(57)【要約】【課題】製造時の白傷不良を減らし、かつ、スミアレベルの悪化を防ぐことができる固体撮像素子を容易に形成する。【解決手段】固体撮像素子（１）では、反射防止膜（５）は、半導体基板（２）上にて電極（４）を除く領域に、上面がフラットに形成されており、遮光膜（７）における開口部（１３）を成す端部全域は、反射防止膜（５）とオーバーラップしている。【選択図】図１
2014103269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光センサが形成された半導体基板と、当該半導体基板上に形成された電極と、前記受光センサ上に形成された反射防止膜と、当該反射防止膜上に開口部を有し前記半導体基板を覆う遮光膜と、を備える固体撮像素子において、
前記反射防止膜は、前記半導体基板上にて電極を除く領域に、上面がフラットに形成されており、
前記遮光膜における前記開口部を成す端部全域は、前記反射防止膜とオーバーラップしていることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記反射防止膜と前記遮光膜との間に、熱酸化又は減圧ＣＶＤ法にて形成された酸化膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記反射防止膜の端部は、前記電極の端部から少なくとも１５０ｎｍ以上離れて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記受光センサと前記反射防止膜との間に膜厚が１０ｎｍ〜３０ｎｍの下地膜を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
受光センサおよび電極が形成された半導体基板と、当該受光センサ上に形成された反射防止膜と、当該反射防止膜上に開口部を有し前記半導体基板を覆う遮光膜と、を備える固体撮像素子の製造方法において、
前記反射防止膜を、前記半導体基板上にて前記電極を除く領域に上面をフラットに形成する反射防止膜形成工程と、
前記遮光膜を前記反射防止膜上に形成する遮光膜形成工程と、
前記遮光膜における前記開口部を成す端部全域が、前記反射防止膜とオーバーラップするように前記開口部を形成する開口部形成工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素部受光部上に反射防止膜を設ける固体撮像素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子により構成された固体撮像素子は、量産性に優れているため、デジタルカメラまたは携帯電話器などの携帯型電子情報機器において広く利用されている。しかし、画像の高解像度化とカメラなどの光学システム系の小型化を図るため、固体撮像素子の画素数の増加・小型化が進むに伴い、感度の維持あるいは向上が課題となってきている。そこで、特許文献１および２では、シリコン基板と層間絶縁膜との間に反射防止膜を設けることにより、多重干渉効果を利用して入射光の損失を低減し集光率を上げ、感度の向上を図る構成を持つ技術について記載されている。
【０００３】
図６に反射防止膜を設けた従来の固体撮像素子の一例を示す。図６に示す固体撮像素子１０１は、シリコン基板１０２の表面に第１酸化膜１０３（ＳｉＯ２膜）が形成されている。ここで、酸化膜は絶縁膜として機能する。また、シリコン基板１０２上には、第１酸化膜１０３を介して、ゲート電極１０４が形成される。ゲート電極１０４は第２酸化膜１０６に被覆されている。第２酸化膜１０６上には、開口部１０９を有する遮光膜１０７が形成されている。また、遮光膜１０７の開口部１０９には、シリコン基板１０２表面での反射を軽減し、集光率を上げ感度を向上させるために、第１酸化膜１０３上に反射防止膜１０５（ＳｉＮ膜）が形成されている。通常、第１酸化膜１０３（ＳｉＯ２膜）に対し、反射防止膜１０５（ＳｉＮ膜）は屈折率が２程度高い。よって、シリコン基板１０２と第１酸化膜１０３との界面において反射した光は、第１酸化膜１０３と反射防止膜１０５とにおいて再反射する。これにより、固体撮像素子１０１は、多重干渉効果を利用して感度が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１４４６６号公報（１９８８年０１月２１日公開）
【特許文献２】特開平１１−１５４７４１号公報（１９９９年０６月０８日公開）
【特許文献３】特開２００６−４１０２６号公報（２００６年０２月０９日公開）
【特許文献４】特開２０１１−３７０７号公報（２０１１年０１月０６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図６に示すような従来技術は、以下のような問題がある。これについて図７の（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図７の（ａ）〜（ｄ）は、固体撮像素子１０１製造過程例を説明する図である。
【０００６】
まず、反射防止膜１０５の形成について、図７の（ａ）および図７の（ｂ）を用いて説明する。反射防止膜１０５としてのＳｉＮ膜は一般的に減圧ＣＶＤ法により成膜されるため、水素阻止の性質を有する。そのため反射防止膜１０５に覆われている箇所は、水素シンタ工程をおこなっても、シンタリング効果を得ることができない。このため、図７の（ａ）に示すように、反射防止膜１０５の必要な箇所にフォトレジスト１０８を形成し、図７の（ｂ）に示すように、フォトレジスト１０８をもとに、ゲート電極１０４上の反射防止膜１０５を含む反射防止膜１０５をエッチングにより除去する。
【０００７】
次に、遮光膜１０７の形成について、図７の（ｃ）および図７の（ｄ）を用いて説明する。図７の（ｃ）に示すように、フォトレジスト１０８を取り除いたシリコン基板１０２上に、第２酸化膜１０６および遮光膜１０７を形成する。また、反射防止膜１０５の上部に遮光膜１０７の開口部を形成するために、フォトレジスト１０８ａを形成する。次に、図７の（ｄ）に示すように、フォトレジスト１０８ａをもとに、第２酸化膜１０６および遮光膜１０７をエッチングにより除去し、遮光膜１０７の開口部を形成する。
【０００８】
遮光膜１０７に対して第２酸化膜１０６の選択比が小さいため、遮光膜１０７の開口部形成時のドライエッチング工程が、反射防止膜１０５に覆われていない箇所（反射防止膜１０５と遮光膜１０７とのスペース部）にプラズマダメージを与え、白傷不良を引き起こすという問題がある。
【０００９】
また、シリコン基板１０２上に形成されている第１酸化膜１０３とシリコン基板１０２を構成するシリコンとは屈折率が異なる。上記屈折率の差により、シリコン基板１０２表面において、遮光膜１０７の開口部から固体撮像素子１０１に入射した入射光の一部が上方へ反射するために、センサまで到達する光が低減し、感度の低下を招く。そこで、感度の低下を防ぐために、反射防止膜１０５を形成する。しかし、反射防止膜１０５を形成することにより、副作用として、スミアレベルが悪化する問題がある。
【００１０】
そこで、特許文献３には、上記スミアレベルの悪化を防ぐために反射防止膜をシリコン基板とは逆方向に凸状に形成し、反射防止膜の周辺部が遮光膜の開口部端部とオーバーラップした従来の固体撮像素子が記載されている。この従来の固体撮像素子の構成を図８に示す。図８に示す固体撮像素子２０１では、フォトレジストのマスクパターンを熱フローで凸状に加工してからエッチングを行って、反射防止膜２０５の凸形状を形成するので、製造工程が増えてしまうという問題がある。
【００１１】
また、特許文献４では、プラズマダメージによる白傷不良を軽減させるために、反射防止膜をプラズマＣＶＤ法で形成する技術が記載されている。しかしながら、電極上にも反射防止膜が設けられており、スミアレベルが低下するという問題は解決されていない。
【００１２】
つまり、従来においては、白傷不良を減らし、かつ、スミアレベルの悪化を防ぐことができる固体撮像素子を、容易に形成することはできなかった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、白傷不良が少なく、かつ、スミアレベルの悪化を防ぐことができる固体撮像素子を、容易に形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る固体撮像素子は、受光センサおよび電極が形成された半導体基板と、当該受光センサ上に形成された反射防止膜と、当該半導体基板上に形成された電極と、前記反射防止膜上に開口部を有し前記半導体基板を覆う遮光膜と、を備える固体撮像素子において、前記反射防止膜は、前記半導体基板上にて前記電極を除く領域に、上面がフラットに形成されており、前記遮光膜における前記開口部を成す端部全域は、前記反射防止膜とオーバーラップしている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様に係る固体撮像素子の上記構成によると、遮光膜における開口部を成す端部全域は、反射防止膜とオーバーラップして形成されている。オーバーラップして形成されているということは、固体撮像素子の製造時、遮光膜の開口部を加工して形成する際に、開口部の加工が反射防止膜で阻止され、その下の受光センサに影響を与えていないということである。つまり、上記構成の固体撮像素子は、製造時の白傷が低減されており高品質である。また、遮光膜の下に形成される反射防止膜が、その上面がフラットに形成されていることで、反射防止膜の凸状部分を形成する従来の固体撮像素子に比べて反射防止膜の凸状部分を形成する工程および材料を減らすことができる。このように、固体撮像素子は容易に形成できる。
【００１６】
以上のように、本発明の一態様に係る固体撮像素子の上記構成によると、容易に形成でき、白傷不良が少なく、かつ、スミアレベルの悪化を防ぐことができる固体撮像素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の製造工程例を説明する断面概略図である。
【図３】ゲート電極の端部から反射防止膜の端部までの距離とスミアレベルとの関係を示すグラフである。
【図４】反射防止膜除去部の酸化膜厚と数値化した白傷不良との関係、および反射防止膜除去部の酸化膜厚とスミアレベルとの関係を示すグラフである。
【図５】反射防止膜と遮光膜との重なり量と、数値化した白傷不良との関係を示すグラフである。
【図６】従来技術の固体撮像素子の構成を示す断面図である。
【図７】従来技術の固体撮像素子の製造工程例を説明する断面概略図である。
【図８】従来技術の固体撮像素子の別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
【００１９】
＜固体撮像素子１の構成＞
まず、本実施形態の固体撮像素子１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、固体撮像素子１の構成を示す図である。図１に示すように、固体撮像素子１は、半導体基板２、ゲート電極４、第１酸化膜３、反射防止膜５、第２酸化膜６、遮光膜７を備えている。
【００２０】
半導体基板２は、ｐ領域１１およびｎ領域９から構成されるセンサ（受光センサ）１２、および垂直転送部であるｎ領域１０を備えている。半導体基板２としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板が用いられる。
【００２１】
ゲート電極４は、半導体基板２における、垂直転送部であるｎ領域１０の各々の略真上に形成されている。
【００２２】
第１酸化膜３は、半導体基板２の表面を保護するために設けられた保護膜である。第１酸化膜３としては、例えばＳｉＯ２膜を用いることができる。なお、本実施形態では、上記保護膜を酸化膜（第１酸化膜３）とするが、絶縁膜であれば他の膜でもよい。
【００２３】
ここで、反射防止膜を除去する領域である反射防止膜除去部（反射防止膜５とゲート電極４との間）において、反射防止膜除去後の第１酸化膜３の膜厚が１０ｎｍ〜３０ｎｍであると、後述のように、固体撮像素子１の製造時、反射防止膜を加工して形成する影響からセンサ１２（が設けられた半導体基板２）を好適に保護することができる。つまり、反射防止膜５を加工して形成する工程での白傷不良を防ぐことができる。かつ、後述のように、スミアレベルの悪化を防止することができる。
【００２４】
なお、上記反射防止膜除去部の第１酸化膜３の膜厚は、反射防止膜除去後に１０ｎｍ〜３０ｎｍとなっていればよく、第１酸化膜３形成時の膜厚は限定されない。
【００２５】
反射防止膜５は、センサ１２上に第１酸化膜３を介して形成されている。反射防止膜５としては、例えば、ＳｉＮ膜を用いることができる。反射防止膜５は、半導体基板２上にてゲート電極４を除く領域に、上面がフラットに形成されている。反射防止膜５が、その上面がフラットに形成されていることで、図８に示す反射防止膜の凸状部分を形成する従来の固体撮像素子に比べて、反射防止膜の凸状部分を形成する工程および材料を減らすことができる。このように、固体撮像素子１は容易に形成できる。
【００２６】
ここで、反射防止膜５の端部が、ゲート電極４の端部から少なくとも１５０ｎｍ以上離れて形成されていると、スミアレベルの悪化を好適に防ぐことができる。
【００２７】
第２酸化膜６および遮光膜７は、反射防止膜５上に開口部１３を有し、半導体基板２を第２酸化膜６、遮光膜７の順で覆うように形成されている。ゲート電極４は、第２酸化膜６および遮光膜７で覆われている。第２酸化膜６としては、例えばＳｉＯ２膜を用いることができる。遮光膜７としては、例えば、金属膜を用いることができる。
【００２８】
ここで、第２酸化膜６は、熱酸化又は減圧ＣＶＤ法にて形成されていてもよい。これらの場合、後述のように、固体撮像素子１の製造時、第２酸化膜６上の遮光膜７を加工して形成する工程において、加工の影響が反射防止膜に及ぶことを防ぐことができる。また、第２酸化膜６を備えることで、固体撮像素子１の製造における後の工程で、反射防止膜５上部に酸化膜が形成されても膜質が同じであるため、光が多重反射されるのを防ぐことができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、遮光膜７の下に設ける第２酸化膜６を酸化膜とするが、絶縁膜であれば他の膜でもよい。
【００３０】
固体撮像素子１では、遮光膜７における開口部１３の下に反射防止膜５が一部入り込む状態で形成されている。遮光膜７の開口部１３は、反射防止膜５と同じ大きさ（開口部１３と反射防止膜５との重なり部分が０ｎｍ）、もしくは反射防止膜５より小さい形状である（開口部１３と反射防止膜５との重なり部分が０ｎｍよりも大きい）。つまり、本実施形態の固体撮像素子１では、遮光膜７の開口部１３を成す端部全域は、反射防止膜とオーバーラップして形成されている。
【００３１】
このように固体撮像素子１は、遮光膜７における開口部１３を成す端部全域が、反射防止膜とオーバーラップして形成されている。これは、固体撮像素子１の製造時、遮光膜７の開口部１３を加工して形成する際に、開口部１３の加工が反射防止膜５で阻止され、その下のセンサ１２に影響を与えていないということである。つまり、固体撮像素子１は、製造時の白傷が低減されており高品質である。
【００３２】
また、遮光膜７の下に形成される反射防止膜５が、その上面がフラットに形成されていることで、図８に示すような反射防止膜の凸状部分を形成する従来の固体撮像素子に比べて、反射防止膜の凸状部分を形成する製造工程および材料を減らすことができる。このように、固体撮像素子１は容易に形成できる。
【００３３】
以上のように、固体撮像素子１は、容易に形成でき、白傷不良が少なく、かつ、スミアレベルの悪化を防ぐことができる。
【００３４】
＜固体撮像素子１の製造方法＞
次に、固体撮像素子１の製造方法について、図２の（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００３５】
固体撮像素子１の製造方法において、第１酸化膜３を形成するまでは、従来技術において説明した固体撮像素子１０１の製造方法と同様である。すなわち、まず、図２の（ａ）に示すように、半導体基板２の中に、ｐ領域１１とｎ領域９とから構成されるセンサ１２、および垂直転送部であるｎ領域１０を形成する。次に、半導体基板２の表面に、絶縁膜として第１酸化膜３を形成する。また、ｎ領域１０の各々の略真上に、ゲート電極４を形成する。
【００３６】
次に、固体撮像素子１において、感度向上を目的として反射防止膜５を形成する。具体的には図２の（ａ）に示すように、第１酸化膜３とゲート電極４、各々の上に反射防止膜５を形成する。最終的に反射防止膜５はセンサ１２上にのみ形成される。最終的に形成される反射防止膜５以外の反射防止膜５は、後の工程でエッチングにより除去される。また、反射防止膜５は、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法を用いて形成してもよい。
【００３７】
また、図２の（ａ）に示す様に、センサ１２上に反射防止膜５が残るようにフォトリソグラフィー技術でフォトレジスト８を形成する。このとき、従来技術では、反射防止膜５は、センサ１２のほぼ中央に遮光膜７の開口部１３より小さい形状で形成されていた。しかし、本実施形態では、遮光膜７の開口部１３と同じ大きさか、もしくはそれより大きい形状で反射防止膜５を形成する。
【００３８】
ここで、反射防止膜５の端部がゲート電極４より１５０ｎｍ以上離れるよう、フォトレジスト８を形成することが好ましい。図３を参照して詳しく説明する。
【００３９】
図３は、ゲート電極の端部から反射防止膜５の端部までの距離とスミアレベルの関係を示すグラフである。横軸はゲート電極の端部から反射防止膜５の端部までの距離（ｎｍ）を示す。縦軸は「上記距離が２７０ｎｍのときのスミアレベル」を１としたときの、「上記距離が２７０ｎｍのときのスミアレベル」と「上記各距離におけるスミアレベル」との相対値を示す。縦軸の値が小さくなるほど、スミアレベルが悪化する。
【００４０】
図３において、上記距離が２７０ｎｍのとき縦軸の値は１を示し、上記距離が２００ｎｍより短くなると、縦軸の値が小さくなり始め、スミアレベルが悪化し始める。さらに上記距離が１５０ｎｍ付近になると、縦軸の値が急激に小さくなり、スミアレベルが急激に悪化する。以上により、スミアレベルの悪化を防ぐために、ゲート電極４の端部から反射防止膜５の端部までの距離を１５０ｎｍ以上離すことが好ましい。
【００４１】
このとき、従来の固体撮像素子の構成例うちの１つでは、スミアレベルの悪化を防ぐために、反射防止膜５を凸形状にしていた（図８参照）。しかし、本実施形態に係る固体撮像素子１は、上記構成、すなわちゲート電極４の端部から反射防止膜５の端部までの距離を１５０ｎｍ以上離し、スミアレベルの悪化を防ぐため、反射防止膜５は遮光膜７との重なり部も含めフラットなままでよい。よって、反射防止膜を凸形状にする必要がなくなり、凸形状のフォトレジストを形成するための熱フローの工程が不要になり、工程が短縮される。
【００４２】
次に、図２の（ｂ）に示す様に、フォトレジスト８にもとづき、反射防止膜５をエッチングする。エッチングは、異方性エッチング、あるいは、異方性エッチングと薬液等による等方性エッチングを組み合わせて行う。
【００４３】
このとき、反射防止膜５のエッチングによる白傷不良の抑制、および、スミアレベルの悪化を防止する為に、反射防止膜のエッチング後（つまり、除去後）の反射防止膜５とゲート電極４との間に位置する第１酸化膜３の厚さが、１０ｎｍ〜３０ｎｍとなることが好ましい。このことについて、図４を参照して詳しく説明する。
【００４４】
図４は、反射防止膜を除去する領域である反射防止膜除去部の反射防止膜除去後の酸化膜厚と白傷不良・スミアレベルの関係を示すグラフである。横軸は反射防止膜除去部の反射防止膜除去後の酸化膜の厚さ、すなわち反射防止膜５とゲート電極４との間の第１酸化膜３の厚さ（ｎｍ）を示す。右側の縦軸は、白抜きの四角の折れ線グラフの縦軸であり、「上記厚さが１５ｎｍのときのスミアレベル」を１としたときの、「上記厚さが１５ｎｍのときのスミアレベル」と「上記各厚さにおけるスミアレベル」との相対値を示す。左側の縦軸は、黒く塗りつぶしたひし形の折れ線グラフの縦軸であり、「上記厚さが１５ｎｍのときの白傷不良の発生数」を１としたときの、「上記厚さが１５ｎｍのときの白傷不良の発生数」と「上記各厚さにおける白傷不良の発生数」との相対値を示す。
【００４５】
右縦軸においては、値が小さくなるほどスミアレベルが悪化する。図４の白抜きの四角の折れ線グラフにおいて、上記厚さが１５ｎｍのとき上記相対値は１を示し、上記厚さが３０ｎｍを超えると、上記縦軸の値が急激に小さくなり、スミアレベルが悪化する。よって、スミアレベルの悪化を防ぐためには、反射防止膜除去後の反射防止膜５とゲート電極４との間の第１酸化膜の厚さは、３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４６】
また、左縦軸においては、値が大きくなるほど、白傷不良の発生数の相対値が高くなる。すなわち白傷不良の発生数が増加する。図４の黒く塗りつぶしたひし形の折れ線グラフにおいて、上記厚さが１５ｎｍのとき上記相対値は１を示し、上記厚さが１０ｎｍを下回ると、上記縦軸の値が急激に大きくなり、白傷不良の発生数が増加する。よって、白傷不良の増加を防ぐためには、反射防止膜５とゲート電極４との間の第１酸化膜の厚さは、１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００４７】
以上により、反射防止膜５のエッチングによる白傷不良およびスミアレベルの悪化を防ぐためには、反射防止膜除去部の反射防止膜除去後の第１酸化膜の厚さを１０ｎｍ〜３０ｎｍとすることが好ましい。なお、上記反射防止膜除去部の第１酸化膜３の膜厚は、反射防止膜除去後に１０ｎｍ〜３０ｎｍとなっていればよく、第１酸化膜３形成時の膜厚は限定されない。
【００４８】
次に、図２の（ｃ）に示すように、フォトレジスト８を除去した後、ゲート電極４を含む半導体基板２全体に第２酸化膜６を形成し、その上に遮光膜７を形成する。遮光膜７はＡｌ膜やＷ膜などの金属膜をスパッタ法やＣＶＤ法で形成することができる。第２酸化膜は、ゲート電極４と遮光膜７を絶縁する。また、第２酸化膜６は、熱酸化膜またはＣＶＤ膜で形成することが好ましい。第２酸化膜６を、上記の膜で形成することで、後の工程で遮光膜７をドライエッチングする工程において、反射防止膜５がエッチングされず、反射防止膜５の厚さを保つことができる。また、第２酸化膜６を、上記の膜で形成することにより、本実施形態に係る固体撮像素子１製造後、固体撮像素子１上部に酸化膜が形成されても、膜質が同じであるため、光が多重反射されるのを防ぐことができる。また、遮光膜７に開口部１３を形成するために、フォトレジスト８ａを形成する。
【００４９】
次に、図２の（ｄ）に示すように、フォトレジスト８ａにもとづき、ドライエッチングによって、反射防止膜５上における、第２酸化膜６および遮光膜７を取り除く。上記ドライエッチングは、反応ガスをプラズマ励起することによっておこる、化学的および物理的な効果を利用して行われる。
【００５０】
このとき、従来の固体撮像素子の構成例では、遮光膜７の開口部１３の大きさより、反射防止膜５大きさが小さく形成されていた。よって、遮光膜７の開口部１３の形成時のドライエッチング工程が、反射防止膜５に覆われていない箇所（反射防止膜５と遮光膜７のスペース部）の固体撮像素子にプラズマダメージを与え、白傷不良を引き起こす原因となっていた（図７の（ｄ）参照）。
【００５１】
それに対し、本実施形態に係る固体撮像素子１では、遮光膜７の開口部１３は、上記反射防止膜５の端部において反射防止膜５の端部を覆うように、半導体基板２とは逆方向へ凸形状を有す。つまり、反射防止膜５の端部において遮光膜７の端部は、反射防止膜５に乗り上げるような形状を有する。
【００５２】
さらに、遮光膜７の開口部１３は、反射防止膜５と同じ大きさ、もしくは反射防止膜５より小さい形状を有することが好ましい。具体的には、反射防止膜５の端部において遮光膜７は、反射防止膜５に乗り上げるような形状を有する箇所において、反射防止膜５と遮光膜７とのオーバーラップ（重なり）部分が０ｎｍ以上であることが好ましい。上記構成により、遮光膜７をドライエッチングするときに生じる可能性がある白傷不良を低減することができる。図５を参照して具体的に説明する。
【００５３】
図５は反射防止膜５と遮光膜７の重なり量（オーバーラップ量）と白傷不良の関係を示すグラフである。横軸は反射防止膜５と遮光膜７の重なり量（ｎｍ）を、縦軸は「上記重なり量が０ｎｍとしたときの白傷不良の発生数」を１としたときの、「上記重なり量が０ｎｍとしたときの白傷不良の発生数」と「上記各重なり量における白傷不良の発生数」との相対値を示す。また、横軸の重なり量のマイナス値は、反射防止膜５と遮光膜７が離れた距離を示す。縦軸の値が大きくなるほど、白傷不良の発生数は増加する。
【００５４】
図５に示すように、上記重なり量が０ｎｍのとき縦軸は１を示し、上記重なり量が０ｎｍ以下（反射防止膜５と遮光膜７とが離れる）になると急激に白傷不良の発生数が増加する。
【００５５】
ここで、白傷不良の発生数に関して、反射防止膜５と遮光膜７とが重なる（オーバーラップする）ことによって、下記の２点が効果考えられる。（１）遮光膜７をドライエッチングするときに生じる可能性があるプラズマダメージによる白傷不良を軽減できる。（２）反射防止膜５と遮光膜７とが重なることにより、水素シンタ工程によるシンタリング効果が軽減され、シンタリング効果によって抑制できる白傷不良が減り、白傷不良が増加する。
【００５６】
しかし、図５は（１）および（２）の効果を合わせた値を示しており、図５より、反射防止膜５と遮光膜７とが重なることによって、（１）の効果の方が大きく、白傷不良を軽減することができることが分かる。よって、遮光膜７をドライエッチングするときに生じる白傷不良を低減するために、反射防止膜５と遮光膜７の重なり量を０ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００５７】
〔まとめ〕
本発明の一態様に係る固体撮像素子は、受光センサおよび電極が形成された半導体基板と、当該受光センサ上に形成された反射防止膜と、当該半導体基板上に形成された電極と、前記反射防止膜上に開口部を有し前記半導体基板を覆う遮光膜と、を備える固体撮像素子において、前記反射防止膜は、前記半導体基板上にて前記電極を除く領域に、上面がフラットに形成されており、前記遮光膜における前記開口部を成す端部全域は、前記反射防止膜とオーバーラップしている。
【００５８】
本発明の一態様に係る固体撮像素子の上記構成によると、遮光膜における開口部を成す端部全域は、反射防止膜とオーバーラップして形成されている。オーバーラップして形成されているということは、固体撮像素子の製造時、遮光膜の開口部を加工して形成する際に、開口部の加工が反射防止膜で阻止され、その下の受光センサに影響を与えていないということである。つまり、上記構成の固体撮像素子は、製造時の白傷が低減されており高品質である。また、遮光膜の下に形成される反射防止膜が、その上面がフラットに形成されていることで、反射防止膜の凸状部分を形成する従来の固体撮像素子に比べて反射防止膜の凸状部分を形成する工程および材料を減らすことができる。このように、固体撮像素子は容易に形成できる。
【００５９】
以上のように、本発明の一態様に係る固体撮像素子の上記構成によると、容易に形成でき、白傷不良が少なく、かつ、スミアレベルの悪化を防ぐことができる固体撮像素子を提供できる。
【００６０】
また、本発明の一態様に係る固体撮像素子は、前記反射防止膜と前記遮光膜との間に、熱酸化又は減圧ＣＶＤ法にて形成された酸化膜を備えてもよい。
【００６１】
上記構成によると、反射防止膜と前記遮光膜との間に、熱酸化又は減圧ＣＶＤ法にて形成された酸化膜を備えることで、遮光膜を加工して形成する工程において、加工の影響が反射防止膜に及ぶことを防ぐことができる。また、上記酸化膜を備えることで、固体撮像素子の製造における後の工程で、反射防止膜上部に酸化膜が形成されても膜質が同じであるため、光が多重反射されるのを防ぐことができる。
【００６２】
また、本発明の一態様に係る固体撮像素子は、前記反射防止膜の端部は、前記電極の端部から少なくとも１５０ｎｍ以上離れて形成されていてもよい。
【００６３】
上記構成により、反射防止膜の端部を、電極の端部から少なくとも１５０ｎｍ以上離すことで、スミアレベルの悪化を好適に防ぐことができる。
【００６４】
また、本発明の一態様に係る固体撮像素子は、前記受光センサと前記反射防止膜との間に膜厚が１０ｎｍ〜３０ｎｍの下地膜を備えてもよい。
【００６５】
上記構成によると、固体撮像素子は、受光センサと反射防止膜との間に膜厚が１０ｎｍ〜３０ｎｍの下地膜を備えた状態となっている。つまり、固体撮像素子を製造する過程において反射防止膜を除去する領域である受光センサと反射防止膜との間が、反射防止膜除去後に上記範囲になったということである。反射防止膜除去後に上記範囲内であると、反射防止膜を加工して形成する際の加工の影響から受光センサ（が設けられた半導体基板）を好適に保護し、反射防止膜を加工して形成する工程での白傷不良を抑制することができ、かつ、スミアレベルの悪化を防止することができる。
【００６６】
また、本発明の一態様に係る固体撮像素子の製造方法は、受光センサおよび電極が形成された半導体基板と、当該受光センサ上に形成された反射防止膜と、当該反射防止膜上に開口部を有し前記半導体基板を覆う遮光膜と、を備える固体撮像素子の製造方法において、前記反射防止膜を、前記半導体基板上にて前記電極を除く領域に上面をフラットに形成する反射防止膜形成工程と、前記遮光膜を前記反射防止膜上に形成する遮光膜形成工程と、前記遮光膜における前記開口部を成す端部全域が、前記反射防止膜とオーバーラップするように前記開口部を形成する開口部形成工程と、を含む。
【００６７】
上記方法によると、遮光膜の下に形成される反射防止膜を、その上面がフラットに形成することで、固体撮像素子に比べて反射防止膜の凸状部分を形成する従来の固体撮像素子に比べて、反射防止膜の凸状部分を形成する工程および材料を減らすことができる。よって、固体撮像素子は容易に形成することができる。また、遮光膜における開口部を成す端部全域が、反射防止膜とオーバーラップするように開口部を形成することで、開口部の加工が反射防止膜で阻止され、その下の受光センサに影響を与えない。つまり、製造時の白傷が低減することができる。
【００６８】
以上のように、上記方法によると、白傷不良が少なく、かつ、スミアレベルの悪化を防ぐことができる良質の固体撮像素子を、容易に形成できる。
【００６９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、電荷転送路および受光部を備えた固体撮像素子において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  固体撮像素子
２  半導体基板
３  第１酸化膜（下地膜）
４  ゲート電極（電極）
５  反射防止膜
６  第２酸化膜（酸化膜）
７  遮光膜
８  フォトレジスト
８ａ  フォトレジスト
９  ｎ領域
１０  ｎ領域
１１  ｐ領域
１２  センサ
１３  開口部
【図１】
2014103269.tif 000003
【図２】
2014103269.tif 000004
【図３】
2014103269.tif 000005
【図４】
2014103269.tif 000006
【図５】
2014103269.tif 000007
【図６】
2014103269.tif 000008
【図７】
2014103269.tif 000009
【図８】
2014103269.tif 000010