JP2007103483A - 固体撮像装置およびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents

固体撮像装置およびその製造方法、電子情報機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 撮像領域の周辺部における受光感度低下を抑制し、輝度シェーディング特性の良好な固体撮像装置を得る。
【解決手段】 半導体基板１１に受光部１２が２次元アレイ上に複数配置されて撮像領域１が構成され、各受光部１２の上方を避けるように複数層の金属配線１４，１５が設けられ、その複数層の金属配線１４，１５がビアコンタクト１６を介して接続された固体撮像装置において、最上層の配線１５およびビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って撮像領域の中心に近づくように設計される。最上層の配線１５および第２層の配線１４の線幅を撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で変化させることなく、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置を、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くにしたがって撮像領域１の中心に近づくようによりずらして配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中央部に比べて周辺部の感度低下が少ないＣＭＯＳイメージセンサーなどの固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を用いた例えばデジタルムービーカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラ、携帯電話装置および車載用カメラなどの電子情報機器に関する。
近年、ＣＣＤイメージセンサーおよびＣＭＯＳイメージセンサーなどの固体撮像装置は、電子情報機器として、例えばデジタルムービーカメラやデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラ用途だけでなく、携帯電話装置などのモバイル機器用途や、車載カメラおよび監視カメラ用途などにも用いられている。特に、ＣＭＯＳイメージセンサーは、省電力性や画質性能の改善により、携帯電話装置などのモバイル機器用途における使用量が大幅に拡大してきている。
ＣＣＤイメージセンサーは、半導体基板にＰＤ（フォトダイオード）などの受光部（単位画素）が２次元アレイ状に複数配置されて撮像領域が構成されている。このＣＣＤイメージセンサーにおいて、各単位画素に入射された光は、受光部のＰＤ（フォトダイオード）によって光電変換されて各画素毎の信号電荷が生成され、この信号電荷が垂直ＣＣＤ転送部さらに水平ＣＣＤ転送部を介して出力部に設けられたＦＤ（フローティングデフュージョン）部にデータ転送される。このＦＤ部の電位変動がＭＯＳトランジスタによって検出され、これが電気信号に変換・増幅されることにより、撮像信号として出力される。
一方、ＣＭＯＳイメージセンサーでは、半導体基板上にＰＤなどの受光部（単位画素）が２次元アレイ状に複数配置されて撮像領域が構成されており、各単位画素内にＦＤ部や転送用や増幅用などの各種トランジスタが設けられている。このＣＭＯＳイメージセンサーにおいて、各単位画素に入射された光（被写体光）は、受光部（ＰＤ）によって光電変換されて信号電荷が生成され、この信号電荷が転送トランジスタによってＦＤ部に転送される。このＦＤ部の電位変動が増幅トランジスタによって検出され、これが電気信号に変換・増幅されることにより、各画素毎の信号が信号線から出力される。
このようなＣＭＯＳイメージセンサーでは、転送トランジスタや増幅トランジスタなどを駆動するために、基板上にアルミニウムなどからなる複数の金属配線層が設けられている。これらの金属配線層は、受光部の開口率を高くして受光部に光を多く照射するために、受光部を避けるように設けられている。さらに、この配線層の上方にオンチップレンズを配置して開口率を向上させる工夫が為されている。
携帯電話装置などのモバイル機器用途では、機器の小型化および薄型化を図ることが重要であり、レンズ光学系の小型化および薄型化が進んでいる。これによって、光学系の小型化や薄型化を実現するために、イメージセンサーから見たレンズとの距離、いわゆる射出瞳位置が縮小されてきている。
レンズとイメージセンサーの距離が近くなると、当然のことながら、イメージセンサーでは、撮像領域の周辺部（基板の中心部から離れた周辺部）において、画素部への光の入射角度が大きくなる。このように画素部への光の入射角度が大きくなることに対応するため、従来のＣＭＯＳイメージセンサーにおいては、例えば特許文献１に開示されているように、撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って、各単位画素に対するマイクロレンズおよび金属配線層の相対位置が、撮像領域の中心に近づく方向にずれるように設計されている。以下に、この特許文献１に開示されているＣＭＯＳイメージセンサーについて、図１１（ａ−１）および（ａ−２）〜図１１（ｃ−１）および（ｃ−２）を用いて詳細に説明する。
図１１は、従来のＣＭＯＳイメージセンサーの構成例について説明するための図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の断面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の断面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の断面図である。
図１１（ａ−１）および（ａ−２）〜図１１（ｃ−１）および（ｃ−２）において、ＣＭＯＳイメージセンサーは、半導体基板１１の上部に受光部１２が設けられており、その上に受光部１２を避けるように複数層の金属配線１３〜１５が設けられている。その半導体基板１１上に、受光部１２に光を集光させるためのマイクロレンズ２０が配置されている。ＣＭＯＳイメージセンサーの撮像領域１には、このような単位画素部が２次元アレイ状に複数配置されている。
図１１（ａ−１）および（ａ−２）〜図１１（ｃ−１）および（ｃ−２）に示すように、撮像領域１の中心部から周辺部に行くに従って、各単位画素（受光部１２）に対するマイクロレンズ２０および最上層の金属配線１５の相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向に順次ずれるように構成されている。
図１１（ａ−２）に示す撮像領域１の中心部２に配置された画素では、受光部１２の上方に金属配線が存在しない領域があり、その上方にマイクロレンズ２０が配置されている。このような撮像領域１の中心部２では、主要な光成分がほぼ垂直方向（平面視で一方向）に入射されるため、配線が存在しない領域を光が通過して受光部１２に入射される。
図１１（ｂ−２）および（ｃ−２）に示す撮像領域１の中心部２から離れた周辺部３および４に配置された画素では、マイクロレンズ２０および最上層の金属配線１５が斜め上方に配置されている。このため、斜め方向から光が入射しても、金属配線が存在しない領域を光が通過して受光部１２に入射されるようになっている。
したがって、上記従来のＣＭＯＳイメージセンサーの構成では、撮像領域１の周辺部における斜め入射光に対して、金属配線１５により光が遮られることを防止して、受光部１２の中央付近へ集光することができる。
特開２００３−２７３３４２号公報
しかしながら、上記従来のＣＭＯＳイメージセンサーでは、撮像領域１の周辺部３および４で感度が低下し、輝度シェーディングが大きくなるという問題がある。この問題について、図１２（ａ−１）および（ａ−２）〜図１２（ｃ−１）および（ｃ−２）および図１３（ａ−１）および（ａ−２）〜図１３（ｄ−１）および（ｄ−２）を用いて以下に詳細に説明する。
図１２は、従来のＣＭＯＳイメージセンサーの問題点について説明するための図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。
図１２（ａ−１）および（ａ−２）〜図１２（ｃ−１）および（ｃ−２）において、ＣＭＯＳイメージセンサーは、受光部１２を避けるように、最上層の金属配線１５が格子状に配置され、第２層の金属配線１４が垂直方向（平面視で上下方向；一方向）に配置されている。両金属配線１４および１５はビアコンタクト１６を介して互いに接続されている。最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心部２に近づく方向に順次ずれている。図１２（ｂ−２）および（ｃ−２）において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃはずらした後の位置をそれぞれ示している。
一般に、最上層の金属配線１５は、電源電圧を印加するために使用されており、ビアコンタクト１６を介して、下層に位置する第２層の金属配線１４に接続されている。したがって、最上層の金属配線１５の位置は、第２層の金属配線１４と接続されている限り、上述したように、撮像領域１の中心部２から周辺部４に行くに従って各単位画素に対する相対位置をずらすことに対して、特に制限はない。
これに対して、その下層に位置する第２層の金属配線１４は、さらに下層の金属配線１３と接続されて回路を構成しているため、単位画素に対する相対位置をずらすことが困難である。
第２層の金属配線１４の位置を動かせない場合に、撮像領域１における中心部２以外の周辺位置３および４では、例えば図１２（ｂ−２）および（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５Ｂおよび１５Ｃの一部を大きくして、ビアコンタクト１６上に配線パターンを配置することが必要になってくる。
このように、最上層の金属配線１５Ｂおよび１５Ｃを一部大きくすると、金属配線１５Ｂおよび１５Ｃの開口部が縮小されることになり、撮像領域１の周辺部３および４において、金属配線層１５Ｂおよび１５Ｃにより光が一部遮られたり、金属配線１５Ｂおよび１５Ｃ上で乱反射されることなどによって受光部１２の受光感度が減少する。撮像領域１の周辺部３および４において受光感度が減少すると、周辺光量低下により、輝度シェーディングが大きくなるという問題がある。
図１３（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域１の中心部２における単位画素部について、図１２（ａ−２）のＡ−Ａ’線部分の断面図、図１３（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域１の中心部２と最外周の中間部（周辺部３）における単位画素部について、図１２（ｂ−２）のＢ−Ｂ’線部分の断面図、図１３（ｃ−２）および（ｄ−２）は、（ｃ−１）および（ｄ−１）に示す撮像領域１の最外周（周辺部４）における単位画素部について、図１２（ｃ−２）のＣ−Ｃ’線部分およびＤ−Ｄ’線部分の各断面図である。
図１３（ａ−１）および（ａ−２）〜図１３（ｄ−１）および（ｄ−２）において、最上層の金属配線１５、１５Ｂおよび１５Ｃは、さらにその下層の金属配線１３および１４に比べて、マイクロレンズ２０による集光が広がっている部分に当たるため、その感度に対する影響が他の金属配線層１３および１４に比べて大きい。
図１３（ａ−２）に示す撮像領域１の中心部２、図１３（ｂ−２）に示す撮像領域１の中心部２と最外周の中間部（周辺部３）、図１３（ｃ−２）に示す撮像領域１の最外周（周辺部４）におけるＣ−Ｃ’線部分では、最上層の金属配線１５、１５Ｂおよび１５Ｃによって入射光が遮光されていないが、図１３（ｄ−２）に示す撮像領域１の最外周（周辺部４）におけるＤ−Ｄ’線部分では、実際に、最上層の金属配線１５Ｃによって入射光が遮られている。
このように、最上層の金属配線１５Ｂおよび１５Ｃの開口部が縮小されることは、撮像領域１の周辺部３および４において受光感度が低下することになり、輝度シェーディングに対して重大な問題となる。
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、撮像領域の周辺部における受光感度低下を抑制し、輝度シェーディング特性の良好な固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を用いた例えばデジタルムービーカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラ、携帯電話装置および車載用カメラなどの電子情報機器を提供することを目的とする。
本発明の固体撮像装置は、半導体基板上部に複数の受光部が２次元アレイ状に配置されて撮像領域が構成され、該受光部の上方を避けるように複数層の配線が設けられ、該複数層の配線がビアコンタクト部を介して接続された固体撮像装置において、
該複数層の配線のうち少なくとも上層の配線の各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってそのずれ量を多くして、該受光部をその入射光が遮らないように配置されており、かつ、該上層の配線に接続された該ビアコンタクト部の各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってそのずれ量を多くして、該受光部をその入射光が遮らないように配置されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線の各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って該撮像領域の中心に近づくようにずれて配置されており、前記ビアコンタクト部の各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って該撮像領域の中心に近づくようにずれて配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線が平面視で他方向または格子状に配置され、該上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向または該撮像領域の中心からの放射方向にずれて配置されており、該上層の配線の平面視で他方向に配置された部分に接続された前記ビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向または該撮像領域の中心から放射方向にずれて配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線が平面視で一方向または格子状に配置され、該上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向または該撮像領域の中心からの放射方向にずれて配置されており、該上層の配線の平面視で一方向に配置された部分に接続された前記ビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向または該撮像領域の中心からの放射方向にずれて配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線の平面視で一方向のずれ量と、前記ビアコンタクト部の平面視で一方向のずれ量とが一致している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線の平面視で他方向のずれ量と、前記ビアコンタクト部の平面視で他方向のずれ量とが一致している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部と周辺部で変わらないようになっている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線が平面視で一方向に配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で一方向の長さが、少なくとも該上層の配線の平面視で一方向のずれ量および該ビアコンタクト部の平面視で一方向のずれ量よりも長く設定されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線が平面視で他方向に配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で他方向の長さが、少なくとも該上層の配線の平面視で他方向のずれ量および該ビアコンタクト部の平面視で他方向のずれ量よりも長く設定されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の前記各受光部に対する相対位置が、前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってそのずれ量を多くして、該受光部をその入射光が遮らないように配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で一方向の長さが、少なくとも該下層の配線の平面視で一方向のずれ量よりも長く設定されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で他方向の長さが、少なくとも該下層の配線の平面視で他方向のずれ量よりも長く設定されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部と周辺部で変わらない部分とを有している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている部分から、前記撮像領域の中心部と周辺部で変わらない部分が突出している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれている部分とを有している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記平面視で他方向にずれている部分から、前記平面視で一方向にずれている部分が突出している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部と周辺部で変わらない部分とを有している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている位置と、前記下層の配線の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている位置とが一致している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量と、該上層の配線の平面視で他方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量とが一致し、かつ、該ビアコンタクト部に接続された下層の配線の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量と、該下層の配線の平面視で一方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量とが一致している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量と、該上層の配線の平面視で一方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量とが一致し、かつ、該ビアコンタクト部に接続された下層の配線の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量と、該下層の配線の平面視で他方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量とが一致している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれている部分の平面視で一方向の長さは、該ビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量よりも長く設定されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線が複数の配線層のうちの最上層の配線である。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線に対して下層の配線が、上から第１層目を前記上層の配線とした場合に上から第２層目の配線である。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線が格子状に配置され、前記撮像領域の中心部では、前記ビアコンタクト部が該上層の配線の平面視で一方向と平面視で他方向の交点に配置され、該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って該ビアコンタクト部は該交点からずれて配置されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記撮像領域の設置方向、前記複数層の配線の配線方向、および該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って前記各受光部に対する相対位置をずらす方向が、マスク作成装置による制限内容に応じて設定されている。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線の配線幅が前記撮像領域の中心部と周辺部とで一致している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記上層の配線に対して下層の配線の配線幅が前記撮像領域の中心部と周辺部とで一致している。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記複数層の配線の上層側に前記受光部上に光を集光させるためのオンチップレンズを備え、前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って、該オンチップレンズの該受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心に近づくようにずれている。
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
本発明の固体撮像装置の製造方法は、本発明の上記固体撮像装置の製造方法であって、 前記撮像領域の設置方向、前記複数層の配線の配線方向、および前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って前記各受光部に対する相対位置をずらす方向を、マスク作成装置による制限に応じて設定することにより、該固体撮像装置を製造するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
本発明にあっては、半導体基板上部に複数の受光部が２次元アレイ状に配置されて撮像領域が構成され、この受光部の上方を避けるように複数層の配線が設けられ、複数層の配線がビアコンタクト部を介して接続された固体撮像装置において、撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って、受光部（単位画素）の平面視で他方向（または平面視で一方向；他方向は水平方向で、一方向は垂直方向で互いに直交する）あるいは格子状に設けられた最上層の配線の各受光部（各単位画素）に対する相対位置が撮像領域の中心に近づくように、垂直方向（または水平方向）あるいは放射方向にずらして配置されている。
また、上層の配線に接続されたビアコンタクト部の各単位画素（各受光部）に対する相対位置は、撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って、撮像領域の中心に近づくように、垂直方向（または水平方向）あるいは撮像領域の中心からの放射方向にずらして設計される。このとき、上層の配線の垂直方向（または水平方向）のずれ量と、ビアコンタクト部の垂直方向（または水平方向）のずれ量とは、一致するように設計される。
さらに、ビアコンタクト部を介して上層の配線と接続された下層の配線（例えば２層目の配線）は、垂直方向（または水平方向）に配置されるか、あるいは垂直方向（または水平方向）の大きさ（長さ）が、少なくとも上層の配線およびビアコンタクト部の垂直方向（または水平方向）のずれ量よりも大きく（長く）設計される。
これにより、上層の配線（例えば最上層の配線）の配線幅（開口）を変更することなく、かつ、下層の配線（例えば２層目の配線）の位置を変更することなく、上層の配線の各単位画素（各受光部）に対する相対位置を、撮像領域の中心部から周辺部に行くにしたがって撮像領域の中心に近づくようにずらして設計することができる。
周辺部で上層の配線の開口部が縮小されないため、その周辺部における受光感度低下が少なく、輝度シェーディングの良好な固体撮像装置を得ることができる。
上記下層の配線は、各単位画素（各受光部）に対する相対位置が、撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って撮像領域の中心に近づくように、垂直方向（または水平方向）にずらして設計されていてもよい。この場合、下層の配線の垂直方向（または水平方向）の大きさ（配線幅）が、少なくとも第２の配線の垂直方向（または水平方向）のずれ量よりも大きく設計される。
これにより、下層の配線の配線幅を変更することなく、ビアコンタクト部と下層の配線を接続させることが可能となる。
さらに、上記下層の配線は、各単位画素（各受光部）に対する相対位置が、撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って撮像領域の中心に近づくように、垂直方向にずらした部分、水平方向にずらした部分、ずらしていない部分などを組み合わせてもよい。
本発明の固体撮像装置の製造において、上記撮像領域の設置方向、上層の配線と下層の配線の配線方向、および撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って各単位画素（各受光部）に対する相対位置をずらす方向は、マスク作成装置による制限内容に応じて設定することができる。
以上により、本発明によれば、最上層の配線およびその下層の配線の線幅を撮像領域の中心部と周辺部とで変化させることなく、上層の配線の各単位画素（各受光部）に対する相対位置を、撮像領域の中心部から周辺部に行くにしたがって撮像領域の中心に近づくようにずらすことができる。これによって、撮像領域の周辺部で配線の開口部が縮小されることがないため、撮像領域の周辺部における受光感度の低下を抑制し、輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置を得ることができる。
以下に、本発明の固体撮像装置をＣＭＯＳイメージセンサーに適用した実施形態１〜３について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施形態１−１）
図１は、本発明の実施形態１−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。図２も、本発明の実施形態１−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部について、図１（ａ−２）のＡ−Ａ’線部分の断面図、図２（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部について、図１（ｂ−２）のＢ−Ｂ’線部分の断面図、図２（ｃ−２）および（ｄ−２）は、（ｃ−１）および（ｄ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部について、図１（ｃ−２）のＣ−Ｃ’線部分およびＤ−Ｄ’線部分の各断面図である。
図１（ａ−１）および（ａ−２）〜図１（ｃ−１）および（ｃ−２）および図２（ａ−１）および（ａ−２）〜図２（ｄ−１）および（ｄ−２）において、本実施形態１−１の固体撮像装置は、半導体基板１１上に２次元アレイ状に受光部１２が複数設けられて撮像領域１が構成されており、その上部に受光部１２を避けるように複数層の金属配線１３〜１５が順次設けられてビアコンタクト部としてのビアコンタクト１６を介して互いに接続されている。さらにその上層には、受光部１２上に光（被写体光）を集光させるためのマイクロレンズ２０が配置されている。
この固体撮像装置では、撮像領域１の中心部２から周辺部３および４に行くに従って、光の入射角度が大きくなってくる。これによって、斜め入射光が受光部１２の中央に集光されるように、マイクロレンズ２０は、図２（ａ−２）〜図２（ｄ−２）に示すように、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心部２に近づく方向に順次ずれている。図２（ａ−２）〜図２（ｄ−２）において、点線２０Ａはマイクロレンズ２０をずらす前の位置を示しており、実線２０Ｂおよび２０Ｃはマイクロレンズ２０をずらした後の位置を示している。
本実施形態１−１において、金属配線１３〜１５は、図１（ａ−２）〜図１（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２の上方を避けるように格子状に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された第２層の金属配線１４が垂直方向（図１の平面視で上下方向；一方向）に配置されている。ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の水平方向（図１の平面視で左右方向；一方向に直交する方向）に伸びる配線部分上に位置しており、本実施形態１−１では最上層の金属配線１５の水平方向と垂直方向の交点部分に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心部２に近づく方向に放射状にずれている。図１および図２において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置（中心部２の金属配線１５の位置）を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは最上層の金属配線１５をずらした後の位置（周辺部３，４の金属配線１５の位置）を示している。
最上層の金属配線１５の相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で変わらない場合には、図２（ａ−２）〜図２（ｄ−２）に示すように、周辺部３および４において、点線１５Ａに示す位置に最上層の金属配線１５があるため、その金属配線１５に光が当たって遮られ、周辺部３，４の受光部１２で受光感度が低下し、輝度シェーディングが生じる。
これに対して、本実施形態１−１では、図２（ｂ−１）および（ｂ−２）に示す撮像領域１の中間位置（周辺部３）において点線１５Ｂ、図２（ｃ−１）および（ｃ−２）に示す撮像領域１の最外周（周辺部４）で点線１５Ｃに示すように、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置を撮像領域１の中心に近づくように放射状にずらすことにより、点線１５Ｂおよび１５Ｃの金属配線１５に入射光が当たることなく、受光部１２に光を集光させることができる。
また、第２層の金属配線１４および第３層の金属配線１３は、回路に接続されているため、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４で変化していない。
さらに、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心部２を通る水平線から上方向または下方向に行くに従って、垂直方向に各単位画素に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図１および図２において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクトをずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはずらした後のビアコンタクトの位置を示している。このビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量と一致している。
以上のように、本実施形態１−１によれば、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置が撮像領域１の中心部２とその周辺部３，４でずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６と最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量が一致し、かつ、ビアコンタクト１６が最上層の配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しているため、最上層の金属配線１５が水平方向にずれても、ビアコンタクト１６は必ず最上層の金属配線１５上に配置される。したがって、ビアコンタクト１６は、必ず最上層の金属配線１５と接続させることができる。
さらに、ビアコンタクト１６は撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、第２層の金属配線１４は垂直方向に配置されているため、ビアコンタクト１６は必ず第２層の金属配線１４上に配置される。第２層の金属配線１４は回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素に対する相対位置が変わらないように設計されているが、必ずビアコンタクト１６と接続させることができる。
このように、第２層の金属配線１４が回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素に対する相対位置を変えることができないという制約の中で、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周囲部３，４に行くに従って撮像領域１の中心部２に近づくようにずれるように配置し、かつ、ビアコンタクト１６を介して最上層の金属配線１５と第２層の金属配線１４とを接続させることができる。
このとき、最上層の金属配線１５の大きさ（配線幅）は、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらず、図１２に示す従来技術のように、撮像領域１の周辺部３，４に行くほど最上層の金属配線１５が大きくなることはない。また、第２層の金属配線１４の大きさ（配線幅）も、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらない。よって、最上層の金属配線１５や第２層の金属配線１４が集光の妨げになることはなく、輝度シェーディングが少ない固体撮像装置を実現することができる。
（実施形態１−２）
図３は、本発明の実施形態１−２に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。
本実施形態１−２において、金属配線は、図３（ａ−１）および（ａ−２）〜図３（ｃ−１）および（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２を避けるように水平方向に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された第２層の金属配線１４が垂直方向に配置されている。ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心部２に近づく方向に垂直方向に順次ずれている。図３（ａ−１）および（ａ−２）〜図３（ｃ−１）および（ｃ−２）において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは最上層の金属配線１５をずらした後の位置を示している。
また、第２層の金属配線１４および第３層の金属配線１３は、回路に接続されているため、各単位画素に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４で変化していない。
さらに、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心を通る水平線から上方向または下方向に行くに従って、垂直方向に各単位画素に対する相対位置が中心に近づく方向に順次ずれている。図３（ａ−２）〜図３（ｃ−２）において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクト１６をずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはビアコンタクト１６をずらした後の位置を示している。このビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量と一致している。
以上のように、本実施形態１−２によれば、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４でずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６と最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量が一致し、かつ、ビアコンタクト１６が最上層の配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しているため、最上層の金属配線１５が水平方向にずれても、ビアコンタクト１６は必ず最上層の金属配線１５上に配置される。したがって、ビアコンタクト１６は、必ず最上層の金属配線１５と接続させることができる。
さらに、ビアコンタクト１６は撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、第２層の金属配線１４は垂直方向に配置されているため、ビアコンタクト１６は必ず第２層の金属配線１４上に配置される。第２層の金属配線１４は回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素に対する相対位置が変わらないように設計されているが、必ずビアコンタクト１６と接続させることができる。
このように、第２層の金属配線１４が回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素に対する相対位置を変えることができないという制約の中で、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周囲部３，４に行くに従って撮像領域１の中心に近づくようにずれるように配置し、かつ、ビアコンタクト１６を介して最上層の金属配線１５と第２層の金属配線１４とを接続させることができる。
このとき、最上層の金属配線１５の大きさ（配線幅）は、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらず、図１２に示す従来技術のように、撮像領域１の周辺部３，４に行くほど最上層の金属配線１５が大きくなることはない。また、第２層の金属配線１４の大きさ（配線幅）も、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらない。よって、最上層の金属配線１５や第２層の金属配線１４が集光の妨げになることはなく、輝度シェーディングが少ない固体撮像装置を実現することができる。
（実施形態１−３）
図４は、本発明の実施形態１−３に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。
本実施形態１−３において、金属配線は、図４（ａ−１）および（ａ−２）〜図４（ｃ−１）および（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２を避けるように格子状に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された第２層の金属配線１４が水平方向に配置されている。ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の垂直方向に伸びる配線部分上に位置しており、本実施形態１−３では最上層の金属配線１５の水平方向と垂直方向の交点部分に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向に放射状にずれている。図４（ａ−２）〜図４（ｃ−２）において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは最上層の金属配線１５をずらした後の位置を示している。
また、第２層の金属配線１４および第３層の金属配線１３は、回路に接続されているため、各単位画素に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４で変化していない。
さらに、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心を通る垂直方向の線から左方向または右方向に行くに従って、水平方向に各単位画素に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図４（ａ−２）〜図４（ｃ−２）において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクト１６をずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはビアコンタクト１６をずらした後の位置を示している。このビアコンタクト１６の水平方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の水平方向のずれ量と一致している。
以上のように、本実施形態１−３によれば、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４ほどずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６と最上層の金属配線１５の水平方向のずれ量が一致し、かつ、ビアコンタクト１６が最上層の配線１５の垂直方向に伸びる配線部分上に位置しているため、最上層の金属配線１５が垂直方向にずれても、ビアコンタクト１６は必ず最上層の金属配線１５上に配置される。したがって、ビアコンタクト１６は、必ず最上層の金属配線１５と接続させることができる。
さらに、ビアコンタクト１６は撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれているが、第２層目の金属配線１４は水平方向に延びて配置されているため、ビアコンタクト１６は必ず第２層目の金属配線１４上に配置される。第２層目の金属配線１４は回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素に対する相対位置が変わらないように設計されているが、必ずビアコンタクト１６と接続させることができる。
このように、第２層の金属配線１４が回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素に対する相対位置を変えることができないという制約の中で、最上層の金属配線１５の各単位画素に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って撮像領域の中心に近づくようにずれるように配置し、かつ、ビアコンタクト１６を介して最上層の金属配線１５と第２層の金属配線１４とを接続させることができる。
このとき、最上層の金属配線１５の大きさ（配線幅）は、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらず、図１２に示す従来技術のように、撮像領域１の周辺部３，４に行くほど最上層の金属配線１５が大きくなるようなことはない。また、第２層目の金属配線１４の大きさ（配線幅）も、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらない。これによって、最上層の金属配線１５や第２層目の金属配線１４が集光の妨げになることはなく、輝度シェーディングが少ない固体撮像装置を実現することができる。
（実施形態１−４）
図５は、本発明の実施形態１−４に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。
本実施形態１−４において、金属配線は、図５（ａ−１）および（ａ−２）〜図５（ｃ−１）および（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２の上方を避けるように格子状に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された第２層目の金属配線１４が島状で短冊状に垂直方向に配置されている。ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しており、本実施形態１−４では最上層の金属配線１５の水平方向と垂直方向の交点部分に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向に放射状にずれている。図５（ａ−２）〜図５（ｃ−２）において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは金属配線１５をずらした後の位置を示している。
また、第２層目の金属配線１４および第３層目（最下層）の金属配線１３は、回路に接続されているため、各単位画素に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４で変化していない。
さらに、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心を通る水平線（平面視で左右方向線）から上方向または下方向に行くに従って、垂直方向に各単位画素に対する相対位置が中心に近づく方向に順次ずれている。図５（ａ−２）〜図５（ｃ−２）において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクト１６をずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはビアコンタクト１６をずらした後の位置を示している。このビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量と一致している。さらに、短冊状で島状の第２層目の金属配線１４の垂直方向の大きさ（配線幅）は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量およびビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量よりも大きく構成されている。
以上のように、本実施形態１−４によれば、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とでずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置も中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６と最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量が一致し、かつ、ビアコンタクト１６が最上層の配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しているため、最上層の金属配線１５が垂直方向にずれても、ビアコンタクト１６は必ず最上層の金属配線１５上に配置される。したがって、ビアコンタクト１６は、必ず最上層の金属配線１５と接続させることができる。
さらに、ビアコンタクト１６は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、第２層目の金属配線１４は島状で垂直方向の短冊状に配置されており、その垂直方向の大きさがビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量よりも大きいため、ビアコンタクト１６は必ず第２層目の金属配線１４上に配置される。第２層目の金属配線１４は回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が変わらないように設計されているが、必ずビアコンタクト１６と接続させることができる。
このように、第２層目の金属配線１４が回路に接続されているため、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置を変えることができないという制約の中で、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って撮像領域１の中心に近づくようにずれて配置され、かつ、ビアコンタクト１６を介して最上層の金属配線１５と第２層目の金属配線１４とを接続させることができる。
このとき、最上層の金属配線１５の大きさ（配線幅）は、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらず、図１２に示す従来技術のように、撮像領域１の周辺部３，４に行くほど最上層の金属配線１５の配線幅が大きくなることはない。また、第２層目の金属配線１４の大きさ（配線幅）も、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらない。これによって、最上層の金属配線１５や第２層目の金属配線１４が集光の妨げになることはなく、輝度シェーディングが少ない固体撮像装置を実現することができる。
以上説明してきた実施形態１−１〜実施形態１−４において、各配線の配置方向や配置位置は、当然のことながら、以上の説明に限定されるものではなく、それらの組み合わせや、垂直と水平の入れ替えなどを全て含むものである。
例えば、図３に示す実施形態１−２では、最上層の金属配線１５が水平方向に配置されて各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれており、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置も撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、これに限らず、最上層の金属配線１５が垂直方向（上下方向）に配置されて各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向（左右方向）にずれており、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置も撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向（左右方向）にずれている構成としてもよい。
この場合、最上層の金属配線１５の水平方向のずれ量と、ビアコンタクト１６の水平方向のずれ量とを一致させ、かつ、ビアコンタクト１６を最上層の金属配線１５の垂直方向に伸びる配線部分上に配置する。これによって、最上層の金属配線１５が水平方向にずれても、ビアコンタクト１６を必ず最上層の金属配線１５上に配置させて最上層の金属配線１５と接続させることができる。
また、第２層目の金属配線１４は水平方向に配置する。これによって、ビアコンタクト１６が水平方向にずれても、ビアコンタクト１６を必ず第２層目の金属配線１４上に配置させて第２層目の金属配線１４と接続させることができる。
例えば、図５に示す実施形態１−４では、最上層の金属配線１５が格子状に垂直方向および水平方向に配置されて各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って放射状にずれており、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置も撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている構成としてもよい。
この場合、最上層の金属配線１５の水平方向のずれ量と、ビアコンタクト１６の水平方向のずれ量とを一致させ、かつ、ビアコンタクト１６を最上層の金属配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に配置する。これによって、最上層の金属配線１５が水平方向にずれても、ビアコンタクト１６を必ず最上層の金属配線１５上に配置させて最上層の金属配線１５と接続させることができる。
さらに、第２層の金属配線１４は島状として水平方向に配置し、その水平方向の大きさをビアコンタクト１６の水平方向のずれ量よりも大きくする。これによって、ビアコンタクト１６が水平方向にずれても、ビアコンタクト１６を必ず第２層の金属配線１４下に配置させて第２層の金属配線１４と接続させることができる。
次に、上記実施形態１で説明した固体撮像装置の製造方法について説明する。
上記実施形態１では、最上層の金属配線１５またはビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置を、撮像領域１の中心部２から周囲部に行くに従って、各受光部１２とのずれ量が大きくなるようにずらしているが、マスク作成装置によっては、放射状に相対位置をずらすこと、および垂直方向に相対位置をずらすことは可能であるが、水平方向に相対位置をずらすことができないものがある。または、その反対に、放射状に相対位置をずらすこと、および水平方向に相対位置をずらすことは可能であるが、垂直方向に相対位置をずらすことができないものがある。
例えば、マスク作成装置によって、放射状に相対位置をずらすことと垂直方向に相対位置をずらすことはできるが、水平方向に相対位置をずらすことができない場合に、図１および図３を用いて説明した実施形態１−１および１−２の構成は、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置を放射状にずらし、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置を垂直方向にずらして、第２層目の金属配線１４は各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置をずらさないことによって実現することができる。
しかしながら、図４を用いて説明した実施形態１−３の構成は、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置を水平方向にずらす必要があるため、これには対応することができない。
このような場合に、撮像領域１の設置方向、最上層の金属配線１５と第２層目の金属配線１４の配線方向、および撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置をずらす方向などを、マスク作成装置による制限に応じて設定することによって、これに対応することが可能となる。
例えば、撮像領域１の上下と左右を入れ替えることによって、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置のずれ方向を垂直方向にすることが可能となり、図４に示した実施形態１−３の構成を実現することができる。さらに、回路のレイアウトを変更することにより、第２層目の配線方向を水平方向から垂直方向に変えることによっても、図４に示した実施形態１−３の構成を実現することができる。
（実施形態２−１）
図６は、本発明の実施形態２−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。図７も本発明の実施形態２−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部について、図６（ａ−２）のＡ−Ａ’線部分の断面図、図７（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部について、図６（ｂ−２）のＢ−Ｂ’線部分の断面図、（ｃ−２）および（ｄ−２）は（ｃ−１）および（ｄ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部について、図６（ｃ−２）のＣ−Ｃ’線部分およびＤ−Ｄ’線部分の各断面図である。
図６（ａ−１）および（ａ−２）〜図６（ｃ−１）および（ｃ−２）と図７（ａ−１）および（ａ−２）〜図７（ｄ−１）および（ｄ−２）とにおいて、固体撮像装置は、図１および図２に示す実施形態１−１の場合と同様に、半導体基板１１上に、２次元アレイ状に受光部１２が複数設けられて撮像領域１が構成されており、その上部に受光部１２の上方を避けるように複数層の金属配線１３〜１５が設けられてビアコンタクト１６を介して接続されている。さらにその上層に、受光部１２に光（被写体光）を集光させるためのマイクロレンズ２０が配置されている。
斜め入射光（被写体光）を受光部１２の中央に集光させるために、マイクロレンズ２０は、図７（ａ−２）〜（ｄ−２）に示すように、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向にずれている。点線２０Ａはマイクロレンズ２０をずらす前の位置を示しており、実線２０Ｂおよび２０Ｃはマイクロレンズ２０をずらした後の位置を示している。
本実施形態２−１において、図６（ａ−２）〜（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２の上方を避けるように格子状に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された上から第２層目の金属配線１４が垂直方向に配置されている。ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しており、中央部２における最上層の金属配線１５の水平方向と垂直方向の交点に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向に放射状にずれている。図６および図７において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは最上層の金属配線１５をずらした後の位置を示している。
最上層の金属配線１５の相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で変わらない場合、図７に示すように、周辺部３および４において点線１５Ａに示す位置に最上層の金属配線１５があるため、その金属配線１５に光が当たって遮られ、周辺部３，４で受光感度が低下し、輝度シェーディングが生じる。
これに対して、本実施形態２−１では、図７に示す撮像領域１の中間位置（周辺部３）において点線１５Ｂ、最外周（周辺部４）で点線１５Ｃに示すように、最上層の金属配線１５の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置を撮像領域１の中心に近づくように放射状にずらすことにより、点線１５Ｂおよび１５Ｃに示す金属配線１５に入射光が当たることなく、受光部１２に光を集光させることができる。
また、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心を通る水平線から上方向または下方向に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、垂直方向に各単位画素に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図６および図７において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクト１６をずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはビアコンタクト１６をずらした後の位置を示している。このビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量と一致している。
しかも、上から第２層目の金属配線１４は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、放射状に各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図６および図７において、点線１４Ａは上から第２層目の金属配線１４をずらす前の位置を示しており、実線１４Ｂおよび１４Ｃは第２層目の金属配線１４をずらした後の位置を示している。この第２層の金属配線１４の水平方向の大きさ（配線幅）は、少なくとも第２層の金属配線１４の水平方向のずれ量よりも大きい。また、ビアコンタクト１６の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従ってずれている位置と、第２層の金属配線１４の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が該撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従ってずれている位置とは一致している。
さらに、上から第３層目の金属配線１３は、回路に接続されているため、各単位画素に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４とで変化していない。
以上のように、本実施形態２−１によれば、上記実施形態１−１の場合と同様に、最上層の金属配線１５の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４でずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６と最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量が一致し、かつ、ビアコンタクト１６が最上層の配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しているため、最上層の金属配線１５が水平方向にずれても、ビアコンタクト１６は必ず最上層の金属配線１５上に配置される。したがって、ビアコンタクト１６は、必ず最上層の金属配線１５と接続させることができる。
さらに、本実施形態２−１では、上から第２層目の金属配線１４の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４でずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６は撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれ、垂直方向に配置されている第２層の金属配線１４の水平方向のずれ量が第２層の金属配線１４の水平方向の大きさよりも小さいため、第２層の金属配線１４の配線上にビアコンタクト１６が配置され得る。第２層の金属配線１４の配線幅を大きく設定することにより、撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で、ビアコンタクト１６のために第２層の金属配線１４の配線幅を変化させることなく、ビアコンタクト１６と接続させることができる。
第２層の金属配線１４の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って中心へ近づく方向へずれているため、第２層の金属配線１４により入射光が遮られたり、乱反射されることを抑制して、より輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置を実現することができる。
（実施形態２−２）
図８は、本発明の実施形態２−２に係る固体撮像装置の要部構成を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。
本実施形態２−２において、図８（ａ−２）〜（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２の上方を避けるように格子状に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された第２層の金属配線１４が垂直方向に配置されている。このビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しており、中央部２における最上層の金属配線１５の水平方向と垂直方向の交点に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向に放射状にずれている。図８において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは最上層の金属配線１５をずらした後の位置を示している。
また、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素（受光部１２）に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心を通る水平線から上方向または下方向に行くに従って、垂直方向に各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図８において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクト１６をずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはビアコンタクト１６をずらした後の位置を示している。このビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量と一致している。
しかも、上から第２層目の金属配線１４は、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれている部分１４ａと、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている部分１４ｂとが一体的に接続されている。図８において、点線１４Ａは第２層の金属配線１４をずらす前の位置を示しており、実線１４Ｂおよび１４Ｃは第２層の金属配線１４をずらした後の位置を示している。
本実施形態２−２において、第２層の金属配線１４が垂直方向にずれている部分１４ａは、ビアコンタクト１６と接続させるために必要な面積だけ設けられており、その面積は小さくてもよいため、集光の妨げになりにくい。また、第２層の金属配線１４の水平方向にずれている部分１４ｂは、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が中心へ近づく方向へずれているため、第２層の金属配線１４により入射光が遮られたり、乱反射されることを抑制して、より輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置を実現することができる。
なお、本実施形態２−２において、上から第３層目の金属配線１３と上から第２層目の金属配線１４とが別のビアコンタクト１６を介して接続されている部分がある場合には、第２層の金属配線１４に各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が変わらない部分を設けて第３層の金属配線１３と別のビアコンタクト１６を介して接続させることができる。この場合、第２層の金属配線１４は、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれている部分と、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている部分と、各単位画素（受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で変わらない部分の３つの部分から構成される。
（実施形態２−３）
図９は、本発明の実施形態２−３に係る固体撮像装置の要部構成を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。
本実施形態２−３において、図９（ａ−２）〜（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２の上方を避けるように格子状に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された第２層の金属配線１４が垂直方向に配置されている。ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しており、中央部２における最上層の金属配線１５の水平方向と垂直方向の交点に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向に放射状にずれている。図９において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは最上層の金属配線１５をずらした後の位置を示している。
また、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心を通る水平線から上方向または下方向に行くに従って、受光部１２とのずれ量が大きくなるように、垂直方向に各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図９において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクト１６をずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはビアコンタクト１６をずらした後の位置を示している。このビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量と一致している。
さらに、第２層の金属配線１４は、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている部分１４ｂと、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４とで変わらない部分１４ｃとが一体的に接続されている。図９において、点線１４Ａは第２層の金属配線１４をずらす前の位置を示しており、実線１４Ｂおよび１４Ｃは第２層の金属配線１４をずらした後の位置を示している。この第２層の金属配線１４の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が変わらない部分１４ｃは、ビアコンタクト１６との接続のために設けられており、垂直方向の大きさ（配線幅）がビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量よりも長く設定（例えば１６Ａを含む）されている。
本実施形態２−２において、第２層の金属配線１４の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が変わらない部分１４ｃは、ビアコンタクト１６と接続させるために設けられており、その面積は小さくてもよいため、集光の妨げになりにくい。また、第２層の金属配線１４が水平方向にずれている部分１４ｂは、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が中心へ近づく方向へずれているため、第２層の金属配線１４により入射光が遮られたり、乱反射されることを抑制して、より輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置を実現することができる。
なお、本実施形態２−３において、第３層の金属配線１３と第２層の金属配線１４とが別のビアコンタクト１６を介して接続されている部分がある場合には、第２層の金属配線１４に各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が変わらない部分によって第３層の金属配線１３と別のビアコンタクト１６を介して接続させることができる。この場合、第２層の金属配線１４は、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている部分と、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４で変わらない部分の２つの部分から構成される。
以上説明してきた実施形態２−１〜実施形態２−３においても、各配線の配置方向や配置位置は、当然のことながら、以上の説明に限定されるものではなく、それらの組み合わせや、垂直と水平の入れ替えなどをすべて含むものである。
例えば、図６に示す実施形態２−１では、第２層の金属配線１４が垂直方向に配置されて各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って放射状にずれており、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、第２層の金属配線１４が水平方向に配置されて各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って放射状にずれており、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている構成としてもよい。
この場合、第２層の金属配線１４の水平方向のずれ量と、ビアコンタクト１６の水平方向のずれ量とを一致させ、かつ、第２層の金属配線１４の垂直方向の大きさ（配線幅）を、少なくとも第２層の金属配線１４の垂直方向のずれ量よりも大きくする。これによって、第２層の金属配線１４がずれても、ビアコンタクト１６を必ず第２層の金属配線１４上に配置させて金属配線１４，１５を接続させることができる。
また、例えば、図８に示す実施形態２−２では、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている構成としてもよい。
この場合、第２層の金属配線１４を水平方向に配置し、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向によりずれている部分と、水平方向にずれている部分とを設ける。これによって、第２層の金属配線１４の水平方向にずれている部分をビアコンタクト１６と接続させることができる。
さらに、例えば、図９に示す実施形態２−３でも、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれているが、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って水平方向にずれている構成としてもよい。
この場合、第２層の金属配線１４を水平方向に配置し、各単位画素に対する相対位置が撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って垂直方向にずれている部分と、相対位置が変わらない部分とを設ける。この第２層の金属配線１４の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が変わらない部分は、垂直方向の大きさをビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量よりも大きくする。これによって、第２層の金属配線１４の相対位置が変わらない部分をビアコンタクト１６と接続させることができる。
（実施形態３）
図１０は、本発明の実施形態３に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であって、（ａ−２）は、（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は、（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は、（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。
本実施形態３において、図１０（ａ−２）〜（ｃ−２）に示すように、最上層の金属配線１５が受光部１２の上方を避けるように格子状に配置され、その金属配線１５にビアコンタクト１６を介して接続された第２層の金属配線１４が垂直方向に配置されている。ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の水平方向に伸びる配線部分上に位置しており、中心部２では最上層の金属配線１５の水平方向と垂直方向の交点に位置している。
最上層の金属配線１５は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心に近づく方向に放射状にずれている。図１０において、点線１５Ａは最上層の金属配線１５をずらす前の位置を示しており、実線１５Ｂおよび１５Ｃは最上層の金属配線１５をずらした後の位置を示している。
また、ビアコンタクト１６は、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置のずれに対応して、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、放射状に各単位画素に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図１０において、点線で囲んだ四角１６Ａはビアコンタクト１６をずらす前の位置を示しており、黒い四角１６Ｂおよび１６Ｃはビアコンタクト１６をずらした後の位置を示している。このビアコンタクト１６の垂直方向のずれ量は、最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量と一致している。
さらに、第２層の金属配線１４は、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って、放射状に各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が中心に近づく方向にずれている。図１０において、点線１４Ａは第２層の金属配線１４をずらす前の位置を示しており、実線１４Ｂおよび１４Ｃは第２層の金属配線１４をずらした後の位置を示している。ビアコンタクト１６の水平方向のずれ量は、第２層の金属配線１４の垂直方向のずれ量と一致している。
以上のように、本実施形態３によれば、最上層の金属配線１５の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４でずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６と最上層の金属配線１５の垂直方向のずれ量が一致しているため、ビアコンタクト１６を必ず最上層の金属配線１５と接続させることができる。また、第２層の金属配線１４の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が撮像領域１の中心部２と周辺部３，４でずれ、ビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が中心部２と周辺部３，４でずれているが、ビアコンタクト１６と第２層の金属配線１４の水平方向のずれ量が一致しているため、ビアコンタクト１６を必ず第２層の金属配線１４と接続させることができる。最上層の金属配線１５および第２層の金属配線１４の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って撮像領域１の中心へ近づく方向へずれているため、最上層の金属配線１５および第２層の金属配線１４により入射光が遮られたり、乱反射されることを抑制して、輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置を実現することができる。
以上説明してきた実施形態３においても、各配線の配置方向や配置位置は、当然のことながら、以上の説明に限定されるものではなく、それらの組み合わせや、垂直と水平の入れ替えなどをすべて含むものである。
例えば、図１０に示す実施形態３では、第２層の金属配線１４が垂直方向に配置されているが、水平方向に配置されている構成としてもよい。
この場合、ビアコンタクト１６と最上層の金属配線１５の水平方向のずれ量を一致させ、ビアコンタクト１６と第２層の金属配線１４の垂直方向のずれ量を一致させる。これによって、最上層の金属配線１５および第２層の金属配線１４がずれても、ビアコンタクト１６を必ず最上層の金属配線１５および第２層の金属配線１４と接続させることができる。
なお、上記各実施形態１〜３では、最上層の金属配線１５と第２層の金属配線１４、およびそれらを接続するビアコンタクト１６について説明したが、これらに限定されるものではなく、本発明は、全ての金属配線層とそれらを接続するビアコンタクト１６に適応可能である。また、金属配線層１４，１５およびビアコンタクト１６については、上記各実施形態１〜３に示したものに限定されず、電気的に接続されていれば適宜変更することが可能である。
さらに、上記各実施形態１〜３では、マイクロレンズ２０、金属配線１３〜１５およびビアコンタクト１６の各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が、撮像領域１の中心部２から周辺部３，４に行くに従って撮像領域１の中心に近づく方向によりずれているが、中心から遠ざかる方向であってもよく、さらに、各単位画素（各受光部１２）に対する相対位置が単調にずれるのではなく、途中で変位量が変化する場合にも本発明は同様に適応できる。
さらに、上記各実施形態１〜３では、水平方向および垂直方向について説明したが、撮像領域１において各単位画素に対する相対位置のずれ方向が直行していれば、撮像領域１の水平方向および垂直方向と一致しなくても本発明を適応可能である。
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
本発明は、中央部に比べて周辺部の感度低下が少ないＣＭＯＳイメージセンサーなどの固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を用いた例えばデジタルムービーカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラ、携帯電話装置および車載用カメラなどの電子情報機器の分野において、複数層の配線の線幅を撮像領域の中心部と周辺部とで変化させることなく、配線の各単位画素に対する相対位置を、撮像領域の中心部から周辺部に行くにしたがって撮像領域の中心に近づくようにずらすことができる。これによって、撮像領域の周辺部で配線の開口部が縮小されることがないため、撮像領域の周辺部における受光感度の低下を抑制し、輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置を得ることができる。
本発明の実施形態１−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 本発明の実施形態１−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部について、図１（ａ−２）のＡ−Ａ’線部分の断面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部について、図１（ｂ−２）のＢ−Ｂ’線部分の断面図、（ｃ−２）および（ｄ−２）は（ｃ−１）および（ｄ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部について、図１（ｃ−２）のＣ−Ｃ’線部分およびＤ−Ｄ’線部分の各断面図である。 本発明の実施形態１−２に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 本発明の実施形態１−３に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 本発明の実施形態１−４に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 本発明の実施形態２−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 本発明の実施形態２−１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部について、図６（ａ−２）のＡ−Ａ’線部分の断面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部について、図６（ｂ−２）のＢ−Ｂ’線部分の断面図、（ｃ−２）および（ｄ−２）は（ｃ−１）および（ｄ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部について、図６（ｃ−２）のＣ−Ｃ’線部分およびＤ−Ｄ’線部分の各断面図である。 本発明の実施形態２−２に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 本発明の実施形態２−３に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 本発明の実施形態３に係る固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 従来の固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の断面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の断面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の断面図である。 従来の固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部の平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部の平面図である。 従来の固体撮像装置の要部構成例を示す図であり、（ａ−２）は（ａ−１）に示す撮像領域の中心部における単位画素部について、図１２（ａ−２）のＡ−Ａ’線部分の断面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）に示す撮像領域の中心部と最外周の中間部における単位画素部について、図１２（ｂ−２）のＢ−Ｂ’線部分の断面図、（ｃ−２）および（ｄ−２）は（ｃ−１）および（ｄ−１）に示す撮像領域の最外周における単位画素部について、図１２（ｃ−２）のＣ−Ｃ’線部分およびＤ−Ｄ’線部分の各断面図である。
符号の説明
１ 撮像領域
２ 撮像領域の中心部
３，４ 撮像領域の周辺部
１１ 半導体基板
１２ 受光部（単位画素部）
１３ 第３層の金属配線
１４ 第２層の金属配線
１５ 最上層の金属配線
１６ ビアコンタクト
２０ マイクロレンズ（オンチップレンズ）

Claims (32)

  1. 半導体基板上部に複数の受光部が２次元アレイ状に配置されて撮像領域が構成され、該受光部の上方を避けるように複数層の配線が設けられ、該複数層の配線がビアコンタクト部を介して接続された固体撮像装置において、
    該複数層の配線のうち少なくとも上層の配線の各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってそのずれ量を多くして、該受光部をその入射光が遮らないように配置されており、かつ、該上層の配線に接続された該ビアコンタクト部の各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってそのずれ量を多くして、該受光部をその入射光が遮らないように配置されている固体撮像装置。
  2. 前記上層の配線の各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って該撮像領域の中心に近づくようにずれて配置されており、前記ビアコンタクト部の各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って該撮像領域の中心に近づくようにずれて配置されている請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記上層の配線が平面視で他方向または格子状に配置され、該上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向または該撮像領域の中心からの放射方向にずれて配置されており、該上層の配線の平面視で他方向に配置された部分に接続された前記ビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向または該撮像領域の中心から放射方向にずれて配置されている請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 前記上層の配線が平面視で一方向または格子状に配置され、該上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向または該撮像領域の中心からの放射方向にずれて配置されており、該上層の配線の平面視で一方向に配置された部分に接続された前記ビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向または該撮像領域の中心からの放射方向にずれて配置されている請求項１に記載の固体撮像装置。
  5. 前記上層の配線の平面視で一方向のずれ量と、前記ビアコンタクト部の平面視で一方向のずれ量とが一致している請求項３に記載の固体撮像装置。
  6. 前記上層の配線の平面視で他方向のずれ量と、前記ビアコンタクト部の平面視で他方向のずれ量とが一致している請求項４に記載の固体撮像装置。
  7. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部と周辺部で変わらない請求項３または４に記載の固体撮像装置。
  8. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線が平面視で一方向に配置されている請求項３に記載の固体撮像装置。
  9. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で一方向の長さが、少なくとも該上層の配線の平面視で一方向のずれ量および該ビアコンタクト部の平面視で一方向のずれ量よりも長く設定されている請求項３に記載の固体撮像装置。
  10. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線が平面視で他方向に配置されている請求項４に記載の固体撮像装置。
  11. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で他方向の長さが、少なくとも該上層の配線の平面視で他方向のずれ量および該ビアコンタクト部の平面視で他方向のずれ量よりも長く設定されている請求項４に記載の固体撮像装置。
  12. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の前記各受光部に対する相対位置が、前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってそのずれ量を多くして、該受光部をその入射光が遮らないように配置されている請求項１に記載の固体撮像装置。
  13. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で一方向の長さが、少なくとも該下層の配線の平面視で一方向のずれ量よりも長く設定されている請求項１２に記載の固体撮像装置。
  14. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の平面視で他方向の長さが、少なくとも該下層の配線の平面視で他方向のずれ量よりも長く設定されている請求項１２に記載の固体撮像装置。
  15. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部と周辺部で変わらない部分とを有している請求項１に記載の固体撮像装置。
  16. 前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている部分から、前記撮像領域の中心部と周辺部で変わらない部分が突出している請求項１５に記載の固体撮像装置。
  17. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれている部分とを有している請求項１に記載の固体撮像装置。
  18. 前記平面視で他方向にずれている部分から、前記平面視で一方向にずれている部分が突出している請求項１７に記載の固体撮像装置。
  19. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線は、前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれている部分と、該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部と周辺部で変わらない部分とを有している請求項１に記載の固体撮像装置。
  20. 前記ビアコンタクト部の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている位置と、前記下層の配線の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従ってずれている位置とが一致している請求項１２に記載の固体撮像装置。
  21. 前記上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量と、該上層の配線の平面視で他方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量とが一致し、かつ、該ビアコンタクト部に接続された下層の配線の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量と、該下層の配線の平面視で一方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量とが一致している請求項１２に記載の固体撮像装置。
  22. 前記上層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量と、該上層の配線の平面視で一方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれているずれ量とが一致し、かつ、該ビアコンタクト部に接続された下層の配線の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量と、該下層の配線の平面視で他方向に配置された部分に接続されたビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量とが一致している請求項１２に記載の固体撮像装置。
  23. 前記ビアコンタクト部を介して前記上層の配線と接続された下層の配線の前記各受光部に対する相対位置が前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で他方向にずれている部分の平面視で一方向の長さは、該ビアコンタクト部の該各受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って平面視で一方向にずれているずれ量よりも長く設定されている請求項１７に記載の固体撮像装置。
  24. 前記上層の配線が複数の配線層のうちの最上層の配線である請求項１に記載の固体撮像装置。
  25. 前記上層の配線に対して下層の配線が、上から第１層目を前記上層の配線とした場合に上から第２層目の配線である請求項２４に記載の固体撮像装置。
  26. 前記上層の配線が格子状に配置され、前記撮像領域の中心部では、前記ビアコンタクト部が該上層の配線の平面視で一方向と平面視で他方向の交点に配置され、該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って該ビアコンタクト部は該交点からずれて配置されている請求項１に記載の固体撮像装置。
  27. 前記撮像領域の設置方向、前記複数層の配線の配線方向、および該撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って前記各受光部に対する相対位置をずらす方向が、マスク作成装置による制限内容に応じて設定されている請求項１に記載の固体撮像装置。
  28. 前記上層の配線の配線幅が前記撮像領域の中心部と周辺部とで一致している請求項１に記載の固体撮像装置。
  29. 前記上層の配線に対して下層の配線の配線幅が前記撮像領域の中心部と周辺部とで一致している請求項２８に記載の固体撮像装置。
  30. 前記複数層の配線の上層側に前記受光部上に光を集光させるためのオンチップレンズを備え、前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って、該オンチップレンズの該受光部に対する相対位置が該撮像領域の中心に近づくようにずれている請求項１に記載の固体撮像装置。
  31. 請求項１〜３０のいずれかに記載の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器。
  32. 請求項１〜３０のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記撮像領域の設置方向、前記複数層の配線の配線方向、および前記撮像領域の中心部から周辺部に行くに従って前記各受光部に対する相対位置をずらす方向を、マスク作成装置による制限に応じて設定することにより、該固体撮像装置を製造する固体撮像装置の製造方法。
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