、３４が形成され、そして、光電変換素子２０の上方に位置する配線層間膜２２、２３、２４には、斜めから入射する光１００が効率良く光電変換素子２０に集光されるように、光の入射角度に応じて瞳補正された開口部５２，５３，５４が設けられている。
【００２３】
なお、前記層間絶縁膜２１、３層の配線層間膜２２，２３及び２４、金属配線３２，３３，３４、溝（及びビア）、開口部５２，５３，５４、金属配線３２，３３，３４は、上記第１の実施の形態に示した配線層間膜形成工程、金属埋め込み工程及び金属拡散防止膜形成工程によって形成される。
【００２４】
また、開口部５２，５３，５４は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ２、ＳｉＯＮなどの光透過性の絶縁材料で埋められ、絶縁膜８４が形成されている。そして、絶縁膜８４の上面及び金属拡散防止膜４４の上面に、絶縁膜８４と同一の絶縁材料からなる保護膜８６を形成し、この保護膜８６の上面を平坦化した後、保護膜８６の上に開口部５２，５３，５４の絶縁膜８４に対向させてカラーフィルタ９２が形成され、さらに、各カラーフィルタ９２の上に前記瞳補正が行われたマイクロレンズ９４が形成されている。
また、開口部５２，５３，５４の形状（幅と深さ）に応じて絶縁材料とその埋め込み条件を設定することにより、光電変換素子２０寄りの開口部５２，５３の内側箇所、すなわちマイクロレンズ９４側から見て死角となる開口部５２，５３の側面箇所に絶縁材料が埋め込まれないエアギャップ８８が形成され、このエアギャップ８８は光１００の導波路となるように構成されている。
【００２５】
このような第２の実施の形態に示す固体撮像装置においては、上記第１の実施の形態と同様な作用効果が得られるほか、開口部５２，５３の側面箇所に形成されたエアギャップ８８は光１００の導波路となり、光電変換素子２０への光のシェーディングを更に改善することができる。
【００２６】
（第３の実施の形態）
次に、上記第１または第2の実施の形態に示した固体撮像装置を動画撮影可能なビデオカメラや携帯電話に内蔵されるカメラ等の撮像装置に適用した場合の例について図９を参照して説明する。
図９において、撮像装置２００は、固体撮像装置２０１と、この固体撮像装置２０１に被写体からの撮像光を導く光学系２０２と、固体撮像装置２０１からの出力信号を処理する信号処理回路２０３と、固体撮像装置２０１を駆動する駆動回路２０４などを備える構成になっている。
この撮像装置２００において、固体撮像装置２０１には、前記第１または第2の実施の形態にかかる固体撮像装置が使用される。
【００２７】
駆動回路２０４は、固体撮像装置２０１の転送動作および固体撮像装置２０１に内蔵されたシャッタ装置（図示せず）のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。また、駆動回路２０３から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置２０１の電荷転送を行う。信号処理回路２０３は、ビデオカメラや携帯電話などに応じた各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体（図示省略）に記憶され、あるいは図示省略のモニタに出力され、映像が表示される。
【００２８】
このような撮像装置によれば、上述した第１または第2の実施の形態に示す固体撮像装置を用いることにより、開口部の形状を配線の瞳補正に追従させた形状に形成することができ、これにより、斜めから入射した光が各層の金属拡散防止膜及び配線層間膜で遮られることがなくなり、光電変換素子への光の入射効率を向上できるほか、高画質の撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置のフォトダイオード上の開口部の形成過程を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置の製造過程を示す要部の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置の製造過程を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置の製造過程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置の製造過程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置の製造過程を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置の製造過程を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における固体撮像装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第１または第2の実施の形態に示す固体撮像装置素子を用いた撮像装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図１０】従来における固体撮像装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０……半導体基板、２０……光電変換素子、２１、２２、２３……層間膜、３１、３２、３３……金属配線、４１、４２、４３……金属拡散防止膜、５１、５２、５３……金属埋め込み部、６１、６２、６３……バリア膜、７２，７３，７４……ダミー用金属層、８０……絶縁膜、８４……絶縁膜、８６……保護膜、８８……エアギャップ、９２……カラーフィルタ、９４……マイクロレンズ、２００……撮像装置、２０１……固体撮像装置、２０２……光学系、２０３……固体撮像装置、２０４……駆動回路。
【図１】
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【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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