JP2011009333A - 固体撮像装置の製造方法及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細化が進んだ高アスペクト比の光導波路用凹部への埋め込みを可能とする固体撮像装置の製造方法及び検査方法を提供する。
【解決手段】フォトダイオードの上方に位置する部分の絶縁膜に凹部を形成した後、凹部に、絶縁膜よりも高い屈折率を有する高屈折率材を用いて埋め込み部を形成し、その後、埋め込み部を検査する。埋め込み部を検査する工程において埋め込み部が不良と判定された場合には高屈折率材を除去し、その後、凹部に、高屈折率材を用いて再度埋め込み部を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法及び検査方法に関し、特に、光導波路用凹部への埋め込み層を有する固体撮像装置の製造方法及び検査方法に関する。

固体撮像装置では、半導体基板の表面部に形成されたフォトダイオード（光電変換部）に光を入射させ、そのフォトダイオードで発生した信号電荷によって映像信号を得る構成が用いられている。

ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconducor）センサでは、例えば、受光面において二次元マトリクス状に並べられた画素ごとにフォトダイオードが設けられ、受光時に各フォトダイオードに発生し蓄積される信号電荷をＣＭＯＳ回路の駆動によりフローティングディフュージョンに転送し、当該信号電荷を振動電圧に変換して読み取る構成が用いられている。

また、ＣＣＤ（charge coupled device ）素子では、例えば、ＣＭＯＳセンサと同様に、受光面において二次元マトリクス状に並べられた画素ごとにフォトダイオードが設けられ、受光時に各フォトダイオードに発生し蓄積される信号電荷をＣＣＤ垂直転送路及び水平転送路により転送して読み取る構成が用いられている。

さらに、前述のようなＣＭＯＳセンサなどの固体撮像装置では、例えば半導体基板の表面にフォトダイオードが形成されており、フォトダイオードへの光の入射を妨げないようにフォトダイオード領域を除く領域において絶縁膜中に配線層が形成された構成が用いられている。

しかしながら、前述のような固体撮像装置においては、素子の微細化により受光面の面積が縮小されてきており、これに伴って入射効率が低下して感度特性が悪化するという問題がある。

この対策として、オンチップレンズなどを用いて集光を行う構造に加えて、フォトダイオードの上方に位置する絶縁膜中に、外部から入射する光をフォトダイオードに導波する光導波路を設けた固体撮像装置が開発された。特許文献１及び２には、光導波路用凹部にポリイミド樹脂やＴｉＯ分散型ポリイミド樹脂などの高屈折材料が埋め込まれた固体撮像装置が開示されている。

しかしながら、前述のような光導波路を設けた固体撮像装置においては、光導波路を設けることによって工程が複雑化するという問題、及び、ポリイミド樹脂やＴｉＯ分散型ポリイミド樹脂などの高屈折率材料の使用により耐熱性が低下するという問題がある。

そこで、この対策として、高耐熱性と高屈折率とを備えた樹脂を光導波路として用いる技術が特許文献３に開示されている。

以下、図９（ａ）、（ｂ）、図１０及び図１１を参照しながら、特許文献３に開示されている、光導波路を有する従来の固体撮像装置の製造方法について説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、画素領域Ｒ_PXにおいて、半導体基板のｐウェル領域１０にｎ型電荷蓄積層１１を形成すると共にｎ型電荷蓄積層１１の表面部にｐ⁺ 型表面層１２を形成することにより、ｐｎ接合を有するフォトダイオードＰＤを形成する。次に、フォトダイオードＰＤに隣接するように、ゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４、並びにフローティングディフュージョンやＣＣＤ電荷転送路等を形成することにより、フォトダイオードＰＤで生成され蓄積される信号電荷又は当該信号電荷に応じた電圧を読み取る信号読み取り部を形成する。

次に、フォトダイオードＰＤを被覆するように、画素領域Ｒ_PX及びパッド電極領域Ｒ_PAD を含む基板全面に酸化シリコンを堆積させて第１絶縁膜１５を形成する。

次に、第１絶縁膜１５上に酸化シリコンを堆積させて第２絶縁膜１６を形成した後、第２絶縁膜１６上にさらに酸化シリコンを堆積させて第３絶縁膜１７を形成する。

次に、エッチング加工により第３絶縁膜１７に配線用溝１７ｔを形成した後、スパッタリングにより配線用溝１７ｔの内壁を被覆するようにタンタル／酸化タンタル積層膜を成膜してバリアメタル層１８を形成する。続いて、バリアメタル層１８上に銅シード層を形成した後、電解メッキ処理により基板全面に銅膜を成膜し、その後、ＣＭＰ（化学機械研磨）法などにより配線用溝１７ｔの外部に形成された銅膜を除去して導電層１９を形成する。このとき、配線用溝１７ｔの外部に形成されたバリアメタル層１８も除去される。このようにして、配線用溝１７ｔに埋め込まれたバリアメタル層１８及び導電層１９からなる第１配線層を形成する。

次に、第１配線層上を含む第３絶縁膜１７上にＣＶＤ（chemical vapor deposition ）法により炭化シリコンを堆積させて第１拡散防止膜２０を形成する。

次に、図９（ｂ）に示すように、前述の第２絶縁膜１６、第３絶縁膜１７、配線用溝１７ｔ、バリアメタル層１８及び導電層１９からなる第１配線層、並びに第１拡散防止膜２０を形成するプロセスと同様のプロセスを繰り返すことによって、第４絶縁膜２１、第５絶縁膜２２、配線用溝２２ｔ、バリアメタル層２３及び導電層２４からなる第２配線層、並びに第２拡散防止膜２５を形成した後、さらに、第６絶縁膜２６、第７絶縁膜２７、配線用溝２７ｔ、並びにバリアメタル層２８及び導電層２９からなる第３配線層を形成する。その後、第３配線層上を含む第７絶縁膜２７上にＣＶＤ法により窒化シリコンを堆積させて第３拡散防止膜３０を形成した後、第３拡散防止膜３０上に第８絶縁膜３１及び第９絶縁膜３３を順次形成する。

以上のようにして、第１絶縁膜１５、第２絶縁膜１６、第３絶縁膜１７、炭化シリコンからなる第１拡散防止膜２０、第４絶縁膜２１、第５絶縁膜２２、炭化シリコンからなる第２拡散防止膜２５、第６絶縁膜２６、第７絶縁膜２７、窒化シリコンからなる第３拡散防止膜３０、第８絶縁膜３１及び第９絶縁膜３３が積層されてなる絶縁膜と、当該絶縁膜中に埋め込み形成された第１〜第３配線層とを形成する。

次に、図１０に示すように、通常のフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、第４絶縁膜２１、第５絶縁膜２２、第２拡散防止膜２５、第６絶縁膜２６、第７絶縁膜２７、第３拡散防止膜３０、第８絶縁膜３１及び第９絶縁膜３３に凹部（光導波路用凹部）Ｈを形成する。ここで、第１拡散防止膜２０が凹部Ｈの底面を構成する。また、ケミカルドライエッチングなどの等方性エッチング又は異方性エッチングを行って凹部Ｈを形成するときに、凹部Ｈの上部コーナーとなる第９絶縁膜３３には、上方ほど広がる順テーパ状の開口部３３ａが形成される。その後、プラズマＣＶＤ法により、凹部Ｈの内壁を被覆するように、酸化シリコンよりも高い屈折率を有する窒化シリコンを堆積させてパッシベーション膜３６を０．５μｍ程度の膜厚で形成した後、パッシベーション膜３６上に、スピンコート法により、酸化チタンなどの金属酸化物微粒子を含有するシロキサン系樹脂を０．５μｍ程度の膜厚で成膜する。これにより、凹部Ｈが埋まるように、酸化シリコンよりも高い屈折率を有する埋め込み層３７が形成される。

尚、パッド電極領域Ｒ_PAD では、第８絶縁膜３１上にパッド電極３２が形成され、当該パッド電極３２を覆うように第９絶縁膜３３、パッシベーション膜３６及び埋め込み層３７が形成される。ここで、パッド電極３２は、第３拡散防止膜３０及び第８絶縁膜３１に形成された穴３１ｃを通じて、バリアメタル層２８及び導電層２９からなる第３配線層に接続される。

次に、図１１に示すように、埋め込み層３７上に、例えば接着層としても機能する平坦化樹脂層３８を形成した後、平坦化樹脂層３８上に、例えば青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各色と対応するカラーフィルタ３９ａ、３９ｂ、３９ｃを画素毎に形成する。その後、カラーフィルタ３９ａ、３９ｂ、３９ｃのそれぞれの上にマイクロレンズ４０を形成する。

尚、パッド電極領域Ｒ_PAD では、埋め込み層３７上に平坦化樹脂層３８及びマイクロレンズ構成樹脂４０ａが順次形成される。言い換えると、パッド電極領域Ｒ_PAD では、カラーフィルタ３９ａ、３９ｂ、３９ｃは形成されない。

以上のような工程を行うことにより、高耐熱性と高屈折率とを備えた光導波路を有する固体撮像装置を製造することができる。

尚、特許文献４には、光導波路となる埋め込み層を感光性樹脂組成物を用いて形成する技術が提案されている。

特開２００４−２０７４３３号公報 特開２００６−２２２２７０号公報 特開２００８−１６６６７７号公報 国際公開第２００８／０２９８１６

しかしながら、固体撮像装置の微細化が進んで光導波路用凹部の開口径が小さくなり、そのアスペクト比が高くなると、光導波路用凹部に埋め込み層となる高屈折率材を十分に塗布することが困難になる。その結果、図１２に示すように、パッシベーション膜３６及び埋め込み層３７を形成した凹部Ｈ内に、気泡、高屈折率材中の金属微粒子の凝集、又は不純物の混入などに起因する欠陥Ｖが発生するという問題が起こることがある。

この光導波路に生じる気泡などの欠陥Ｖは、感度特性や黒点といった画質低下を招くものであるが、従来はこのような不良を検出する方法としては、最終製造工程における信号処理による解析方法、例えば、さまざまな明るさや色の光を固体撮像装置に照射した際に出力される画像信号を処理して解析する方法しか行われていなかった。また、この従来の不良検出方法は、製品として完成した後の検査として行われているため、不良と判定された製品は廃棄処分とされていた。

前記に鑑み、本発明は、微細化が進んだ高アスペクト比の光導波路用凹部の埋め込みに関して、材料の埋め込み直後に高感度で埋め込み特性を評価し、光導波路用凹部が良好に埋め込まれた状態の製品を次工程に進めることによって最終的な製造歩留まりを向上させることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本願発明者は、光導波路用凹部に高屈折率材を埋め込んだ直後に埋め込み特性を検査することにより、光導波路内に気泡などの欠陥を発生させない固体撮像装置の検査方法及びそれを用いた固体撮像装置の製造方法を想到した。これにより、光導波路内に気泡などの欠陥のない固体撮像装置を歩留まり良く製造することが可能となる。

具体的には、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板の前記受光面側の表面部における画素領域に前記画素ごとに区分してフォトダイオードを形成する工程と、前記フォトダイオードを被覆するように前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記フォトダイオードの上方に位置する部分の前記絶縁膜に凹部を形成する工程と、前記凹部に、前記絶縁膜よりも高い屈折率を有する高屈折率材を用いて埋め込み部を形成する工程と、前記埋め込み部を検査する工程と、前記埋め込み部を検査する工程において前記埋め込み部が不良と判定された場合に、前記高屈折率材を除去する工程と、前記高屈折率材を除去する工程の後に、前記凹部に、前記高屈折率材を用いて再度埋め込み部を形成する工程とを備え、前記埋め込み部を検査する工程は、複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程と、前記画像データから、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度情報を得る工程と、前記輝度情報に基づいて、所定の判定基準を用いて複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程とを含む。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記埋め込み部を検査する工程は、前記半導体基板上に前記高屈折率材を塗布した直後、又は当該高屈折率材に対してプリベークを行った直後に実施されてもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程において、前記半導体基板を上方から光学顕微鏡で観察した像に基づいて、複数の前記埋め込み部の画像データを取得してもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度を平均した平均輝度を用いてもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度のばらつきを用いてもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記高屈折率材を除去する工程において、前記高屈折率材を有機溶剤を用いて除去してもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記高屈折率材を除去する工程において、前記高屈折率材をドライエッチングにより除去してもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記高屈折率材は感光性樹脂を含み、前記高屈折率材を除去する工程において、前記高屈折率材を現像液により除去してもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記埋め込み部を形成する工程は、前記絶縁膜よりも高い屈折率を有するパッシベーション膜を前記凹部の内壁を被覆するように形成する工程と、前記パッシベーション膜上において前記凹部に前記高屈折率材を埋め込む工程とを含んでいてもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記絶縁膜を形成する工程は、前記絶縁膜中に配線層を埋め込み形成する工程と、前記配線層上に拡散防止膜を形成する工程とを含み、前記凹部を形成する工程において、前記拡散防止膜が前記凹部の底面を構成するように前記凹部を形成してもよい。この場合、前記配線層を埋め込み形成する工程において、前記絶縁膜中に前記凹部の周囲を囲むようにメッシュ状に前記配線層を形成してもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記埋め込み部を形成する工程において、前記高屈折率材をスピンコート、噴霧塗布、浸漬、印刷又はロールコーティングのいずれかを用いて前記半導体基板上に塗布してもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、前記高屈折率材は、金属酸化物微粒子を含有する樹脂であってもよい。

本発明に係る他の固体撮像装置の製造方法は、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板の前記受光面側の表面部における画素領域に前記画素ごとに区分してフォトダイオードを形成する工程と、前記フォトダイオードを被覆するように前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記フォトダイオードの上方に位置する部分の前記絶縁膜に凹部を形成する工程と、前記凹部が形成された前記半導体基板上に、金属酸化物微粒子を含有する高屈折率材を塗布することにより、前記凹部に埋め込み部を形成する工程と、前記半導体基板上及び前記凹部に形成された前記高屈折率材を除去する工程と、前記高屈折率材を除去する工程の後に、前記半導体基板上に前記高屈折率材を再度塗布する工程とを備えている。

本発明に係る固体撮像装置の検査方法は、半導体基板の受光面側の表面部における画素領域に画素ごとに区分して形成されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードを被覆するように前記半導体基板上に形成された絶縁膜と、前記フォトダイオードの上方に位置する部分の前記絶縁膜に形成された凹部と、前記凹部に前記絶縁膜よりも高い屈折率を有する高屈折率材が埋め込まれてなる埋め込み部とを有する固体撮像装置の検査方法であって、複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程と、前記画像データから、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度情報を得る工程と、前記輝度情報に基づいて、所定の判定基準を用いて複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程とを備えている。

また、本発明に係る固体撮像装置の検査方法において、複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程において、前記半導体基板を上方から光学顕微鏡で観察した像に基づいて、複数の前記埋め込み部の画像データを取得してもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の検査方法において、複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度を平均した平均輝度を用いてもよい。

また、本発明に係る固体撮像装置の検査方法において、複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度のばらつきを用いてもよい。

本発明に係る固体撮像装置の製造方法によると、光導波路用凹部に埋め込み層となる高屈折率材を塗布した直後に埋め込み特性の良・不良を判別することができるため、良好な判定結果が得られたウエハのみ次の製造工程に進めることができる。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法によると、高屈折率材の塗布直後の検査により不良と判別されたウエハを例えば洗浄等して埋め込み層となる高屈折率材を除去することにより、ウエハを再生して高屈折率材塗布工程に戻すことができる。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法によると、例えば金属酸化物微粒子を含む高屈折率材を塗布した後に当該高屈折率材を除去すると、金属酸化物微粒子が光導波路用凹部内に残留するため、このような金属酸化物微粒子を含む高屈折率材の塗布及び除去を繰り返すことにより、金属酸化物微粒子が光導波路用凹部に埋め込まれるので、欠陥の無い埋め込み部を形成することが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法によると、埋め込み特性の判定が良であっても、一部不良の部分についてその発生場所を記録しておくことにより、最終的な組み立て工程後の検査において当該不良部分の検査を省略することなどが可能となるので、工程にかかる時間の短縮を図ることができる。

また、本発明に係る固体撮像装置の検査方法によると、光導波路用凹部に高屈折率材を塗布した直後に埋め込み特性の良・不良の判別を行うことができるので、前述の本発明に係る固体撮像装置の製造方法での効果を得ることができる。

図１は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法により作製した固体撮像装置の断面図である。 図２は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法により作製した固体撮像装置の画素部の模式的なレイアウト図である。 図３は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法における製造工程フロー図である。 図４は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法において欠陥検査を行う検査装置のシステム概略図である。 図５は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法において埋め込み層が形成された直後の固体撮像装置の上面を観察した時に得られる画像データの概略図である。 図６は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法における埋め込み検査の結果を示す図である。 図７は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法における埋め込み検査の結果を示す図である。 図８は本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法における埋め込み検査の結果を示す図である。 図９（ａ）、（ｂ）は従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。 図１０は従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。 図１１は従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。 図１２は従来の固体撮像装置の製造方法における光導波路の欠陥を示す模式図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法（検査方法を含む）について、図面を参照しながら説明する。

まず、図１に、本実施形態により作製される固体撮像装置の断面図、具体的には、複数画素が集積されてなる固体撮像装置であるＣＭＯＳセンサの模式断面図を示す。図１においては、画素領域Ｒ_PXとパッド領域Ｒ_PAD とを示している。

図１に示すように、例えば、受光面となる画素領域Ｒ_PXにおいて、半導体基板のｐウェル領域１１０に画素ごとにｎ型電荷蓄積層１１１が形成されていると共にｎ型電荷蓄積層１１１の表面部にｐ⁺ 型表面層１１２が形成されている。このｎ型電荷蓄積層１１１とｐ⁺ 型表面層１１２とのｐｎ接合によりフォトダイオードＰＤが構成される。また、フォトダイオードＰＤに隣接するように半導体基板（ｐウェル領域１１０）上にゲート絶縁膜１１３を介してゲート電極１１４が形成されている。

また、図示は省略しているが、基板中には、フォトダイオードＰＤで生成され蓄積される信号電荷又は信号電荷に応じた電圧を読み取る信号読み取り部が形成されている。これにより、ゲート電極１１４への電圧の印加によって信号電荷が転送される。

また、フォトダイオードＰＤを被覆するように基板上には、第１層間絶縁膜１１５、第２層間絶縁膜１１６、第３層間絶縁膜１１７、第１拡散防止膜１２０、第４層間絶縁膜１２１、第５層間絶縁膜１２２、第２拡散防止膜１２５、第６層間絶縁膜１２６、第７層間絶縁膜１２７、第３拡散防止膜１３０、第８層間絶縁膜１３１が順次積層されてなる絶縁膜が形成されている。ここで、第１層間絶縁膜１１５、第２層間絶縁膜１１６、第３層間絶縁膜１１７、第４層間絶縁膜１２１、第５層間絶縁膜１２２、第６層間絶縁膜１２６、第７層間絶縁膜１２７及び第８層間絶縁膜１３１はそれぞれ例えば酸化シリコンからなり、第１拡散防止膜１２０及び第２拡散防止膜１２５はそれぞれ例えば炭化シリコンからなり、第３拡散防止膜１３０は例えば窒化シリコンからなる。

ここで、第３絶縁膜１１７には配線用溝１１７ｔが形成されており、配線用溝１１７ｔには、例えばタンタル／窒化タンタル積層膜からなるバリアメタル層１１８と例えば銅からなる導電層１１９とが順次埋め込まれてなる第１配線層が形成されている。同様に、第５層間絶縁膜１２２には配線用溝１２２ｔが形成されており、配線用溝１２２ｔには、例えばタンタル／窒化タンタル積層膜からなるバリアメタル層１２３と例えば銅からなる導電層１２４とが順次埋め込まれてなる第２配線層が形成されている。さらに、第７層間絶縁膜１２７には配線用溝１２７ｔが形成されており、配線用溝１２７ｔには、例えばタンタル／窒化タンタル積層膜からなるバリアメタル層１２８と例えば銅からなる導電層１２９とが順次埋め込まれてなる第３配線層が形成されている。尚、第１拡散防止膜１２０は、導電層１１９を構成する銅の拡散を防止するための膜であり、第２拡散防止膜１２５は導電層１２４を構成する銅の拡散を防止するための膜であり、第３拡散防止膜１３０は、導電層１２９を構成する銅の拡散を防止するための膜である。

すなわち、本実施形態においては、前述のように積層された絶縁膜中に第１〜第３配線層が埋め込まれている。ここで、第１〜第３配線層はそれぞれ、例えばデュアルダマシンプロセスにより、配線用溝の底面から下層配線まで達するホール内におけるコンタクト部と一体的に形成された配線構造を有していてもよい。

また、図１に示すように、パッド電極領域Ｒ_PAC においては、第８層間絶縁膜１３１上にパッド電極１３２が形成されている。パッド電極１３２は例えばアルミニウムなどからなり、例えば１００μｍ程度の直径を有している。また、パッド電極１３２は、例えば、第８層間絶縁膜１３１及び第３拡散防止膜１３０に形成された開口部１３１ｃを通じて、バリアメタル層１２８及び導電層１２９からなる第３配線層に接続されている。尚、パッド電極１３２を被覆するように基板全面に、例えば酸化シリコンからなる第９絶縁膜１３３が形成されている。

ここで、例えば、フォトダイオードＰＤの上方に位置する部分の積層絶縁膜（第４層間絶縁膜１２１、第５層間絶縁膜１２２、第２拡散防止膜１２５、第６層間絶縁膜１２６、第７層間絶縁膜１２７、第３拡散防止膜１３０、第８層間絶縁膜１３１及び第９絶縁膜１３３）には、凹部（光導波路用凹部）Ｈが形成されている。ここで、ケミカルドライエッチングなどの等方性エッチング又は異方性エッチングを行って凹部Ｈを形成するときに、凹部Ｈの上部コーナーとなる第９絶縁膜１３３には、上方ほど広がる順テーパ状の開口部１３３ａが形成されている。

本実施形態では、前述のように、フォトダイオードＰＤ上に積層された絶縁膜が配線層に対する拡散防止膜を含んでおり、例えば最下層の拡散防止膜である第１拡散防止膜１２０が凹部Ｈの底面を構成している。また、凹部Ｈの内側壁は、例えば基板主面に垂直な面を有している。また、フォトダイオードＰＤの面積、画素サイズ、プロセスルールなどに依存するが、凹部Ｈの開口径は例えば０．３μｍ程度又はそれ以下であり、凹部Ｈのアスペクト比は例えば３〜４程度又はそれ以上である。

また、図１に示すように、凹部Ｈの内側壁を被覆すると共にパッド電極１３２を被覆するように、酸化シリコンよりも高い屈折率を有するパッシベーション膜１３６が形成されている。パッシベーション膜１３６は、例えば酸化シリコン又は窒化シリコンからなり、例えば０．５μｍ程度の膜厚を有している。さらに、例えば、パッシベーション膜１３６上に、凹部Ｈが埋まるように、酸化シリコンよりも高い屈折率を有する埋め込み層１３７が形成されている。埋め込み層１３７は凹部Ｈを完全に埋め込んでいるが、凹部Ｈの外部での埋め込み層１３７の膜厚は例えば０．５μｍ程度である。本実施形態では、埋め込み層１３７のうち凹部Ｈに埋め込まれている部分を特に「埋め込み部」と称する。埋め込み層１３７に用いる高屈折率材としては、例えば、ポリイミド系樹脂若しくはシロキサン系樹脂などに酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化インジウム若しくは酸化ハフニウムなどの金属酸化物微粒子が含まれてなる高屈折率樹脂、又はそれらの高屈折率樹脂に感光性を持たせる化合物がさらに含まれてなる感光性樹脂組成物などが望ましい。尚、以下の説明では、一例として、ＴｉＯポリイミド樹脂を用いた場合について説明する。

さらに、図１に示すように、埋め込み層１３７上には、例えば接着層としても機能する平坦化樹脂層１３８が形成されており、平坦化樹脂層１３８上には、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色と対応するカラーフィルタ１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃが画素ごとに形成されており、カラーフィルタ１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃのそれぞれの上にマイクロレンズ１４０が形成されている。

尚、パッド電極領域Ｒ_PAD においては、カラーフィルタは形成されていない。すなわち、パッド電極１３２の上には、第９絶縁膜１３３、パッシベーション膜１３６、埋め込み層１３７、平坦化樹脂層１３８、及びマイクロレンズ構成樹脂層１４０ａが順次積層されており、これらの積層体には、パッド電極１３２の上面を露出させるように開口部Ｐが形成されている。

図２は、本実施形態により作製される固体撮像装置の画素部の模式的なレイアウト図である。

図２に示すように、凹部Ｈ内に埋め込まれた高屈折率物質であるパッシベーション膜１３６及び埋め込み層１３７は、外部から入射する光をフォトダイオードＰＤに導波する光導波路を構成する。本実施形態では、例えば、光導波路は、フォトダイオードＰＤの配置領域よりも小さい領域に形成されているものとする。

また、図２に示すように、第１〜第３配線層（図１の説明参照）などの配線層Ｗ１〜Ｗ４が、絶縁膜（図１の説明参照）中において凹部Ｈの周囲を囲むようにメッシュ状に形成されている。ここで、メッシュ状とは、例えば、異なる方向に伸びる配線層同士が絶縁層を介して上下に交差している状態を意味する。例えば、図中において垂直方向に延伸する配線層Ｗ１、Ｗ２と、図中において水平方向に延伸する配線層Ｗ３、Ｗ４とによって囲まれた領域内に、凹部Ｈの配置領域が設けられている。すなわち、配線層Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４のそれぞれによって、例えばメッシュ状の配線構造が構成されている。尚、Ｗ１ａ、Ｗ３ａ、Ｗ４ａ、Ｗ４ｂはそれぞれ、対応する配線層の突き出し領域である。

図３は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法における製造工程フローを示している。

図３に示すように、スッテプＳ１において、ＣＭＯＳ拡散工程から凹部形成工程までを実施する。

すなわち、まず、画素領域Ｒ_PXにおいて、半導体基板のｐウェル領域１１０にｎ型電荷蓄積層１１１を形成すると共にｎ型電荷蓄積層１１１の表面部にｐ⁺ 型表面層１１２を形成することにより、ｐｎ接合を有するフォトダイオードＰＤを形成する。次に、フォトダイオードＰＤに隣接するように、ゲート絶縁膜１１３及びゲート電極１１４、並びにフローティングディフュージョンやＣＣＤ電荷転送路等を形成することにより、フォトダイオードＰＤで生成され蓄積される信号電荷又は当該信号電荷に応じた電圧を読み取る信号読み取り部を形成する。

次に、フォトダイオードＰＤを被覆するように、画素領域Ｒ_PX及びパッド電極領域Ｒ_PAD を含む基板全面に例えば酸化シリコンを堆積させて第１絶縁膜１１５を形成する。

次に、第１絶縁膜１１５上に例えば酸化シリコンを堆積させて第２絶縁膜１１６を形成した後、第２絶縁膜１１６上にさらに例えば酸化シリコンを堆積させて第３絶縁膜１１７を形成する。

次に、エッチング加工により第３絶縁膜１１７に配線用溝１１７ｔを形成した後、例えばスパッタリングにより配線用溝１１７ｔの内壁を被覆するように例えばタンタル／酸化タンタル積層膜を成膜してバリアメタル層１１８を形成する。続いて、バリアメタル層１１８上に例えば銅シード層を形成した後、例えば電解メッキ処理により基板全面に例えば銅膜を成膜し、その後、例えばＣＭＰ法などにより配線用溝１１７ｔの外部に形成された銅膜を除去して導電層１１９を形成する。このとき、配線用溝１１７ｔの外部に形成されたバリアメタル層１１８も除去される。このようにして、配線用溝１１７ｔに埋め込まれたバリアメタル層１１８及び導電層１１９からなる第１配線層を形成する。

次に、第１配線層上を含む第３絶縁膜１１７上に例えばＣＶＤ法により例えば炭化シリコンを堆積させて第１拡散防止膜１２０を形成する。

次に、前述の第２絶縁膜１１６、第３絶縁膜１１７、配線用溝１１７ｔ、バリアメタル層１１８及び導電層１１９からなる第１配線層、並びに第１拡散防止膜１２０を形成するプロセスと同様のプロセスを繰り返すことによって、第４絶縁膜１２１、第５絶縁膜１２２、配線用溝１２２ｔ、バリアメタル層１２３及び導電層１２４からなる第２配線層、並びに第２拡散防止膜１２５を形成した後、さらに、第６絶縁膜１２６、第７絶縁膜１２７、配線用溝１２７ｔ、並びにバリアメタル層１２８及び導電層１２９からなる第３配線層を形成する。その後、第３配線層上を含む第７絶縁膜１２７上に例えばＣＶＤ法により窒化シリコンを堆積させて第３拡散防止膜１３０を形成した後、第３拡散防止膜１３０上に第８絶縁膜１３１及び第９絶縁膜１３３を順次形成する。

以上のようにして、第１絶縁膜１１５、第２絶縁膜１１６、第３絶縁膜１１７、炭化シリコンからなる第１拡散防止膜１２０、第４絶縁膜１２１、第５絶縁膜１２２、炭化シリコンからなる第２拡散防止膜１２５、第６絶縁膜１２６、第７絶縁膜１２７、窒化シリコンからなる第３拡散防止膜１３０、第８絶縁膜１３１及び第９絶縁膜１３３が積層されてなる絶縁膜と、当該絶縁膜中に埋め込み形成された第１〜第３配線層とを形成する。

次に、通常のフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、第４絶縁膜１２１、第５絶縁膜１２２、第２拡散防止膜１２５、第６絶縁膜１２６、第７絶縁膜１２７、第３拡散防止膜１３０、第８絶縁膜１３１及び第９絶縁膜１３３に凹部（光導波路用凹部）Ｈを形成する。ここで、第１拡散防止膜１２０が凹部Ｈの底面を構成する。また、前述のエッチング工程により、凹部Ｈの上部コーナーとなる第９絶縁膜１３３には、上方ほど広がる順テーパ状の開口部１３３ａが形成される。

次に、ステップＳ２において、高屈折率材塗布を行う。すなわち、凹部Ｈの内壁を被覆するように、酸化シリコンよりも高い屈折率を有する材料、例えば窒化シリコンを堆積させてパッシベーション膜１３６を例えば０．５μｍ程度の膜厚で形成した後、パッシベーション膜１３６上に、例えばスピンコート法により、屈折率が例えば１．７以上の材料、例えばＴｉＯ分散型ポリイミドを成膜する。これにより、凹部Ｈが埋まるように、酸化シリコンよりも高い屈折率を有する埋め込み層１３７が形成される。本実施形態では、埋め込み層１３７のうち凹部Ｈに埋め込まれた部分を特に「埋め込み部」と称する。また、ＴｉＯ分散型ポリイミドの塗布をスピンコート法により行ったが、これに限らず、噴霧塗布等を用いてよい。さらに、ＴｉＯ分散型ポリイミドの塗布後に、必要に応じて、例えば１２０度６０秒程度のプリベークを行ってもよい。

尚、パッド電極領域Ｒ_PAD では、第８絶縁膜１３１上にパッド電極１３２が形成され、当該パッド電極１３２を覆うように第９絶縁膜１３３、パッシベーション膜１３６及び埋め込み層１３７が形成される。ここで、パッド電極１３２は、第３拡散防止膜１３０及び第８絶縁膜１３１に形成された開口部１３１ｃを通じて、バリアメタル層１２８及び導電層１２９からなる第３配線層に接続される。

次に、ステップＳ３において、埋め込み検査を行う。すなわち、ステップＳ２で形成した個々の埋め込み部に気泡などの欠陥がないか検査を行う。以下、図面を参照しながら、ステップＳ３の埋め込み検査について、具体的に説明する。

図４は、本実施形態において欠陥検査を行う検査装置のシステム概略図である。図４に示すように、検査装置は、光学顕微鏡７１と、光学顕微鏡７１による観察のために検査体（ウエハ）７５を載置するステージ７３と、ステージ７３のＸ、Ｙ、Ｚ方向を制御するステージ制御システム７４と、検査体７５に光を照射するための光源７２と、光学顕微鏡７１によって観察した像を撮影する固体カメラ７６と、固体カメラ７６により撮影した画像を取り込んで電子データ化する画像処理ＰＣ７７と、電子データ化された画像からＲ、Ｇ、Ｂの輝度情報を得て処理するデータ処理機７８と、処理したデータを保存し参照するためのデータベース７９とから構成されている。検査体７５は、本実施形態では例えばウエハとするが、チップなどの他の任意形状を持つものを対象とできることは言うまでもない。

ステップＳ３の埋め込み検査は、高屈折率材塗布直後に実施してもよいし、又は前述のプリベーク直後に実施してもよい。すなわち、高屈折率材が硬化する前であれば、いつ実施してもよい。また、ステップＳ３の埋め込み検査に使用する光学顕微鏡７１としては、望ましくは２００倍程度の対物レンズを有するものが好ましく、光源７２としては、レーザー光などの一定の波長を保持できるものが好ましいが、白色光源を用いてもよい。また、光学顕微鏡７１は、得られる画像の輝度を強調する必要がある場合には、偏光や明るさ絞りなどの機能を備えていてもよい。図４に示す検査装置においては、ステージ制御システム７４によってステージ７３を制御して検査体７５を光学顕微鏡７１の任意の焦点位置に移動させると共に、複数の光導波路（埋め込み部）の画像を固体カメラ７６によって撮影して当該画像を電子データ化する。

図５は、本実施形態において埋め込み層が形成された直後の固体撮像装置の上面を観察した時に得られる画像データの概略図である。図５に示すように、凹部Ｈにパッシベーション膜１３６を介して形成された埋め込み層１３７からなる個々の埋め込み部（光導波路）の輝度を任意領域ＲＡについて算出すると共に各任意領域ＲＡについて算出された輝度を積算していくことにより、図６に示すような輝度プロファイルを作成する。ここで、任意領域ＲＡの形状及び面積は、光導波路の大きさに対応して任意に設定可能である。

光導波路となる埋め込み部に気泡などの欠陥がある場合、当該埋め込み部の輝度は小さくなる。従って、図６において、個々の任意領域ＲＡ（光導波路）の輝度を、全ての光導波路の輝度を平均した平均輝度と比較すると、図６のＡのように平均輝度よりも輝度の低い光導波路（埋め込み部）が存在していることがわかる。これにより、個々の埋め込み部について埋め込み特性の良否判定を行うことができる。

また、図７に示すように、個々の任意領域ＲＡ（光導波路）の輝度から感度ばらつきを求めてもよい。例えば、感度ばらつき６σ（σは標準偏差）を判定基準として、感度ばらつき６σ＜５％の場合には被処理ウエハが良品であると判定する。従って、高屈折率材塗布直後に埋め込み検査を行うのであれば、プリベーク以降の工程に進み、高屈折率材塗布後のプリベーク直後に埋め込み検査を行うのであれば、硬化以降の工程に進む。

一方、感度ばらつき６σ≧５％の場合には被処理ウエハが不良であると判定し、ステップＳ８において、凹部Ｈに埋め込まれた高屈折率材を、例えばＯ₂ アッシング若しくはＣＦ₂ アッシング又はドライエッチングなどにより除去し、その後、ステップＳ２の高屈折率材塗布から再度工程を繰り返す。ここで、感度ばらつきの判定基準を５％に設定したが、５％よりも大きくしてもよいし、５％よりも小さくしてもよい。すなわち、製品のスペックに合わせて感度ばらつきの判定基準を任意の数値に設定することができる。

次に、スッテプＳ３において良品と判定されたウエハに対して、スッテプＳ４において、高屈折率材硬化を行う。すなわち、ポストベークにより高屈折率材を硬化させる。

次に、スッテプＳ５において、カラーフィルタ・レンズ形成を行う。すなわち、図１に示すように、例えばＴｉＯ分散型ポリイミドからなる埋め込み部を含む埋め込み層１３７上に、例えばアクリル系熱硬化樹脂からなる平坦化樹脂層１３８を介して、カラーフィルタ１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃを形成した後、カラーフィルタ１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃのそれぞれの上にマイクロレンズ（オンチップレンズ）１４０を形成する。尚、被処理ウエハ（半導体基板）上において受光部はマトリックス状に多数配置されており、各カラーフィルタは対応する受光部に応じた色を有している。

次に、スッテプＳ６において、組み立てを行って固体撮像装置を完成させた後、スッテプＳ７において、完成した製品に対して最終検査を行い、良品のみを出荷する一方、不良品については廃棄する。

以上に説明したように、第１の実施形態によると、高屈折率材塗布後又はプリベーク後（ステップＳ２）の後に行われる埋め込み検査（ステップＳ３）で良品・不良品を判定できるため、良品と判定されたウエハのみ次の製造工程に進めることができる一方、不良品と判定されたウエハについては高屈折率材を除去して再生し（ステップＳ８）、再度埋め込み工程（ステップＳ２）に戻すことが可能となる。その結果、従来組み立て後の最終検査まで進まないと分からなかった埋め込みに起因する不良品の救済が可能となるので、固体撮像装置の製造コストを低減することができる。

また、第１の実施形態によると、埋め込み特性の判定が良であっても、一部不良の部分についてその発生場所を記録しておくことにより、最終的な組み立て工程後の検査において当該不良部分の検査を省略することなどが可能となるので、工程にかかる時間の短縮を図ることができる。

また、第１の実施形態によると、例えばＴｉＯ分散型ポリイミドのような微粒子含有高屈折率材を用いた場合、ＴｉＯ微粒子が洗浄後にも光導波路用凹部内に残留するため、洗浄及び埋め込みを複数回繰り返すことにより、ＴｉＯ微粒子が光導波路用凹部に埋め込まれるので、欠陥の無い埋め込み部を形成することが可能となる。

（第１の実施形態の第１変形例）
本変形例の特徴は、埋め込み層１３７となる高屈折率材として、例えばＴｉＯなどの金属酸化物微粒子を含むシロキサン系樹脂を用いることである。

本変形例においても、第１の実施形態と同様に、図３に示すステップＳ２での高屈折率材塗布の後又はプリベークの後に、ステップＳ３で埋め込み検査を行う。埋め込み検査での良品・不良品の判別については、第１の実施形態と同様に行っても良いが、本変形例では、画像処理したデータをＲ、Ｇ、Ｂに分離して個々の色毎に輝度プロファイルを取得すると共に、任意の画素数内において輝度の平均値を求めて、当該平均値よりも輝度が下回る場合を不良とみなすものとする（図６参照）。この場合、輝度の平均値をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれについて求めても良いし、又はＲ、Ｇ、Ｂの各輝度の合計から平均値を求めて、当該平均値と任意画素の輝度とを比較して良品・不良品を判別しても良い。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各輝度の合計から平均値を求めて、当該平均値よりも輝度が高い場合には良品とし、当該平均値よりも輝度が低い場合には不良品としてもよい。このような判定基準において、良品とみなした場合には、ステップＳ４（高屈折率材硬化）以降の工程に進む。一方、不良品とみなした場合には、ステップＳ８において、例えばトリクロロ酢酸などの有機溶剤を用いて高屈折率材を洗浄により除去し、その後、ステップＳ２（高屈折率材塗布）に再度戻って製造工程を進める。

本変形例によると、埋め込み層となる高屈折率材として、シロキサン系樹脂のようなアクリル性樹脂を用いるため、埋め込み検査で不良品と判定された場合には、アクリル性樹脂を溶かす有機溶剤を用いれば、ドライエッチングを用いることなく、高屈折率材を洗浄により除去して不良品のウエハを再生することができる。

また、本変形例によると、多数のウエハの任意領域について日常的に輝度プロファイルを記録してデータベース化しておけば、特定のウエハの任意領域内の判定だけではなく、日間変動も管理できる。このため、ウエハ全体が不良になって当該ウエハの平均輝度が低下していたとしても、データベースから、図８に示すような管理基準の輝度を設定し、図８のＢのように管理基準以下の輝度を示す光導波路を不良とみなすことにより、良品・不良品の判断ができる。

（第１の実施形態の第２変形例）
本変形例の固体撮像装置の製造工程は、第１の実施形態及びその第１変形例と同様である。本変形例の特徴は、埋め込み層１３７となる高屈折率材として、感光性樹脂、例えば、ポリイミド系樹脂にＴｉＯ等の金属酸化物微粒子とポジの感光剤とを含有させてなる感光性樹脂を用いることである。

本変形例においては、第１の実施形態と同様に、図３に示すステップＳ１で光導波路用凹部を形成した後、ステップＳ２において、埋め込み層１３７として感光性樹脂を含む高屈折率材を塗布する。ここで、高屈折率材を塗布する方法としては、スピンコート法、噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティングなどを用いることができる。ステップＳ２での高屈折率材塗布の後又はプリベークの後に、ステップＳ３で埋め込み検査を行う。埋め込み検査での良品・不良品の判別については、第１の実施形態と同様に行っても良いが、本変形例では、画像処理したデータをＲ、Ｇ、Ｂに分離して個々の色毎に輝度プロファイルを取得すると共に、任意の画素数内において輝度の平均値を求めて、当該平均値よりも輝度が下回る光導波路の数が任意数以上である場合、例えば１０００個の光導波路のうち該当する光導波路が１個以上存在する場合、不良品とみなすものとする。この場合、輝度の平均値をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれについて求めても良いし、又はＲ、Ｇ、Ｂの各輝度の合計から平均値を求めて、当該平均値と任意画素の輝度とを比較して良品・不良品を判別しても良い。このような判定基準において、良品とみなした場合には、ステップＳ４（高屈折率材硬化）以降の工程に進む。本変形例のステップＳ４では、ステップＳ２にプリベークが含まれていれば、フォトマスクを介して露光照射を行った後、現像液を用いた現像により未露光部を除去し、その後、ポストベークを行う。ここで、ポストベークは１段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。また、ステップＳ２にプリベークが含まれていない場合には、本変形例のステップＳ３でプリベークを行った後、前述のフォトマスクを介した露光照射以降の処理を行い、その後、ステップＳ５以降に進む。

一方、ステップＳ３の埋め込み検査で不良品とみなされたウエハに対しては、全面露光を行った後に感光性樹脂を現像液に溶解させて除去し、その後、ステップＳ２（高屈折率材塗布）に再度戻って製造工程を進める。

尚、前述の判定基準を用いて良品と判断されたウエハであっても、一部の画素について不良となっている場合には、当該不良箇所のアドレスをデータベース７９（図４参照）に記録すると共に、図８に示すような管理基準の輝度を設けておくことにより、高屈折率材硬化（スッテプＳ４）以降の製造工程を経た最終検査（スッテプＳ７）時に前記不良箇所の検査を省略することなどが可能となる。これにより、最終検査での不要な検査時間を省略することができる。

本変形例によると、埋め込み層となる高屈折率材として、感光性樹脂を用いるため、埋め込み検査で不良品と判定された場合には、新たなマスク作製を行うことなく、全面露光した感光性樹脂を現像液により除去することができるので、コストの増大を招くことなく不良品のウエハを再生することができる。

（第１の実施形態の第３変形例）
本変形例の特徴は、図３に示す第１の実施形態の製造フローにおいて、高屈折率材のプリベーク後に引き続いて高屈折率材のポストベークを行って高屈折率材を硬化させた後（つまりステップＳ４の後）、又はその後のカラーフィルタ形成後（つまりステップＳ５の処理の一部の終了後）に、ステップＳ３の埋め込み検査を行うことである。カラーフィルタ形成後に埋め込み検査を行う場合には、光学顕微鏡７１のステージ７３に検査体７５（図４参照）としてカラーフィルタまで形成されたウエハを設置し、例えば、Ｒ画素についてはＲのカラーフィルタが形成されている埋め込み部を対象として画像を取得することにより、各色毎に輝度プロファイルを作成する。

本変形例においては、ステップＳ３の埋め込み検査で良品・不良品の判定を行うことはできるものの、例えば不良品と判定されたウエハがあっても、当該ウエハ上に形成された高屈折率材を洗浄により除去することはできない。すなわち、ステップＳ８の高屈折率材除去を行うことはできない。しかし、ステップＳ３の埋め込み検査で不良箇所を記録しておけば、後工程においての処理（例えばステップＳ６の組み立て）を省略して、不良品と判定されたウエハを廃棄したり、又はステップＳ７の最終検査の際に検査を実施することなく不良判定を行ったりすることができるので、不良検査に要する時間の短縮を図ることができる。

尚、本発明が、以上に説明した実施形態（各変形例を含む）に限定されないことは言うまでもない。例えば、前述の実施形態はＣＭＯＳセンサ及びＣＣＤ素子のいずれにおいても適用可能である。また、前述の実施形態おいて、凹部Ｈの開口径を例えば０．３μｍ程度又はそれ以下に設定し、凹部Ｈのアスペクト比を例えば３〜４程度又はそれ以上に設定したが、凹部Ｈの開口径が０．１〜０．４μｍ程度であっても埋め込み検査の実施は可能である。また、凹部Ｈの開口径にもよるが、凹部Ｈのアスペクト比が２〜６程度であっても埋め込み検査の実施は可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各変形例を含む実施形態において開示した高屈折率材の種類や埋め込み判定基準等を任意に組み合わせるなどの種々の変更が可能であることは言うまでもない。

以上に説明したように、本発明は、固体撮像装置を製造する方法等に有用である。

７１ 光学顕微鏡
７２ 光源
７３ ステージ
７４ ステージ制御システム
７５ 検査体
７６ 固体カメラ
７７ 画像処理ＰＣ
７８ データ処理機
７９ データベース
１１０ ｐウェル領域（半導体基板）
１１１ ｎ型電荷蓄積層
１１２ ｐ⁺ 型表面層
１１３ ゲート絶縁膜
１１４ ゲート電極
１１５ 第１層間絶縁膜
１１６ 第２層間絶縁膜
１１７ 第３層間絶縁膜
１１７ｔ 配線用溝
１１８ バリアメタル層
１１９ 導電層
１２０ 第１拡散防止膜
１２１ 第４層間絶縁膜
１２２ 第５層間絶縁膜
１２２ｔ 配線用溝
１２３ バリアメタル層
１２４ 導電層
１２５ 第２拡散防止膜
１２６ 第６層間絶縁膜
１２７ 第７層間絶縁膜
１２７ｔ 配線用溝
１２８ バリアメタル層
１２９ 導電層
１３０ 第３拡散防止膜
１３１ 第８層間絶縁膜
１３１ｃ 開口部
１３２ パッド電極
１３３ 第９絶縁膜
１３３ａ 開口部
１３６ パッシベーション膜
１３７ 埋め込み層
１３８ 平坦化樹脂層
１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ カラーフィルタ
１４０ マイクロレンズ
１４０ａ マイクロレンズ構成樹脂層
ＰＤ フォトダイオード
Ｒ_PAD パッド領域
Ｒ_PX 画素領域
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４ 配線層
Ｗ１ａ、Ｗ３ａ、Ｗ４ａ、Ｗ４ｂ 突き出し領域
Ｈ 凹部
ＲＡ 任意領域
Ｐ 開口部

Claims (18)

1. 受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置の製造方法であって、
   半導体基板の前記受光面側の表面部における画素領域に前記画素ごとに区分してフォトダイオードを形成する工程と、
   前記フォトダイオードを被覆するように前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
   前記フォトダイオードの上方に位置する部分の前記絶縁膜に凹部を形成する工程と、
   前記凹部に、前記絶縁膜よりも高い屈折率を有する高屈折率材を用いて埋め込み部を形成する工程と、
   前記埋め込み部を検査する工程と、
   前記埋め込み部を検査する工程において前記埋め込み部が不良と判定された場合に、前記高屈折率材を除去する工程と、
   前記高屈折率材を除去する工程の後に、前記凹部に、前記高屈折率材を用いて再度埋め込み部を形成する工程とを備え、
   前記埋め込み部を検査する工程は、複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程と、前記画像データから、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度情報を得る工程と、前記輝度情報に基づいて、所定の判定基準を用いて複数の前記埋め込み部の良否判定を行う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。
2. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   前記埋め込み部を検査する工程は、前記半導体基板上に前記高屈折率材を塗布した直後、又は当該高屈折率材に対してプリベークを行った直後に実施されることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
3. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程において、前記半導体基板を上方から光学顕微鏡で観察した像に基づいて、複数の前記埋め込み部の画像データを取得することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
4. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度を平均した平均輝度を用いることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
5. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度のばらつきを用いることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
6. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   前記高屈折率材を除去する工程において、前記高屈折率材を有機溶剤を用いて除去することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
7. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   前記高屈折率材を除去する工程において、前記高屈折率材をドライエッチングにより除去することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
8. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   前記高屈折率材は感光性樹脂を含み、
   前記高屈折率材を除去する工程において、前記高屈折率材を現像液により除去することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
9. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
   前記埋め込み部を形成する工程は、前記絶縁膜よりも高い屈折率を有するパッシベーション膜を前記凹部の内壁を被覆するように形成する工程と、前記パッシベーション膜上において前記凹部に前記高屈折率材を埋め込む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。
10. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
    前記絶縁膜を形成する工程は、前記絶縁膜中に配線層を埋め込み形成する工程と、前記配線層上に拡散防止膜を形成する工程とを含み、
    前記凹部を形成する工程において、前記拡散防止膜が前記凹部の底面を構成するように前記凹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。
11. 請求項１０に記載の固体撮像装置の製造方法において、
    前記配線層を埋め込み形成する工程において、前記絶縁膜中に前記凹部の周囲を囲むようにメッシュ状に前記配線層を形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
12. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
    前記埋め込み部を形成する工程において、前記高屈折率材をスピンコート、噴霧塗布、浸漬、印刷又はロールコーティングのいずれかを用いて前記半導体基板上に塗布することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
13. 請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
    前記高屈折率材は、金属酸化物微粒子を含有する樹脂であることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
14. 受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置の製造方法であって、
    半導体基板の前記受光面側の表面部における画素領域に前記画素ごとに区分してフォトダイオードを形成する工程と、
    前記フォトダイオードを被覆するように前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
    前記フォトダイオードの上方に位置する部分の前記絶縁膜に凹部を形成する工程と、
    前記凹部が形成された前記半導体基板上に、金属酸化物微粒子を含有する高屈折率材を塗布することにより、前記凹部に埋め込み部を形成する工程と、
    前記半導体基板上及び前記凹部に形成された前記高屈折率材を除去する工程と、
    前記高屈折率材を除去する工程の後に、前記半導体基板上に前記高屈折率材を再度塗布する工程とを備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
15. 半導体基板の受光面側の表面部における画素領域に画素ごとに区分して形成されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードを被覆するように前記半導体基板上に形成された絶縁膜と、前記フォトダイオードの上方に位置する部分の前記絶縁膜に形成された凹部と、前記凹部に前記絶縁膜よりも高い屈折率を有する高屈折率材が埋め込まれてなる埋め込み部とを有する固体撮像装置の検査方法であって、
    複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程と、
    前記画像データから、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度情報を得る工程と、
    前記輝度情報に基づいて、所定の判定基準を用いて複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程とを備えていることを特徴とする固体撮像装置の検査方法。
16. 請求項１５に記載の固体撮像装置の検査方法において、
    複数の前記埋め込み部の画像データを取得する工程において、前記半導体基板を上方から光学顕微鏡で観察した像に基づいて、複数の前記埋め込み部の画像データを取得することを特徴とする固体撮像装置の検査方法。
17. 請求項１５に記載の固体撮像装置の検査方法において、
    複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度を平均した平均輝度を用いることを特徴とする固体撮像装置の検査方法。
18. 請求項１５に記載の固体撮像装置の検査方法において、
    複数の前記埋め込み部の良否判定を行う工程において、前記所定の判定基準として、複数の前記埋め込み部に対応する位置における輝度のばらつきを用いることを特徴とする固体撮像装置の検査方法。

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