(57)【要約】【課題】画素領域における周辺部での色むらをより低減する。【解決手段】複数の画素が２次元状に配置された画素領域１０と、画素領域１０の周辺に配置された周辺領域５０とを有し、画素領域１０及び周辺領域５０が複数層の配線層３６〜３８を含み、配線層３６〜３８のうちの最上の配線層３８上に絶縁膜３５が配置された固体撮像素子を製造する。その製造方法は、絶縁膜３５を画素領域１０及び周辺領域５０に形成する第１の工程と、絶縁膜３５における周辺領域５０に形成された部分について、選択的にその高さを低くする第２の工程と、その後に、絶縁膜３５に対して画素領域１０及び周辺領域５０の全体に渡ってＣＭＰによる研磨を行って、絶縁膜３５を平坦化する第３の工程と、を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が２次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子の製造方法であって、
前記画素領域及び前記周辺領域に配線層を形成する第１の工程と、
前記第１の工程により形成された前記配線層上に絶縁膜を形成する第２の工程と、
前記第２の工程により形成された前記絶縁膜における、前記周辺領域に形成された部分の高さを低くする第３の工程と、
前記絶縁膜の表面を平坦化する第４の工程と、
前記第４の工程により表面が平坦化された前記絶縁膜上に、パッシベーション膜を形成する第５の工程と、
を備えた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３の工程は、前記絶縁膜における前記周辺領域に形成された部分をエッチングする工程であり、
前記第４の工程は、前記絶縁膜の表面を研磨により平坦化する工程である、
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
前記第４の工程と前記第５の工程との間に、前記絶縁膜上に第１の膜を形成する工程を備え、
前記第１の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記絶縁膜の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有することを特徴とする請求項３記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
前記第５の工程により形成された前記パッシベーション膜上に、第２の膜を形成する工程と、
前記第２の膜上に平坦化膜を形成する工程と、
を備え、
前記第２の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記所定膜の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
前記各画素は、半導体基板に配置された光電変換部を有し、
前記第１の工程の前に、前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に反射防止膜を形成する工程を、備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
半導体基板に配置された光電変換部を有する複数の画素が２次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子であって、
前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に形成された反射防止膜と、
前記画素領域及び前記周辺領域に形成された配線層と、
前記配線層上に形成され、表面が平坦化された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成されたパッシベーション膜と、
前記絶縁膜と前記パッシベーション膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記絶縁膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第１の膜と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項８】
前記絶縁膜は、エッチング及び研磨により表面が平坦化されていることを特徴とする請求項７記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記第１の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有することを特徴とする請求項８記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記パッシベーション膜上に形成された平坦化膜と、
前記パッシベーション膜と前記平坦化膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記所定膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第２の膜と、
を備えたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の固体撮像素子では、多層配線技術が用いられ、画素領域及び周辺領域（周辺回路を含む。）は複数層の配線層を含んでいる。多層配線技術を用いると、段差が生じてマイクロレンズ、或いはカラーフィルタ等が正常に形成できないなどの問題が生ずる。このため、ＣＭＰ（化学的機械的研磨：Chemical Mechanical Polishing）によって、配線層間や最上の配線層上に設けられる絶縁膜が平坦化されている。
【０００３】
そして、このような固体撮像素子では、最上の配線層上の絶縁膜上に、その屈折率よりも屈折率の高いＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）等からなるパッシベーション膜（保護膜）が形成されている。このため、画素の光電変換部の受光部とその受光部上の絶縁膜との界面で反射した光が、パッシベーション膜と最上の配線層上の絶縁膜との界面で再び反射し、受光部への入射光が干渉する。
【０００４】
ところで、ＣＭＰによって最上の配線層上に設けられる絶縁層を平坦化する場合、ＣＭＰの研磨速度は平坦化前の当該絶縁層の凹凸の分布状況によって異なる。その結果、配線密度等の相違に起因して、画素領域では研磨速度が相対的に高く周辺領域では研磨速度が相対的に遅い。このため、ＣＭＰにより平坦化した後においても、周辺領域及びそれに近い画素（画素領域における周辺部に配置される画素）における前記絶縁膜は、画素領域の中央部の画素における前記絶縁膜より厚くなる。
【０００５】
したがって、画素領域における中心部と周辺部とで前記干渉の度合いが異なる。このため、画素領域における周辺部で色むらが生じてしまい、画質が低下してしまう。
【０００６】
そこで、下記特許文献１に開示された固体撮像素子では、画素領域における中心部での前記絶縁膜の厚さと、画素領域における周辺部での前記絶縁膜の厚さとの間の差を容認しつつ、パッシベーション膜の上面及び下面に反射防止膜を形成することで、前記干渉光を低減させて前記色むらを低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の固体撮像素子では、前記色むらを必ずしも十分に低減させることができなかった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画素領域における周辺部での色むらをより低減することができる固体撮像素子及びその製造方法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】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による固体撮像素子の製造方法は、複数の画素が２次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子の製造方法であって、前記画素領域及び前記周辺領域に配線層を形成する第１の工程と、前記第１の工程により形成された前記配線層上に絶縁膜を形成する第２の工程と、前記第２の工程により形成された前記絶縁膜における、前記周辺領域に形成された部分の高さを低くする第３の工程と、前記絶縁膜の表面を平坦化する第４の工程と、前記第４の工程により表面が平坦化された前記絶縁膜上に、パッシベーション膜を形成する第５の工程と、を備えたものである。
【００１１】
第２の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第１の態様において、前記第３の工程は、前記絶縁膜における前記周辺領域に形成された部分をエッチングする工程であり、前記第４の工程は、前記絶縁膜の表面を研磨により平坦化する工程であるものである。
【００１２】
第３の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第１又は第２の態様において、前記第４の工程と前記第５の工程との間に、前記絶縁膜上に第１の膜を形成する工程を備え、前記第１の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記絶縁膜の屈折率よりも高いものである。
【００１３】
第４の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第３の態様において、前記第１の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有するものである。
【００１４】
第５の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記第５の工程により形成された前記パッシベーション膜上に、第２の膜を形成する工程と、前記第２の膜上に平坦化膜を形成する工程と、を備え、前記第２の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記所定膜の屈折率よりも高いものである。
【００１５】
第６の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記各画素は、半導体基板に配置された光電変換部を有し、前記第１の工程の前に、前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に反射防止膜を形成する工程を、備えたものである。
【００１６】
第７の態様による固体撮像素子は、半導体基板に配置された光電変換部を有する複数の画素が２次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子であって、前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に形成された反射防止膜と、前記画素領域及び前記周辺領域に形成された配線層と、前記配線層上に形成され、表面が平坦化された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたパッシベーション膜と、前記絶縁膜と前記パッシベーション膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記絶縁膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第１の膜と、を備えたものである。
【００１７】
第８の態様による固体撮像素子は、前記第７の態様において、前記絶縁膜は、エッチング及び研磨により表面が平坦化されているものである。
【００１８】
第９の態様による固体撮像素子は、前記第８の態様において、前記第１の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有するものである。
【００１９】
第１０の態様による固体撮像素子は、前記第７乃至第９のいずれかの態様において、前記パッシベーション膜上に形成された平坦化膜と、前記パッシベーション膜と前記平坦化膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記所定膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第２の膜と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、画素領域における周辺部での色むらをより低減することができる固体撮像素子及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態による固体撮像素子を示す概略構成図である。
【図２】図１中の画素を示す回路図である。
【図３】図１中の画素を模式的に示す概略断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態による固体撮像素子製造方法としての、図１に示す固体撮像素子の製造方法の各工程を模式的に示す概略断面図である。
【図５】図４に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。
【図６】図５に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。
【図７】図６に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。
【図８】図７に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。
【図９】図８に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。
【図１０】図９に示す工程に引き続く各工程を模式的に示す概略断面図である。
【図１１】比較例による固体撮像素子製造方法の主要な工程を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による固体撮像素子及びその製造方法について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態による固体撮像素子１を示す概略構成図である。この固体撮像素子１は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子として構成されている。もっとも、本発明は、他の増幅型やＣＣＤ型などの他の固体撮像素子にも適用可能である。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態による固体撮像素子１は、一般的なＣＭＯＳ型固体撮像素子と同様に、垂直走査回路２と、水平走査回路３と、２次元状に配置された複数の画素４と、周知のＣＤＳ回路等を含む読み出し回路５と、出力アンプ６とを有している。各画素４のフォトダイオード１５（図１では図示せず。図２参照）が出力する電気信号が垂直走査回路２によって読み出し回路５に行単位で取り出され、水平走査回路３によって列単位で出力アンプ６を介して出力端子７に画像信号として出力されるようになっている。このように、垂直走査回路２及び水平走査回路３は、画素４を駆動する回路を構成している。
【００２５】
画素４が２次元状に配置された領域が画素領域１０である。この固体撮像素子１では、垂直走査回路２、水平走査回路３、読み出し回路５及び出力アンプ６が周辺回路を構成している。画素領域１０の周辺に配置された周辺領域５０（図１では図示せず。後述する図５（ｂ）等参照）において、前記周辺回路が配置されている。周辺領域５０では、ＣＭＯＳトランジスタなどの半導体素子が高密度で配置され、これに伴い、周辺領域５０の配線密度は画素領域１０の配線密度よりも高くなっている。周辺回路のトランジスタ等に入射した光によって励起されるキャリアにより周辺回路のトランジスタが誤動作してしまうのを防止するために、後述する遮光膜を兼ねる３層目配線層３８が周辺領域５０の大部分の領域に形成されている。周辺領域５０は、画素領域１０の隣り合う２つの辺の側（例えば、上側と左側）のみに配置してもよいし、画素領域１０を中心にしてその上下左右に配置してもよい。
【００２６】
図２は、図１中の画素４を示す回路図である。各画素４は、図２に示すように、選択トランジスタ１１と、ソースフォロアの増幅トランジスタ１２と、リセットトランジスタ１３と、転送トランジスタ１４と、光電変換部としてのフォトダイオード１５とから構成されている。図２において、Ｖｃｃは電源である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、画素４の選択トランジスタ１１のゲートは行毎に選択線２０に共通に接続されている。画素４のリセットトランジスタ１３のゲートは、行毎にリセット線２１に共通に接続されている。画素４の転送トランジスタ１４のゲートは、行毎に転送線２２に共通に接続されている。画素４の選択トランジスタ１１のソースは、列毎に垂直信号線２３に共通に接続されている。選択線２０、リセット線２１及び転送線２２は、垂直走査回路２に接続されている。垂直信号線２３は、読み出し回路５に接続されている。
【００２８】
図３は、図１に示す固体撮像素子１の１つの画素４を模式的に示す概略断面図である。図３は、画素４を簡略化してその主要部のみを模式的に示している。
【００２９】
本実施の形態による固体撮像素子１では、図３に示すように、各画素４において、半導体基板としてのシリコン基板３１にフォトダイオード１５が設けられている。シリコン基板３１上には、例えばＳｉＯ２層（シリコン酸化層）からなる層間絶縁膜３２〜３５が、下側（基板３１側）から順に形成されている。また、図３に示すように、１層目配線層３６、２層目配線層３７及び３層目配線層３８が形成され、これらによって、図１及び図２に示す回路の配線がなされている。これらの配線層３６〜３８として、例えば、アルミニウム層などの金属層が用いられる。最上の配線層３８は、各画素４の受光領域以外を覆う遮光膜の役割も果たしている。なお、図面には示していないが、各画素４の図２に示す回路や図１中の他の回路も、シリコン基板３１に搭載されている。
【００３０】
また、本実施の形態による固体撮像素子１では、図３に示すように、各画素４において、反射防止膜３９が、フォトダイオード１５を覆うように、シリコン基板３１上に形成されている。反射防止膜３９は、層間絶縁膜３２によって覆われている。反射防止膜３９は、入射光の波長に応じて、膜構成（層数、各層の材料、各層の厚さ等）が設定される。例えば、反射防止膜３９は、基板３１側から順に積層されたＳｉＯ２層、ＳｉＮ層（シリコン窒化層）及びＳｉＯ２層からなる３層膜で構成することができる。あるいは、例えば、反射防止膜３９は、基板３１側から順に積層されたＳｉＯ２層、ＳｉＮ層、ＳｉＯ２層、ＳｉＮ層及びＳｉＯ２層からなる５層膜で構成することができる。
【００３１】
さらに、本実施の形態による固体撮像素子１では、図３に示すように、最上の配線層３８上に配置された層間絶縁膜３５上に、下側から順に、パッシベーション膜（保護膜）４１、平坦化膜４３、カラーフィルタ層４４、平坦化膜４５、及び、入射光をフォトダイオード１５に集光させるマイクロレンズ４６が設けられている。カラーフィルタ層４４としては、例えば、ベイヤー配列に従って、各画素４毎に赤色、緑色及び青色のいずれかの色のカラーフィルタ層が配置される。マイクロレンズ４６も、各画素４毎に形成されている。
【００３２】
そして、本実施の形態による固体撮像素子１では、図３に示すように、層間絶縁膜３５上に第１の膜４０が形成されている。第１の膜４０は、層間絶縁膜３５とパッシベーション膜４１との間に位置する。また、パッシベーション膜４１上に第２の膜４２が形成されている。第２の膜４２は、パッシベーション膜４１と、パッシベーション膜４１上に形成された、例えば、有機材料からなる平坦化膜４３との間に位置する。第１の膜４０の屈折率は、パッシベーション膜４１の屈折率よりも低く、かつ、層間絶縁膜３５の屈折率よりも高くなっている。第２の膜４２の屈折率は、パッシベーション膜４１の屈折率よりも低く、かつ、平坦化膜４３の屈折率よりも高くなっている。例えば、パッシベーション膜４１として屈折率２．０のＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）を用い、層間絶縁膜３５として屈折率１．４６のＳｉＯ２膜を用い、平坦化膜４３として屈折率１．５５の樹脂層を用いることができる。なお、入射光の吸収損を低減するため、パッシベーション膜４１として、消衰係数ｋがゼロの膜（例えば、ｋ＝０のＳｉＮ膜）を用いることが好ましい。
【００３３】
第１の膜４０の屈折率は厚さ方向の各所で均一であってもよいが、パッシベーション膜４１の側から層間絶縁膜３５の側へかけて低くなるような屈折率勾配を有する。屈折率勾配は、段階的又は連続的であってもよい。第１の膜４０の屈折率勾配は、例えば、第１の膜４０としてＳｉＯＮ膜を用い、その成膜条件を途中で段階的又は連続的に変えることで実現することができる。
【００３４】
同様に、第２の膜４２の屈折率は厚さ方向の各所で均一であってもよいが、パッシベーション膜４１の側から平坦化膜４３の側へかけて低くなるような屈折率勾配を有する。屈折率勾配は、段階的又は連続的であってもよい。第２の膜４２の屈折率勾配は、例えば、第２の膜４２としてＳｉＯＮ膜を用い、その成膜条件を途中で段階的又は連続的に変えることで実現することができる。
【００３５】
図３に示した固体撮像素子の構成のうち、上記した反射防止膜３９、第１の膜４０及び第２の膜４２を採用しない従来の固体撮像素子では、図３中の上方から入射した入射光の一部は、シリコン基板３１の上面で反射した後にパッシベーション膜４１の下面に到達し、絶縁膜３５とパッシベーション膜４１との屈折率差に起因してパッシベーション膜４１の界面で反射してフォトダイオード１５に到達する。その結果、このパッシベーション膜４１の下側界面で反射した光（以下、「下面反射光」と呼ぶ。）と入射光とが干渉する（この干渉を、以下「下面反射干渉」と呼ぶ。）。また、シリコン基板３１の上面で反射した入射光の一部は、パッシベーション膜４１の上面に到達し、パッシベーション膜４１と平坦化膜４３との屈折率差に起因してパッシベーション膜４１の界面で反射してフォトダイオード１５に到達する。このパッシベーション膜４１の上側界面で反射した光（以下、「上面反射光」と呼ぶ。）と入射光とが干渉する（この干渉を、以下「上面反射干渉」と呼ぶ。）。さらに、入射光、下面反射光および上面反射光の干渉も生じ得る。
【００３６】
本実施の形態による固体撮像素子１では、前述したように、反射防止膜３９が、フォトダイオード１５を覆うように、シリコン基板３１上に形成されている。したがって、入射光のシリコン基板３１上面での反射を低減できるので、反射防止膜３９が形成されていない場合に比べて、パッシベーション膜４１に到達する反射光が低減される。このため、入射光とパッシベーション膜４１の界面で反射した反射光との干渉が抑制される。その結果、本実施の形態による固体撮像素子１では、画素領域１０における中心部の画素４と画素領域１０における周辺部の画素４との間で、シリコン基板３１の上面から層間絶縁膜３５の上面までの距離ｄ０がばらついて、シリコン基板３１の上面からパッシベーション膜４１の下面までの距離ｄ１及びシリコン基板３１の上面からパッシベーション膜４１の上面までの距離ｄ２がばらついても、反射防止膜３９が形成されていない場合に比べて、画素領域１０における周辺部での色むらが低減される。
【００３７】
また、本実施の形態による固体撮像素子１では、前述したように、層間絶縁膜３５とパッシベーション膜４１との間には、第１の膜４０が形成されている。したがって、第１の膜４０による反射防止効果によって、第１の膜４０が形成されていない場合に比べて、前記下面反射光が低減されて前記下面反射干渉が抑制される。その結果、本実施の形態による固体撮像素子１では、画素領域１０における中心部の画素４と画素領域１０における周辺部の画素４との間で、距離ｄ０がばらついて距離ｄ１がばらついても、第１の膜４０が形成されていない場合に比べて、画素領域１０における周辺部での色むらが低減される。なお、第１の膜４０が前述したような屈折率勾配を有する場合には、第１の膜４０の屈折率が厚さ方向の各所で均一である場合に比べて、前記下面反射光がより低減されるので、より好ましい。
【００３８】
さらに、本実施の形態による固体撮像素子１では、前述したように、パッシベーション膜４１と平坦化膜４３との間には、第２の膜４２が形成されている。したがって、第２の膜４２による反射防止効果によって、第２の膜４２が形成されていない場合に比べて、前記上面反射光が低減されて前記上面反射干渉が抑制される。その結果、本実施の形態による固体撮像素子１では、画素領域１０における中心部の画素４と画素領域１０における周辺部の画素４との間で、距離ｄ０がばらついて距離ｄ２がばらついても、第２の膜４２が形成されていない場合に比べて、画素領域１０における周辺部での色むらが低減される。なお、第２の膜４２が前述したような屈折率勾配を有する場合には、第２の膜４２の屈折率が厚さ方向の各所で均一である場合に比べて、前記上面反射光がより低減されるので、より好ましい。
【００３９】
次に、本発明の一実施の形態による製造方法として、前述した実施の形態による固体撮像素子１を製造する製造方法の一例を、図４乃至図１０を参照して説明する。図４乃至図１０は、本実施の形態による製造方法の主要な工程を模式的に示す概略断面である。図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図６（ａ）、図７ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、１つの画素４の概略断面を示す図３に対応している。図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）は、固体撮像素子１の全体の概略断面に対応しており、各配線層３６〜３８の分布状況を模式的に示している。図５（ａ）と図５（ｂ）、図６（ａ）と図６（ｂ）、図７（ａ）と図７（ｂ）、図８（ａ）と図８（ｂ）、図９（ａ）と図９（ｂ）は、それぞれ同一の工程を示している。なお、以下の説明では、主要な製造工程についてのみ説明する。
【００４０】
まず、周知の半導体プロセスを用いて、シリコン基板３１にフォトダイオード１５やトランジスタ等の素子を形成する（図４（ａ））。次いで、成膜及びフォトリソエッチング法により、シリコン基板３１上に反射防止膜３９を形成する（図４（ｂ））。
【００４１】
次に、層間絶縁膜３２を形成し、これをＣＭＰにて平坦化する。次いで、金属膜を成膜しそれをパターニングすることで１層目の配線層３６を形成した後に、層間絶縁膜３３を形成し、これをＣＭＰにて平坦化する。引き続いて、金属膜を成膜しそれをパターニングすることで２層目の配線層３７を形成した後に、層間絶縁膜３４を形成し、これをＣＭＰにて平坦化する。その後、金属膜を成膜しそれをパターニングすることで、３層目の配線層３８を形成する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、この状態を示している。なお、図５（ｂ）では、前述した各ＣＭＰにより、各層間絶縁膜３２〜３４の上面がそれぞれ画素領域１０と周辺領域５０とで同一の高さになったものとして示している。もっとも、実際には、それらの上面の高さは、配線層３６，３７の密度等の影響で、画素領域１０と周辺領域５０とで異なっていてもよい。
【００４２】
図５（ｂ）に示すように、周辺領域５０の配線密度は画素領域１０の配線密度よりも高くなっている。遮光膜を兼ねる３層目配線層３８は、画素領域１０では各画素４の受光領域以外の領域に形成されているが、周辺領域５０ではその大部分の領域に形成されている。
【００４３】
引き続いて、層間絶縁膜３５を形成する（図６（ａ）、図６（ｂ））。その後、この層間絶縁膜３５における周辺領域５０に形成された部分について選択的にその高さを低くする工程を行う。本実施の形態では、この工程では、層間絶縁膜３５上の画素領域１０に選択的にレジスト等のマスク１００を形成した（図７（ａ）、図７（ｂ））後、層間絶縁膜３５における周辺領域５０に形成された部分の高さが低くなる（周辺領域５０上の層間絶縁膜３５の厚さを、画素領域上の層間絶縁膜３５の厚さに比して薄くする）ように、当該部分を選択的にエッチングし、更に、マスク１００を除去する（図８（ａ）、図８（ｂ））。このエッチングは、ドライエッチングでもよいし、ウェットエッチングでもよい。
【００４４】
次に、層間絶縁膜３５に対して画素領域１０及び周辺領域５０の全体に渡ってＣＭＰによる研磨を行って、層間絶縁膜３５を平坦化する（図９（ａ）、図９（ｂ））。
【００４５】
次いで、層間絶縁膜３５上に第１の膜４０を形成した後、第１の膜４０上にパッシベーション膜４１を形成する（図１０（ａ））。
【００４６】
引き続いて、パッシベーション膜４１上に第２の膜４２を形成し、第２の膜４２上に平坦化膜４３を形成した後、平坦化膜４３上にカラーフィルタ層４４を形成する（図１０（ｂ））。その後、カラーフィルタ層４４上に樹脂層等からなる平坦化膜４５を形成し、更に、周知の方法で平坦化膜４５上にマイクロレンズ４６を形成した後、基板を各チップに分離する。これにより、本実施の形態による固体撮像素子１が完成する（図３）。
【００４７】
ここで、本実施の形態による製造方法と比較される比較例について、説明する。この比較例による製造方法が本実施の形態による製造方法と異なる所は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す工程の後、層間絶縁膜３５における周辺領域５０に形成された部分について選択的にその高さを低くする工程を行うことなく、直ちに、層間絶縁膜３５に対して画素領域１０及び周辺領域５０の全体に渡ってＣＭＰによる研磨を行って、層間絶縁膜３５を平坦化する点のみである。図１１は、このＣＭＰによる層間絶縁膜３５の平坦化後の状態を示しており、図９（ｂ）に対応している。
【００４８】
層間絶縁膜３５に対して画素領域１０及び周辺領域５０の全体に渡ってＣＭＰによる研磨を行うとき、ＣＭＰの研磨速度は平坦化前の当該絶縁層の凹凸の分布状況によって異なる結果、画素領域１０では研磨速度が相対的に高く周辺領域５０では研磨速度が相対的に遅い。このため、この比較例では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す工程の後に直ちに層間絶縁膜３５に対してＣＭＰによる研磨を行うので、図１１に示すように、ＣＭＰにより平坦化した後においても、周辺領域５０及びそれに近い画素４（画素領域１０における周辺部に配置される画素４）における層間絶縁膜３５の上面の高さは、画素領域１０の中央部の画素４における層間絶縁膜３５の上面の高さより高くなり、それらの高さの差は比較的大きくなる。
【００４９】
これに対し、前述した実施の形態による製造方法では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す工程の後に、層間絶縁膜３５における周辺領域５０に形成された部分について選択的にその高さを低くする工程を行い、その後、層間絶縁膜３５に対してＣＭＰによる研磨を行うので、前記低くする工程における高さを低くする量（本実施の形態では、前記エッチング量）を適切に設定することで、図９（ｂ）に示すように、層間絶縁膜３５の上面の高さの差を低減して均一化することができる。本実施の形態では、前記高さを低くする量は、層間絶縁膜３５のＣＭＰ後に、画素領域１０における中央部の画素４における層間絶縁膜３５の上面の高さと、画素領域１０における周辺部の画素４における層間絶縁膜３５の上面の高さとの差の絶対値が、図１０に示す比較例の場合のそれらの高さの差の絶対値よりも小さくなるように設定すればよい。ただし、前者の絶対値と後者の絶対値とが極力近づくように設定することが好ましい。
【００５０】
したがって、本実施の形態による製造方法により前記固体撮像素子１を製造すれば、前記比較例による製造方法により前記固体撮像素子１を製造する場合に比べて、画素領域１０における中心部の画素４の距離ｄ０（図３参照）と画素領域１０における周辺部の画素４の距離ｄ０との間の差（ばらつき）が小さくなる。よって、本実施の形態による製造方法により前記固体撮像素子１を製造すれば、前記比較例による製造方法により前記固体撮像素子１を製造する場合に比べて、画素領域１０における中心部の画素４と画素領域１０における周辺部の画素４との間で、前記下面反射干渉の度合いの差及び前記上面反射干渉の度合いの差が小さくなり、ひいては、画素領域１０における周辺部での色むらがより低減される。もっとも、本発明による固体撮像素子は、前記比較例により製造した固体撮像素子１であってもよい。
【００５１】
以上、本発明の一実施の形態による固体撮像素子１及び本発明の一実施の形態による固体撮像素子製造方法ついて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００５２】
例えば、本発明による固体撮像素子製造方法は、製造対象を、前記固体撮像素子１において反射防止膜３９、第１の膜４０及び第２の膜４２のうちの少なくとも１つの膜を除去した固体撮像素子とし、前記実施の形態による固体撮像素子製造方法においてその除去した膜の形成工程を除去したものとしてもよい。
【００５３】
また、本発明による固体撮像素子は、前記実施の形態による固体撮像素子１において、反射防止膜３９と第１の膜４０との組合せで十分に色むらを低減できる。反射防止膜３９及び第１の膜４０に第２の膜４２を組合せることで、色むらをより低減させることができる。従って、第２の膜４２は必要に応じて設ければよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  固体撮像素子
１０  画素領域
３１  シリコン基板
３５  層間絶縁膜
３８  最上の配線層
３９  反射防止膜
４０  第１の膜
４１  パッシベーション膜
４２  第２の膜
４３  平坦化膜（所定膜）
５０  周辺領域
１００  マスク
【図１】
2012028585.tif 000003
【図２】
2012028585.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012028585.tif 000006
【図５】
2012028585.tif 000007
【図６】
2012028585.tif 000008
【図７】
2012028585.tif 000009
【図８】
2012028585.tif 000010
【図９】
2012028585.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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