(57)【要約】      （修正有）【課題】実際に作製されたフォトマスクにおける異なるスケーリング率間の比率を簡単に測定する。【解決手段】フォトマスクセットは、第１及び第２のフォトマスクを備える。前記第１のフォトマスク７１は、基板上の第１のレイヤの露光に用いられ、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｂを含む所定領域内のパターンが第１のスケーリング率で形成される。前記第２のフォトマスクは、前記基板上の第２のレイヤの露光に用いられ、第２のスケーリング測定用マークパターンを含む所定領域内のパターンが第２のスケーリング率で形成される。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の第１のレイヤの露光に用いられ、第１のスケーリング測定用マークパターンを含むパターンが第１のスケーリング率で形成された第１のフォトマスクと、
前記基板上の第２のレイヤの露光に用いられ、第２のスケーリング測定用マークパターンを含むパターンが第２のスケーリング率で形成された第２のフォトマスクと、
を備えたことを特徴とするフォトマスクセット。
【請求項２】
前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンは、前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係によって前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定し得るように、形成されたことを特徴とする請求項１記載のフォトマスクセット。
【請求項３】
前記第１のスケーリング測定用マークパターンは、前記第１のフォトマスクのスクライブライン対応領域に形成され、
前記第２のスケーリング測定用マークパターンは、前記第２のフォトマスクのスクライブライン対応領域に形成された、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスクセット。
【請求項４】
基板上の所定レイヤの露光に用いられるフォトマスクであって、
第１のスケーリング測定用マークパターンを含む第１の領域内のパターンが第１のスケーリング率で形成され、
第２のスケーリング測定用マークパターンを含む第２の領域内のパターンが第２のスケーリング率で形成された、
ことを特徴とするフォトマスク。
【請求項５】
前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンは、前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係によって前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定し得るように、形成されたことを特徴とする請求項４記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンは、スクライブライン対応領域に形成されたことを特徴とする請求項４又は５記載のフォトマスク。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載のフォトマスクセットの前記第１のマスクを用いて、前記基板上の前記第１のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従った第１のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、
前記フォトマスクセットの前記第２のマスクを用いて、前記基板上の前記第２のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従った第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、
を備えたことを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項４乃至６のいずれかに記載のフォトマスクを用いて、前記基板上の前記所定レイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンにそれぞれ従った第１及び第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階を、備えたことを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する段階を、備えたことを特徴とする請求項７又は８記載のデバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記デバイスが固体撮像素子であり、
前記第２のレイヤ又は前記所定レイヤは、マイクロレンズに対応するレイヤ、カラーフィルタに対応するレイヤ、又は、光電変換部に対応する開口を持つ遮光層に対応するレイヤである、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のデバイスの製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至３のいずれかに記載のフォトマスクセットの前記第１のマスクを用いて、前記基板上の前記第１のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従った第１のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、
前記フォトマスクセットの前記第２のマスクを用いて、前記基板上の前記第２のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従った第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、
前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する段階と、
を備えたことを特徴とする測定方法。
【請求項１２】
請求項４乃至６のいずれかに記載のフォトマスクを用いて、前記基板上の前記所定レイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンにそれぞれ従った第１及び第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、
前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する段階と、
を備えたことを特徴とする測定方法。
【請求項１３】
請求項１乃至３のいずれかに記載のフォトマスクセットの前記第１のマスクを用いて、前記基板上の前記第１のレイヤの露光が行われ、この露光を利用して前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従った第１のスケーリング測定用マークが前記基板上に形成され、かつ、前記フォトマスクセットの前記第２のマスクを用いて、前記基板上の前記第２のレイヤの露光が行われ、この露光を利用して前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従った第２のスケーリング測定用マークが前記基板上に形成された、前記基板上の前記第１及び第２のスケーリング測定用マークを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を処理して、前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する処理部と、
を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項１４】
請求項４乃至６のいずれかに記載のフォトマスクを用いて、前記基板上の前記所定レイヤの露光が行われ、この露光を利用して前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンにそれぞれ従った第１及び第２のスケーリング測定用マークが前記基板上に形成された、前記基板上の前記第１及び第２のスケーリング測定用マークを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を処理して、前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する処理部と、
を備えたことを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等のデバイス製造時の露光に用いられるフォトマスクセット及びフォトマスク、これを用いたデバイスの製造方法、並びに、測定方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の製造にはフォトリソグラフィ技術が用いられ、レジストの露光にフォトマスク（レチクルと呼ばれる場合もある。）が用いられている。フォトマスクの製造には、例えば、ＣＡＤ等によるソースパターンデータをレチクル上に描画する際に、適宜設定した領域内のパターンを適宜設定したスケーリング率で描画することができる電子ビーム描画装置が用いられる（例えば、下記特許文献１）。
【０００３】
基板上のいずれのレイヤの露光に用いるフォトマスクのいずれの領域のパターンについても、同一のスケーリング率（例えば、１００％）で形成するならば、各スケーリング率間の比率が問題となることはない。
【０００４】
ところが、異なるレイヤの露光に用いるフォトマスク間で異なるスケーリング率でパターンを形成したり、同じフォトマスクであっても異なる領域で異なるスケーリング率でパターンを形成したりする場合には、実際に作製されたフォトマスクにおいてそれらのスケーリング率間の比率が所望の比率からずれてしまうと、そのフォトマスクを用いて製造されたデバイスにおいて、スケーリング率の異なるパターン間の位置関係が所望の位置関係からずれてしまう。その結果、製造されたデバイスにおいて、所望の性能を得ることができなくなってしまう。
【０００５】
そこで、従来は、実際に作製されたフォトマスクにおける異なるスケーリング率間の比率を、そのフォトマスクを用いて実際に製造したデバイスを解析することによって測定していた。実デバイスの解析は、実デバイスの断面をＦＩＢ（Focused Ion Beam）解析装置等により解析することで行っていた。この断面解析により例えばスケーリング率の異なる２つのレイヤを比較して、それらの間の所定箇所でのシフト量からスケーリング率の比率を算出する。解析箇所数としては、例えば、デバイスの右上部と左下部などのように２つの対角付近においてそれぞれ水平方向用の１箇所と垂直方向用の１箇所の、合計４箇所の測定が行われる。
【０００６】
ところで、固体撮像素子においては、一般的に、画素が２次元状に配置されている有効画素領域の中心に比べて周辺部の入射光が斜めに入射することに起因して、シェーディングが生ずる。このシェーディングを低減するため、下記の特許文献２に開示された固体撮像素子では、各画素における光電変換部の中心に対するマイクロレンズ、カラーフィルタ及び遮光膜の開口の中心の位置それぞれを、有効画素領域の中心と画素の光電変換部の中心との間の距離が大きくなるにつれて、連続的に有効画素領域の中心側にシフトさせている。
【特許文献１】特公昭６２−１９０４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１６０９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）解析装置等を用いた断面解析には、多大な労力を要する。例えば、１箇所の測定時間は約４時間であり、前述したように、４箇所を測定するには約１６時間程を要する。このため、実際に作製されたフォトマスクにおける異なるスケーリング率間の比率を測定するには、多大な労力を要していた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、実際に作製されたフォトマスクにおける異なるスケーリング率間の比率を簡単に測定することができる、フォトマスクセット及びフォトマスク、並びに、測定方法及びその装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このようなフォトマスクセット又はフォトマスクを用いたデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様によるフォトマスクセットは、（i）基板上の第１のレイヤの露光に用いられ、第１のスケーリング測定用マークパターンを含むパターンが第１のスケーリング率で形成された第１のフォトマスクと、（ii）前記基板上の第２のレイヤの露光に用いられ、第２のスケーリング測定用マークパターンを含むパターンが第２のスケーリング率で形成された第２のフォトマスクと、を備えたものである。
【００１０】
第２の態様によるフォトマスクセットは、前記第１の態様において、前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンは、前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係によって前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定し得るように、形成されたものである。
【００１１】
第３の態様によるフォトマスクセットは、前記第１又は第２の態様において、前記第１のスケーリング測定用マークパターンは、前記第１のフォトマスクのスクライブライン対応領域に形成され、前記第２のスケーリング測定用マークパターンは、前記第２のフォトマスクのスクライブライン対応領域に形成されたものである。
【００１２】
第４の態様によるフォトマスクは、基板上の所定レイヤの露光に用いられるフォトマスクであって、第１のスケーリング測定用マークパターンを含む第１の領域内のパターンが第１のスケーリング率で形成され、第２のスケーリング測定用マークパターンを含む第２の領域内のパターンが第２のスケーリング率で形成されたものである。
【００１３】
第５の態様によるフォトマスクは、第４の態様において、前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンは、前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従って前記基板上に形成される第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係によって前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定し得るように、形成されたものである。
【００１４】
第６の態様によるフォトマスクは、前記第４又は第５の態様において、前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンは、スクライブライン対応領域に形成されたものである。
【００１５】
第７の態様によるデバイスの製造方法は、（i）前記第１乃至第３のいずれかの態様によるフォトマスクセットの前記第１のマスクを用いて、前記基板上の前記第１のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従った第１のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、（ii）前記フォトマスクセットの前記第２のマスクを用いて、前記基板上の前記第２のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従った第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、を備えたものである。
【００１６】
第８の態様によるデバイスの製造方法は、前記第４乃至第６のいずれかの態様によるフォトマスクを用いて、前記基板上の前記所定レイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンにそれぞれ従った第１及び第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階を、備えたものである。
【００１７】
第９の態様によるデバイスの製造方法は、前記第７又は第８の態様において、前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する段階を、備えたものである。
【００１８】
第１０の態様によるデバイスの製造方法は、前記第７乃至第９のいずれかの態様において、前記デバイスが固体撮像素子であり、前記第２のレイヤ又は前記所定レイヤは、マイクロレンズに対応するレイヤ、カラーフィルタに対応するレイヤ、又は、光電変換部に対応する開口を持つ遮光層に対応するレイヤであるものである。
【００１９】
第１１の態様による測定方法は、（i）前記第１乃至第３のいずれかの態様によるフォトマスクセットの前記第１のマスクを用いて、前記基板上の前記第１のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従った第１のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、（ii）前記フォトマスクセットの前記第２のマスクを用いて、前記基板上の前記第２のレイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従った第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、（iii）前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する段階と、を備えたものである。
【００２０】
第１２の態様による測定方法は、（i）前記第４乃至第６のいずれかの態様によるフォトマスクを用いて、前記基板上の前記所定レイヤの露光を行い、この露光を利用して前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンにそれぞれ従った第１及び第２のスケーリング測定用マークを前記基板上に形成する段階と、（ii）前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する段階と、を備えたものである。
【００２１】
第１３の態様による測定装置は、（i）前記第１乃至第３のいずれかの態様によるフォトマスクセットの前記第１のマスクを用いて、前記基板上の前記第１のレイヤの露光が行われ、この露光を利用して前記第１のスケーリング測定用マークパターンに従った第１のスケーリング測定用マークが前記基板上に形成され、かつ、前記フォトマスクセットの前記第２のマスクを用いて、前記基板上の前記第２のレイヤの露光が行われ、この露光を利用して前記第２のスケーリング測定用マークパターンに従った第２のスケーリング測定用マークが前記基板上に形成された、前記基板上の前記第１及び第２のスケーリング測定用マークを撮像する撮像部と、（ii）前記撮像部により撮像された画像を処理して、前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する処理部と、を備えたものである。
【００２２】
第１４の態様による測定装置は、（i）前記第４乃至第６のいずれかの態様によるフォトマスクを用いて、前記基板上の前記所定レイヤの露光が行われ、この露光を利用して前記第１及び第２のスケーリング測定用マークパターンにそれぞれ従った第１及び第２のスケーリング測定用マークが前記基板上に形成された、前記基板上の前記第１及び第２のスケーリング測定用マークを撮像する撮像部と、（ii）前記撮像部により撮像された画像を処理して、前記第１のスケーリング測定用マークと前記第２のスケーリング測定用マークとの間の位置関係から、前記第１のスケーリング率に対する前記第２のスケーリング率の比率を測定する処理部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、実際に作製されたフォトマスクにおける異なるスケーリング率間の比率を簡単に測定することができる、フォトマスクセット及びフォトマスク、並びに、測定方法及びその装置を提供することができる。また、本発明によれば、このようなフォトマスクセット又はフォトマスクを用いたデバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明によるフォトマスクセット、フォトマスク、デバイスの製造方法、並びに、測定方法及びその装置について、図面を参照して説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
【００２６】
図１は、本発明によるデバイス製造方法により製造されるデバイスとしての固体撮像素子１の一例を示す概略構成図である。この固体撮像素子１は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子として構成されている。
【００２７】
図１に示すように、この固体撮像素子１は、一般的なＣＭＯＳ型固体撮像素子と同様に、垂直走査回路２と、水平走査回路３と、２次元状に配置された複数の画素４と、読み出し回路５と、出力アンプ６とを有している。各画素４のフォトダイオード１５（図１では図示せず。図２参照）が出力する電気信号が垂直走査回路２によって読み出し回路５に行単位で取り出され、水平走査回路３によって列単位で出力アンプ６を介して出力端子７に画像信号として出力されるようになっている。
【００２８】
図２は、図１中の画素４を示す回路図である。各画素４は、図２に示すように、選択トランジスタ１１と、ソースフォロアの増幅トランジスタ１２と、リセットトランジスタ１３と、転送トランジスタ１４と、光電変換部としてのフォトダイオード１５とから構成されている。図２において、Ｖｃｃは電源である。
【００２９】
図１及び図２に示すように、画素４の選択トランジスタ１１のゲートは行毎に選択線２０に共通に接続されている。画素４のリセットトランジスタ１３のゲートは、行毎にリセット線２１に共通に接続されている。画素４の転送トランジスタ１４のゲートは、行毎に転送線２２に共通に接続されている。画素４の選択トランジスタ１１のソースは、列毎に垂直信号線２３に共通に接続されている。選択線２０、リセット線２１及び転送線２２は、垂直走査回路２に接続されている。垂直信号線２３は、読み出し回路５に接続されている。
【００３０】
図３は、図１に示す固体撮像素子１の一部を模式的に示す概略断面図である。図３は、所定方向に並んだ複数の画素４を大幅に簡略化してその主要部のみを模式的に示している。
【００３１】
この固体撮像素子１では、図３に示すように、各画素４において、シリコン基板３１にフォトダイオード１５が設けられている。シリコン基板３１上には層間絶縁膜３２が形成されている。層間絶縁膜３２中に、下側（基板３１側）から順に、１層目アルミニウム配線層３３、２層目アルミニウム配線層３４及び３層目アルミニウム配線層３５が形成され、これらによって、図１及び図２に示す回路の配線がなされている。３層目アルミニウム配線層３５は、フォトダイオード１５に対応する開口３５ａを有し、開口３５ａ以外の領域を覆う遮光膜となっている。以下の説明では、３層目アルミニウム配線層３５を遮光膜３５と呼ぶ場合がある。なお、図面には示していないが、各画素４の図２に示す回路や図１中の他の回路も、シリコン基板３１に搭載されている。
【００３２】
また、この固体撮像素子１では、図３に示すように、３層目のアルミニウム配線層３５より上側の位置において、平坦化層３６、ベイヤー配列等により配列されたカラーフィルタ３７、平坦化層３８、及び、入射光をフォトダイオード１５に集光させるマイクロレンズ３９が設けられている。マイクロレンズ３９も、各画素４毎に形成されている。
【００３３】
そして、この固体撮像素子１では、図３に示すように、各画素４におけるフォトダイオード１５の中心に対するマイクロレンズ３９、カラーフィルタ３７及び遮光膜３５の開口３５ａの中心の位置それぞれが、有効画素領域の中心と画素４のフォトダイオード１５の中心との間の距離が大きくなるにつれて、連続的に有効画素領域の中心側にシフトしている。ただし、同一のフォトダイオード１５に対応するものについて、マイクロレンズ３９、カラーフィルタ３７及び遮光膜３５の開口３５ａの順にシフト量が大きくなっており、このうちマイクロレンズ３９のシフト量が最も大きくなっている。したがって、この固体撮像素子１では、画素４が２次元状に配置されている有効画素領域の中心に比べて周辺部の入射光が斜めに入射することに起因するシェーディングが低減される。
【００３４】
図４は、本発明の第１の実施の形態によるフォトマスクセットを構成する第１のフォトマスク４１を模式的に示す概略平面図である。フォトマスク４１は、図１乃至図３に示す固体撮像素子１の製造時に用いられ、基板３１上の１層目アルミニウム配線層３３に対応するレイヤの露光（ここでは、アルミニウム配線層３３をパターニングするためのレジスト層の露光）に用いられる。なお、説明の便宜上、図４に示すように、互いに直交するＸ軸及びＹ軸を定義する。この点は、後述する各図についても同様である。
【００３５】
図４において、Ｋ１〜Ｋ３は各領域間の境界を示す矩形である。矩形Ｋ１の内側の領域は、画素４が２次元状に配置される有効画素領域に対応する領域（有効画素領域対応領域）Ｒ１である。矩形Ｋ１と矩形Ｋ２との間の領域は、垂直走査回路２、水平走査回路３、読み出し回路５及び出力アンプ６等の回路が配置された周辺領域に対応する領域（周辺領域対応領域）Ｒ２である。矩形Ｋ２の内側の領域（有効画素領域対応領域Ｒ１＋周辺領域Ｒ２）が、チップ領域ＣＨ”（後述する図７参照）に対応する領域（チップ領域対応領域）ＣＨである。矩形Ｋ２と矩形Ｋ３との間の領域は、スクライブラインＳＣ”（後述する図７参照）に対応するスクライブライン対応領域ＳＣである。矩形Ｋ３の外側の領域は、余白に相当する遮光領域である。図４において、有効画素領域対応領域Ｒ１の中心ＯをＸＹ座標の原点（０，０）としている。
【００３６】
図面には示していないが、チップ領域対応領域ＣＨ（Ｒ１＋Ｒ２）には、１層目アルミニウム配線層３３に対応するパターンが形成されている。
【００３７】
スクライブライン対応領域ＳＣには、フォトマスク間のアライメントを行うための公知のアライメントマークパターン４２Ａ〜４２Ｄが形成されている。図４では、アライメントマークパターン４２Ａ〜４２Ｄは、単なる矩形領域として示しているが、実際には公知の種々のパターンを採用することができる。なお、スクライブライン対応領域ＳＣには、必要に応じて種々の目的で公知の種々のマークパターンが形成されるが、その図示は省略する。
【００３８】
また、本実施の形態では、フォトマスク４１のスクライブライン対応領域ＳＣには、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄが形成されている。第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａは、チップ領域対応領域ＣＨの＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナー付近において、Ｘ方向の位置ずれを読み取ることができるようにＸ方向に所定ピッチで順次並んだ目盛をなすラインアンドスペースのパターンとして形成されている。そのパターン４３Ａのうちの長いライン４３Ａａは、そのパターン４３ＡのＸ座標の基準位置を示している。
【００３９】
第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ｂは、チップ領域対応領域ＣＨの＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナー付近において、Ｙ方向の位置ずれを読み取ることができるようにＹ方向に所定ピッチで順次並んだ目盛をなすラインアンドスペースのパターンとして形成されている。そのパターン４３Ｂのうちの長いライン４３Ｂａは、そのパターン４３ＢのＹ座標の基準位置を示している。
【００４０】
第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ｃは、チップ領域対応領域ＣＨの−Ｘ側かつ−Ｙ側のコーナー付近において、Ｘ方向の位置ずれを読み取ることができるようにＸ方向に所定ピッチで順次並んだ目盛をなすラインアンドスペースのパターンとして形成されている。そのパターン４３Ｃのうちの長いライン４３Ｃａは、そのパターン４３ＣのＸ座標の基準位置を示している。
【００４１】
第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ｄは、チップ領域対応領域ＣＨの−Ｘ側かつ−Ｙ側のコーナー付近において、Ｙ方向の位置ずれを読み取ることができるようにＹ方向に所定ピッチで順次並んだ目盛をなすラインアンドスペースのパターンとして形成されている。そのパターン４３Ｄのうちの長いライン４３Ｄａは、そのパターン４３ＤのＹ座標の基準位置を示している。
【００４２】
フォトマスク４１では、いずれの領域のパターンも、電子ビーム描画装置（図示せず）によりスケーリング率１００％で描画されて、スケーリング率１００％で形成されている。すなわち、チップ領域対応領域ＣＨ（Ｒ１＋Ｒ２）のパターンも、スクライブライン対応領域ＳＣのパターン（アライメントマークパターン４２Ａ〜４２Ｄ及び第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄを含む。）も、スケーリング率１００％で形成されている。
【００４３】
図５は、第１のフォトマスク４１と共に本発明の第１の実施の形態によるフォトマスクセットを構成する第２のフォトマスク５１を模式的に示す概略平面図である。図５において、図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。フォトマスク５１は、図１乃至図３に示す固体撮像素子１の製造時に用いられ、基板３１上のマイクロレンズ３９に対応するレイヤの露光（ここでは、リフロー前のマイクロレンズ３９をパターニングするための露光）に用いられる。
【００４４】
フォトマスク５１では、有効画素領域対応領域Ｒ１には、熱リフロー前のマイクロレンズ３９に対応するパターン（マイクロレンズ対応パターン）５４が形成されている。周辺領域対応領域Ｒ２には、パターンは形成されていない。このフォトマスク５１では、スクライブライン対応領域ＳＣは、矩形Ｋ２と矩形Ｋ４との間の内側領域Ｒ４と、矩形Ｋ４と矩形Ｋ３との間の外側領域Ｒ５とに分かれている。
【００４５】
スクライブライン対応領域ＳＣの外側領域Ｒ５には、フォトマスク４１と同様に、フォトマスク間のアライメントを行うための公知のアライメントマークパターン５２Ａ〜５２Ｄが形成されている。図５では、アライメントマークパターン５２Ａ〜５２Ｄは、単なる矩形領域として示しているが、実際には公知の種々のパターンを採用することができる。なお、スクライブライン対応領域ＳＣには、必要に応じて種々の目的で公知の種々のマークパターンが形成されるが、その図示は省略する。
【００４６】
スクライブライン対応領域ＳＣの内側領域Ｒ４には、フォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄにそれぞれ対応する第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄが形成されている。本実施の形態では、第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄは、目盛をなす第１のスケーリング測定用マークパターンに対する指標をなす三角パターンとして形成されている。もっとも、より精度の高い読み取りが可能となるように、第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄを、例えば、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄのラインアンドスペースのピッチと異なるピッチを持つラインアンドスペースのパターンとし、いわゆる副尺として構成してもよい。
【００４７】
フォトマスク５１では、スクライブライン対応領域ＳＣの外側領域Ｒ５のパターン（アライメントマークパターン５２Ａ〜５２Ｄを含む。）は、スケーリング率１００％で形成されている。一方、矩形Ｋ４の内側の領域（チップ領域対応領域ＣＨ（Ｒ１＋Ｒ２）＋スクライブライン対応領域ＳＣの内側領域Ｒ４）のパターン５４，５３Ａ〜５３Ｄは、１００％よりも小さい所定のスケーリング率αで形成されている。このスケーリング率αによるスケーリングの基準点は、有効画素領域対応領域Ｒ１の中心Ｏ（０，０）とされている。すなわち、スケーリング率１００％で描画した場合の任意の点（ｘ，ｙ）は、スケーリング率αで描画した場合の点（αｘ，αｙ）に位置変換されたものとなる。なお、本実施の形態では、矩形Ｋ４の内側の領域のスケーリング率αは、いずれの方向についても同一になっているが、必要に応じて方向毎に変えてもよい。例えば、Ｘ方向のスケーリング率をαｘ、Ｙ方向のスケーリング率をαｙ（≠αｘ）としてもよい。この場合、スケーリング率１００％で描画した場合の任意の点（ｘ，ｙ）は、スケーリング率αで描画した場合の点（αｘｘ，αｙｙ）に位置変換されたものとなる。
【００４８】
理解を容易にするため、図６では、図５に示すフォトマスク５１において、スケーリング率αで形成された矩形Ｋ４の内側の領域のパターン５４，５３Ａ〜５３Ｄにそれぞれ対応する、スケーリング率１００％で形成したと仮定した場合のパターン５４’，５３Ａ’〜５３Ｄ’を、破線で書き入れている。各パターン５４’の中心がフォトダイオード１５の中心に対応している。このスケーリングによって、有効画素領域対応領域Ｒ１の中心Ｏと画素４のフォトダイオード１５の中心に対応する位置との間の距離が大きくなるにつれて、パターン５４’の中心を連続的に有効画素領域対応領域Ｒ１の中心Ｏ側にシフトさせることができることが、わかる。
【００４９】
本実施の形態では、フォトマスク５１の第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａに対応するパターン５３Ａ’のＸ座標が、フォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａの長いライン４３ＡａのＸ座標と一致している。フォトマスク５１の第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ｂに対応するパターン５３Ｂ’のＹ座標が、フォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ｂの長いライン４３ＢａのＹ座標と一致している。フォトマスク５１の第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ｃに対応するパターン５３Ｃ’のＸ座標が、フォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ｃの長いライン４３ＣａのＸ座標と一致している。フォトマスク５１の第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ｄに対応するパターン５３Ｄ’のＹ座標が、フォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ｄの長いライン４３ＤａのＹ座標と一致している。
【００５０】
本実施の形態では、このようにして、フォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄ及びフォトマスク５１の第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄは、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄにそれぞれ従ってダイシング前の基板３１であるシリコンウエハ１００上に形成される第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”（後述する図７及び図８参照）と第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄにそれぞれ従ってシリコンウエハ１００上に形成される第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”（後述する図７及び図８参照）との間のそれぞれの位置関係によって、第１のスケーリング率（本実施の形態では、スケーリング率１００％）に対する第２のスケーリング率（本実施の形態では、前記スケーリング率α）の比率、結局、本実施の形態では前記所定スケーリング率αを測定し得るように、形成されている。なお、本発明では、第１のスケーリング率は必ずしも１００％である必要はなく、他の値としてもよい。
【００５１】
ところで、本実施の形態では、フォトマスク５１のマイクロレンズ３９のパターンに関して、ＣＡＤ等によるソースパターンデータを図６中のパターン５４’として作成し、その描画時にスケーリング率αで描画している。これに対し、フォトマスク５１のマイクロレンズ３９のパターンに関して、ＣＡＤ等によるソースパターンデータを図６中のパターン５４として作成し、その描画時にスケーリング率１００％で描画しても、理想的には同じフォトマスク５１を得ることができるはずである。しかし、ＣＡＤ等によるソースパターンデータの分解能には制約があるので、各マイクロレンズ３９のシフト量が理想的な位置からずれてしまい、ひいてはシェーディング低減効果が低くなってしまう。したがって、本実施の形態では、ＣＡＤ等によるソースパターンデータを図６中のパターン５４’として作成し、その描画時にスケーリング率αで描画している。
【００５２】
同様の理由で、カラーフィルタ３７に対応するレイヤの露光（例えば、カラーフィルタ３７となるカラーレジストの露光）に用いるフォトマスクや、遮光膜３５に対応するレイヤの露光（ここでは、遮光膜３５をパターニングするためのレジスト層の露光）に用いるフォトマスクについても、ＣＡＤ等によるソースパターンデータをフォトダイオード１５の中心位置を基準としたデータとして作成し、その描画時に１００％よりも小さい所定のスケーリング率で描画して作成することが好ましい。しかしながら、本実施の形態では、カラーフィルタ３７に対応するレイヤの露光に用いるフォトマスクや、遮光膜３５に対応するレイヤの露光に用いるフォトマスクについては、ＣＡＤ等によるソースパターンデータを予め縮小された状態で作成し、その描画時にスケーリング率１００％で描画して作成されているものとしている。したがって、本実施の形態では、図１乃至図３に示す固体撮像素子１の製造に使用するフォトマスクのうち、フォトマスク５１の矩形Ｋ４の内側の領域のパターン５４，５３Ａ〜５３Ｄのみがスケーリング率αで形成され、他のフォトマスクについてはいずれの領域のパターンもスケーリング率１００％で形成されている。
【００５３】
次に、本発明の一実施の形態によるデバイス製造方法として、本実施の形態によるフォトマスクセット（図４に示すフォトマスク４１及び図５に示すフォトマスク５１）を用いた、図１乃至図３に示す固体撮像素子１の製造方法について説明する。
【００５４】
まず、複数の固体撮像素子１を一括して製造するべく、シリコンウエハ１００を用意する。このシリコンウエハ１００は、最後にスクライブラインＳＣ”でダイシングしてチップ毎に分割することで、各固体撮像素子１の前記シリコン基板３１となる。図７は、このダイシング直前の状態のシリコンウエハ１００の一部を模式的に示す概略平面図である。図８は、図７の一部を拡大した拡大図である。
【００５５】
次に、シリコンウエハ１００上に、従来の固体撮像素子の製造方法と同様に、公知の半導体製造プロセスを利用して、層間絶縁膜３２における１層目アルミニウム配線層３３よりも下側部分までの構造を、複数の固体撮像素子１の分だけ一括して作製する。
【００５６】
次いで、この状態のシリコンウエハ１００上の全面に、アルミニウム層を形成し、更にその上にレジスト層（図示せず）を形成する。引き続いて、図４に示すフォトマスク４１を用いて図示しない露光装置（ステッパー）により、このレジスト層を露光した後、現像する。次いで、現像後のレジスト層をマスクとして前記アルミニウム層をエッチングして、前記アルミニウム層をパターニングし、そのレジスト層を除去する。これにより、１層目アルミニウム配線層３３と同時に、フォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄにそれぞれ従った第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”が、アルミニウム層によってスクライブラインＳＣ上に形成される。なお、フォトマスク４１のアライメントマークパターン４２Ａ〜４２Ｄに従ったアライメントマークも同時に形成されるが、その図示は省略する。なお、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”は、最終的に、外部に露出するかあるいは透明な膜に覆われた状態とされ、外部から観察し得るようにされる。
【００５７】
その後、ウエハ１００上に、平坦化層３８までの構造を、従来の固体撮像素子の製造方法と同様に、公知の半導体製造プロセスを利用して作製する。
【００５８】
次に、マイクロレンズ３９を熱リフロー法により形成する。すなわち、マイクロレンズ３９となるべきマイクロレンズ層を平坦化層３８上に形成する。引き続いて、図５に示すフォトマスク５１を用いて図示しない露光装置（ステッパー）により、このマイクロレンズ層を露光した後、現像する。これにより、マイクロレンズ３９の元になるパターニングされたマイクロレンズ層と同時に、フォトマスク５１の第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄにそれぞれ従った第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”が、マイクロレンズ層によってスクライブラインＳＣ上に形成される。なお、フォトマスク５１のアライメントマークパターン５２Ａ〜５２Ｄに従ったアライメントマーク５２Ａ’〜５２Ｄ’も同時に形成される。なお、第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”は、最終的に、外部に露出するかあるいは透明な膜に覆われた状態とされ、外部から観察し得るようにされる。引き続いて、熱処理によりマイクロレンズ層をリフローさせてマイクロレンズ３９とする。
【００５９】
この状態のシリコンウエハ１００を図７に模式的に示している。図７において、ＣＨ”は有効画素領域及び周辺領域からなるチップ領域、Ｏ”（０，０）は有効画素領域の中心を示している。図８は、図７中の第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”，４３Ｂ”及び第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ”，５３Ｂ”を、拡大して示している。図７及び図８において、４３Ａａ”，４３Ｂａ”，４３Ｃａ”，４３Ｄａ”は、図４中の長いライン４３Ａａ，４３Ｂａ，４３Ｃａ，４３Ｄａにそれぞれ従って形成された長いラインである。
【００６０】
次に、本実施の形態では、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”と、対応する第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”との位置関係から、第１のスケーリング率（本実施の形態では、スケーリング率１００％）に対する第２のスケーリング率（本実施の形態では、前記スケーリング率α）の比率、結局、本実施の形態では前記所定スケーリング率αを測定する。
【００６１】
具体的には、本実施の形態では、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”と第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”との間の位置関係から、第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”の第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”のライン４３Ａａ”からのＸ方向のシフト量を読み取り、そのシフト量に基づいてライン４３Ａａ”の既知のＸ座標から第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”のＸ座標を求め、それらのＸ座標の比率として、＋Ｘ側におけるＸ方向のスケーリング率αを算出する。例えば、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”の１目盛分が１μｍであり、ライン４３Ａａ”のＸ座標が＋１００００μｍである場合には、図８に示すように第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”の第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”のライン４３Ａａ”からのＸ方向のシフト量が−Ｘ方向に１目盛分であれば、そのシフト量は−１μｍであるため、第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”のＸ座標は＋９９９９μｍとなり、＋Ｘ側におけるＸ方向のスケーリング率αは、（９，９９９／１０，０００）×１００％＝９９．９９％と算出される。
【００６２】
同様に、第１のスケーリング測定用マーク４３Ｂ”と第２のスケーリング測定用マーク５３Ｂ”との間の位置関係から、＋Ｙ側におけるＹ方向のスケーリング率αを算出する。また、第１のスケーリング測定用マーク４３Ｃ”と第２のスケーリング測定用マーク５３Ｃ”との間の位置関係から、−Ｘ側におけるＸ方向のスケーリング率αを算出する。さらに、第１のスケーリング測定用マーク４３Ｄ”と第２のスケーリング測定用マーク５３Ｄ”との間の位置関係から、−Ｙ側におけるＹ方向のスケーリング率αを算出する。
【００６３】
その後、このようにして測定された４つのスケーリング率αが、予め設定した許容範囲内であるか否かを判定することによって、スケーリングを検査する。本実施の形態では、このスケーリングの検査によって、フォトマスク５１の良否及び製造される固体撮像素子１の良否を判定することができる。なお、フォトマスク５１の良否のみを判定する場合には、例えば、前述した固体撮像素子１の製造工程の一部（例えば、２層目アルミニウム配線層３３からカラーフィルタ３７までの構造）を省略し、スケーリング測定用試料として作製してもよい。
【００６４】
なお、前述したように４つのスケーリング率αを測定することが、厳密にスケーリング率αを測定するためには好ましい。しかしながら、本発明では、前述した４つのスケーリング率αのうちの任意の１つ、２つ又は３つを測定するだけでもよい。この場合、フォトマスク４１，５１において、測定に関与しない第１及び第２の測定用マークパターンは形成しておく必要はない。
【００６５】
前述したシフト量の読み取りやこれに基づくスケーリング率αの算出、算出されたスケーリング率αの判定は、人が行ってもよい。例えば、作業者が、前述したシフト量を光学顕微鏡で読み取り、更に、スケーリング率αの算出とその判定を行ってもよい。
【００６６】
その代わりに、図９に示す本発明の一実施の形態による測定装置を用いてもよい。この測定装置は、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”及び第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”を撮像する撮像部としてのＣＣＤカメラ等のカメラ６１と、処理部６２と、液晶パネル等の表示部６３とを備えている。処理部６２は、カメラ６１で撮像された画像に基づいて、公知の画像認識技術を利用して前述したマークを認識して、前述したシフト量を取得し、前述した各スケーリング率αを算出する。また、処理部６２は、各スケーリング率αが許容範囲内であるか否かを判定し、その判定結果を表示部６３に表示させる。なお、処理部６２は、算出した各スケーリング率αを表示部６３に表示させるだけとし、前述した判定は人に委ねるようにしてもよい。
【００６７】
本実施の形態では、以上のようにしてスケーリングの検査を行った後、シリコンウエハ１００をスクライブラインＳＣ”でダイシングしてチップ毎に分割することで、各固体撮像素子１を完成させる。
【００６８】
なお、前述したスケーリング率の測定及び前記判定は、必ずしも、固体撮像素子１を製造する度に行う必要はなく、適当な頻度で行ってもよいし、フォトマスク４１を作製した直後のみに行ってもよい。
【００６９】
本実施の形態によれば、前述したように、シリコンウエハ１００上に、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”及び第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”が形成され、それらからスケーリング率αを測定することができる。したがって、本実施の形態によれば、実際に製造した固体撮像素子１の断面をＦＩＢ解析装置等により解析することなく、極めて簡単にスケーリング率αを測定することができる。
【００７０】
［第２の実施の形態］
【００７１】
図１０は、本発明の第２の実施の形態によるフォトマスク７１を模式的に示す概略平面図であり、図５に対応している。図１１は、図１０に示すフォトマスク７１において、スケーリング率αで形成された矩形Ｋ４の内側の領域のパターン５４，５３Ａ〜５３Ｄにそれぞれ対応する、スケーリング率１００％で形成したと仮定した場合のパターン５４’，５３Ａ’〜５３Ｄ’を、破線で書き入れた図であり、図６に対応している。図１２は、図１０に示すフォトマスク７１を用いて作製したダイシング直前の状態のシリコンウエハ１００の一部を模式的に示す概略平面図であり、図７に対応している。図１３は、図１２の一部を拡大した拡大図であり、図８に対応している。図１０乃至図１３において、図５乃至図８中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００７２】
本実施の形態によるフォトマスク７１も、図５に示すフォトマスク５１と同じく、図１乃至図３に示す固体撮像素子１の製造時に用いられ、基板３１上のマイクロレンズ３９に対応するレイヤの露光に用いられる。フォトマスク７１がフォトマスク５１と異なる所は、図４中のフォトマスク４１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄに相当する第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄが、フォトマスク７１のスクライブライン対応領域ＳＣにおける外側領域Ｒ５に形成されている点のみである。なお、フォトマスク７１も、フォトマスク５１と同じく、スクライブライン対応領域ＳＣにおける外側領域Ｒ５のパターンはスケーリング率１００％で形成される一方、矩形Ｋ４の内側の領域のパターンは、１００％よりも小さい所定のスケーリング率αで形成されている。
【００７３】
本実施の形態によるフォトマスク７１を用いて図１乃至図３に示す固体撮像素子１を製造する場合、基板３１上の１層目アルミニウム配線層３３に対応するレイヤの露光に用いるフォトマスクとして、図４に示すフォトマスク４１に代えて、そのフォトマスク４１を第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄを形成しないように変形したフォトマスク（以下、「フォトマスク４１を変形したフォトマスク」と呼ぶ。）を用いる。
【００７４】
これにより、フォトマスク７１では、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄ及び第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄは、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄにそれぞれ従ってダイシング前の基板３１であるシリコンウエハ１００上に形成される第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”（後述する図１２及び図１３参照）と第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄにそれぞれ従ってシリコンウエハ１００上に形成される第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”（後述する図１２及び図１３参照）との間のそれぞれの位置関係によって、第１のスケーリング率（本実施の形態では、スケーリング率１００％）に対する第２のスケーリング率（本実施の形態では、前記スケーリング率α）の比率、結局、本実施の形態では前記所定スケーリング率αを測定し得るように、形成されている。
【００７５】
次に、本発明の他の実施の形態によるデバイス製造方法として、本実施の形態によるフォトマスク７１を用いた、図１乃至図３に示す固体撮像素子１の製造方法について説明する。
【００７６】
まず、複数の固体撮像素子１を一括して製造するべく、シリコンウエハ１００を用意する。このシリコンウエハ１００は、最後にスクライブラインＳＣ”でダイシングしてチップ毎に分割することで、各固体撮像素子１の前記シリコン基板３１となる。図１２は、このダイシング直前の状態のシリコンウエハ１００の一部を模式的に示す概略平面図である。図１３は、前述したように、図１２の一部を拡大した拡大図である。
【００７７】
次に、シリコンウエハ１００上に、従来の固体撮像素子の製造方法と同様に、公知の半導体製造プロセスを利用して、層間絶縁膜３２における１層目アルミニウム配線層３３よりも下側部分までの構造を、複数の固体撮像素子１の分だけ一括して作製する。
【００７８】
次いで、この状態のシリコンウエハ１００上の全面に、アルミニウム層を形成し、更にその上にレジスト層（図示せず）を形成する。引き続いて、フォトマスク４１を変形したフォトマスクを用いて図示しない露光装置（ステッパー）により、このレジスト層を露光した後、現像する。次いで、現像後のレジスト層をマスクとして前記アルミニウム層をエッチングして、前記アルミニウム層をパターニングし、そのレジスト層を除去する。これにより、１層目アルミニウム配線層３３が形成される。本実施の形態では、フォトマスク４１を変形したフォトマスクを用いるので、この時点では、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”は、形成されない。
【００７９】
その後、ウエハ１００上に、平坦化層３８までの構造を、従来の固体撮像素子の製造方法と同様に、公知の半導体製造プロセスを利用して作製する。
【００８０】
次に、マイクロレンズ３９を熱リフロー法により形成する。すなわち、マイクロレンズ３９となるべきマイクロレンズ層を平坦化層３８上に形成する。引き続いて、図１０に示すフォトマスク７１を用いて図示しない露光装置（ステッパー）により、このマイクロレンズ層を露光した後、現像する。これにより、マイクロレンズ３９の元になるパターニングされたマイクロレンズ層と同時に、フォトマスク７１の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄにそれぞれ従った第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”、及び、フォトマスク７１の第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄにそれぞれ従った第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”が、マイクロレンズ層によってスクライブラインＳＣ上に形成される。なお、フォトマスク５１のアライメントマークパターン５２Ａ〜５２Ｄに従ったアライメントマーク５２Ａ’〜５２Ｄ’も同時に形成される。なお、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄ及び第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”は、最終的に、外部に露出するかあるいは透明な膜に覆われた状態とされ、外部から観察し得るようにされる。引き続いて、熱処理によりマイクロレンズ層をリフローさせてマイクロレンズ３９とする。
【００８１】
この状態のシリコンウエハ１００を図１２に模式的に示している。なお、図１０に示すフォトマスク７１では、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”、及び、第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ”〜５３Ｄ”の両方が形成されているため、図１０からも理解できるように、それらの対応するもの同士の間が、それぞれスケーリング率αに応じて若干広がっている。したがって、図１２及び図１３に示すように、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”と、対応する第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ”〜５３Ｄ”との間が、それぞれスケーリング率αに応じて若干広がっている。しかしながら、スケーリング率αは通常１００％に近い値に設定されるので、その間隔はさほど広くない。よって、前述したシフト量の読み取りに支障を来すようなことはない。
【００８２】
次に、本実施の形態では、先に説明した実施の形態と同様に、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”と、対応する第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”との位置関係から、第１のスケーリング率（本実施の形態では、スケーリング率１００％）に対する第２のスケーリング率（本実施の形態では、前記スケーリング率α）の比率、結局、本実施の形態では前記所定スケーリング率αを測定する。
【００８３】
その後、このようにして測定されたスケーリング率αが、予め設定した許容範囲内であるか否かを判定することによって、スケーリングを検査する。本実施の形態では、このスケーリングの検査によって、フォトマスク７１の良否及び製造される固体撮像素子１の良否を判定することができる。なお、フォトマスク７１の良否のみを判定する場合には、例えば、前述した固体撮像素子１の製造工程の一部（例えば、２層目アルミニウム配線層３３からカラーフィルタ３７までの構造）を省略し、スケーリング測定用試料として作製してもよい。
【００８４】
前述したシフト量の読み取りやこれに基づくスケーリング率αの算出、算出されたスケーリング率αの判定は、人が行ってもよい。例えば、作業者が、前述したシフト量を光学顕微鏡で読み取り、更に、スケーリング率αの算出とその判定を行ってもよい。その代わりに、前述した図９に示す本発明の一実施の形態による測定装置を用いてもよい。
【００８５】
本実施の形態では、以上のようにしてスケーリングの検査を行った後、シリコンウエハ１００をスクライブラインＳＣ”でダイシングしてチップ毎に分割することで、各固体撮像素子１を完成させる。
【００８６】
なお、前述したスケーリング率の測定及び前記判定は、必ずしも、固体撮像素子１を製造する度に行う必要はなく、適当な頻度で行ってもよいし、フォトマスク４１を作製した直後のみに行ってもよい。
【００８７】
本実施の形態によれば、前述したように、シリコンウエハ１００上に、第１のスケーリング測定用マーク４３Ａ”〜４３Ｄ”及び第２のスケーリング測定用マーク５３Ａ”〜５３Ｄ”が形成され、それらからスケーリング率αを測定することができる。したがって、本実施の形態によれば、実際に製造した固体撮像素子１の断面をＦＩＢ解析装置等により解析することなく、極めて簡単にスケーリング率αを測定することができる。
【００８８】
また、本実施の形態によるフォトマスク７１の場合、実際に固体撮像素子１を製造しなくても、フォトマスク７１自体の第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄと第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄとの間の位置関係から、スケーリング率αを測定することも可能である。
【００８９】
以上、本発明の各実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９０】
例えば、前記第１の実施の形態において、フォトマスク４１とフォトマスク５１との間で、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄの配置と、第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄの配置とを逆にしてもよい。同様に、前記第２の実施の形態において、フォトマスク７１において、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄの配置と、第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄの配置とを逆にしてもよい。
【００９１】
また、前記各実施の形態において、第１のスケーリング測定用マークパターン４３Ａ〜４３Ｄ及び第２のスケーリング測定用マークパターン５３Ａ〜５３Ｄは、スクライブライン対応領域ＳＣに形成されていたが、例えば、周辺領域対応領域Ｒ２に形成してもよい。
【００９２】
さらに、前述した各実施の形態は、図１乃至図３に示す固体撮像素子１の製造時に用いられるフォトマスクのうち、マイクロレンズ３９に対応するレイヤの露光に用いられるフォトマスクに関して本発明を適用した例であった。しかしながら、本発明は、マイクロレンズ３９に対応するレイヤの露光に用いられるフォトマスク、カラーフィルタ３７に対応するレイヤの露光に用いるフォトマスク、及び、遮光膜３５に対応するレイヤの露光に用いるフォトマスクのうちの、任意の１つ以上に関して本発明を適用してもよい。
【００９３】
さらにまた、前述した各実施の形態は、チップ領域ＣＨ”を一括して露光し得るようにフォトマスクを構成した例であったが、本発明では、フォトマスクをいわゆる分割露光し得るように構成してもよい。
【００９４】
また、本発明は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の製造方法のみならず、ＣＣＤ型などの他の固体撮像素子やその他の半導体デバイス等のデバイスの製造方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明によるデバイス製造方法により製造されるデバイスとしての固体撮像素子の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１中の画素を示す回路図である。
【図３】図１に示す固体撮像素子の一部を模式的に示す概略断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態によるフォトマスクセットを構成する第１のフォトマスクを模式的に示す概略平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態によるフォトマスクセットを構成する第２のフォトマスクを模式的に示す概略平面図である。
【図６】図５に示すフォトマスクにおいて、スケーリング率１００％で形成したと仮定した場合の所定パターンを破線で書き入れた図である。
【図７】図１に示す固体撮像素子の製造過程における、ダイシング直前の状態のシリコンウエハの一部を模式的に示す概略平面図である。
【図８】図７の一部を拡大した拡大図である。
【図９】本発明の一実施の形態による測定装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態によるフォトマスクを模式的に示す概略平面図である。
【図１１】図１０に示すフォトマスクにおいて、スケーリング率１００％で形成したと仮定した場合の所定パターンを破線で書き入れた図である。
【図１２】図１０に示すフォトマスクを用いて作製した、ダイシング直前の状態のシリコンウエハ１００の一部を模式的に示す概略平面図である。
【図１３】図１２の一部を拡大した拡大図である。
【符号の説明】
【００９６】
４１，５１，７１  フォトマスク
４３Ａ〜４３Ｄ  第１のスケーリング測定用マークパターン
４３Ａ”〜４３Ｄ”  第１のスケーリング測定用マーク
５３Ａ〜５３Ｄ  第２のスケーリング測定用マークパターン
５３Ａ”〜５３Ｄ”  第２のスケーリング測定用マーク
Ｒ１  有効画素領域対応領域
Ｒ２  周辺領域対応領域
ＣＨ  チップ領域対応領域
ＣＨ”  チップ領域
ＳＣ  スクライブライン対応領域
ＳＣ”  スクライブライン
【図１】
2010060937.tif 000003
【図２】
2010060937.tif 000004
【図３】
2010060937.tif 000005
【図４】
2010060937.tif 000006
【図５】
2010060937.tif 000007
【図６】
2010060937.tif 000008
【図７】
2010060937.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010060937.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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