(57)【要約】【課題】従来のように層間絶縁膜を再度形成して不要な部分にも層間絶縁膜を形成されてしまうことなく、コンタクトホールのアスペクト比を低くして接続用配線層の埋め込み性を向上させて断線などの不具合を防止させる。【解決手段】電極配線３ａ〜３ｃ上の層間絶縁膜６ａにコンタクトホール３３ａ〜３３ｃを形成する際に、縮小パターンとなる電極配線３ｂ上のコンタクトホールや高段差となる電極配線３ｃ上およびその近傍のコンタクトホールのように、アスペクト比が高くなることが予想される箇所を選んで予めエッチング処理して層間絶縁膜の厚みを薄くする。その後で再度エッチング処理を行って、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。ここでは、層間絶縁膜の最上層が溶融材料層であり、溶融材料層としてのＢＰＳＧ膜６のメルティング前に高段差箇所３ｃや縮小パターン箇所などを予めエッチング処理してその部分の層間絶縁膜の厚みを薄くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極配線が設けられた基板上を覆うように層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して該電極配線と電気的に接続される接続用配線層が該層間絶縁膜上に設けられた接続用配線構造において、
該コンタクトホールのアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所がそれ以外の箇所よりも該層間絶縁膜の厚みを薄く構成した接続用配線構造。
【請求項２】
前記アスペクト比の所定値は、１．０５以下で０を含まない数値である請求項１に記載の接続用配線構造。
【請求項３】
前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所は、段差が所定値以上の箇所およびコンタクトホールパターンサイズが所定値よりも小さい箇所の少なくともいずれかである請求項１または２に記載の接続用配線構造。
【請求項４】
前記電極配線に達する複数のコンタクトホールは、前記基板にも達する少なくとも一つのコンタクトホールを含む請求項１に記載の接続用配線構造。
【請求項５】
前記層間絶縁膜の最上層は、熱処理により溶融される材料からなる溶融材料層で形成されている請求項１に記載の接続用配線構造。
【請求項６】
前記溶融材料層は、前記アスペクト比が高くなると予想される箇所がそれ以外の箇所よりも薄く構成されるかまたは除去されて該熱処理が施されている請求項５に記載の接続用配線構造。
【請求項７】
前記溶融材料層はＢＰＳＧ（ボロン・リン・シリカゲート・グラス）膜である請求項５または６に記載の接続用配線構造。
【請求項８】
前記ＢＰＳＧ膜はエッチング処理により選択的に薄膜化されている請求項７に記載の接続用配線構造。
【請求項９】
複数の電極配線が設けられた基板上を覆うように層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
コンタクトホールのアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所を予めエッチング処理して該層間絶縁膜の厚みを薄くするエッチング処理工程と、
薄くした層間絶縁膜の所定箇所にエッチング処理を行って該電極配線に達する該コンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
該層間絶縁膜上に接続用配線層を形成して、該接続用配線層と該電極配線とを該コンタクトホールを介して電気的に接続する接続用配線層形成工程とを有する接続用配線構造の製造方法。
【請求項１０】
前記アスペクト比の所定値は、１．０５以下で０を含まない数値である請求項９に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項１１】
前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所は、段差が所定値以上の箇所およびコンタクトホールパターンサイズが所定値よりも小さい箇所の少なくともいずれかである請求項９または１０に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項１２】
前記電極配線に達する複数のコンタクトホールは、前記基板にも達する少なくとも一つのコンタクトホールを含む請求項９に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項１３】
前記層間絶縁膜形成工程は、前記層間絶縁膜の最上層に、熱処理により溶融される材料からなる溶融材料層を形成する請求項９に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項１４】
前記エッチング処理工程と前記コンタクトホール形成工程間に、前記溶融材料層を溶融させて高い位置から低い位置に材料を流れ込ませることにより、前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所の層間絶縁膜の厚みを薄くする請求項９に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項１５】
前記溶融材料層としてＢＰＳＧ（ボロン・リン・シリカゲート・グラス）膜を形成する請求項１３または１４に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項１６】
前記ＢＰＳＧ膜は、ＣＦ４、ＣＨＦ３およびＡｒの混合ガスを用いてエッチング処理する請求項１５に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項１７】
光電変換する複数の受光部と、該複数の受光部のそれぞれから信号電荷を読み出す電荷読み出し部とがマトリクス状に設けられた固体撮像装置を製造する固体撮像装置の製造方法において、
該受光部および該電荷読み出し部が設けられた基板上を覆うように層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
コンタクトホールのアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所を予めエッチング処理して該層間絶縁膜の厚みを薄くするエッチング処理工程と、
薄くした層間絶縁膜の所定箇所にエッチング処理を行って該層間絶縁膜に該電荷読み出し部を構成するゲート電極およびドレイン領域のうちの少なくともいずれかに達するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
該層間絶縁膜上に接続用配線層を形成して、該接続用配線層と該ゲート電極および該ドレイン領域を該コンタクトホールを介して電気的に接続する接続用配線層形成工程とを有する固体撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
前記アスペクト比の所定値は、１．０５以下で０を含まない数値である請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１９】
前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所は、段差が所定値以上の箇所およびコンタクトホールパターンサイズが所定値よりも小さい箇所の少なくともいずれかである請求項１７または１８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２０】
前記電極配線に達する複数のコンタクトホールは、前記基板にも達する少なくとも一つのコンタクトホールを含む請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２１】
前記層間絶縁膜形成工程は、前記層間絶縁膜の最上層に、熱処理により溶融される材料からなる溶融材料層を形成する請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２２】
前記エッチング処理工程と前記コンタクトホール形成工程間に、前記溶融材料層を溶融させて高い位置から低い位置に材料を流れ込ませることにより、前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所の層間絶縁膜の厚みを薄くする請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２３】
前記溶融材料層としてＢＰＳＧ（ボロン・リン・シリカゲート・グラス）膜を形成する請求項２１または２２に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項２４】
前記ＢＰＳＧ膜は、ＣＦ４、ＣＨＦ３およびＡｒの混合ガスを用いてエッチング処理する請求項２３に記載の接続用配線構造の製造方法。
【請求項２５】
請求項１７〜２４のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法により製造された固体撮像装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して素子電極と周辺回路間を電気的に接続する接続用配線を層間絶縁膜上に設けた接続用配線構造、接続用配線構造の製造方法、これを用いた固体撮像装置の製造方法、この固体撮像装置の製造方法により製造された固体撮像装置および、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の固体撮像装置は、例えば特許文献１のように、受光部や、この受光部から信号電荷を読み出す電荷読み出し部上に層間絶縁膜が設けられ、この層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して電荷読み出し部を構成するゲート電極やドレイン領域とその周辺回路とが接続用配線によって接続されている。
【０００３】
この特許文献１に開示されている従来の固体撮像装置の製造方法では、層間絶縁膜においてコンタクトホールが形成される箇所と、配線に隣接する箇所とを、予めエッチング加工して薄膜化することにより、加工開始高さを低い位置に設定している。これにより、後のエッチング加工時にコンタクトホールのエッチング量を減少させ、かつ、コンタクトホールのアスペクト比（例えば幅と高さの比）を低くすることができる。これによって、その後の金属配線形成工程において、断線などの不良が生じにくくなる。
【０００４】
以下に、この種の従来の固体撮像装置の製造方法について、図４を参照しながら詳細に説明する。
【０００５】
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、従来の固体撮像装置の接続用配線工程を説明するための要部縦断面図である。
【０００６】
まず、図４（ａ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）基板１１上にゲート絶縁膜１２を介してポリシリコンからなる電極配線１３を形成し、その表面を酸化させることなどにより層間絶縁膜１４を形成する。このシリコン基板１１上を覆うようにデポジションにより層間絶縁膜１５を形成した後に、電極配線１３上の層間絶縁膜１５をエッチングするために、開口部２１ａが開口した所定形状のレジストパターン２１を形成する。
【０００７】
次に、図４（ｂ）に示すように、電極配線１３上の層間絶縁膜１５を一部エッチング除去して電極配線１３の側壁部分１５ａのみを残し、レジストパターン２１を剥離処理した後に、その基板部上に別の材料からなる層間絶縁膜１６を形成する。
【０００８】
さらに、図４（ｃ）に示すように、層間絶縁膜１６上に、開口部２２ａが開口した所定形状のレジストパターン２２を形成し、電極配線３上の層間絶縁膜１４をエッチング除去して電極配線１３まで達するコンタクトホール２０を形成する。
【０００９】
その後、図４（ｄ）に示すように、コンタクトホール２０が形成された層間絶縁膜１６上に、金属配線１７〜１９をこの順に形成して、これらの金属配線１７〜１９を介して電極配線１３とその周辺回路（図示せず）とを接続する。
【００１０】
このようにして、従来の固体撮像装置１０の接続用配線層（金属配線１７〜１９）が形成される。
【００１１】
以上の接続用配線工程によれば、予めコンタクトホール２０を加工する箇所をエッチング処理により薄膜化し、再度適切な膜厚の層間絶縁膜１６を成膜することによって、コンタクトホール２０のアスペクト比を低くすることができる。これによって、後で形成される金属配線１７〜１９の埋め込み性を向上させて、配線層途中の断線を少なくすることができる。
【特許文献１】特開平７−１６９９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の固体撮像装置１０の製造方法には、以下のような問題点がある。
【００１３】
即ち、図４（ｃ）に示すように、コンタクトホール形成箇所の層間絶縁膜１５をエッチング処理によりエッチング除去および一部薄膜化した後に、層間絶縁膜１６を再度形成すると、固体撮像素子１０における受光部上などにも層間絶縁膜１６が形成されてしまうという問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、従来のように層間絶縁膜を再度形成して不要な部分にも層間絶縁膜を形成されてしまうことなく、コンタクトホールのアスペクト比を低くして接続用配線層の埋め込み性を向上させて断線などの不具合を防止できる接続用配線構造、接続用配線構造の製造方法、これを用いた固体撮像装置の製造方法、この固体撮像装置の製造方法により製造された固体撮像装置および、この固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器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】
【００１５】
本発明の接続用配線構造は、複数の電極配線が設けられた基板上を覆うように層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して該電極配線と電気的に接続される接続用配線層が該層間絶縁膜上に設けられた接続用配線構造において、該コンタクトホールのアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所がそれ以外の箇所よりも該層間絶縁膜の厚みを薄く構成したものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の接続用配線構造におけるアスペクト比の所定値は、１．０５以下で０を含まない数値である。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造において、前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所は、段差が所定値以上の箇所およびコンタクトホールパターンサイズが所定値よりも小さい箇所の少なくともいずれかである。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造において、前記電極配線に達する複数のコンタクトホールは、前記基板にも達する少なくとも一つのコンタクトホールを含む。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造における層間絶縁膜の最上層は、熱処理により溶融される材料からなる溶融材料層で形成されている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造における溶融材料層は、前記アスペクト比が高くなると予想される箇所がそれ以外の箇所よりも薄く構成されるかまたは除去されて該熱処理が施されている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造における溶融材料層はＢＰＳＧ（ボロン・リン・シリカゲート・グラス））膜である。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造において、前記ＢＰＳＧ膜はエッチング処理により選択的に薄膜化されている。
【００２３】
本発明の接続用配線構造の製造方法は、複数の電極配線が設けられた基板上を覆うように層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、コンタクトホールのアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所を予めエッチング処理して該層間絶縁膜の厚みを薄くするエッチング処理工程と、薄くした層間絶縁膜の所定箇所にエッチング処理を行って該電極配線に達する該コンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、該層間絶縁膜上に接続用配線層を形成して、該接続用配線層と該電極配線とを該コンタクトホールを介して電気的に接続する接続用配線層形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
また、好ましくは、本発明の接続用配線構造の製造方法におけるアスペクト比の所定値は、１．０５以下で０を含まない数値である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造の製造方法において、前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所は、段差が所定値以上の箇所およびコンタクトホールパターンサイズが所定値よりも小さい箇所の少なくともいずれかである。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造の製造方法における前記電極配線に達する複数のコンタクトホールは、前記基板にも達する少なくとも一つのコンタクトホールを含む。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造の製造方法における層間絶縁膜形成工程は、前記層間絶縁膜の最上層に、熱処理により溶融される材料からなる溶融材料層を形成する。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造の製造方法において、前記エッチング処理工程と前記コンタクトホール形成工程間に、前記溶融材料層を溶融させて高い位置から低い位置に材料を流れ込ませることにより、前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所の層間絶縁膜の厚みを薄くする。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造の製造方法における溶融材料層としてＢＰＳＧ（ボロン・リン・シリカゲート・グラス）膜を形成する。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の接続用配線構造の製造方法におけるＢＰＳＧ膜は、ＣＦ４、ＣＨＦ３およびＡｒの混合ガスを用いてエッチング処理する。
【００３１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、光電変換する複数の受光部と、該複数の受光部のそれぞれから信号電荷を読み出す電荷読み出し部とがマトリクス状に設けられた固体撮像装置を製造する固体撮像装置の製造方法において、該受光部および該電荷読み出し部が設けられた基板上を覆うように層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、コンタクトホールのアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所を予めエッチング処理して該層間絶縁膜の厚みを薄くするエッチング処理工程と、薄くした層間絶縁膜の所定箇所にエッチング処理を行って該層間絶縁膜に該電荷読み出し部を構成するゲート電極およびドレイン領域のうちの少なくともいずれかに達するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、該層間絶縁膜上に接続用配線層を形成して、該接続用配線層と該ゲート電極および該ドレイン領域を該コンタクトホールを介して電気的に接続する接続用配線層形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるアスペクト比の所定値は、  １．０５以下で０を含まない数値である。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所は、段差が所定値以上の箇所およびコンタクトホールパターンサイズが所定値よりも小さい箇所の少なくともいずれかである。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記電極配線に達する複数のコンタクトホールは、前記基板にも達する少なくとも一つのコンタクトホールを含む。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における層間絶縁膜形成工程は、前記層間絶縁膜の最上層に、熱処理により溶融される材料からなる溶融材料層を形成する。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記エッチング処理工程と前記コンタクトホール形成工程間に、前記溶融材料層を溶融させて高い位置から低い位置に材料を流れ込ませることにより、前記アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所の層間絶縁膜の厚みを薄くする。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における溶融材料層としてＢＰＳＧ（ボロン・リン・シリカゲート・グラス）膜を形成する。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるＢＰＳＧ膜は、ＣＦ４、ＣＨＦ３およびＡｒの混合ガスを用いてエッチング処理する。
【００３９】
本発明の固体撮像装置は、本発明の上記固体撮像装置の製造方法により製造されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４０】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４１】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００４２】
本発明にあっては、電極配線上の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する際に、高段差箇所および縮小パターン箇所（高画素化箇所など）など、コンタクトホールのアスペクト比が高くなると予想される箇所を選んで予めエッチング処理することにより、その部分の層間絶縁膜の厚みを薄くする。その後で、再度エッチングを行って、層間絶縁膜に電極配線および基板のうちの少なくとも電極配線に達するコンタクトホールを形成する。これにより、高段差箇所や縮小パターン箇所などにおいても、アスペクト比が低いコンタクトホールを形成することが可能となり、その後で形成される接続用配線のコンタクトホール内への埋め込み性を向上させて断線などを抑制することが可能となる。この場合には、電極配線上の層間絶縁膜を全てエッチング除去して再度層間絶縁膜を形成する従来技術のように、固体撮像素子における受光部上などに層間絶縁膜が再度形成されてしまうという問題も生じない。
【００４３】
固体撮像素子においては、層間絶縁膜の最上層に、熱処理により溶融されるＢＰＳＧ膜などの溶融材料層が用いられている。このＢＰＳＧ膜は、メルティング法などの熱処理を行うことによって形状を変化させ、光を効率良く取り込んで固体撮像素子の感度を向上させることができることから、頻繁に使用されている。しかしながら、固体撮像素子の高画素化および縮小化に伴って、コンタクトホールは縮小傾向にあり、このコンタクトホールのアスペクト比が高くなることが予想される。
【００４４】
これによって、層間絶縁膜の最上層に形成されたＢＰＳＧ膜などの溶融材料層を熱処理により溶融させる前に、高段差箇所および縮小パターン箇所などを予めエッチング処理してその部分の厚みを薄くする。これにより、メルティング法などにより溶融材料層を溶融させたときに、高い位置から低い位置に溶融材料が流れ込む際に、流れ込み量を少なくすることができる。このため、再度エッチング処理を行ってコンタクトホールを形成する際に、高段差箇所および縮小パターン箇所などでアスペクト比を低くすることが可能となる。さらに、溶融材料層が高い位置から低い位置に流れ込むことによって、電極配線間および電極配線上にも層間絶縁膜が形成され、その部分の耐圧が確保され得る。
【発明の効果】
【００４５】
以上により、本発明によれば、高段差箇所および縮小パターン箇所などのようにコンタクトホールのアスペクト比が高くなることが予想される箇所において、層間絶縁膜のエッチング加工を２回行うことにより、従来技術のように層間絶縁膜を再度形成して不要な部分に形成することなく、アスペクト比が低いコンタクトホールを容易に形成して、周辺回路との接続用配線の埋め込み性を向上させて、これの断線などの不具合を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に、本発明の接続用配線層の製造方法を用いた固体撮像装置の製造方法および、これにより製造された固体撮像装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４７】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置の接続用配線構造層を示す要部縦断面図である。
【００４８】
図１に示すように、本実施形態の固体撮像装置３０の接続用配線構造は、シリコン基板１上にゲート絶縁膜２を介してポリシリコンからなる３種類の電極配線パターン３ａ、３ｂおよび３ｃが設けられており、その表面酸化により電極配線パターン３ａ、３ｂおよび３ｃ上に層間絶縁膜４がそれぞれ設けられている。この層間絶縁膜４およびシリコン基板１上に層間絶縁膜５，６ａがこの順に積層されて設けられる。電極配線パターン３ａ、３ｂおよび３ｃ上の層間絶縁膜４，５，６ａに各コンタクトホール３３ａ〜３３ｃがそれぞれ設けられている。これらの各コンタクトホール３３ａ〜３３ｃをそれぞれ通して、電極配線パターン３ａ、３ｂおよび３ｃにそれぞれ接続される金属積層膜からなる接続用配線７〜９が設けられている。
【００４９】
この場合に、コンタクトホール３３ａ〜３３ｃのうち、ホール形状が溝（またはホール形状が円形の場合には直径）の場合には幅と高さの比であるアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所（コンタクトホール３３ｂおよび３３ｃ）がそれ以外の箇所（コンタクトホール３３ａ）よりも層間絶縁膜４，５，６ａの厚みを薄く構成している。この層間絶縁膜４，５，６ａの最上層は、熱処理により溶融される材料からなる溶融材料層であるＢＰＳＧ（ボロン・リン・シリカゲート・グラス）膜６ａで構成されている。このＢＰＳＧ膜６ａはエッチング処理により選択的に薄膜化されている。このように、エッチング処理によるＢＰＳＧ膜６ａの加工は、選択的に場所を選ぶことができるので、寸法上厳しい場所や後段差になる場所に有効である。ＢＰＳＧ膜６ａをメルティング前にエッチング加工し、流れ込み量を抑えてコンタクトホール３３ｂおよび３３ｃの加工を容易にできるようにしている。このアスペクト比が所定値としては、１.０５以下で０を含まない数値である。
【００５０】
ここで、最も左側の電極配線３ａは線幅が広く、その上に形成される層間絶縁膜４，５，６ａのコンタクトホール３３ａについても広く形成する。中央の電極配線３ｂは線幅が細く、その上に形成される層間絶縁膜４，５，６ａのコンタクトホール３３ｂについても線幅を狭く形成する。最も右側の電極配線３ｃでは、配線の片側に隣接するシリコン基板１の一部に設けられたシリコン基板１の半導体領域（ドレイン領域）である不純物注入領域（図示せず）および電極配線３ｃと接続するためにコンタクトホール３３ｃを形成し、エッチング加工されるコンタクトホール３３ｃの線幅および高さ共に最も広くかつ高く（深く）なっている。
【００５１】
このように構成された本実施形態の固体撮像装置３０の製造方法に用いる接続用配線構造の各製造工程について、図２および図３を用いて、以下に詳細に説明する。
【００５２】
図２（ａ）〜図２（ｄ）および図３（ｅ）〜図３（ｇ）は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法に用いられる接続用配線構造の各製造工程を示す要部縦断面図である。
【００５３】
まず、図２（ａ）に示すように、シリコン基板１上にゲート絶縁膜２を介してポリシリコンからなる電極配線３ａ〜３ｃを形成し、その表面を酸化させることなどにより反応性の層間絶縁膜４を形成する。その基板部上を覆うようにデポジションにより層間絶縁膜５を形成し、層間絶縁膜の最上層に熱溶融材料層としてＢＰＳＧ膜６を形成する。その後、最上層のＢＰＳＧ膜６をエッチングして所定形状にするためにレジストパターン３１を形成する。
【００５４】
ここで、最も左側の電極配線３ａは、線幅を広く形成することができるため、図２（ａ）に示すように、レジストパターン３１の開口部を形成する必要がない。一方、中央に示す電極配線３ｂ上のレジストパターン３１のように開口部３１ａが狭くなる部分では、マイクロローディング効果により、エッチング速度が低下してしまう。このため、中央の電極配線３ｂ上の部分については予めエッチング加工して膜厚を薄くする必要があり、左側の電極配線３ａは線幅が広いのでマイクロローディング効果が少ないため、１回のエッチングのみでコンタクトホールを形成することが可能である。さらに、最も右側の電極配線３ｃ上の部分のように、ＢＰＳＧ膜６、層間絶縁膜４および層間絶縁膜５を加工することにより高段差になる箇所においても、エッチング量が不足してしまう。これによって、右側の電極配線３ｃ上の部分についても、予めエッチング加工して膜厚を薄くする必要がある。したがって、本実施形態では、中央の電極配線３ｂ部分および右側の電極配線３ｃ部分において、コンタクトホール形成の際にエッチング加工を２回に分けて行う。
【００５５】
次に、図２（ｂ）に示すように、所定形状のレジストパターン３１をマスクとしてＢＰＳＧ膜６をエッチング加工して、レジストパターン３１を剥離処理する。このときのエッチング加工は、例えばＣＦ４、ＣＨＦ３およびＡｒの混合ガスを用いて行うことができる。このエッチング加工は、電極配線３ｂおよび電極配線３ｃ上のＢＰＳＧ膜６の厚みを薄くすることを目的としており、図２（ｂ）に示すようにＢＰＳＧ膜６を全て除去する必要はない。
【００５６】
さらに、図２（ｃ）に示すように、高温度で熱処理することによりＢＰＳＧ膜６のメルティング処理を行う。ＢＰＳＧ膜６は、９００℃〜１０００℃の高温度で溶融されるため、拡散炉などを用いて熱処理を行うことができる。これにより、図２（ｃ）に示すように、ＢＰＳＧ膜６が高い位置から低い位置へ流れ込み、電極配線間および電極配線上にも層間絶縁膜として形成されて、それぞれの電極配線３ｂ，３ｃ上のＢＰＳＧ膜６ａが薄くなっている。
【００５７】
さらに、図２（ｄ）に示すように、ＢＰＳＧ膜６ａ上にコンタクトホール形成用のレジストパターン３２を形成し、図３（ｅ）に示すように、層間絶縁膜４，５および６ａにエッチング加工を行って、電極配線３ａまで達するコンタクトホール３３ａ、電極配線３ｂまで達するコンタクトホール３３ｂおよび、電極配線３ｃおよびシリコン基板１まで達するコンタクトホール３３ｃを形成する。このときのエッチング加工も、例えばＣＦ４、ＣＨＦ３およびＡｒの混合ガスを用いて行うことができ、電極配線３ａ〜３ｃと層間絶縁膜４，５および６ａとの選択比が１５から２０程度であればよい。
【００５８】
その後、図３（ｆ）に示すように、レジストパターン３２を剥離処理し、図３（ｇ）に示すように、接続用配線７〜９をこの順に形成して金属積層膜とし、この金属積層膜により、電極配線３ａ〜３ｃおよび、電極配線３ｃに隣接するシリコン基板１の部分と周辺回路とを接続する。
【００５９】
以上により、本実施形態によれば、電極配線３ａ〜３ｃ上の層間絶縁膜６ａにコンタクトホール３３ａ〜３３ｃを形成する際に、縮小パターンとなる電極配線３ｂ上のコンタクトホールや高段差となる電極配線３ｃ上およびその近傍のコンタクトホールのように、アスペクト比が高くなることが予想される箇所を選んで予めエッチング処理して層間絶縁膜の厚みを薄くする。その後で再度エッチング処理を行って、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。ここでは、層間絶縁膜の最上層が溶融材料層であり、溶融材料層としてのＢＰＳＧ膜６のメルティング前に高段差箇所３ｃや縮小パターン箇所などを予めエッチング処理してその部分の層間絶縁膜の厚みを薄くすることにより、ＢＰＳＧ膜６を溶融させたときに、高い位置から低い位置への流れ込み量を少なくしている。このように、層間絶縁膜のエッチング加工を２回行うことにより、従来技術のように層間絶縁膜を再度形成して不要な部分に形成することなく、コンタクトホールのアスペクト比が低いコンタクトホール３３ｂおよび３３ｃを容易に形成して、その周辺回路との接続用配線の埋め込み性を向上させて、断線などの不具合を抑制することができる。このエッチング加工を２回行う箇所は、選択的に設定することが可能であり、電極配線３ａ上の部分のようにコンタクトホールの面積（または径や辺）を十分広くすることができる箇所では、１回のエッチング加工によりコンタクトホールを形成することができる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、層間絶縁膜が溶融材料層を含む場合について説明したが、これに限らず、層間絶縁膜に溶融材料層を含まなくてもよく、要は、コンタクトホールのアスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所がそれ以外の箇所よりも層間絶縁膜の厚みを薄く構成していればよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、溶融材料層がエッチング処理により除去され、これに続く熱処理により溶融材料層を溶融させて高い位置から低い位置に材料を流れ込ませることにより、アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所の層間絶縁膜の厚みを薄くする場合について説明したが、これに限らず、溶融材料層がエッチング処理により薄く加工され、これに続く熱処理により溶融材料層を溶融させて高い位置から低い位置に材料を流れ込ませることにより、アスペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所の層間絶縁膜の厚みを、所定値のアスペクト比よりも小さくなるように薄く設定するようにしてもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態では、特に説明しなかったが、スペクト比が所定値よりも高くなると予想される箇所は、段差が所定値以上の箇所およびコンタクトホールパターンサイズが所定値よりも小さい箇所の少なくともいずれかである。
【００６３】
さらに、上記実施形態では、溶融材料層がＢＰＳＧ膜の場合について説明したが、これに限らず、ＢＰＳＧ膜以外の膜であってもよい。例えばＰ-ＳｉＯ（プラズマＳｉＯ）膜などがある。
【００６４】
さらに、上記実施形態では、複数の電極配線が設けられた基板上を覆うように層間絶縁膜が設けられ、層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して電極配線と電気的に接続される接続用配線層が層間絶縁膜上に設けられた接続用配線構造およびその製造方法を、光電変換する複数の受光部と、複数の受光部のそれぞれから信号電荷を読み出す電荷読み出し部とがマトリクス状に設けられた固体撮像装置を製造する固体撮像装置の製造方法および、これにより製造された固体撮像装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、固体撮像装置およびその製造方法以外にも、トランジスタを用いた回路デバイスなどの半導体装置およびその製造方法に適用可能である。
【００６５】
なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、コンタクトホールのアスペクト比(高さ／幅)は後工程で行うスパッタリング(例えばＡｌ-ＣｕやＡｌ-Ｓｉのスパッタ)において重要なファクタとなる。このアスペクト比(高さ／幅)が高いと、即ち線幅が狭く且つ高さ(深さ)のあるホールにおいては、ホール内の側壁に上記に示すような膜が薄く形成される虞があり、場合によっては(アスペクトが極端に高い場合)、スパッタリングされない可能性もある。したがって、本発明のようにコンタクトホールのアスペクト比を下げる必要が生じる。
【００６６】
具体的には、アスペクト比１．０５または１以上ではスパッタの形成不良が生じやすくなるため、アスペクト比の所定値(高さ／幅)は、１．０５以下の所定値（例えば１．０５または１）としている。この場合の１．０５以下の所定値Ｘの範囲は、０＜Ｘ≦１．０５または０.１≦Ｘ≦１．０５である。なお、アスペクト比の所定値(高さ／幅)が「０」の場合は、高さが「０」になって平坦面で段差が生じない場合である。
【００６７】
さらに、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態の固体撮像装置３０を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態の固体撮像装置３０を撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００６８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、素子電極と周辺回路間を接続する接続用配線を層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して接続する接続用配線構造、接続用配線構造の製造方法、これを用いた固体撮像装置の製造方法、この固体撮像装置の製造方法により製造された固体撮像装置および、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、高段差箇所および縮小パターン箇所などのようにコンタクトホールのアスペクト比が高くなることが予想される箇所において、層間絶縁膜のエッチング加工を２回行うことにより、従来技術のように層間絶縁膜を再度形成して不要な部分に形成することなく、アスペクト比が低いコンタクトホールを容易に形成して、周辺回路との接続用配線の埋め込み性を向上させて、これの断線などの不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の接続用配線構造層を示す要部縦断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法に用いられる接続用配線構造の各製造工程（その１）を示す要部縦断面図である。
【図３】（ｅ）〜（ｇ）は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法に用いられる接続用配線構造の各製造工程（その２）を示す要部縦断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、従来の固体撮像装置の接続用配線工程を説明するための要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  シリコン基板
２  ゲート絶縁膜
３ａ  コンタクトホール形成時に加工寸法が広い電極配線
３ｂ  コンタクトホール形成時に加工寸法が狭い電極配線
３ｃ  コンタクトホール形成時に高段差となる電極配線
４  反応性の層間絶縁膜
５  デポジションによる層間絶縁膜
６  ＢＰＳＧからなる層間絶縁膜
６ａ  ＢＰＳＧからなる層間絶縁膜を溶融した後の状態
７〜９  接続用配線
３０  固体撮像装置
３１，３２  レジストパターン
３１ａ，３２ａ  開口部
３３ａ  加工寸法が広いコンタクトホール
３３ｂ  加工寸法が狭いコンタクトホール
３３ｃ  高段差となるコンタクトホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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