JP2015130442A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体装置の製造工程を簡易なものとする。【解決手段】半導体装置の製造方法において、互いに異なる色の光を検出する画素がそれぞれ形成される複数の領域ＡＲの各々において、フォトダイオードＰＤを覆うように形成された層間絶縁膜ＩＬ上に、ライナー膜ＬＦ１を形成する。その後、ライナー膜ＬＦ１を貫通して層間絶縁膜ＩＬの途中まで達する開口部ＯＰを形成する。また、複数の領域ＡＲの各々において、ライナー膜ＬＦ１の厚さが互いに異なるように、ライナー膜ＬＦ１を形成する。ライナー膜ＬＦ１の厚さが薄い領域における開口部ＯＰの底面の高さ位置が、ライナー膜ＬＦ１の厚さが厚い領域における開口部ＯＰの底面の高さ位置より低い。【選択図】図１２
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、例えば、固体撮像素子を含む半導体装置の製造方法に好適に利用できるものである。
デジタルカメラなどに用いられる固体撮像素子（以下、単に撮像素子とも称する）として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたＣＭＯＳイメージセンサの開発が進められている。このＣＭＯＳイメージセンサは、マトリクス状に配列され、光をそれぞれ検出する複数の画素を有している。また、これらの複数の画素の各々の内部には、例えば赤、青または緑の各色の光を検出して電荷を発生させるフォトダイオードなどの光電変換素子が形成されている。複数のフォトダイオードの各々の上方には、例えば赤、青または緑など互いに異なる複数の特定の色のいずれかの光を透過するカラーフィルタが形成されており、カラーフィルタを透過した特定の色の光がフォトダイオードに入射される。
このようなＣＭＯＳイメージセンサでは、画素数の増加および画素の微細化に伴って、複数の画素の各々に光が入射される効率を向上させるために、それぞれの画素において、フォトダイオードの上方に光導波路が形成されている。
特開２０１０−２１２５３５号公報（特許文献１）には、互いに異なる複数の色の光を受光して光電変換する光電変換部を有する複数の画素で構成された画素アレイ部を設けた基板の上部で、配線層中に、複数の画素のそれぞれの光電変換部に光を導く光導波路を形成する技術が開示されている。
このように、フォトダイオードの上方に光導波路を形成する場合、例えば赤、緑および青のいずれの色を検出する画素においても、フォトダイオードが光を検出する際の効率を最大にすることが望ましい。そして、互いに異なる色を検出する各画素において光を検出する際の効率を最大にするために、フォトダイオードに入射される入射光の波長に応じて、光導波路の下面とフォトダイオードの上面との距離を変更することが望ましい。
例えば半導体基板の主面にフォトダイオードを形成し、層間絶縁膜および配線層を形成した後、配線層および層間絶縁膜をエッチングして光導波路を形成するための開口部を形成する場合、例えばエッチング時間を調整することにより、互いに異なる色を検出する各画素において、開口部の底面の高さ位置を異ならせることもできる。しかし、このような場合、配線層および層間絶縁膜をエッチングするエッチング工程を、互いに異なる色を検出する各画素において別々に行わなければならず、半導体装置の製造工程が複雑になるおそれがある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態によれば、半導体装置の製造方法において、互いに異なる色の光を検出する各画素が形成される各々の領域において、フォトダイオードを覆うように形成された層間絶縁膜を含む第１膜上に、ライナー膜としての第２膜を形成する。その後、第２膜を貫通して第１膜の途中まで達する開口部を形成する。また、各々の領域において、第２膜の厚さが互いに異なるように、第２膜を形成する。第２膜の厚さが薄い領域における開口部の底面の高さ位置は、第２膜の厚さが厚い領域における開口部の底面の高さ位置より低い。
一実施の形態によれば、半導体装置の製造工程を簡易なものとすることができる。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことはいうまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
以下、代表的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
さらに、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを省略する場合もある。
（実施の形態）
＜半導体装置の構成＞
まず、実施の形態の半導体装置としての撮像素子の構成を説明する。図１は、実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。
＜半導体装置の構成＞
まず、実施の形態の半導体装置としての撮像素子の構成を説明する。図１は、実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。
本実施の形態の半導体装置としての撮像素子は、互いに異なる色の光を検出する複数の種類の画素を有する。
図１に示すように、本実施の形態の半導体装置としての撮像素子は、例えば単結晶シリコン（Ｓｉ）などからなる半導体基板ＳＢを有する。半導体基板ＳＢは、その主面としての上面に、画素が形成された領域である領域ＡＲを複数有する。複数の領域ＡＲの各々は、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における第１方向と、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における方向であって第１方向に交差する第２方向とにマトリクス状に配列されている。すなわち、半導体基板ＳＢは、半導体基板ＳＢの主面としての上面に、それぞれ画素が形成される複数の領域ＡＲがマトリクス状に配列された画素領域を有する。
複数の領域ＡＲの各々には、撮像素子の受光部としての画素が形成されている。したがって、複数の画素は、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における方向である第１方向と、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における方向であって第１方向に交差する第２方向とにマトリクス状に配列されている。
なお、半導体基板ＳＢは、半導体基板ＳＢの主面としての上面に、画素領域と並んで配置された周辺回路領域（図示は省略）を有してもよい。周辺回路領域には、受光部ではなく、例えばスイッチングなどに用いられる素子であって、高速動作が可能なトランジスタ、および、その上の配線層などが形成されている。
複数の領域ＡＲの各々には、各画素を構成するフォトダイオードＰＤ、転送用トランジスタＴＸ、および増幅用トランジスタなどが形成されている。フォトダイオードＰＤは、入射光を受光して電荷に変換する光電変換素子である。転送用トランジスタＴＸは、フォトダイオードにより入射光が変換されることにより生成された電荷を転送するためのトランジスタである。なお、複数の画素の各々には、フォトダイオードＰＤの上方に位置する部分、すなわち、後述する光導波路ＷＧおよびカラーフィルタＣＦも含まれる。
複数の領域ＡＲに亘って半導体基板ＳＢの上面側には、例えばホウ素（Ｂ）などのｐ型の不純物が導入されたｐ型半導体層ＰＷが形成されている。一方、複数の領域ＡＲの各々において、ｐ型半導体層ＰＷの上層部には、例えばリン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）などのｎ型の不純物が導入されたｎ型半導体層ＮＷが、形成されている。したがって、複数の領域ＡＲの各々において、ｐ型半導体層ＰＷは、ｎ型半導体層ＮＷの直下に形成されている。ｐ型半導体層ＰＷおよびｎ型半導体層ＮＷはｐｎ接合しており、フォトダイオードＰＤを構成している。
例えば半導体基板ＳＢの主面としての上面の領域であって、赤（Ｒ）色の光が入射される画素が形成される領域ＡＲｒには、フォトダイオードＰＤｒが形成されている。また、半導体基板ＳＢの主面としての上面の領域であって、緑（Ｇ）色の光が入射される画素が形成される領域ＡＲｇには、フォトダイオードＰＤｇが形成されている。さらに、半導体基板ＳＢの主面としての上面の領域であって、青（Ｂ）色の光が入射される画素が形成される領域ＡＲｂには、フォトダイオードＰＤｂが形成されている。フォトダイオードＰＤｒは、赤（Ｒ）色の入射光を受光して電荷に変換する光電変換素子であり、フォトダイオードＰＤｇは、緑（Ｇ）色の入射光を受光して電荷に変換する光電変換素子であり、フォトダイオードＰＤｂは、青（Ｂ）色の入射光を受光して電荷に変換する光電変換素子である。
半導体基板ＳＢの上面には、例えば酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜ＧＩを介して、例えばポリシリコン膜からなるゲート電極ＧＥが形成されている。ゲート電極ＧＥの側面には、例えば酸化シリコン膜からなるサイドウォールＳＷが形成されている。ゲート電極ＧＥは、転送用トランジスタＴＸのゲート電極である。一方、フォトダイオードＰＤを構成するｎ型半導体層ＮＷが、転送用トランジスタＴＸのソース領域を兼ねている。
なお、図１では、転送用トランジスタＴＸのドレイン領域の図示を省略している。また、フォトダイオードＰＤは、フォトダイオードＰＤにおいて出力した信号を増幅する増幅用トランジスタなどのトランジスタに、転送用トランジスタＴＸを介して接続されているが、ここでは転送用トランジスタＴＸのみを図示しており、素子分離領域などの図示を省略している。
領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、フォトダイオードＰＤおよび転送用トランジスタＴＸを覆うように、半導体基板ＳＢの上面上には、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜ＩＬが形成されている。また、層間絶縁膜ＩＬの上面は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法などにより平坦化されている。
層間絶縁膜ＩＬのうち、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒ上に位置する部分を、部分ＩＬｒとする。また、層間絶縁膜ＩＬのうち、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇ上に位置する部分を、部分ＩＬｇとする。さらに、層間絶縁膜ＩＬのうち、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂ上に位置する部分を、部分ＩＬｂとする。
すなわち、部分ＩＬｒは、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬである。また、部分ＩＬｇは、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬである。さらに、部分ＩＬｂは、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬである。
なお、フォトダイオードＰＤの上面、ゲート電極ＧＥの上面、および、ゲート電極ＧＥの側面に形成されたサイドウォールＳＷの表面には、例えば窒化シリコン膜からなるキャップ絶縁膜ＣＡＰが形成されていてもよい。このような場合には、層間絶縁膜ＩＬは、フォトダイオードＰＤ上および転送用トランジスタＴＸ上に、キャップ絶縁膜ＣＡＰを介して形成されている。
また、層間絶縁膜ＩＬが形成された後、層間絶縁膜ＩＬを貫通して半導体基板ＳＢに達するコンタクトプラグ（図示は省略）を複数形成することができる。この場合、コンタクトプラグの上面および層間絶縁膜ＩＬの上面が、ＣＭＰ法などにより平坦化されることになる。
層間絶縁膜ＩＬ上には、例えば炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）膜などの絶縁膜からなるライナー膜ＬＦ１が形成されている。ライナー膜ＬＦ１は、層間絶縁膜ＩＬを保護する保護膜である。
ライナー膜ＬＦ１のうち、領域ＡＲｒにおいて、層間絶縁膜ＩＬの部分ＩＬｒ上に位置する部分を、部分ＬＦ１ｒとする。また、ライナー膜ＬＦ１のうち、領域ＡＲｇで、層間絶縁膜ＩＬの部分ＩＬｇ上に位置する部分を、部分ＬＦ１ｇとする。さらに、ライナー膜ＬＦ１のうち、領域ＡＲｂで、層間絶縁膜ＩＬの部分ＩＬｂ上に位置する部分を、部分ＬＦ１ｂとする。
すなわち、部分ＬＦ１ｒは、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１である。また、部分ＬＦ１ｇは、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１である。さらに、部分ＬＦ１ｂは、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１である。
部分ＬＦ１ｒの厚さＴＨｒ、部分ＬＦ１ｇの厚さＴＨｇ、および、部分ＬＦ１ｂの厚さＴＨｂは、互いに異なる。これにより、ライナー膜ＬＦ３からライナー膜ＬＦ１までの各層をエッチングして層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中に達する開口部ＯＰを形成する際に、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々の領域の間で、開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせることができる。
具体的には、領域ＡＲｒに入射する赤色の入射光の波長が、領域ＡＲｇに入射する緑色の入射光の波長よりも長く、領域ＡＲｇに入射する緑色の入射光の波長が、領域ＡＲｂに入射する青色の入射光の波長よりも長い。このとき、部分ＬＦ１ｒの厚さＴＨｒは、部分ＬＦ１ｇの厚さＴＨｇよりも薄く、部分ＬＦ１ｇの厚さＴＨｇは、部分ＬＦ１ｂの厚さＴＨｂよりも薄い。これにより、ライナー膜ＬＦ３からライナー膜ＬＦ１までの各層をエッチングして層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中に達する開口部ＯＰを形成する際に、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々の領域の間で、入射光の波長が長いほど、開口部ＯＰの底面の高さ位置を低くすることができる。
ライナー膜ＬＦ１上には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜からなる層間絶縁膜ＩＬ１が形成されている。
領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１には、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通する複数の配線溝が形成されている。複数の配線溝のそれぞれの内部に例えば銅（Ｃｕ）膜が埋め込まれることにより、複数の配線溝のそれぞれの内部に配線Ｍ１が形成されている。配線Ｍ１は上記コンタクトプラグを介して、半導体基板ＳＢの上面に形成されたフォトダイオードＰＤまたは転送用トランジスタＴＸなどの半導体素子と電気的に接続される。
なお、ライナー膜ＬＦ１、層間絶縁膜ＩＬ１および配線Ｍ１は、第１配線層を構成している。
配線Ｍ１が、複数の領域ＡＲの各々の間の領域に形成されたことにより、複数の領域ＡＲの各々に形成されたフォトダイオードＰＤに光が入射される際に、配線Ｍ１により入射光が遮光されることを、防止または抑制することができる。なお、配線Ｍ１および層間絶縁膜ＩＬ１のそれぞれの上面は、ＣＭＰ法などにより平坦化されていてもよい。
層間絶縁膜ＩＬ１および配線Ｍ１上には、例えば炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）膜からなる絶縁膜ＬＦ２１と、例えば酸素含有炭化ケイ素（ＳｉＣＯ）膜からなる絶縁膜ＬＦ２２との積層絶縁膜としてのライナー膜ＬＦ２が形成されている。ライナー膜ＬＦ２は、層間絶縁膜ＩＬ１および配線Ｍ１を保護する保護膜である。あるいは、ライナー膜ＬＦ２は、配線Ｍ１を構成する例えば銅（Ｃｕ）の拡散を防止する拡散防止膜である。
ライナー膜ＬＦ２上には、例えば炭素含有酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）膜などからなる層間絶縁膜ＩＬ２が形成されている。
領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、層間絶縁膜ＩＬ２には、層間絶縁膜ＩＬ２の上面に複数の配線溝が形成され、また、それらの配線溝の底面に、層間絶縁膜ＩＬ２を貫通する複数のビアホール（図示は省略）が形成されている。複数の配線溝および複数のビアホールのそれぞれの内部に例えば銅（Ｃｕ）膜が埋め込まれることにより、複数の配線溝のそれぞれの内部に配線Ｍ２が形成され、複数のビアホールのそれぞれの内部にビア（図示は省略）が形成されている。配線Ｍ２は上記ビアを介して、配線Ｍ１と電気的に接続される。
なお、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ２、配線Ｍ２および上記ビア（図示は省略）は、第２配線層を構成している。
配線Ｍ２が、複数の領域ＡＲの各々の間の領域に形成されたことにより、複数の領域ＡＲの各々に形成されたフォトダイオードＰＤに光が入射される際に、配線Ｍ２により入射光が遮光されることを、防止または抑制することができる。なお、配線Ｍ２および層間絶縁膜ＩＬ２のそれぞれの上面は、ＣＭＰ法などにより平坦化される。
層間絶縁膜ＩＬ２および配線Ｍ２上には、例えば炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）膜からなる絶縁膜ＬＦ３１と、例えば酸素含有炭化ケイ素（ＳｉＣＯ）膜からなる絶縁膜ＬＦ３２との積層絶縁膜としてのライナー膜ＬＦ３が形成されている。ライナー膜ＬＦ３は、層間絶縁膜ＩＬ２および配線Ｍ２を保護する保護膜である。あるいは、ライナー膜ＬＦ３は、配線Ｍ２を構成する例えば銅（Ｃｕ）の拡散を防止する拡散防止膜である。
このようにして、半導体基板ＳＢ上に、下方から上方に向かって順に、層間絶縁膜ＩＬ、ライナー膜ＬＦ１、層間絶縁膜ＩＬ１および配線Ｍ１からなる第１配線層、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ２および配線Ｍ２からなる第２配線層、ならびに、ライナー膜ＬＦ３が形成されている。なお、ライナー膜ＬＦ１よりも下層に形成された層間絶縁膜ＩＬおよびキャップ絶縁膜ＣＡＰを下層膜ＬＬＦとし、ライナー膜ＬＦ１よりも上層に形成された層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ２およびライナー膜ＬＦ３をまとめて上層膜ＵＬＦとする。このとき、半導体基板ＳＢ上に、下方から上方に向かって順に、下層膜ＬＬＦ、ライナー膜ＬＦ１および上層膜ＵＬＦが形成されている。
以下では、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、第１配線層を構成するライナー膜ＬＦ１の厚さを互いに異ならせ、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせる例について説明する。しかし、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、いずれかの配線層を構成するライナー膜の厚さを互いに異ならせ、そのライナー膜を貫通して層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部の底面の高さ位置を異ならせればよい。したがって、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、第２配線層を構成するライナー膜ＬＦ２の厚さを互いに異ならせ、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせることもできる。
あるいは、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、ライナー膜ＬＦ３の厚さを互いに異ならせ、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせることもできる。このときは、厚さを異ならせるライナー膜を貫通して、ライナー膜よりも下層に形成された下層膜の厚さ方向の途中まで達する開口部を形成することになる。
複数の領域ＡＲの各々では、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中までそれぞれ達する開口部ＯＰが形成されている。
例えば領域ＡＲｒでは、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中までそれぞれ達する開口部ＯＰｒが形成されている。また、領域ＡＲｇでは、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中までそれぞれ達する開口部ＯＰｇが形成されている。さらに、領域ＡＲｂでは、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中までそれぞれ達する開口部ＯＰｂが形成されている。
開口部ＯＰｒの底面の高さ位置を高さ位置ＨＰｒとし、開口部ＯＰｇの底面の高さ位置を高さ位置ＨＰｇとし、開口部ＯＰｂの底面の高さ位置を高さ位置ＨＰｂとするとき、高さ位置ＨＰｒ、ＨＰｇおよびＨＰｂは、互いに異なる。好適には、高さ位置ＨＰｒは、高さ位置ＨＰｇよりも低く、高さ位置ＨＰｇは、高さ位置ＨＰｂよりも低い。これにより、互いに異なる色の光を検出する各画素において、光導波路ＷＧの下面からフォトダイオードＰＤの上面までの距離を調整することができる。
開口部ＯＰの内部を含めてライナー膜ＬＦ３上には、例えば窒化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＬ３が形成され、開口部ＯＰの内部が絶縁膜ＩＬ３により埋め込まれている。これにより、領域ＡＲにおいて、フォトダイオードＰＤの上方に、開口部ＯＰに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤに入射光を導く光導波路ＷＧが形成されている。
例えば領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に、開口部ＯＰｒに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤｒに赤（Ｒ）色の入射光を導く光導波路ＷＧｒが形成されている。また、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に、開口部ＯＰｇに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤｇに緑（Ｇ）色の入射光を導く光導波路ＷＧｇが形成されている。さらに、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に、開口部ＯＰｂに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤｂに青（Ｂ）色の入射光を導く光導波路ＷＧｂが形成されている。
例えば窒化シリコン膜からなる光導波路ＷＧの屈折率は、比較的大きく、例えば１．９７程度である。これにより、光導波路ＷＧの屈折率を、光導波路ＷＧの周囲の配線層の平均的な屈折率よりも高くすることができるので、マイクロレンズＭＬおよびカラーフィルタＣＦを通って光導波路ＷＧに入射された入射光を、あまり減衰させずにフォトダイオードＰＤに導くことができる。
領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、光導波路ＷＧ上には、例えば酸化シリコン膜からなる隔壁ＢＷが形成されている。
隣り合う隔壁ＢＷ同士の間には、カラーフィルタＣＦが形成されている。カラーフィルタＣＦは、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）などの特定の色の光を透過させ、その他の色の光を透過させない膜である。言い換えれば、カラーフィルタＣＦは、ある特定の範囲の波長の光を透過させ、その他の波長の光を透過させる膜である。したがって、カラーフィルタＣＦは、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色に着色された膜からなる。
領域ＡＲｒにおいて、隣り合う隔壁ＢＷ同士の間に赤色のカラーフィルタＣＦｒが形成されており、領域ＡＲｇにおいて、隣り合う隔壁ＢＷ同士の間に緑色のカラーフィルタＣＦｇが形成されており、領域ＡＲｂにおいて、隣り合う隔壁ＢＷ同士の間に青色のカラーフィルタＣＦｂが形成されている。
本実施の形態の半導体装置である撮像素子は、半導体基板ＳＢの主面側、すなわち上面側から各画素が形成された領域ＡＲに照射された光を、フォトダイオードＰＤにより入射光として受光して電荷に変換し、変換された電荷を信号情報として読みとることにより、画像情報データなどを得るものである。領域ＡＲに照射された光は、カラーフィルタＣＦの上面に入射され、カラーフィルタＣＦ、光導波路ＷＧおよび層間絶縁膜ＩＬを透過してフォトダイオードＰＤに入射される。
なお、図１に示すように、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、カラーフィルタＣＦ上には、上面として凸曲面を有するマイクロレンズＭＬが形成されていてもよい。マイクロレンズＭＬは、その上面が湾曲した凸レンズであり、光が透過する膜からなる。マイクロレンズＭＬは、半導体基板ＳＢの主面側、すなわち上面側から各画素が形成された領域ＡＲに照射される光を、カラーフィルタＣＦ、光導波路ＷＧおよび層間絶縁膜ＩＬを介してフォトダイオードＰＤに集光する。
＜半導体装置の製造方法＞
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。図２は、実施の形態の半導体装置の製造工程の一部を示す製造プロセスフロー図である。図３〜図１３は、実施の形態の半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。図２は、実施の形態の半導体装置の製造工程の一部を示す製造プロセスフロー図である。図３〜図１３は、実施の形態の半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
まず、フォトダイオードＰＤを形成する（図２のステップＳ１１）。このステップＳ１１では、まず、図３に示すように、例えば単結晶シリコン（Ｓｉ）などからなる半導体基板ＳＢを用意する。半導体基板ＳＢは、その主面としての上面に、画素が形成される領域である領域ＡＲを複数有する。複数の領域ＡＲの各々は、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における第１方向と、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における方向であって第１方向に交差する第２方向とにマトリクス状に配列されている。すなわち、半導体基板ＳＢは、半導体基板ＳＢの主面としての上面に、それぞれ画素が形成される複数の領域ＡＲがマトリクス状に配列された画素領域を有する。
複数の領域ＡＲの各々には、撮像素子の受光部としての画素が形成される。したがって、複数の画素は、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における方向である第１方向と、半導体基板ＳＢの主面としての上面内における方向であって第１方向に交差する第２方向とにマトリクス状に配列される。
なお、半導体基板ＳＢは、半導体基板ＳＢの主面としての上面に、画素領域と並んで配置された周辺回路領域（図示は省略）を有してもよい。周辺回路領域には、受光部ではなく、例えばスイッチングなどに用いられる素子であって、高速動作が可能なトランジスタ、および、その上の配線層などが形成されている。
次に、複数の領域ＡＲの各々に、各画素を構成するフォトダイオードＰＤ、転送用トランジスタＴＸ、および増幅用トランジスタなどを形成する。
複数の領域ＡＲに亘って半導体基板ＳＢの上面側には、例えばホウ素（Ｂ）などのｐ型の不純物が導入されたｐ型半導体層ＰＷが形成される。一方、複数の領域ＡＲの各々において、ｐ型半導体層ＰＷの上層部には、例えばリン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）などのｎ型の不純物が導入されたｎ型半導体層ＮＷが、形成される。したがって、複数の領域ＡＲの各々において、ｐ型半導体層ＰＷは、ｎ型半導体層ＮＷの直下に形成される。ｐ型半導体層ＰＷおよびｎ型半導体層ＮＷはｐｎ接合し、フォトダイオードＰＤを構成する。
例えば半導体基板ＳＢの主面としての上面の領域であって、赤（Ｒ）色の光が入射される画素が形成される領域ＡＲｒには、フォトダイオードＰＤｒを形成する。また、半導体基板ＳＢの主面としての上面の領域であって、緑（Ｇ）色の光が入射される画素が形成される領域ＡＲｇには、フォトダイオードＰＤｇを形成する。さらに、半導体基板ＳＢの主面としての上面の領域であって、青（Ｂ）色の光が入射される画素が形成される領域ＡＲｂには、フォトダイオードＰＤｂを形成する。
半導体基板ＳＢの上面には、例えば酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜ＧＩを介して、例えばポリシリコン膜からなるゲート電極ＧＥが形成される。ゲート電極ＧＥの側面には、例えば酸化シリコン膜からなるサイドウォールＳＷが形成される。ゲート電極ＧＥは、転送用トランジスタＴＸのゲート電極である。一方、フォトダイオードＰＤを構成するｎ型半導体層ＮＷが、転送用トランジスタＴＸのソース領域を兼ねる。
なお、図３では、転送用トランジスタＴＸのドレイン領域の図示を省略している。また、フォトダイオードＰＤは、フォトダイオードＰＤにおいて出力した信号を増幅する増幅用トランジスタなどのトランジスタに、転送用トランジスタＴＸを介して接続されるが、ここでは転送用トランジスタＴＸのみを図示しており、素子分離領域などの図示を省略している。
次に、層間絶縁膜ＩＬを形成する（図２のステップＳ１２）。このステップＳ１２では、図４に示すように、複数の領域ＡＲの各々において、フォトダイオードＰＤおよび転送用トランジスタＴＸなどの半導体素子を覆うように、半導体基板ＳＢの上面上に、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜ＩＬを、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成する。また、層間絶縁膜ＩＬの上面を、ＣＭＰ法などにより平坦化する。
層間絶縁膜ＩＬのうち、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒ上に位置する部分を、部分ＩＬｒとする。また、層間絶縁膜ＩＬのうち、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇ上に位置する部分を、部分ＩＬｇとする。さらに、層間絶縁膜ＩＬのうち、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂ上に位置する部分を、部分ＩＬｂとする。
すなわち、部分ＩＬｒは、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬである。また、部分ＩＬｇは、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬである。さらに、部分ＩＬｂは、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬである。
なお、フォトダイオードＰＤの上面、ゲート電極ＧＥの上面、および、ゲート電極ＧＥの側面に形成されたサイドウォールＳＷの表面に、例えば窒化シリコン膜からなるキャップ絶縁膜ＣＡＰを形成してもよい。このような場合には、層間絶縁膜ＩＬを、フォトダイオードＰＤ上および転送用トランジスタＴＸ上に、キャップ絶縁膜ＣＡＰを介して形成する。
また、層間絶縁膜ＩＬを形成した後、層間絶縁膜ＩＬを貫通して半導体基板ＳＢに達するコンタクトホール（図示は省略）を形成し、形成されたコンタクトホール内を金属膜により埋め込むことにより、コンタクトホール内に埋め込まれた金属膜からなるコンタクトプラグ（図示は省略）を複数形成することができる。この場合、コンタクトプラグの上面および層間絶縁膜ＩＬの上面を、ＣＭＰ法などにより平坦化することになる。
次に、ライナー膜ＬＦ１を堆積する（図２のステップＳ１３）。このステップＳ１３では、図５に示すように、層間絶縁膜ＩＬ上に、例えば炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）膜などの絶縁膜からなるライナー膜ＬＦ１を堆積する。ライナー膜ＬＦ１は、例えば層間絶縁膜ＩＬを保護する保護膜である。なお、このときのライナー膜ＬＦ１の厚さ、すなわち初めの厚さを厚さＴＨとする。
ライナー膜ＬＦ１のうち、領域ＡＲｒにおいて、層間絶縁膜ＩＬの部分ＩＬｒ上に位置する部分を、部分ＬＦ１ｒとする。また、ライナー膜ＬＦ１のうち、領域ＡＲｇで、層間絶縁膜ＩＬの部分ＩＬｇ上に位置する部分を、部分ＬＦ１ｇとする。さらに、ライナー膜ＬＦ１のうち、領域ＡＲｂで、層間絶縁膜ＩＬの部分ＩＬｂ上に位置する部分を、部分ＬＦ１ｂとする。
すなわち、部分ＬＦ１ｒは、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１である。また、部分ＬＦ１ｇは、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１である。さらに、部分ＬＦ１ｂは、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１である。
このステップＳ１３では、例えばＳｉＣＮ膜からなるライナー膜ＬＦ１を堆積する場合、好適には、テトラメチルシラン（Tetra Metyl Silane；ＴＭＳ）ガスとアンモニア（ＮＨ３）ガスとを原料ガスとするＣＶＤ法により堆積することができる。ＣＶＤ法として、好適には、高密度プラズマ（High Density Plasma；ＨＤＰ）ＣＶＤ法を用いることができる。
次に、ライナー膜ＬＦ１をエッチングする（図２のステップＳ１４）。このステップＳ１４では、まず、図６に示すように、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒが、ライナー膜ＬＦ１の初めの厚さＴＨよりも薄くなるように、領域ＡＲｒにおいて、ライナー膜ＬＦ１を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてエッチングする。
まず、ライナー膜ＬＦ１上にレジスト液を塗布してレジスト膜ＲＳ１を形成し、形成されたレジスト膜ＲＳ１をパターン露光および現像する。これにより、領域ＡＲｒで、レジスト膜ＲＳ１を貫通して、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１に達する開口部ＯＲ１を形成する。そして、開口部ＯＲ１が形成されたレジスト膜ＲＳ１からなるレジストパターンＲＰ１を形成する。開口部ＯＲ１の底面には、ライナー膜ＬＦ１の上面が露出し、領域ＡＲｇおよびＡＲｂ、ならびに、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、ライナー膜ＬＦ１はレジスト膜ＲＳ１により覆われる。
その後、レジストパターンＲＰ１をマスクとして、レジストパターンＲＰ１の開口部ＯＲ１の底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ１のエッチングを行う。これにより、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒ、すなわちライナー膜ＬＦ１の部分ＬＦ１ｒの厚さＴＨｒが、ライナー膜ＬＦ１の初めの厚さＴＨよりも薄くなる。例えばエッチングガスを用いたドライエッチング法により、ライナー膜ＬＦ１をエッチングすることができる。エッチングガスとして、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスもしくはトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガスなどのフッ化炭素（フルオロカーボン）ガス、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスまたは六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスなどのフッ素を含むガスを用いることが好ましく、その中でもＣＦ４ガスまたはＮＦ３ガスを用いることがより好ましい。
その後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングにより、レジストパターンＲＰ１を除去する。
また、ステップＳ１４では、次に、図７に示すように、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇが、ライナー膜ＬＦ１の初めの厚さＴＨよりも薄くなるように、領域ＡＲｇにおいて、ライナー膜ＬＦ１を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてエッチングする。また、このとき、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒが、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇよりも薄くなるように、領域ＡＲｇにおいて、ライナー膜ＬＦ１を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてエッチングする。
まず、ライナー膜ＬＦ１上にレジスト液を塗布してレジスト膜ＲＳ２を形成し、形成されたレジスト膜ＲＳ２をパターン露光および現像する。これにより、領域ＡＲｇで、レジスト膜ＲＳ２を貫通して、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１に達する開口部ＯＲ２を形成する。そして、開口部ＯＲ２が形成されたレジスト膜ＲＳ２からなるレジストパターンＲＰ２を形成する。開口部ＯＲ２の底面には、ライナー膜ＬＦ１の上面が露出し、領域ＡＲｒおよびＡＲｂ、ならびに、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、ライナー膜ＬＦ１はレジスト膜ＲＳ２により覆われる。
その後、レジストパターンＲＰ２をマスクとして、レジストパターンＲＰ２の開口部ＯＲ２の底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ１のエッチングを行う。このとき、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇ、すなわちライナー膜ＬＦ１の部分ＬＦ１ｇの厚さＴＨｇが、ライナー膜ＬＦ１の初めの厚さＴＨよりも薄くなり、かつ、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒよりも厚くなるように、エッチングを行う。例えばエッチングガスを用いたドライエッチング法により、ライナー膜ＬＦ１をエッチングすることができる。エッチングガスとして、領域ＡＲｇにおいてライナー膜ＬＦ１のエッチングを行う際に用いたエッチングガスと同様のエッチングガスを用いることができる。
その後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングにより、レジストパターンＲＰ２を除去する。
ステップＳ１４が行われた後のライナー膜ＬＦ１の部分ＬＦ１ｂの厚さを厚さＴＨｂとすると、厚さＴＨｂは厚さＴＨに等しい。そのため、厚さＴＨｒは厚さＴＨｇよりも薄く、厚さＴＨｇは厚さＴＨｂよりも薄い。すなわち、領域ＡＲｒに入射する入射光の波長が、領域ＡＲｇに入射する入射光の波長よりも長いとき、好適には、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒは、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇよりも薄い。また、領域ＡＲｇに入射する入射光の波長が、領域ＡＲｂに入射する入射光の波長よりも長いとき、好適には、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇは、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｂよりも薄い。
なお、領域ＡＲｒにおけるライナー膜ＬＦ１のエッチング、および、領域ＡＲｇにおけるライナー膜ＬＦ１のエッチングについては、いずれの順に行われてもよい。
また、本実施の形態に示す例では、領域ＡＲｂで、ライナー膜ＬＦ１のエッチングを行わない。しかし、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々におけるライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒ、ＴＨｇおよびＴＨｂの間の大小関係が満たされるのであれば、領域ＡＲｂにおいてもライナー膜ＬＦ１のエッチングを行ってもよい。この場合、領域ＡＲｒにおけるライナー膜ＬＦ１のエッチング、領域ＡＲｇにおけるライナー膜ＬＦ１のエッチング、および、領域ＡＲｂにおけるライナー膜ＬＦ１のエッチングについては、いずれの順に行われてもよい。
さらに、本実施の形態では、ライナー膜ＬＦ１を堆積した後、厚さＴＨｒが厚さＴＨｇよりも薄く、厚さＴＨｇが厚さＴＨｂよりも薄くなるように、ライナー膜ＬＦ１をエッチングする。しかし、ライナー膜ＬＦ１を堆積する際に、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において堆積時間を異ならせることなどにより、厚さＴＨｒが厚さＴＨｇよりも薄く、厚さＴＨｇが厚さＴＨｂよりも薄くなるように、ライナー膜ＬＦ１を堆積することにより、エッチングを行わずにライナー膜ＬＦ１を形成してもよい。
次に、層間絶縁膜ＩＬ１および配線Ｍ１を形成する（ステップＳ１５）。このステップＳ１５では、図８に示すように、まず、ライナー膜ＬＦ１上に、例えばテトラエトキシシラン（Tetraethyl orthosilicate；ＴＥＯＳ）ガスを原料ガスとするＣＶＤ法により、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜からなる層間絶縁膜ＩＬ１を形成する。これにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂにおいて、ライナー膜ＬＦ１上に、層間絶縁膜ＩＬ１が形成される。
次いで、いわゆるシングルダマシン法を用いて、層間絶縁膜ＩＬ１の上面の配線溝に埋め込まれた配線Ｍ１を形成する。
まず、図８に示すように、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングすることにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通する複数の配線溝を形成する。
この層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１をパターニングする工程では、例えばフッ化炭素（フルオロカーボン）ガスを含むガスをエッチングガスとしたドライエッチング法により、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１をエッチングすることができる。
その後、図８に示すように、複数の配線溝のそれぞれの内部に、例えば銅（Ｃｕ）膜を埋め込むことにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、各配線溝内の配線Ｍ１を形成する。配線Ｍ１は、上記コンタクトプラグを介して、半導体基板ＳＢの上面に形成されたフォトダイオードＰＤまたは転送用トランジスタＴＸなどの半導体素子と電気的に接続される。
なお、ライナー膜ＬＦ１、層間絶縁膜ＩＬ１および配線Ｍ１は、第１配線層を構成する。
配線Ｍ１が、複数の領域ＡＲの各々の間の領域に形成されることにより、複数の領域ＡＲの各々に形成されたフォトダイオードＰＤに光が入射される際に、配線Ｍ１により入射光が遮光されることを、防止または抑制することができる。なお、配線Ｍ１および層間絶縁膜ＩＬ１のそれぞれの上面は、ＣＭＰ法などにより平坦化される。
次に、ライナー膜ＬＦ２を形成する（図２のステップＳ１６）。このステップＳ１６では、図９に示すように、層間絶縁膜ＩＬ１上および配線Ｍ１上に、例えば炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）膜からなる絶縁膜ＬＦ２１と、例えば酸素含有炭化ケイ素（ＳｉＣＯ）膜からなる絶縁膜ＬＦ２２との積層絶縁膜としてのライナー膜ＬＦ２を形成する。これにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂにおいて、層間絶縁膜ＩＬ１上および配線Ｍ１上に、ライナー膜ＬＦ２が形成される。ライナー膜ＬＦ２は、層間絶縁膜ＩＬ２を保護する保護膜である。あるいは、ライナー膜ＬＦ２は、配線Ｍ１を構成する例えば銅（Ｃｕ）の拡散を防止する拡散防止膜である。
このステップＳ１６では、まず、例えばＳｉＣＮ膜からなる絶縁膜ＬＦ２１を形成する。このとき、ステップＳ１３と同様に、絶縁膜ＬＦ２１を、好適には、ＴＭＳガスとアンモニア（ＮＨ３）ガスとを原料ガスとするＣＶＤ法により形成することができる。
続いて、例えばＳｉＣＯ膜からなる絶縁膜ＬＦ２２を形成する。このとき、絶縁膜ＬＦ２２を、例えば、ＴＭＳガスを原料ガスとするＣＶＤ法により形成することができる。なお、ＳｉＣＯ膜は、主成分としての炭化ケイ素（ＳｉＣ）膜に酸素（Ｏ）が結合したものである。
次に、層間絶縁膜ＩＬ２および配線Ｍ２を形成する（ステップＳ１７）。このステップＳ１７では、図１０に示すように、まず、ライナー膜ＬＦ２上に、例えばトリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）３）ガスと酸素（Ｏ２）ガスとを原料ガスとするＣＶＤ法により、炭素含有酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）膜からなる層間絶縁膜ＩＬ２を形成する。これにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂにおいて、ライナー膜ＬＦ２上に、層間絶縁膜ＩＬ２が形成される。
なお、ＳｉＯＣ膜は、主成分としての酸化ケイ素（ＳｉＯ）膜に炭素（Ｃ）が含有されたものである。したがって、ＳｉＯＣ膜における酸素の含有量に対する炭素の含有量は、ＳｉＣＯ膜における酸素の含有量に対する炭素の含有量に比べて小さい。
次いで、いわゆるデュアルダマシン法を用いて、層間絶縁膜ＩＬ２の上面の配線溝に埋め込まれた配線Ｍ２と、配線Ｍ２の直下において配線Ｍ２およびＭ１を接続するビア（図示は省略）とを形成する。
まず、図１０に示すように、層間絶縁膜ＩＬ２をフォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングする。これにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、層間絶縁膜ＩＬ２の上面に複数の配線溝を形成し、また、それらの配線溝の底面に、層間絶縁膜ＩＬ２を貫通する複数のビアホール（図示は省略）を形成する。
この層間絶縁膜ＩＬ２をパターニングする工程では、例えばフッ化炭素（フルオロカーボン）ガスを含むガスをエッチングガスとしたドライエッチング法により、層間絶縁膜ＩＬ２をエッチングすることができる。
その後、図１０に示すように、複数の配線溝および複数のビアホールのそれぞれの内部に、例えば銅（Ｃｕ）膜を埋め込むことにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、各配線溝内の配線Ｍ２と、各ビアホール内のビアとを形成する。配線Ｍ２は、上記ビアを介して、配線Ｍ１と電気的に接続される。
なお、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ２、配線Ｍ２および上記ビア（図示は省略）は、第２配線層を構成する。
配線Ｍ２が、複数の領域ＡＲの各々の間の領域に形成されることにより、複数の領域ＡＲの各々に形成されたフォトダイオードＰＤに光が入射される際に、配線Ｍ２により入射光が遮光されることを、防止または抑制することができる。なお、配線Ｍ２および層間絶縁膜ＩＬ２のそれぞれの上面は、ＣＭＰ法などにより平坦化される。
次に、ライナー膜ＬＦ３を形成する（図２のステップＳ１８）。このステップＳ１８では、ステップＳ１７と同様に、図１１に示すように、層間絶縁膜ＩＬ２上に、例えば炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）膜からなる絶縁膜ＬＦ３１と、例えば酸素含有炭化ケイ素（ＳｉＣＯ）膜からなる絶縁膜ＬＦ３２との積層絶縁膜としてのライナー膜ＬＦ３を、例えばＣＶＤ法により形成する。これにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂにおいて、層間絶縁膜ＩＬ２上および配線Ｍ２上に、ライナー膜ＬＦ３が形成される。ライナー膜ＬＦ３は、層間絶縁膜ＩＬ２を保護する保護膜である。あるいは、ライナー膜ＬＦ３は、配線Ｍ２を構成する例えば銅（Ｃｕ）の拡散を防止する拡散防止膜である。
次に、開口部ＯＰを形成する（図２のステップＳ１９）。このステップＳ１９では、図１２に示すように、領域ＡＲにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬをフォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングする。これにより、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰを形成する。
例えば領域ＡＲｒにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｒを形成する。また、領域ＡＲｇにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｇを形成する。さらに、領域ＡＲｂにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｂを形成する。
このステップＳ１９では、まず、ライナー膜ＬＦ３上にレジスト液を塗布してレジスト膜ＲＳ３を形成し、形成されたレジスト膜ＲＳ３をパターン露光および現像する。これにより、レジスト膜ＲＳ３を貫通して、フォトダイオードＰＤの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３に達する開口部ＯＲ３を形成する。そして、開口部ＯＲ３が形成されたレジスト膜ＲＳ３からなるレジストパターンＲＰ３を形成する。
例えば、領域ＡＲｒで、レジスト膜ＲＳ３を貫通して、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３に達する開口部ＯＲ３ｒを形成する。また、領域ＡＲｇで、レジスト膜ＲＳ３を貫通して、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３に達する開口部ＯＲ３ｇを形成する。さらに、領域ＡＲｂで、レジスト膜ＲＳ３を貫通して、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３に達する開口部ＯＲ３ｂを形成する。そして、開口部ＯＲ３ｒ、ＯＲ３ｇおよびＯＲ３ｂが形成されたレジスト膜ＲＳ３からなるレジストパターンＲＰ３を形成する。
開口部ＯＲ３ｒ、ＯＲ３ｇおよびＯＲ３ｂのそれぞれの底面には、ライナー膜ＬＦ３の上面が露出し、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域において、ライナー膜ＬＦ３はレジスト膜ＲＳ３により覆われる。
その後、レジストパターンＲＰ３をマスクとして、レジストパターンＲＰ３の開口部ＯＲ３の底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ３、および、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ２のエッチングを行う。これにより、フォトダイオードＰＤの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３および層間絶縁膜ＩＬ２を貫通して、フォトダイオードＰＤの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２の上面に達する開口部を形成する。例えばエッチングガスを用いたドライエッチング法により、ライナー膜ＬＦ３および層間絶縁膜ＩＬ２をエッチングすることができる。エッチングガスとして、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスもしくはトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガスなどのフッ化炭素（フルオロカーボン）ガス、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスまたは六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスなどのフッ素を含むガスを用いることが好ましく、その中でもＣＦ４ガスまたはＮＦ３ガスを用いることがより好ましい。
例えば領域ＡＲｒでは、開口部ＯＲ３ｒの底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ３、および、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ２のエッチングを行う。これにより、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３および層間絶縁膜ＩＬ２を貫通して、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２の上面に達する開口部を形成する。
また、領域ＡＲｇでは、開口部ＯＲ３ｇの底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ３、および、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ２のエッチングを行う。これにより、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３および層間絶縁膜ＩＬ２を貫通して、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２の上面に達する開口部を形成する。
さらに、領域ＡＲｂでは、開口部ＯＲ３ｂの底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ３、および、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ２のエッチングを行う。これにより、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３および層間絶縁膜ＩＬ２を貫通して、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２の上面に達する開口部を形成する。
このようなエッチングにおいて、例えばＳｉＣＮ膜からなる絶縁膜ＬＦ２１と、例えばＳｉＣＯ膜からなる絶縁膜ＬＦ２２とからなるライナー膜ＬＦ２は、例えばＳｉＯＣ膜からなる層間絶縁膜ＩＬ２をエッチングする際のエッチングストッパ膜として機能する。すなわち、ライナー膜ＬＦ２のエッチング速度に対する、層間絶縁膜ＩＬ２のエッチング速度の比であるエッチング選択比は、１よりも大きい。したがって、開口部が層間絶縁膜ＩＬ２を貫通して、ライナー膜ＬＦ２の上面に達したところで、精度よくエッチングを停止することができる。
その後、開口部の底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ２、ならびに、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬのエッチングを行う。これにより、フォトダイオードＰＤの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、フォトダイオードＰＤ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰを形成する。例えばエッチングガスを用いたドライエッチング法により、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１をエッチングすることができる。エッチングガスとして、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスもしくはトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガスなどのフッ化炭素（フルオロカーボン）ガス、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスまたは六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスなどのフッ素を含むガスを用いることが好ましく、その中でもＣＦ４ガスまたはＮＦ３ガスを用いることがより好ましい。
例えば領域ＡＲｒでは、開口部の底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ２、ならびに、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬのエッチングを行う。これにより、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、フォトダイオードＰＤｒ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｒを形成する。
また、領域ＡＲｇでは、開口部の底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ２、ならびに、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬのエッチングを行う。これにより、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、フォトダイオードＰＤｇ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｇを形成する。
さらに、領域ＡＲｂでは、開口部の底面に露出した部分のライナー膜ＬＦ２、ならびに、その下に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬのエッチングを行う。これにより、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、フォトダイオードＰＤｂ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｂを形成する。
なお、ライナー膜ＬＦ３から層間絶縁膜ＩＬまでの各層のエッチングについては、同一のエッチング工程により連続して行うこともでき、上記したように、例えばライナー膜ＬＦ２の上面でエッチングを停止するなど、複数のエッチング工程に分けて行うこともできる。
フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒ、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇ、および、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｂは、互いに異なる。また、例えばＳｉＣＮ膜からなるライナー膜ＬＦ１は、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜ＩＬ１をエッチングする際のエッチングストッパ膜として機能する。そのため、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、ライナー膜ＬＦ１をエッチングする時間、すなわち開口部ＯＰがライナー膜ＬＦ１の上面から下面までライナー膜ＬＦ１を貫通する時間を、互いに異ならせることができる。したがって、開口部ＯＰｒの底面の高さ位置を高さ位置ＨＰｒとし、開口部ＯＰｇの底面の高さ位置を高さ位置ＨＰｇとし、開口部ＯＰｂの底面の高さ位置を高さ位置ＨＰｂとするとき、高さ位置ＨＰｒ、ＨＰｇおよびＨＰｂを、互いに異ならせることができる。
領域ＡＲｒに入射する入射光の波長が、領域ＡＲｇに入射する入射光の波長よりも長いとき、好適には、領域ＡＲｒにおいてフォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｒは、領域ＡＲｇにおいてフォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇよりも薄い。また、領域ＡＲｇに入射する入射光の波長が、領域ＡＲｂに入射する入射光の波長よりも長いとき、好適には、領域ＡＲｇにおいてフォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｇは、領域ＡＲｂにおいてフォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１の厚さＴＨｂよりも薄い。
ここで、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１をエッチングする時間、すなわち開口部ＯＰｒがライナー膜ＬＦ１の上面から下面までライナー膜ＬＦ１を貫通する時間を、時間Ｍ１ｒとする。また、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１をエッチングする時間、すなわち開口部ＯＰｇがライナー膜ＬＦ１の上面から下面までライナー膜ＬＦ１を貫通する時間を、時間Ｍ１ｇとする。さらに、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ１をエッチングする時間、すなわち開口部ＯＰｂがライナー膜ＬＦ１の上面から下面までライナー膜ＬＦ１を貫通する時間を、時間Ｍ１ｂとする。
一方、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬをエッチングする時間を、時間Ｍ２ｒとする。また、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬをエッチングする時間を、時間Ｍ２ｇとする。さらに、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬをエッチングする時間を、時間Ｍ２ｂとする。
このような場合、時間Ｍ１ｒは、時間Ｍ１ｇよりも短く、時間Ｍ１ｇは、時間Ｍ１ｂよりも短い。
ここで、例えば層間絶縁膜ＩＬ１の上面が平坦化されておらず、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのいずれにおいても層間絶縁膜ＩＬ１の厚さが等しい場合を考える。このような場合であって、開口部ＯＰｒ、ＯＰｇおよびＯＰｂを同時に形成するときは、時間Ｍ１ｒと時間Ｍ２ｒとの総和、時間Ｍ１ｇと時間Ｍ２ｇとの総和、および、時間Ｍ１ｂと時間Ｍ２ｂとの総和が、互いに等しくなる。そのため、時間Ｍ２ｒは、時間Ｍ２ｇよりも長く、時間Ｍ２ｇは、時間Ｍ２ｂよりも長い。したがって、図１２に示すように、開口部ＯＰｒの底面の高さ位置ＨＰｒを、開口部ＯＰｇの底面の高さ位置ＨＰｇよりも低くし、開口部ＯＰｇの底面の高さ位置ＨＰｇを、開口部ＯＰｂの底面の高さ位置ＨＰｂよりも低くすることができる。
一方、層間絶縁膜ＩＬ１の上面が平坦化されている場合を考える。このような場合、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１の厚さＴＬ１ｒは、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１の厚さＴＬ１ｇよりも厚い。また、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１の厚さＴＬ１ｇは、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１の厚さＴＬ１ｂよりも厚い。
ここで、領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１をエッチングする時間を、時間Ｍ０ｒとする。また、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１をエッチングする時間を、時間Ｍ０ｇとする。さらに、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬ１をエッチングする時間を、時間Ｍ０ｂとする。このとき、時間Ｍ０ｒは、時間Ｍ０ｇよりも長く、時間Ｍ０ｇは、時間Ｍ０ｂよりも長い。
このような場合であって、開口部ＯＰｒ、ＯＰｇおよびＯＰｂを同時に形成するときは、時間Ｍ０ｒと時間Ｍ１ｒと時間Ｍ２ｒとの総和、時間Ｍ０ｇと時間Ｍ１ｇと時間Ｍ２ｇとの総和、および、時間Ｍ０ｂと時間Ｍ１ｂと時間Ｍ２ｂとの総和が、互いに等しくなる。
このようなエッチングにおいて、例えばＳｉＣＮ膜からなるライナー膜ＬＦ１のエッチング速度に対する、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜ＩＬ１のエッチング速度の比であるエッチング選択比は、１よりも大きい。その結果、時間Ｍ０ｒと時間Ｍ０ｇとの差が、時間Ｍ１ｇと時間Ｍ１ｒとの差よりも小さいので、時間Ｍ２ｒは、時間Ｍ２ｇよりも長い。したがって、厚さＴＬ１ｒが厚さＴＬ１ｇよりも厚く、厚さＴＬ１ｇが厚さＴＬ１ｂよりも厚い場合にも、図１２に示すように、開口部ＯＰｒの底面の高さ位置ＨＰｒを、開口部ＯＰｇの底面の高さ位置ＨＰｇよりも低くし、開口部ＯＰｇの高さ位置ＨＰｇを、開口部ＯＰｂの底面の高さ位置ＨＰｂよりも低くすることができる。
なお、本実施の形態では、開口部ＯＰｒを形成する際に、開口部ＯＰｇおよび開口部ＯＰｂを形成する場合について説明した。すなわち、開口部ＯＰｒ、ＯＰｇおよびＯＰｂを同時に形成する場合について説明した。しかし、開口部ＯＰｒ、ＯＰｇおよびＯＰｂのそれぞれを形成する際に、例えば層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬの各層をエッチングする時間の総和を等しくすればよく、開口部ＯＰｒ、ＯＰｇおよびＯＰｂのそれぞれを同時に形成しなくてもよい。
その後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングによりレジストパターンＲＰ３を除去する。
領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂは、互いに隣り合う領域である。このとき、開口部ＯＰｒと開口部ＯＰｇとの間に位置する部分の複数の絶縁層であるライナー膜ＬＦ１、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ２およびライナー膜ＬＦ３、配線Ｍ１、ならびに、層間絶縁膜ＩＬ２の内部に形成された配線Ｍ２により、配線層が形成される。また、開口部ＯＰｇと開口部ＯＰｂとの間に位置する部分の複数の絶縁層であるライナー膜ＬＦ１、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ２およびライナー膜ＬＦ３、配線Ｍ１、ならびに、層間絶縁膜ＩＬ２の内部に形成された配線Ｍ２により、配線層が形成される。
次に、光導波路ＷＧを形成する（図２のステップＳ２０）。このステップＳ２０では、図１３に示すように、開口部ＯＰの内部を含めてライナー膜ＬＦ３上に、例えば窒化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＬ３を、例えばＣＶＤ法により形成し、開口部ＯＰの内部を絶縁膜ＩＬ３により埋め込む。これにより、領域ＡＲにおいて、フォトダイオードＰＤの上方に、開口部ＯＰに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤに入射光を導く光導波路ＷＧを形成する。
例えば領域ＡＲｒにおいて、フォトダイオードＰＤｒの上方に、開口部ＯＰｒに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤｒに赤（Ｒ）色の入射光を導く光導波路ＷＧｒを形成する。また、領域ＡＲｇにおいて、フォトダイオードＰＤｇの上方に、開口部ＯＰｇに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤｇに緑（Ｇ）色の入射光を導く光導波路ＷＧｇを形成する。さらに、領域ＡＲｂにおいて、フォトダイオードＰＤｂの上方に、開口部ＯＰｂに埋め込まれた部分の絶縁膜ＩＬ３からなり、フォトダイオードＰＤｂに青（Ｂ）色の入射光を導く光導波路ＷＧｂを形成する。
例えば窒化シリコン膜からなる光導波路ＷＧの屈折率は、比較的大きく、例えば１．９７程度である。これにより、光導波路ＷＧの屈折率を、光導波路ＷＧの周囲の配線層の平均的な屈折率よりも高くすることができるので、マイクロレンズＭＬおよびカラーフィルタＣＦを通って光導波路ＷＧに入射された入射光を、あまり減衰させずにフォトダイオードＰＤに導くことができる。
領域ＡＲｒにおいて、光導波路ＷＧｒの下面からフォトダイオードＰＤｒの上面までの距離を距離ＤＳｒとする。また、領域ＡＲｇにおいて、光導波路ＷＧｇの下面からフォトダイオードＰＤｇの上面までの距離を距離ＤＳｇとする。さらに、領域ＡＲｂにおいて、光導波路ＷＧｂの下面からフォトダイオードＰＤｂの上面までの距離を距離ＤＳｂとする。
また、光導波路ＷＧの下面における直径を直径ＤＭ１とし、光導波路ＷＧの下面から出射された光がフォトダイオードＰＤの上面に照射される領域の直径を直径ＤＭ２とする。さらに、例えば、波長λを有する光がフォトダイオードＰＤに入射される場合における効率を、直径ＤＭ２に対する直径ＤＭ１の比であると定義する。このとき、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色の光を検出する画素における効率を等しくするためには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の順に、すなわち波長λの減少に伴って、光導波路ＷＧの下面からフォトダイオードＰＤの上面までの距離を大きくすることが好ましい。これは、波長λの違いにより回折状態が異なることなどによる。
次に、光導波路ＷＧ上に、例えば酸化シリコン膜からなる膜をＣＶＤ法により形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングする。これにより、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂのそれぞれの間の領域で、光導波路ＷＧ上に、例えば酸化シリコン膜からなる隔壁ＢＷを形成する。
次に、隣り合う隔壁ＢＷ同士の間に、カラーフィルタＣＦを形成する。カラーフィルタＣＦは、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色に着色された膜からなる。
例えば領域ＡＲｒにおいて、隣り合う隔壁ＢＷ同士の間に赤色のカラーフィルタＣＦｒを形成し、領域ＡＲｇにおいて、隣り合う隔壁ＢＷ同士の間に緑色のカラーフィルタＣＦｇを形成し、領域ＡＲｂにおいて、隣り合う隔壁ＢＷ同士の間に青色のカラーフィルタＣＦｂを形成する。以上により、図１に示した本実施の形態の半導体装置が完成する。
なお、カラーフィルタＣＦを形成した後、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、カラーフィルタＣＦ上に、マイクロレンズＭＬを形成してもよい。マイクロレンズＭＬは、その上面が湾曲した凸レンズであり、光が透過する膜からなる。マイクロレンズＭＬは、半導体基板ＳＢの主面側、すなわち上面側から各画素が形成された領域ＡＲに照射される光を、カラーフィルタＣＦ、光導波路ＷＧおよび層間絶縁膜ＩＬを介してフォトダイオードＰＤに集光する。
例えば隔壁ＢＷ上およびカラーフィルタＣＦ上に膜を形成した後、形成された膜を加熱して溶融させ、その膜の上面の形状を丸めることにより、マイクロレンズＭＬを形成することができる。
＜レジストの使用量およびアッシングダメージについて＞
次に、開口部を形成する際のレジストの使用量およびアッシングダメージについて、比較例の半導体装置の製造方法と対比しながら説明する。図１４は、比較例の半導体装置の製造工程の一部を示す製造プロセスフロー図である。図１５〜図１８は、比較例の半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
次に、開口部を形成する際のレジストの使用量およびアッシングダメージについて、比較例の半導体装置の製造方法と対比しながら説明する。図１４は、比較例の半導体装置の製造工程の一部を示す製造プロセスフロー図である。図１５〜図１８は、比較例の半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
図１４に示すように、比較例の半導体装置の製造工程では、実施の形態の半導体装置の製造工程における図２のステップＳ１１〜ステップＳ１３と同様の工程を行って、ライナー膜ＬＦ１を形成する。次いで、図２のステップＳ１４を行わずに、図２のステップＳ１５〜ステップＳ１８と同様の工程を行う（図１４のステップＳ１１５〜ステップＳ１１８）。つまり、比較例では、図１５に示すように、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々の領域におけるライナー膜ＬＦ１の厚さがそれぞれ等しく、厚さＴＨである状態で、ライナー膜ＬＦ１上に、層間絶縁膜ＩＬ１、配線Ｍ１、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ２、配線Ｍ２およびライナー膜ＬＦ３を形成する。
次に、開口部ＯＰｒ、ＯＰｇおよびＯＰｂを形成する（図１４のステップＳ１１９）。このステップＳ１１９では、まず、図１６に示すように、領域ＡＲｂにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬをフォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングする。
まず、ライナー膜ＬＦ３上にレジスト液を塗布してレジスト膜ＲＳ１０１を形成し、形成されたレジスト膜ＲＳ１０１をパターン露光および現像する。これにより、領域ＡＲｂにおいて、レジスト膜ＲＳ１０１を貫通して、フォトダイオードＰＤｂの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３に達する開口部ＯＲ１０１を形成する。そして、開口部ＯＲ１０１が形成されたレジスト膜ＲＳ１０１からなるレジストパターンＲＰ１０１を形成する。
その後、レジストパターンＲＰ１０１をマスクとしてドライエッチングを行う。これにより、領域ＡＲｂにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、フォトダイオードＰＤｂ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｂが形成される。その後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングにより、レジストパターンＲＰ１０１を除去する。
また、ステップＳ１１９では、次に、図１７に示すように、領域ＡＲｇにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬをフォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングする。
まず、ライナー膜ＬＦ３上にレジスト液を塗布してレジスト膜ＲＳ１０２を形成し、形成されたレジスト膜ＲＳ１０２をパターン露光および現像する。これにより、領域ＡＲｇにおいて、レジスト膜ＲＳ１０２を貫通して、フォトダイオードＰＤｇの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３に達する開口部ＯＲ１０２を形成する。そして、開口部ＯＲ１０２が形成されたレジスト膜ＲＳ１０２からなるレジストパターンＲＰ１０２を形成する。
その後、レジストパターンＲＰ１０２をマスクとしてドライエッチングを行う。これにより、領域ＡＲｇにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、フォトダイオードＰＤｇ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｇが形成される。その後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングにより、レジストパターンＲＰ１０２を除去する。
また、ステップＳ１１９では、次に、図１８に示すように、領域ＡＲｒにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬをフォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングする。
まず、ライナー膜ＬＦ３上にレジスト液を塗布してレジスト膜ＲＳ１０３を形成し、形成されたレジスト膜ＲＳ１０３をパターン露光および現像する。これにより、領域ＡＲｒにおいて、レジスト膜ＲＳ１０３を貫通して、フォトダイオードＰＤｒの上方に位置する部分のライナー膜ＬＦ３に達する開口部ＯＲ１０３を形成する。そして、開口部ＯＲ１０３が形成されたレジスト膜ＲＳ１０３からなるレジストパターンＲＰ１０３を形成する。
その後、レジストパターンＲＰ１０３をマスクとしてドライエッチングを行う。これにより、領域ＡＲｒにおいて、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１およびライナー膜ＬＦ１を貫通して、フォトダイオードＰＤｒ上に位置する部分の層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰｒが形成される。その後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングにより、レジストパターンＲＰ１０３を除去する。
比較例では、その後、実施の形態の半導体装置の製造工程における図２のステップＳ２０以降の工程と同様の工程を行って、半導体装置としての撮像素子を製造する。
比較例では、例えば領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々におけるエッチング時間の長さを互いに異なる長さにすることにより、開口部ＯＰｒの底面の高さ位置ＨＰｒ、開口部ＯＰｇの底面の高さ位置ＨＰｇ、および、開口部ＯＰｂの底面の高さ位置を、互いに異なる高さ位置にする。そして、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、光導波路ＷＧの下面からフォトダイオードＰＤの上面までの距離ＤＳｒ、ＤＲｇおよびＤＳｂを、互いに異ならせ、互いに異なる色を検出する画素ごとに効率が最大になるような最適な長さにする。
しかし、比較例では、ステップＳ１１９において、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬをエッチングするエッチング工程を、領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々に対応して３回行わなければならない。そのため、ライナー膜ＬＦ３から層間絶縁膜ＩＬまでの複数層をエッチングする工程数が多くなる。したがって、半導体装置の製造工程が複雑なものとなり、製造コストが増大するおそれがある。
また、半導体基板上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する場合、例えば回転している半導体基板の上面の回転中心にノズルを用いてレジスト液を供給し、供給されたレジスト液が半導体基板の上面を回転中心から外周に向かって遠心力により均一に広がることにより、レジスト膜が形成される。しかし、比較例では、図１７および図１８に示すように、ステップＳ１１９における３回のエッチング工程のうち２回目以降のエッチング工程においては、レジストパターンを形成する際に、既に形成された開口部ＯＰにレジスト液が埋め込まれる。そのため、供給されたレジスト液が半導体基板の上面を回転中心から外周に向かって遠心力により均一に広がりにくくなる。このような場合、半導体基板の外周において形成されたレジスト膜の厚さが不均一になり、レジスト膜の塗布ムラが発生しやすくなるおそれがある。
一方、レジスト膜の厚さを厚くすることにより塗布ムラの影響を少なくすることも考えられる。しかし、レジスト膜を形成する際のレジスト液の供給量を増加させることになるため、レジスト液の使用量が増大するおそれがある。
さらに、比較例では、図１６〜図１８に示すように、ステップＳ１１９において、開口部ＯＰが形成された後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングによりレジストパターンを除去するアッシング工程を、３回行わなければならない。開口部ＯＰが形成された後のアッシング工程では、開口部ＯＰは層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達しており、開口部ＯＰの底面と、フォトダイオードＰＤの上面との距離が短くなっている。したがって、アッシング工程を行う際に、例えばフォトダイオードＰＤのｎ型半導体層ＮＷまたはｐ型半導体層ＰＷに結晶欠陥が形成されるなど、フォトダイオードＰＤまたは転送用トランジスタＴＸなどの半導体素子に損傷が与えられるおそれがある。
例えばフォトダイオードＰＤを構成する半導体領域に結晶欠陥が形成される場合、ＣＭＯＳイメージセンサとしての撮像素子に暗電流が流れやすくなる。暗電流とは、光を照射していない状態でも電流が流れる現象をいい、この暗電流が増加すると、光が照射されていないにもかかわらず、光が照射されていると判断されて誤点灯を起こして白点が発生し、表示される画像の劣化を引き起こすことになる。したがって、比較例では、例えばフォトダイオードＰＤを構成する半導体領域に結晶欠陥が形成されることにより、白点が発生しやすくなり、表示される画像が劣化しやすくなるおそれがある。
上記特許文献１に記載されたように、互いに異なる色の光を検出する各画素が形成される各々の領域において、フォトダイオードのそれぞれの上方に、エッチングストッパとして機能するダミーパターンを互いに異なる高さに形成することも考えられる。また、各色のフォトダイオードのそれぞれの上方に位置する部分の配線層をエッチングする際に、それぞれのダミーパターンの上面でエッチングを停止させることにより、互いに異なる色の光を検出する各画素が形成される各々の領域において、開口部の底部からフォトダイオードの上面までの距離を変えることも考えられる。
しかし、上記特許文献１に記載されたダミーパターンは、配線層中にダミーパターン溝を形成し、形成されたダミーパターン溝を金属材料により埋め込むことにより形成されるものであり、光を遮光するか、または反射するものである。したがって、導波路孔としての開口部を形成した後、開口部の底部に残ったダミーパターンを除去する必要があり、半導体装置の製造工程における工程数が増加するおそれがある。
＜本実施の形態の主要な特徴と効果＞
本実施の形態では、撮像素子である半導体装置の製造方法において、互いに異なる色の光を検出する各画素が形成される各々の領域ＡＲにおいて、フォトダイオードＰＤを覆うように形成された層間絶縁膜ＩＬを含む第１膜上に、ライナー膜としての第２膜を形成する。その後、第２膜を貫通して第１膜の途中まで達する開口部ＯＰを形成する。また、各々の領域ＡＲにおいて、第２膜の厚さが互いに異なるように、第２膜を形成する。第２膜の厚さが薄い領域における開口部ＯＰの底面の高さ位置は、第２膜の厚さが厚い領域における開口部ＯＰの底面の高さ位置より低い。
本実施の形態では、撮像素子である半導体装置の製造方法において、互いに異なる色の光を検出する各画素が形成される各々の領域ＡＲにおいて、フォトダイオードＰＤを覆うように形成された層間絶縁膜ＩＬを含む第１膜上に、ライナー膜としての第２膜を形成する。その後、第２膜を貫通して第１膜の途中まで達する開口部ＯＰを形成する。また、各々の領域ＡＲにおいて、第２膜の厚さが互いに異なるように、第２膜を形成する。第２膜の厚さが薄い領域における開口部ＯＰの底面の高さ位置は、第２膜の厚さが厚い領域における開口部ＯＰの底面の高さ位置より低い。
これにより、互いに異なる色の光を検出する各画素において、光導波路ＷＧの下面からフォトダイオードＰＤの上面までの距離、すなわち、光導波路ＷＧの下面から出射された光がフォトダイオードＰＤに入射されるまでに進む距離を調整することができる。そのため、互いに異なる色の光を検出する各画素において、例えば光導波路ＷＧの下面から出射された光がフォトダイオードＰＤの上面に照射される領域の直径に対する、光導波路ＷＧの下面の直径の比である効率が等しくなるように、容易に調整することができる。したがって、ＣＭＯＳイメージセンサとしての半導体装置の性能を容易に向上させることができる。
また、本実施の形態では、図１２に示すように、ステップＳ１９において、ライナー膜ＬＦ３、層間絶縁膜ＩＬ２、ライナー膜ＬＦ２、層間絶縁膜ＩＬ１、ライナー膜ＬＦ１および層間絶縁膜ＩＬをエッチングするエッチング工程を、比較例のように３回も行う必要がなく、１回行うだけでよい。そのため、ライナー膜ＬＦ３から層間絶縁膜ＩＬまでの複数層をエッチングする工程数を少なくすることができる。したがって、半導体装置の製造工程が簡易なものになり、製造コストを低減することができる。
あるいは、本実施の形態では、図１２に示すように、ステップＳ１９において、レジストパターンを形成する際に、開口部が形成されていない状態で、レジスト膜を形成するので、比較例のように、既に形成された開口部にレジスト液が埋め込まれるおそれがない。そのため、開口部が形成するためのレジスト膜を形成する際に、半導体基板の外周において形成されたレジスト膜の厚さが不均一になることを防止または抑制することができ、レジスト膜の塗布ムラが発生しやすくなることを防止または抑制することができる。
したがって、塗布ムラの影響を少なくするために、レジスト膜の厚さを厚くしなくてもよく、レジスト膜を形成する際のレジスト液の供給量を低減することができるため、レジスト液の使用量を低減することができる。
また、本実施の形態では、図１２に示すように、ステップＳ１９において、開口部ＯＰが形成された後、例えば酸素プラズマを用いたアッシングによりレジストパターンを除去するアッシング工程を、比較例のように３回も行う必要がなく、１回行うだけでよい。したがって、アッシング工程を行う際に、例えばフォトダイオードＰＤのｎ型半導体層ＮＷおよびｐ型半導体層ＰＷに結晶欠陥が形成されることを防止または抑制することができ、フォトダイオードＰＤまたは転送用トランジスタＴＸなどの半導体素子に損傷が与えられることを防止または抑制することができる。
したがって、本実施の形態では、ＣＭＯＳイメージセンサとしての撮像素子に暗電流が流れ、白点が発生することを防止または抑制することができるので、表示される画像が劣化することを防止または抑制することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、本実施の形態では、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、第１配線層を構成するライナー膜ＬＦ１の厚さを互いに異ならせ、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせる例について説明した。しかし、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、いずれかの配線層を構成するライナー膜の厚さを互いに異ならせ、そのライナー膜を貫通して、層間絶縁膜ＩＬの厚さ方向の途中まで達する開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせればよい。したがって、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、第２配線層を構成するライナー膜ＬＦ２の厚さを互いに異ならせ、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせることもできる。
あるいは、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、ライナー膜ＬＦ３の厚さを互いに異ならせ、複数の領域ＡＲｒ、ＡＲｇおよびＡＲｂの各々において、開口部ＯＰの底面の高さ位置を異ならせることもできる。
また、本実施の形態では、互いに異なる色の光をそれぞれ検出する３種類の画素を有する撮像素子としての半導体装置の製造方法について説明した。しかし、本実施の形態の半導体装置の製造方法を、互いに異なる色の光をそれぞれ検出する２種類の画素を有する撮像素子としての半導体装置の製造方法に適用することができる。あるいは、本実施の形態の半導体装置の製造方法を、互いに異なる色の光をそれぞれ検出する４種類以上の複数の種類の画素を有する撮像素子としての半導体装置の製造方法に適用することができる。
あるいは、本実施の形態では、光電変換素子としてフォトダイオードを有する撮像素子としての半導体装置の製造方法について説明した。しかし、本実施の形態の半導体装置の製造方法を、光電変換素子として電荷結合素子（Charge Coupled Device；ＣＣＤ）など各種の光電変換素子を有する撮像素子としての半導体装置の製造方法に適用することができる。
ＡＲ、ＡＲｂ、ＡＲｇ、ＡＲｒ 領域
ＢＷ 隔壁
ＣＡＰ キャップ絶縁膜
ＣＦ、ＣＦｂ、ＣＦｇ、ＣＦｒ カラーフィルタ
ＤＳｂ、ＤＳｇ、ＤＳｒ 距離
ＧＥ ゲート電極
ＧＩ ゲート絶縁膜
ＨＰｂ、ＨＰｇ、ＨＰｒ 高さ位置
ＩＬ、ＩＬ１、ＩＬ２ 層間絶縁膜
ＩＬ３ 絶縁膜
ＩＬｂ、ＩＬｇ、ＩＬｒ 部分
ＬＦ１、ＬＦ２、ＬＦ３ ライナー膜
ＬＦ１ｂ、ＬＦ１ｇ、ＬＦ１ｒ 部分
ＬＦ２１、ＬＦ２２、ＬＦ３１、ＬＦ３２ 絶縁膜
ＬＬＦ 下層膜
Ｍ１、Ｍ２ 配線
ＭＬ マイクロレンズ
ＮＷ ｎ型半導体層
ＯＰ、ＯＰｂ、ＯＰｇ、ＯＰｒ 開口部
ＯＲ１、ＯＲ２、ＯＲ３、ＯＲ３ｂ、ＯＲ３ｇ、ＯＲ３ｒ 開口部
ＰＤ、ＰＤｂ、ＰＤｇ、ＰＤｒ フォトダイオード
ＰＷ ｐ型半導体層
ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３ レジストパターン
ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３ レジスト膜
ＳＢ 半導体基板
ＳＷ サイドウォール
ＴＨ、ＴＨｂ、ＴＨｇ、ＴＨｒ 厚さ
ＴＬ１ｂ、ＴＬ１ｇ、ＴＬ１ｒ 厚さ
ＴＸ 転送用トランジスタ
ＵＬＦ 上層膜
ＷＧ、ＷＧｂ、ＷＧｇ、ＷＧｒ 光導波路
ＢＷ 隔壁
ＣＡＰ キャップ絶縁膜
ＣＦ、ＣＦｂ、ＣＦｇ、ＣＦｒ カラーフィルタ
ＤＳｂ、ＤＳｇ、ＤＳｒ 距離
ＧＥ ゲート電極
ＧＩ ゲート絶縁膜
ＨＰｂ、ＨＰｇ、ＨＰｒ 高さ位置
ＩＬ、ＩＬ１、ＩＬ２ 層間絶縁膜
ＩＬ３ 絶縁膜
ＩＬｂ、ＩＬｇ、ＩＬｒ 部分
ＬＦ１、ＬＦ２、ＬＦ３ ライナー膜
ＬＦ１ｂ、ＬＦ１ｇ、ＬＦ１ｒ 部分
ＬＦ２１、ＬＦ２２、ＬＦ３１、ＬＦ３２ 絶縁膜
ＬＬＦ 下層膜
Ｍ１、Ｍ２ 配線
ＭＬ マイクロレンズ
ＮＷ ｎ型半導体層
ＯＰ、ＯＰｂ、ＯＰｇ、ＯＰｒ 開口部
ＯＲ１、ＯＲ２、ＯＲ３、ＯＲ３ｂ、ＯＲ３ｇ、ＯＲ３ｒ 開口部
ＰＤ、ＰＤｂ、ＰＤｇ、ＰＤｒ フォトダイオード
ＰＷ ｐ型半導体層
ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３ レジストパターン
ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３ レジスト膜
ＳＢ 半導体基板
ＳＷ サイドウォール
ＴＨ、ＴＨｂ、ＴＨｇ、ＴＨｒ 厚さ
ＴＬ１ｂ、ＴＬ１ｇ、ＴＬ１ｒ 厚さ
ＴＸ 転送用トランジスタ
ＵＬＦ 上層膜
ＷＧ、ＷＧｂ、ＷＧｇ、ＷＧｒ 光導波路
Claims (11)
- （ａ）半導体基板の主面の第１領域に、第１入射光を受光して電荷に変換する第１光電変換素子を形成し、前記半導体基板の前記主面の第２領域に、前記第１入射光の色と異なる色の第２入射光を受光して電荷に変換する第２光電変換素子を形成する工程、
（ｂ）前記第１光電変換素子上および前記第２光電変換素子上に、第１膜を形成する工程、
（ｃ）前記第１膜上に、第２膜を形成する工程、
（ｄ）前記第２膜および前記第１膜をエッチングすることにより、前記第１領域で、前記第２膜を貫通して、前記第１光電変換素子上に位置する部分の前記第１膜の途中まで達する第１開口部を形成し、前記第２領域で、前記第２膜を貫通して、前記第２光電変換素子上に位置する部分の前記第１膜の途中まで達する第２開口部を形成する工程、
（ｅ）前記第１開口部および前記第２開口部を埋め込むように第３膜を形成する工程、
を有し、
前記（ｅ）工程では、前記第１開口部に埋め込まれた部分の前記第３膜からなり、前記第１光電変換素子に前記第１入射光を導く第１光導波路を形成し、前記第２開口部に埋め込まれた部分の前記第３膜からなり、前記第２光電変換素子に前記第２入射光を導く第２光導波路を形成し、
前記（ｃ）工程では、前記第１領域で前記第１光電変換素子の上方に位置する部分の前記第２膜の第１厚さが、前記第２領域で前記第２光電変換素子の上方に位置する部分の前記第２膜の第２厚さよりも薄くなるように、前記第２膜を形成し、
前記第１開口部の底面の第１高さ位置は、前記第２開口部の底面の第２高さ位置よりも低い、半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記第１膜上に、前記第２膜を堆積する工程、
（ｃ２）前記（ｃ１）工程の後、前記第１厚さが前記第２厚さよりも薄くなるように、前記第２膜をエッチングする工程、
を含む、半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程では、前記第１開口部を形成する際に前記第２開口部を形成する、半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２膜は、炭窒化ケイ素からなる、半導体装置の製造方法。 - 請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程では、フッ素を含むガスを用いて、前記第２膜および前記第１膜をエッチングする、半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程では、前記半導体基板の前記主面の第３領域に、前記第１入射光および前記第２入射光のいずれの色とも異なる色の第３入射光を受光して電荷に変換する第３光電変換素子を形成し、
前記（ｂ）工程では、前記第３光電変換素子上に、前記第１膜を形成し、
前記（ｄ）工程では、前記第３領域で、前記第２膜を貫通して、前記第３光電変換素子上に位置する部分の前記第１膜の途中まで達する第３開口部を形成し、
前記（ｅ）工程では、前記第３開口部を埋め込むように前記第３膜を形成し、前記第３開口部に埋め込まれた部分の前記第３膜からなり、前記第３光電変換素子に前記第３入射光を導く第３光導波路を形成し、
前記第１入射光の波長は、前記第２入射光の波長よりも長く、
前記第２入射光の波長は、前記第３入射光の波長よりも長く、
前記（ｃ）工程では、前記第２厚さが、前記第３領域で前記第３光電変換素子の上方に位置する部分の前記第２膜の第３厚さよりも薄くなるように、前記第２膜を形成し、
前記第２高さ位置は、前記第３開口部の底面の第３高さ位置よりも低い、半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
（ｆ）前記（ｃ）工程の後、前記（ｄ）工程の前に、前記第２膜上に、第４膜を形成する工程、
を有し、
前記（ｄ）工程では、前記第４膜、前記第２膜および前記第１膜をエッチングすることにより、前記第１領域で、前記第４膜および前記第２膜を貫通して、前記第１光電変換素子上に位置する部分の前記第１膜の途中まで達する前記第１開口部を形成し、前記第２領域で、前記第４膜および前記第２膜を貫通して、前記第２光電変換素子上に位置する部分の前記第１膜の途中まで達する前記第２開口部を形成する、半導体装置の製造方法。 - 請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２領域は、前記第１領域と隣り合う領域であり、
前記第４膜は、複数の絶縁層からなり、
前記第１開口部と前記第２開口部との間に位置する部分の前記複数の絶縁層、および、前記第１開口部と前記第２開口部との間に位置する部分の前記複数の絶縁層のうちいずれかの絶縁層の内部に形成された配線により、配線層が形成される、半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１光電変換素子は、第１フォトダイオードであり、
前記第２光電変換素子は、第２フォトダイオードである、半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
（ｇ）前記第１光導波路上に、前記第１入射光を透過する第１カラーフィルタを形成し、前記第２光導波路上に、前記第２入射光を透過する第２カラーフィルタを形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。 - 請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、
（ｄ１）前記第４膜上に、レジスト膜を形成する工程、
（ｄ２）前記レジスト膜をパターン露光および現像することにより、前記第１領域で、前記レジスト膜を貫通して、前記第１光電変換素子の上方に位置する部分の前記第４膜に達する第４開口部を形成し、前記第２領域で、前記レジスト膜を貫通して、前記第２光電変換素子の上方に位置する部分の前記第４膜に達する第５開口部を形成し、前記第４開口部および前記第５開口部が形成された前記レジスト膜からなるレジストパターンを形成する工程、
（ｄ３）前記レジストパターンをマスクとして前記第４膜、前記第２膜および前記第１膜をエッチングすることにより、前記第１開口部および前記第２開口部を形成する工程、
（ｄ４）前記レジストパターンを、アッシングにより除去する工程、
を含む、半導体装置の製造方法。
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