t; 随后，将描述第一实施例的变型。图29和图30是各自示出第一实施例的变型的半导体器件的配置的截面图。图29与图2中的A-A截面对应。图30与图4中的B-B截面对应。
[0217]在本变型的半导体器件中，布线Ml至M3包含Al布线而不是Cu布线。因此，如图29和图30所示，可以不提供用作用于防止布线Ml至M3的扩散的扩散防止膜的衬里膜LFl至LF3(参见图5和图6)。
[0218]因此，在层间绝缘膜ILl之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL2，并且在层间绝缘膜IL2中形成包含例如Al布线的布线Ml。在层间绝缘膜IL2之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL3，并且在层间绝缘膜IL3中形成包含例如Al布线的布线M2。在层间绝缘膜IL3之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL4，并且在层间绝缘膜IL4中形成包含例如Al布线的布线M3。在层间绝缘膜IL4之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL5。
[0219]由此，通过分别在层间绝缘膜IL2至IL5之中的层间绝缘膜IL2至IL4中的每一个中形成的布线Ml至M3，形成布线层WLl (参见图30)。当层间绝缘膜ILl至IL5、抗反射膜ARF和盖帽绝缘膜CAP被统称为绝缘膜部分IFl时，绝缘膜部分IFl在半导体基板IS的主表面之上即在其顶表面之上形成以覆盖光电二极管H)。还在像素区域IA中形成通过贯穿层间绝缘膜ILl至IL5而到达抗反射膜ARF的凹形部分CCl。当层间绝缘膜ILl至IL5、抗反射膜ARF和盖帽绝缘膜CAP被统称为绝缘膜部分IFl时，因此在绝缘膜部分IFl的上表面中在平面图与光电二极管H)的中心CP重叠的部分中形成凹形部分CCl。
[0220]在本变型的半导体器件中，其它部分(包含位于层间绝缘膜IL2之下的部分、透射膜TFl和位于透射膜TFl上方的部分)与第一实施例的半导体器件的相同。
[0221]图31至图38是各自示出第一实施例的变型的半导体器件的制造步骤的截面图。图31至38的截面图中的每一个与图29中的A-A截面或图30中的B-B截面对应。
[0222]在本变型中，与第一实施例类似，在执行图11中的步骤Sll至步骤S20的步骤以形成层间绝缘膜ILl之后，在层间绝缘膜ILl之上形成包含层间绝缘膜IL2至IL5和布线Ml至M3的布线层WLl (图12中的步骤S21)。
[0223]但是，与第一实施例不同，在本变型中不形成衬里膜LFl至LF3。因此，如图31和图32所示，在层间绝缘膜ILl之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL2，并且在层间绝缘膜IL2中形成包含例如Al布线的布线Ml。在层间绝缘膜IL2之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL3，并且在层间绝缘膜IL3中形成包含例如Al布线的布线M2。在层间绝缘膜IL3之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL4，并且在层间绝缘膜IL4中形成包含例如Al布线的布线M3。在层间绝缘膜IL4之上形成包含例如氧化硅膜或低介电常数膜的层间绝缘膜IL5。
[0224]随后，与第一实施例类似，如图33和图34所示，通过执行图12中的步骤S22形成凹形部分CCl。随后，与第一实施例类似，如图35和图36所示，通过执行图12中的步骤S23在层叠基板IlS的顶表面之上形成透射膜TFl。随后，与第一实施例类似，如图35和图36所示，通过执行图12中的步骤S24对层叠基板IlS进行层叠。随后，与第一实施例类似，如图37和图38所示，通过执行图12中的步骤S25去除层叠基板11S。随后，如图29和图30所示，可通过执行图12中的步骤S26至步骤S28的步骤制造本变型的半导体器件。
[0225]<进入光电二极管的入射光的衰减 > 随后，将通过与第一比较例和第二比较例的半导体器件的情况相比，描述在通过光学波导之后进入光电二极管ro的入射光的衰减。图39是示出第一比较例的半导体器件的配置的截面图。图40是示出第二比较例的半导体器件的配置的截面图。
[0226]在第一比较例的半导体器件中，如图39所示，不在位于光电二极管H)上方的部分中的绝缘膜部分IFl中形成凹形部分CCl (参见图5)。因此，已通过微透镜ML和滤色层CF的光在通过在层间绝缘膜ILl至IL5中形成的光学波导WGlOl之后进入光电二极管H)。
[0227]但是，在第一比较例的半导体器件中，在光学波导WGlOl内的折射率与光学波导WGlOl外的折射率之间不存在差异。因此，通过光学波导WGlOl的光不能限于光学波导WGlOl内，并且，在已通过滤色层CF的光之中，到达光电二极管H)的光的比率不能增大。因此，进入光电二极管ro的入射光的光量减少，由此不能提高CMOS图像传感器的灵敏度。
[0228]在第二比较例的半导体器件中，如图40所示，在位于光电二极管ro上方的部分中的绝缘膜部分IFl中形成凹形部分CC1，但是，由于凹形部分CCl的内部被包含例如氮化硅膜等的绝缘膜IF1i填充，因此不形成空间SPl (参见图5)。并且，通过绝缘膜IFlOl形成光学波导WG102。
[0229]在第二比较例的半导体器件中，可以认为导致绝缘膜IFlOl包含氮化硅膜，所述氮化硅膜具有比各自包含例如氧化硅膜的层间绝缘膜ILl至IL5的折射率大的折射率。即，可以认为使得光学波导WG102内的折射率大于光学波导WG102外的折射率。由此，通过光学波导WG102的光被凹形部分CCl的侧表面反射，由此允许光限于光学波导WG102内。
[0230]但是，在第二比较例的半导体器件的制造步骤中，难以在形成凹形部分CCl之后用绝缘膜IFlOl填充凹形部分CCl的内部。还难以在用绝缘膜IFlOl填充凹形部分CCl之后通过研磨或抛光膜IFlOl将层间绝缘膜IL5之上即凹形部分CCl外的绝缘膜IFlOl平坦化。因此，存在这样的担心:半导体器件的制造步骤中的步骤数或者每个步骤所需要的时间段可增加；由此可增加制造成本。
[0231]并且，进入光电二极管ro的入射光在通过包含嵌入凹形部分CCl中的绝缘膜IFlOl的光学波导WG102的同时被衰减，由此减少进入光电二极管ro的入射光的光量，这导致CMOS图像传感器的灵敏度的降低以及半导体器件的性能的降低。
[0232]在包含诸如例如用于单镜头反光照相机的CMOS图像传感器的高度灵敏CMOS图像传感器的半导体器件中，如上面参照图7和图8描述的那样，在平面图中，具有矩形形状的像素的一个边的长度超过I μ m，例如，为约2至4μηι。在具有其长度大于I μπι的一个边的这种大像素中，当形成具有大于例如I μπι的宽度的凹形部分CCl且填充其内部时，必须形成具有与凹形部分CCl的深度几乎相同的厚度的绝缘膜IF101。由于如上面参照图5描述的那样凹形部分CCl的深度DP可以为3至5 μπι，因此必须在形成绝缘膜IFlOl之后通过研磨或抛光膜IFlOl去除具有约3至5 μπι的厚度且位于层间绝缘膜IL5之上的绝缘膜IFlOlo因此，当像素的一个边的长度超过I ym时，存在这样的担心:半导体器件的制造步骤中的步骤数或者每个步骤所需要的时间段可进一步增加；由此，可进一步增加制造成本。另外，当包含氮化硅膜的绝缘膜IFlOl被沉积为是厚的时，由于氮化硅膜具有高应力，因此半导体基板IS可翘曲，这也产生半导体基板IS可破裂的问题。
[0233]在图39所示的第一比较例中，如上所述，与第一实施例类似，示出布线Ml至M3包含Cu布线的情况，并且示出绝缘膜部分IFl除了层间绝缘膜ILl至IL5以外还包含衬里膜LFl至LF3的情况。在这种情况下，如果位于光电二极管H)上方的部分中的衬里膜LFl至LF3被留下，那么入射光被各自包含与层间绝缘膜IL2至IL5中的每一个层间绝缘膜的材料不同的材料的衬里膜LFl至LF3中的任一个与层间绝缘膜IL2至IL5中的任一个之间的界面反射，由此导致入射光衰减。
[0234]因此，当不在位于光电二极管H)上方的部分中的绝缘膜部分IFl的上表面中形成凹形部分CCl且绝缘膜部分IFl被留下以用作光学波导时，层间绝缘膜ILl至IL5可被留下，但必须去除位于光电二极管ro上方的部分中的衬里膜LFl至LF3。因此，当形成衬里膜LFl至LF3中的每一个时，执行通过蚀刻去除位于光电二极管H)上方的部分中的衬里膜LFl至LF3中的每一个的步骤，这产生可增加半导体器件的制造步骤中的步骤数的担心。
[0235]在上述专利文献I中描述的技术中，提供具有通过氮化硅在透光层中形成的芯部和在平面图中沿芯部的整个外周环状形成的气隙两者的光学波导。但是，在上述专利文献I中描述的技术中，为了减少从包含氮化硅的芯部泄漏的光的量，气隙被设置为具有比芯部的折射率小的折射率的部分，并且，通过使用气隙作为包覆层，形成具有芯部和包覆层两者的光学波导。因此，进入光学波导的光限于芯部中，但是，与光通过中空光学波导的情况相比，光进一步衰减。
[0236]<本实施例的主要特征和效果 > 在第一实施例的半导体器件中，绝缘膜部分IFl在半导体基板IS的主表面之上形成以覆盖光电二极管ro，凹形部分CCi在绝缘膜部分IFi的上表面中在与光电二极管ro的中心CP重叠的部分中形成，并且透射膜TFi在绝缘膜部分IFl之上形成以闭合凹形部分CCl。通过凹形部分CCl和透射膜TFl形成空间SPl，并且空间SPi被布置为在平面图中与光电二极管ro的中心CP重叠。
[0237]由此，入射光在通过用作中空光学波导WGl的空间SPl之后，至少进入平面图中的光电二极管ro的中心部分。因此，入射光在通过光学波导的同时不衰减，由此可提高CMOS图像传感器的灵敏度和半导体器件的性能两者。
[0238]并且，不必在形成凹形部分CCl之后用绝缘膜填充凹形部分CCl的内部，并且不必在用绝缘膜填充凹形部分CCl之后通过研磨或抛光绝缘膜将层间绝缘膜IL5之上即凹形部分CCl外的绝缘膜平坦化。因此，可以减少半导体器件的制造步骤中的步骤数或每个步骤所需要的时间段；由此可降低制造成本。当像素的一个边的长度超过I μπι时，减少半导体器件的制造步骤中的步骤数或每个步骤所需要的时间段的效果进一步增加；并且，降低制造成本的效果进一步增加。
[0239]与形成凹形部分CCl并然后用绝缘膜填充凹形部分CCl的内部使得留下空间的情况相比，可进一步减少平面图中的空间的位置及其高度位置的变动。
[0240]并且，即使当布线Ml至M3包含Cu布线且绝缘膜部分IFl包含衬里膜LFl至LF3时，位于光电二极管ro上方的部分中的衬里膜LFl至LF3也可在形成凹形部分CCl的步骤中被一并去除。由此，可减少半导体器件的制造步骤中的步骤数。并且，入射光不被各自包含与层间绝缘膜IL2至IL5中的每一个层间绝缘膜的材料不同的材料的衬里膜LFl至LF3中的任一个与层间绝缘膜IL2至IL5中的任一个之间的界面反射。因此，可以提高CMOS图像传感器的灵敏度和半导体器件的性能两者。
[0241](第二实施例)在第二实施例中，将描述其中进一步在第一实施例的半导体器件中的凹形部分的侧表面中形成侧壁绝缘膜的例子。
[0242]第二实施例的半导体器件的配置和周边电路区域中的元件结构与已参照图1至4和图6描述的第一实施例的半导体器件的相同，并因此将省略其描述。
[0243]<像素区域中的元件结构 > 随后，将描述像素区域中的元件结构。图41是示出第二实施例的半导体器件的配置的截面图。图41与图2中的A-A截面对应。
[0244]除了在凹形部分CCl的侧表面中形成侧壁绝缘膜SWF以外，第二实施例中的像素区域中的元件结构与参照图5描述的第一实施例中的像素区域中的元件结构相同。
[0245]另一方面，如图41所示，在第二实施例中，在凹形部分CCl的侧表面中形成侧壁绝缘膜SWF。侧壁绝缘膜SWF包含例如氧化硅膜、氮化硅膜、或由氧化硅膜和氮化硅膜形成的层叠膜。由此，当通过中空光学波导WGl的光进入凹形部分CCl的侧表面时，光可被侧壁绝缘膜SWF的顶表面或者被侧壁绝缘膜SWF与凹形部分CCl的侧表面之间的界面反射，由此，通过中空光学波导wgi之后到达光电二极管ro的光的光量可增加。作为替代方案，当侧壁绝缘膜SWF包含层叠膜时，光甚至可以通过层之间的界面被反射，由此到达光电二极管ro的光的光量可增加。因此，可以提高CMOS图像传感器的灵敏度和半导体器件的性能两者。
[0246]这里，也可在凹形部分CCl的底表面中形成侧壁绝缘膜SWF。
[0247]<半导体器件的制造方法 > 随后，将描述第二实施例的半导体器件的制造方法。
[0248]图42是示出第二实施例的半导体器件的制造步骤的一部分的制造处理流程图。图43至45是各自示出第二实施例的半导体器件的制造步骤的截面图。在第二实施例的半导体器件的制造步骤之中，图42主要示出像素区域IA中的制造步骤。图43至45的截面图中的每一个与图2中的A-A截面或图4中的B-B截面对应。
[0249]在第二实施例中，与第一实施例类似，在执行图11中的步骤Sll至步骤S20的步骤以形成层间绝缘膜ILl以后，通过执行与图12中的步骤S21相同的步骤在层间绝缘膜ILl之上形成布线层WLl (图42中的步骤S31)。随后，通过执行与图12中的步骤S22相同的步骤形成凹形部分CCl (图42中的步骤S32)。
[0250]随后，如图43和图44所示，在像素区域IA和周边电路区域2A中，在凹形部分CCl的侧表面之上以及在层间绝缘膜IL5之上形成侧壁绝缘膜SWF (图42中的步骤S33)。在步骤S33中，通过CVD方法等在凹形部分CCl的侧表面之上以及在层间绝缘膜IL5之上形成包含例如氧化硅膜、氮化硅膜、或由氧化硅膜和氮化硅膜形成的层叠膜的侧壁绝缘膜SWF。
[0251]这里，也可在凹形部分CCl的底表面中形成侧壁绝缘膜SWF。
[0252]随后，在像素区域IA和周边电路区域2A中，凹形部分CCl外部的侧壁绝缘膜SWF被去除(图42中的步骤S34)。在步骤S34中，如图45所示，在像素区域IA中，例如，通过回蚀(etching back)侧壁绝缘膜SWF等，凹形部分CCl的外部以及凹形部分CCl的底表面中的侧壁绝缘膜SWF被去除。在执行步骤S34之后获得的周边电路区域2A中的截面结构与图22所示的截面结构相同。
[0253]这里，通过用抗蚀剂膜覆盖凹形部分CCl的一部分并且通过回蚀侧壁绝缘膜SWF，侧壁绝缘膜SWF可留在凹形部分CCl的底表面中。
[0254]随后，与第一实施例类似，通过执行与图23中的步骤S23相同的步骤，在层叠基板IlS的顶表面之上形成透射膜TFl (图42中的步骤S35)。随后，与第一实施例类似，通过执行与图12中的步骤S24相同的步骤，对层叠基板IlS进行层叠(图42中的步骤S36)。随后，与第一实施例类似，通过执行与图12