(57)【要約】【課題】製造工程数が増加することのない方法で、かつ、下層構造の耐圧を低下させることなく、配線パターンが層間絶縁膜から剥離することを防ぐことを目的とする。【解決手段】撮像部の周辺に形成され、撮像部の転送電極に駆動電圧を印加するための配線を、電荷転送部の遮光に用いる遮光膜を用いて形成し、配線から層間絶縁膜中まで延び、凸部１４を備える支持部１５を配線に設けることにより、配線が配線から延びた凸部１４を備える支持部１５により層間絶縁膜に保持されるため、配線の剥離を防止することができる。【選択図】図２
2007242897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高融点金属から成る遮光膜に覆われる撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置であって、
前記周辺回路部において、
それぞれ層間絶縁膜に覆われ、前記撮像部において転送電極と成るポリシリコンと同時に形成された複数層のポリシリコンと、
前記撮像部の転送電極に駆動電圧を印加する前記高融点金属から成る配線と
を有し、前記配線が前記複数層のポリシリコン中に形成されて前記高融点金属から成る支持部を備え、前記支持部が前記支持部の最上部より下方に位置する凸部を備え、前記凸部寸法が前記支持部の寸法より大きいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
垂直電荷転送部と水平電荷転送部とから成る転送部を備える撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置であって、
前記周辺回路部において、
それぞれ層間絶縁膜に覆われ、前記撮像部において転送電極と成るポリシリコンと同時に形成された複数層のポリシリコンと、
前記撮像部の転送電極に駆動電圧を印加する高融点金属から成る配線と
を有し、前記配線が前記複数層のポリシリコン中に形成されて前記高融点金属から成る支持部を備え、前記支持部が前記支持部の最上部より下方に位置する凸部を備え、前記凸部寸法が前記支持部の寸法より大きいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
前記高融点金属がタングステンであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向の両端部に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向に複数個形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向が長辺となる矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記凸部を備える支持部が配線長手方向の両端部に配線幅方向に並んで複数個形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向の両端部に配線幅方向が長辺となる矩形形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記複数層のポリシリコン中に形成されて前記高融点金属から成る支持部が、前記複数層のポリシリコンによって形成される複数のパターンと平面的に重なり合う領域を有する配線の一部であって、前記複数層のポリシリコンによって形成される複数のパターンに挟まれる領域に位置する前記高融点金属から成ることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記高融点金属がタングステンであることを特徴とする請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
高融点金属から成る遮光膜に覆われる撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置の製造方法であって、
転送電極となる複数層のポリシリコンおよび前記高融点金属から成る前記転送電極に電圧を印加する配線を形成するに際し、
前記ポリシリコンの内任意のポリシリコンをエッチングして凸部形成領域を形成する工程と、
残りのポリシリコンをエッチングして前記凸部形成領域より小さい径の支持部形成領域を形成して各ポリシリコンを形成する工程と、
前記凸部形成領域および前記支持部形成領域を含む領域上に前記高融点金属を堆積して前記配線を形成すると共に前記凸部および前記支持部を形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
高融点金属から成る遮光膜に覆われる撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置の製造方法であって、
転送電極となる複数層のポリシリコンおよび前記高融点金属から成る前記転送電極に電圧を印加する配線を形成するに際し、
基板に絶縁膜を堆積する工程と、
前記絶縁膜上に第１のポリシリコンを形成する工程と、
前記第１のポリシリコンを選択的にエッチングして支持部形成領域となる開口を形成する工程と、
前記第１のポリシリコン上に第１の層間絶縁膜を堆積する工程と、
前記第１の層間絶縁膜上に第２のポリシリコンを形成する工程と、
前記第２のポリシリコンを選択的にエッチングして前記支持部形成領域となる第１のポリシリコンの開口より寸法の小さい支持部形成領域となる開口を形成する工程と、
前記第２のポリシリコン上に第２の層間絶縁膜を堆積する工程と、
前記支持部形成領域を含む前記第２の層間絶縁膜上に前記高融点金属を堆積して前記配線と共に凸部を有する支持部を前記高融点金属により形成する工程と
を有し、前記配線と接続された前記支持部が、支持部の寸法より大きな寸法を持つ前記凸部を形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部を覆う高融点金属からなる遮光膜を配線として使用する固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置では、画素部内の光検出部（フォトダイオード）以外への光の入射によるノイズを抑制するために、一般的に電荷転送部などの表面を遮光膜により覆い、フォトダイオード上部だけに開口を設ける構造を採っている。遮光膜としては、例えば、タングステン（以下Ｗと称す）などの高融点金属膜を使用する。但し、撮像部の電荷転送ゲート電極としてポリシリコン膜を使用する場合、撮像部の電荷転送ゲート電極となるポリシリコン膜は上記の通り絶縁膜を介してＷ遮光膜によって覆われるが、光の入射によりノイズを誘発しない撮像領域以外の遮光膜は、一部を除いて除去される。
【０００３】
金属遮光膜が撮像部以外の領域で残される主な例を示す。
第一に、一般的な固体撮像装置は、撮像部において、入射光のない暗時に熱的に発生する電荷等に起因する信号による出力変動を補償するために光学的黒領域（ＯＢ部：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｌａｃｋ）が設けられる。この光学的黒領域においては、撮像部における画素と同等の構造で形成されるが、黒基準となる信号を得るために、この部分では遮光膜が除去されない。
【０００４】
第二に、例えば、転送ゲート電極には、アルミニウム膜等からなる金属配線（アルミ配線）が接続され、電荷転送パルス電圧が印加される。ここで、撮像領域以外の領域において、アルミ配線を交差させる必要がある場合には、複数層のアルミ配線を用いて立体的にアルミ配線を交差させる代わりに、遮光膜として形成されるＷ膜を撮像領域以外の領域にも部分的に残し、Ｗ膜上の絶縁膜にコンタクトホールを設けてＷ膜とアルミ配線と接続して、Ｗ膜をいわゆるジャンパー線として活用することにより、アルミ配線の層数を増加することなく、アルミ配線を交差させることが可能となる。配線交差部にはポリシリコンを利用することも可能であるが、ポリシリコンよりＷの方が低抵抗であるため、一般にＷ膜が流用される。このようにＷ膜が遮光膜を兼ねて、交差配線の一部として流用されることにより、配線の層数を増加させることなく高機能の撮像素子を形成することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、遮光膜として用いられるＷは、下地のシリコン酸化膜等の絶縁膜との密着性が悪く、また製造工程内での熱処理時に下地のシリコン酸化膜と熱膨張率が異なるので、熱応力によりさらに密着性が低下して剥離するという問題がある。画素部やＯＢ部では、遮光膜の下地に転送ゲート等の凹凸があることから、熱応力は緩和されるため、遮光膜は剥がれにくいが、前記の配線交差部は撮像部やＯＢ部の外部に設けられるため、下地が平坦であり、撮像部やＯＢ部に比較して剥がれが発生しやすい。
【０００６】
従来、配線の剥離を防止することを目的として、底部から表面に向かって開口が細くなる（以下裾広がりと称す）コンタクトホールに配線材料を埋め込む構造が提案されている。
【０００７】
従来の固体撮像装置における裾広がりの配線について、図１０を用いて説明する。
図１０は従来の固体撮像装置における遮光膜を用いた交差配線の構造を説明するための要部断面図である。
【０００８】
図１０において、配線部はシリコン基板１０１、ゲート絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０３、層間絶縁膜３０８、タングステン配線３０９、及び、裾広がりのコンタクト形状３１５を備える。Ｗ配線３０９の両端部において、絶縁膜１０にコンタクトホール１１を設け、アルミ配線１２と接続されている。このような構造とすれば、アルミ配線１２は、アルミ配線１３と電気的に接続されることなく、交差することが可能となる。
【０００９】
この場合の裾広がりのコンタクト形状３１５は、上下層の電気的な接続のためのコンタクトとして機能するものではなく、Ｗ膜からなる配線パターンと下地シリコン酸化膜の剥離を防止するために設けたもので、層間絶縁膜３０８の少なくとも一部を選択的に除去することによって、裾広がりのコンタクト形状を形成することとなる。
【００１０】
この構造によると、タングステン配線３０９は、裾広がりのコンタクト形状３１５を有するため、タングステン配線３０９と下地シリコン酸化膜である層間絶縁膜３０８との剥離を防止することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−２５６１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来技術に示された固体撮像装置においてコンタクト形状３１５は、電気的な接続のためのコンタクトとしては機能せず、剥離防止のためだけのコンタクト形状（以下、凹形状）であるにも係わらず、例えば、Ｗ膜下地の絶縁膜にリソグラフィ工程とエッチング工程を用いて凹形状を形成する必要が生じ、工程の増加に伴ってコストが増加するという第一の問題点を有している。
【００１２】
さらに、上記の例によれば、凹形状の形成により、配線材料３０９の下層絶縁膜の一部をエッチングするため、凹形状部の底面において、Ｗ配線３０９と下層シリコン基板１０１構造の間の絶縁膜が薄くなり、絶縁耐圧が低下する不具合が発生する、という第２の問題点を有している。本従来例では、耐圧低下を防止するために、裾広がりのコンタクト形状３１５を形成するための絶縁膜３０８を形成しており、さらに絶縁膜形成工程が追加されることによる、コストの増加が問題となる。
【００１３】
前記問題点に鑑み、本発明の固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法は、工程数が増加することのない方法で、かつ、配線に利用される遮光膜と遮光膜の下層との絶縁耐圧を低下させることなく、配線の一部に流用した遮光膜が剥離することを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の固体撮像装置は、高融点金属から成る遮光膜に覆われる撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置であって、前記周辺回路部において、それぞれ層間絶縁膜に覆われ、前記撮像部において転送電極と成るポリシリコンと同時に形成された複数層のポリシリコンと、前記撮像部の転送電極に駆動電圧を印加する前記高融点金属から成る配線とを有し、前記配線が前記複数層のポリシリコン中に形成されて前記高融点金属から成る支持部を備え、前記支持部が前記支持部の最上部より下方に位置する凸部を備え、少なくとも部分的に前記凸部を含む断面において、前記凸部寸法が前記支持部の寸法より大きいこと、前記凸部が前記支持部の下部または中部に位置することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の固体撮像装置は、垂直電荷転送部と水平電荷転送部とから成る転送部を備える撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置であって、前記周辺回路部において、それぞれ層間絶縁膜に覆われ、前記撮像部において転送電極と成るポリシリコンと同時に形成された複数層のポリシリコンと、前記撮像部の転送電極に駆動電圧を印加する高融点金属から成る配線とを有し、前記配線が前記複数層のポリシリコン中に形成されて前記高融点金属から成る支持部を備え、前記支持部が前記支持部の最上部より下方に位置する凸部を備え、少なくとも部分的に前記凸部を含む断面において、前記凸部寸法が前記支持部の寸法より大きいこと、前記凸部が前記支持部の下部または中部に位置することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の固体撮像装置は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記高融点金属がＷであることを特徴とする。
請求項４記載の固体撮像装置は、請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向の両端部に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の固体撮像装置は、請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向に複数個形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の固体撮像装置は、請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向が長辺となる矩形状に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の固体撮像装置は、請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向の両端部に配線幅方向に並んで複数個形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の固体撮像装置は、請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記凸部を備える支持部が前記配線の配線長手方向の両端部に配線幅方向が長辺となる矩形形状に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項９記載の固体撮像装置は、請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置において、複数層のポリシリコン中に形成されて前記高融点金属から成る支持部が、前記複数層のポリシリコンによって形成される複数のパターンと平面的に重なり合う領域を有する配線の一部であって、前記複数層のポリシリコンによって形成される複数のパターンに挟まれる領域に位置する前記高融点金属から成ることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０記載の固体撮像装置は、請求項９記載の固体撮像装置において、前記高融点金属がタングステンであることを特徴とする。
請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法は、高融点金属から成る遮光膜に覆われる撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置の製造方法であって、転送電極となる複数層のポリシリコンおよび前記高融点金属から成る前記転送電極に電圧を印加する配線を形成するに際し、前記ポリシリコンの内任意のポリシリコンをエッチングして凸部形成領域を形成し、残りのポリシリコンをエッチングして前記凸部形成領域より小さい径の支持部形成領域を形成して各ポリシリコンを形成する工程と、前記凸部形成領域および前記支持部形成領域を含む領域上に前記高融点金属を堆積して前記配線を形成すると共に前記凸部および前記支持部を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
請求項１２記載の固体撮像装置の製造方法は、高融点金属から成る遮光膜に覆われる撮像部と前記撮像部の周辺回路とから成る固体撮像装置の製造方法であって、転送電極となる複数層のポリシリコンおよび前記高融点金属から成る前記撮像転送電極部に電圧を印加する配線を形成するに際し、基板に絶縁膜を堆積する工程と、前記絶縁膜上に第１のポリシリコンを形成する工程と、前記第１のポリシリコンを選択的にエッチングして支持部形成領域となる開口を形成する工程と、前記第１のポリシリコン上に第１の層間絶縁膜を堆積する工程と、前記第１の層間絶縁膜上に第２のポリシリコンを形成する工程と、前記第２のポリシリコンを選択的にエッチングして前記第１のポリシリコンを選択的にエッチングして形成された支持部形成領域となる開口より寸法の小さい支持部形成領域開口を形成する工程と、前記第２のポリシリコン上に第２の層間絶縁膜を堆積する工程と、前記支持部形成領域を含む前記第２の層間絶縁膜上に前記高融点金属を堆積して前記配線と共に、支持部の寸法より大きな寸法を有する凸部を持つ支持部を前記高融点金属により形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２４】
以上により、容易な方法で、かつ、下層構造の耐圧を低下させることなく、配線パターンが層間絶縁膜から剥離することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、撮像部の周辺に形成され、撮像領域の電荷転送電極となるポリシリコンに駆動電圧を印加するための配線を、撮像部の遮光に用いる金属遮光膜を流用して形成し、前記配線に設けられた凸部を備える支持部が電荷転送電極となるポリシリコンパターン上に形成された凹部の中に形成され、凸部の寸法が支持部上部の寸法より大きい部分を有することにより、コスト増加を招く特別な工程を追加することなく、ポリシリコンの寸法の小さな部分が凸部を押さえ込む効果を奏することにより、配線の剥離を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法は、撮像部の周辺に形成され、撮像部の電荷転送電極となるポリシリコンに駆動電圧を印加するための配線が、撮像部の遮光に用いる遮光膜を用いて形成されること、下地に複数層のポリシリコンパターンを有し、複数層のポリシリコンパターンに設けられた凹部の中に、この配線の下に凸部を備える支持部を有すること、支持部の下部に設けられた凸部の断面積が支持部の断面積より大きい部分を有することにより、配線全体が下地に保持されるため、配線の剥離を防止することができる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて、撮像部周辺の電圧印加用交差配線近傍の構造を中心に説明する。
（実施の形態１）
以下、図１，図２，図３，図４，図５，図６を参照しながら、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施の形態１に係る遮光膜を用いた配線の構造を説明するための要部平面図である。さらに、図２は本発明の実施の形態１に係る遮光膜を用いた配線の構造を説明するための要部断面図であり、図２（ａ）は図１中のＡ−Ａ’断面を、図２（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ’断面を示す。
【００２９】
図１，図２では、遮光膜として形成された、例えば、Ｗ配線９等の高融点金属膜は、コンタクトホール１１を通してアルミ配線１２と電気的に接続されている。
また、Ｗ配線９は、シリコン酸化膜などの層間絶縁膜１０を挟んで、アルミ配線１２ａと交差している。アルミ配線１２はＷ配線９とコンタクトホール１１を介して電気的に接続される一方、アルミ配線１２ａとは電気的に絶縁され、配線を交差することができる。
【００３０】
また、Ｗ配線９の下層には、例えば、ポリシリコン４により形成された第一転送電極，シリコン酸化膜などの層間絶縁膜５，ポリシリコン６により形成された第二転送電極，層間絶縁膜７，層間絶縁膜８が基板１上に順に形成されている。Ｗ配線９はその下の任意の領域に、凸部１４を備えＷ配線９から延びる支持部１５を有している。支持部１５と凸部１４は、Ｗ配線９の下地の一部に形成されたポリシリコン４，６に設けられた開口に形成されることによりＷ配線９と一体的に形成される。ここで、支持部１５の寸法Ｌ１ａは、凸部の寸法Ｌ２ａより小さい構造を呈することが、本発明の特徴である。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
図５および図６は固体撮像装置の撮像部におけるポリシリコンから成る転送電極および遮光膜形成工程を示す工程断面図である。なお、断面構造および説明において光電変換および電荷転送を行うための注入工程については省略する。
【００３２】
まず、シリコン基板１０１上にゲート絶縁膜１０２、１０３、および、ポリシリコン１０４を形成し、レジストの塗布、露光および現像により、第一の転送電極として機能する領域にレジスト１１９をパターニングする（図５（ａ））。
【００３３】
次に、第一の転送電極として機能する領域に形成したレジスト１１９をマスクとして、ポリシリコン１０４を、例えばドライエッチ処理することにより、ポリシリコン１０４からなる第一の転送電極１０４ｂを形成する（図５（ｂ））。
【００３４】
次に、熱酸化法等により、ポリシリコン１０４の周囲に層間絶縁膜１０５を形成する（図５（ｃ））。
その上に、ポリシリコン１０６を堆積し、レジストの塗布、露光および現像することにより、第二の転送電極として機能する領域にレジスト１１９をパターニングする（図５（ｄ））。
【００３５】
次に、第二の転送電極として機能する領域に形成したレジスト１１９をマスクとして、ポリシリコン１０６を、例えばドライエッチ処理することにより、ポリシリコン１０６からなる第二の転送電極を形成する（図６（ａ））。
【００３６】
次に、熱酸化法等により、ポリシリコン１０６の周囲に層間絶縁膜１０７を形成する（図６（ｂ））。
さらに、層間絶縁膜１０８を形成した後タングステン遮光膜１０９を形成し、遮光膜として機能する領域をレジストの塗布、露光および現像することによりレジスト１１９をパターニングする（図６（ｃ））。
【００３７】
最後に、遮光膜として機能する領域に形成したレジスト１１９をマスクとして、例えばドライエッチ処理することにより、タングステン遮光膜１０９よりなる遮光膜を形成する（図６（ｄ））。
【００３８】
以上の工程により、本発明の固体撮像装置の撮像部１画素を形成する。以上の製造方法は、一般的な固体撮像装置の製造方法と変わることころはない。本発明では、交差配線部において、特別な追加工程を必要としないことを説明するために、一般的な製造工程について簡単に説明した。
【００３９】
次に、図３，図４を用いて本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の製造方法のうち、特に交差配線部の製造方法について説明する。
図３は固体撮像装置の転送電極に転送パルス電圧を印加する交差配線部における第一層のポリシリコンパターン形成工程を示す工程断面図、図４は固体撮像装置の配線部における支持部および凸部の製造工程を示す工程断面図である。
【００４０】
まず、シリコン基板１０１上にゲート絶縁膜１０２、１０３、および、ポリシリコン１０４を形成し、レジストの塗布、露光および現像により開口１９ａを有するレジストパターン１９を形成する（図３（ａ））。
【００４１】
次に、レジストパターン１９をマスクとして、ポリシリコン１０４を、例えばドライエッチ処理をすることにより、ポリシリコン１０４よりなる第一の転送電極と同時に第１のポリシリコン開口１０４ａを形成する（図３（ｂ））。
【００４２】
次に、熱酸化法等により、ポリシリコン１０４の表面に層間絶縁膜１０５を形成する（図３（ｃ））。
次に、層間絶縁膜１０５の上に第２層のポリシリコン１０６を形成し、レジストの塗布、露光および現像により開口２０ａを有するレジストパターン２０を形成する（図３（ｄ））。
【００４３】
次に、レジストパターン２０をマスクとして、ポリシリコン１０６を、例えばドライエッチ処理をすることによりポリシリコン１０６よりなる第２の転送電極と同時に第２のポリシリコン開口１０６ａを形成する（図４（ａ））。
ここで、第１のポリシリコン開口１０４ａの断面構造について、詳細に説明する。第１のポリシリコン開口１０４ａ寸法Ｌ１は、ポリシリコンを熱酸化すると、熱酸化による体積膨張により、酸化膜厚と同等の寸法だけ小さくなり、Ｌ１ａとなる。本例では、Ｌ１の寸法は０．３μｍであって、熱酸化により０．２６μｍとなる。一方、第２のポリシリコン開口１０６ａの寸法Ｌ２は０．２８μｍであって、第２のポリシリコンに開口Ｌ２ａを形成した時点では、Ｌ２ａ＞Ｌ１ａなる関係が成り立っている。
【００４４】
次に、熱酸化法等により、ポリシリコン１０６の周囲に層間絶縁膜７を形成する（図４（ｂ））。
この時、熱酸化により、第２のポリシリコン１０６の開口寸法Ｌ２ａは０．２４μｍとなる。ところが、熱酸化によれば、酸化膜の成長速度は酸化膜が薄いときには大きく、膜が厚くなると小さくなる性質があって、第１のポリシリコン１０４は層間絶縁膜１０５に覆われているため、ポリシリコン１０６に比べて酸化の進行は少ない。そのため、層間絶縁膜１０５は層間絶縁膜１０７の膜厚分さらに厚くなるということはなく、第１のポリシリコンの開口寸法Ｌ１ａは０．２５μｍとなる。
【００４５】
次に、全面に層間絶縁膜１０８を堆積した後、受光部のＷ配線１０９と同時に形成され、Ｗ配線１０９，支持部１５および凸部１４となるＷ膜を堆積する。この時、たとえば減圧ＣＶＤ法により層間絶縁膜１０８を形成すれば、減圧ＣＶＤ法の特徴として、開口部の入り口近傍では開口部の内部よりも体積膜厚が厚くなる現象を利用して、開口部の入り口の寸法よりも底部近傍の寸法をさらに縮小することが可能である。その後、配線として機能する領域以外を開口したレジストパターン１９を、レジストの塗布、露光および現像によりパターニングする（図４（ｃ））。
【００４６】
最後に、配線として機能する領域以外を開口したレジスト１９パターンをマスクとして、Ｗ膜を、例えばドライエッチ処理をすることにより、Ｗ配線１０９を形成する（図４（ｈ））。
【００４７】
この時、支持部１５および凸部１４の形成領域に堆積されたＷ膜もマスクされているため、Ｗ配線１０９から延びた凸部１４を備える支持部１５が形成される。以上の構成により、ポリシリコン上にＷ配線を形成すると同時に、Ｗ配線と一体となった支持部と支持部の最上面よりも下層において、支持部の最上面よりも寸法の大きな凸部を形成することができる。
【００４８】
本例では、第２のポリシリコン１０６に開口１０６ａを形成した後、熱酸化によって第１のポリシリコン１０４の開口１０４ａよりも小さな開口を形成できる。この工程においては、第１のポリシリコン１０４の開口１０４ａの熱酸化による縮小を抑制するために、第１のポリシリコン１０４のパターン形成後に、ポリシリコン表面を窒化処理すれば、さらに耐酸化性が向上して、極端な裾広がり形状を形成することも可能である。
【００４９】
以上説明してきたように、本発明は遮光膜を配線として用いたＷ配線１０９の配線パターンから延びた凸部１４を備える支持部１５が層間絶縁膜に埋め込まれる構造を有するので、配線パターンが下地から剥離することを防ぐことができる。その結果、熱膨張率の違いによる熱応力に対して耐性を高めることができる。この構成によると、ポリシリコン上において、微細なＷ配線パターンを形成することに対しても、剥離を防止することができる。これは、第１に、Ｗ配線パターンの下面の支持部１５と凸部１４とがポリシリコンにより形成された溝や穴の内表面との接触面積が増大することによる。第２に、Ｗ配線パターンと下地との熱膨張率が異なっても、Ｗ膜の底面に凸部１４と支持部１５とが存在するため、Ｗ配線パターンの端部が反りにより捲れあがることを防止できるためである。つまり、Ｗ配線パターンが薄い膜であっても、断面形状がＴ字型となるため、反り上がりによる剥がれを抑制することができる。第３に凸部は支持部上部よりも寸法が大きい場所があるため、最上層のポリシリコンの開口から凸部が抜け出すことがないことによる。
【００５０】
また、半導体装置の研削後に表面に貼り付けられた粘着テープの除去による配線パターンの剥離を防止することができる。
また、製造方法にて説明したとおり、撮像領域（画素部）は従来の構造の撮像素子と同じ構造をしており配線部だけについてポリシリコンパターンを変更すれば形成される構造であるため、凸部１４と支持部１５は新たな製造プロセスを追加することなく容易に製造することができる。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置について、図７，図８，図９を用いて説明する。
【００５１】
図７は本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の構造を例示した平面図、図８は本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の配線部が複数のポリシリコンパターンに挟まれる領域での構造を例示した平面図、図９は本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の構造を例示した断面図である。なお、図７は、本発明の実施の形態１（図１）の装置構成をもとに、実施の形態２に係る固体撮像装置の構造を簡易的に記載したものである。すなわち、ポリシリコン１０４、１０６の内、上層のポリシリコン１０６と支持部１５、および、Ｗ配線１０９の位置関係のみを記載している。
【００５２】
実施の形態１（図１，図２）において凸部１４を備える支持部１５は、２層のポリシリコンの同一箇所に寸法の異なるホールを形成し、どの方向の断面においても凸形状を有する構造とした。
【００５３】
本実施の形態は、以下に示すように様々な形態，位置関係の凸部１４を備える支持部１５を形成し、Ｗ配線１０９の形状、下地ポリシリコン１０４、１０６の形状は、それぞれの用途に応じた形状により、適切な凸部形状を選択することができる。
【００５４】
以下の本実施の形態に係る固体撮像装置の構造をさらに具体的に説明する。
図７（ａ）において、凸部を備える支持部１５はＷ配線１０９の両端に形成されている。図ではポリシリコンパターンは配線パターンの下に一様に存在するが、例えば配線パターンに下にポリシリコンパターンを一様に形成できない場合などに適している。
【００５５】
図７（ｂ）において、凸部を備える支持部１５はＷ配線１０９に沿って複数個形成されている。この例によると、両端にのみホール形状を設けた場合よりも、さらに剥離防止効果が向上する。但し、本構成では、配線パターンの下地にポリシリコンパターンを形成できる場所のみ、支持部を形成できることは言うまでもない。
【００５６】
図７（ｃ）において、凸部を備える支持部１５はＷ配線１０９の支持部１５がＷ配線１０９の長辺に沿って矩形の形状を有している。この例によると、支持部１５としてＷ配線１０９の両端にホール形状を設けた場合よりも、さらに剥離防止効果が向上する。但し、下地のポリシリコンを電気的な接続や場所では、断面積が減少するため長手方向の抵抗値が増大する恐れがあるので、電気特性に支障がない範囲で利用できる。
【００５７】
図７（ｄ）において、凸部を備える支持部１５はＷ配線１０９の両端に配線幅方向に並んで複数個有している。この例によると、両端に各１個のホール形状を設けた場合よりも、さらに剥離防止効果が向上する。このような形態は、例えば比較的大きな電流が流れる電源配線等に適している。
【００５８】
図７（ｅ）において、凸部を備える支持部１５はＷ配線１０９の両端部に配線幅方向が長辺となる矩形の形状を有している。この例によると、両端にホール形状を設けた場合よりも、さらに剥離防止効果が向上する。このような形態は、前記の例よりさらに大きな電流が流れる大きなパターンの配線に適している。
【００５９】
次に、配線部が複数のポリシリコンパターンに挟まれる領域に支持部が形成される場合の一例を、図８（ａ）と（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ）は配線部の平面概要図を、（ｂ）は断面概要図を示す。
【００６０】
図８（ａ）において、Ｗ配線１０９パターンは、隣合う２つのポリシリコン１０６と平面的に重なり合う領域を備えている。図７（ｇ）において、２層からなる２つのポリシリコンパターンに挟まれた領域を利用して支持部１５が形成されている。２つのポリシリコンパターンの間隙の寸法を、下層のポリシリコン間の寸法より、上層のポリシリコン間の寸法を小さくすることにより形成された裾広がりの凹形状を利用して支持部１５を形成している。この例によると、剥離防止効果を生むポリシリコン１０６が、Ｗ配線１０９の下において、剥離防止以外の目的を果たす場合、その本来の目的と剥離防止効果を両立させることが可能である。本例によれば、隣り合うポリシリコンが異なる電圧を印加される場所にも活用することができる。また、配線の長手方向全体が隣り合うポリシリコンパターンの間で支持部を形成されているが、下地のポリシリコンの一方または両方が全体に存在する必要はなく、一部で支持部が形成されていても、同様の効果を期待することができる。本例は、図７（ｃ）に示した構成と同様であるが、裾広がりの開口を形成する手段として、電気的に絶縁された複数のポリシリコンパターンの配置を利用することも可能であり、前例にて説明したように、ポリシリコンパターン中に開口（ホール）を設けなくても、配線の剥がれ防止が可能である。
【００６１】
なお、Ｗ配線の形状、面積に等に応じて、図７（ａ）〜（ｅ）を組み合わせて用いても良い。
以上、本構造は、撮像部の周辺において交差配線を形成することを主目的とするため、配線の下地となるポリシリコンは本構造を実現するためだけに形成されても構わないが、図８（ａ）に示したように、配線や周辺回路のトランジスタのゲート電極を形成するポリシリコンパターンを利用して、配線の支持部を形成することもできる。また、複数層のポリシリコンとして、２層の場合について説明したが、３層のポリシリコンを有する場合でも、本構造を実現することができる。３層のポリシリコンを有する固体撮像素子における、配線の構造のいくつかの例について図９を参照して説明する。
【００６２】
図９（ａ）は、３層のポリシリコンを有する固体撮像素子における、凸部１４を備える支持部１５の構造の一例を示す断面図である。
本構造では、第１のポリシリコン４と第２のポリシリコン６および第３のポリシリコン１６に形成される開口に支持部１５が形成される構成である。ここは、第１、第２、第３ポリシリコンの開口部側面に形成される絶縁膜により形成される開口寸法が順に小さくなる構成であって、Ｗ配線９の支持部１５に設けられた凸部１４の寸法は２段階を踏んで、下層に向かって大きくなる。
【００６３】
この構造の形成方法は、第２のポリシリコン６の形成前に第１のポリシリコン４及び層間絶縁膜５を形成した後に、第３のポリシリコン１６を堆積する工程と、第３のポリシリコンに開口を形成する工程を追加する。第１のポリシリコン４は、画素部においては転送ゲート電極等、周辺の回路においてはトランジスタのゲート電極や局所配線あるいは回路要素としての抵抗や容量、配線等を形成するためのものである。この時、凸部１４の前記配線から前記支持部方向に垂直な断面（以下、水平方向の断面と称す）寸法を３層に渡って裾広がりにすることで、Ｗ配線９は、図２に示した２層のポリシリコンを有する場合よりもさらに極端な裾広がり構造を有する。すなわち、この例によると、凸部１４は２段形状の凸部とすることにより、図２に示した２層のポリシリコンによる場合より、さらに強力なＷ配線９の下地シリコン酸化膜に対する剥離防止効果が得られる。
【００６４】
図１０（ｂ）は、同じく３層のポリシリコンを使用した場合の断面図であり、支持部１５において、凸部１４の寸法は支持部１５の先端で寸法が小さくなっているが支持部上部においては凸部１４より寸法が小さいことが図１０（ａ）と異なる。
【００６５】
このように、支持部１５の下に、支持部１５の最上部寸法より大きい少なくとも任意の１層以上の凸形状（この図では、凸部１４）があれば、Ｗ配線９の下地シリコン酸化膜に対する剥離防止効果が得られる。
【００６６】
図１０（ｃ）は、同じく３層のポリシリコンを使用した場合の断面図であり、凸部１４の寸法が他の支持部１５上部や先端部より小さいことが図１０（ａ）と異なる。
この時、支持部１５上部や先端部の寸法の大小関係は問わない。この例によると支持部１５のより下層に、少なくとも任意の１層以上の凸部（この図では、先端部）があれば、上層の形状（この図では、支持部１５）の寸法に関わらず、Ｗ配線９の下地シリコン酸化膜に対する剥離防止効果が得られる。
【００６７】
図１０（ｄ）は、以上の構成において、凸部の断面形状が部分的に凸形状を備える場合の断面図である。
これまでの例では、凸部が支持部の径に対して全方位（断面図では左右）に対してはみ出て凸形状を形成していたが、この例によると、凸部の平面の内、少なくとも１箇所に支持部の最上部よりはみ出る凸形状が存在すれば、Ｗ配線９の下地シリコン酸化膜に対する剥離防止効果が得られる。この構造は、３層のポリシリコンを有する場合だけでなく２層のポリシリコンを有する場合でも同様の効果を得られる。
【００６８】
また、図示はしないが、ポリシリコンの層数、凸部を形成する層、凸部の断面の形成箇所数は、Ｗ配線９、および、ポリシリコン４、６、１６等の目的に適した形状を、上記構成を組み合わせることにより選択することが可能である。
【００６９】
さらに、ここでは、ポリシリコンが３層形成される例について説明したが、３層以上形成される場合であっても、任意の凸部あるいは支持部を複数層のポリシリコンに渡り形成することにより対応可能である。また、電荷転送電極として例えば金属シリサイドからなる材料が使用された場合においても、電荷転送電極として複数層の膜を有する固体撮像装置であれば、下層膜の開口と上層膜の開口寸法の差により、本発明の構造を採用すれば、配線膜の剥がれがなく、歩留りが向上するという効果が得られることも、言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、容易な方法で、かつ、下層構造の耐圧を低下させることなく、配線パターンが層間絶縁膜から剥離することを防ぐことができ、撮像部を覆う高融点金属からなる遮光膜を配線として使用する固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る遮光膜を用いた配線部の構造を説明するための要部平面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る遮光膜を用いた配線部の構造を説明するための要部断面図
【図３】固体撮像装置の転送電極に転送パルス電圧を印加する交差配線部における第一層のポリシリコンパターン形成工程を示す工程断面図
【図４】固体撮像装置の配線部における凸部の製造工程を示す工程断面図
【図５】固体撮像装置の撮像部におけるポリシリコンから成る転送電極および遮光膜形成工程を示す工程断面図
【図６】固体撮像装置の撮像部におけるポリシリコンから成る転送電極および遮光膜形成工程を示す工程断面図
【図７】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の構造を例示した平面図
【図８】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の配線部が複数のポリシリコンパターンに挟まれる領域での構造を例示した平面図
【図９】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の構造を例示した断面図
【図１０】従来の固体撮像装置における遮光膜を用いた配線の構造を説明するための要部断面図
【符号の説明】
【００７２】
１    基板
４    ポリシリコン
５    層間絶縁膜
６    ポリシリコン
７    層間絶縁膜
８    層間絶縁膜
９    Ｗ配線
１０    層間絶縁膜
１１    コンタクトホール
１２    アルミ配線
１２ａ    アルミ配線
１３    アルミ配線
１４    凸部
１５    支持部
１６    ポリシリコン
１７    層間絶縁膜
１８    凸部
１９    レジストパターン
１９ａ    開口
２０    レジストパターン
２０ａ    開口
１０１    シリコン基板
１０２    ゲート絶縁膜
１０３    ゲート絶縁膜
１０４    ポリシリコン
１０４ａ  開口
１０４ｂ  第一の転送電極
１０５    層間絶縁膜
１０６    ポリシリコン
１０６ａ  開口
１０７    絶縁膜
１０８    絶縁膜
１０９    Ｗ配線
１１９    レジスト
３０１    シリコン基板
３０２    ゲート絶縁膜
３０３    ゲート絶縁膜
３０８    層間絶縁膜
３０９    タングステン配線
【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】
2007242897.tif 000009
【図８】
2007242897.tif 000010
【図９】
2007242897.tif 000011
【図１０】
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