(57)【要約】【課題】  露光装置よりもデバイス領域が大きい素子の製造に際し、つなぎ目の寸法誤差を低減し、高精度で信頼性の高いパターン形成を実現することのできる固体撮像素子を提供する。【解決手段】  光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記光電変換部または電荷転送部に接続される配線部とを具備した固体撮像素子を製造する方法であって、前記光電変換部、電荷転送部または配線部を構成する同一層のパターン形成のための露光工程が、第１の領域を露光する第１の露光工程と、前記第１の領域との間に重なり領域を有する第２の領域を露光する第２の露光工程とを含み、前記重なり領域は、前記第１および第２の露光工程の両方で用いられるマスクデータの合成像を構成するように構成されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ表面にマスクを介して露光を行い所望のパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記パターンの形成のための露光工程が、
第１の領域を露光する第１の露光工程と、
前記第１の領域との間に、重なり領域を有する第２の領域を露光する第２の露光工程とを含み、
前記重なり領域は、前記第１および第２の露光工程の両方で用いられるマスクデータの合成像を構成することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記光電変換部または電荷転送部に接続される配線部とを具備した固体撮像素子を製造する方法であって、
前記光電変換部、電荷転送部または配線部を構成するパターンの形成のための露光工程が、
第１の領域を露光する第１の露光工程と、
前記第１の領域との間に、重なり領域を有する第２の領域を露光する第２の露光工程とを含み、
前記重なり領域は、前記第１および第２の露光工程の両方で用いられるマスクデータの合成像を構成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記マスクデータは、前記重なり領域の中心線からの距離に応じてデータ保有率が変化するように構成されることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記データ保有率は連続的に変化するようにしたことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記データ保有率は前記中心線を中心にして等距離の線上では互いに逆数となるようにしたことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１および第２の領域の境界線は、前記電荷転送部内にある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、パターン形成方法およびこれを用いた固体撮像素子の製造方法にかかり、特に露光装置の露光エリアよりも大きい領域を露光する場合に、複数のレチクルを用いて分割露光をする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エリアセンサ等に用いられるＣＣＤを用いた固体撮像素子は、フォトダイオードなどからなる光電変換部と、この光電変換部からの信号電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部と、これらに接続される配線部とを有する。電荷転送電極は、半導体基板に形成された電荷転送路上に複数個隣接して配置され、順次駆動される。
【０００３】
近年、ＣＣＤの高画素化に伴い、固体撮像素子においては、高解像度化、高感度化への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいる。
このような状況の中で高感度を確保するためには、受光エリアを縮小するのは困難であり、結果として、電荷転送電極の占有面積の縮小化を余儀なくされている。
【０００４】
このような状況の中で、製造技術の進歩に伴い、大面積基板上に大面積の素子を形成するための開発も進められており、露光装置の露光可能な範囲よりも大きなデバイスサイズをもつ固体撮像素子も提案されている。
【０００５】
このように大きな固体撮像素子を形成する場合、図５に示すように、複数のレチクルを用いて全体の露光領域を分割し、各分割領域を順次露光してそれらをつなぎ合わせることにより全体のパターンを得るという方法がとられている。
【０００６】
しかしながらこのようなつなぎ合わせ露光ではそのつなぎ目において露光装置の合わせ誤差による合わせずれが生じ、また、複数のレチクルを別々に露光することに起因して、各露光間で線幅差が生じるため、一括露光範囲におさまる半導体装置に対して製造誤差が大きくなるという問題がある。
【０００７】
従って、一括露光範囲を超える大きさの半導体装置に露光する場合に、全体のパターンを単純に分割して別々のレチクルに納め、それらをつなぎ合わせて露光しようとすると、半導体装置の目標特性を達成できなくなることがあった。
【０００８】
そこで、あらかじめ複数の領域に分割し、画像特性に影響の大きい領域である撮像部のみを、一括露光するようにした方法が提案されている（特許文献１）
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２４９６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、微細化高集積化に伴い、機能によって分け、画像特性の大きい領域である撮像部でさえも、分割露光をしなければならない状況が生じてきている。撮像部内で分割露光をした場合、分割露光のつなぎ目の部位において、レジストパターンの寸法誤差などでマイクロレンズ、フォトダイオードの開口サイズ、転送路のサイズなどが差となり、デバイス特性のつなぎ目の部分での感度差、転送効率差を発生することがあった。
【００１１】
特に、マイクロレンズなどの光学系を搭載するため、光電変換部との距離すなわち基板表面から最上層までの高さ、そしてできる限り最上層に近い位置に形成される遮光層を兼ねた金属層は、凹凸のある表面に形成しなければならないことが多い。このため、特に、凹凸のある表面で分割露光のつなぎ目があったような場合には、感度差や転送効率差を引き起こすことがあった。また、下層側では表面の平坦化をはかるために、レイアウト上の制約を受けることもある。
【００１２】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、露光装置よりもデバイス領域が大きい固体撮像素子の製造に際し、つなぎ目の寸法誤差を低減し、高精度で信頼性の高いパターン形成を実現することのできる固体撮像素子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】
【００１３】
そこで本発明は、ウェハ表面にマスクを介して露光を行い所望のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記パターンの形成のための露光工程が、第１の領域を露光する第１の露光工程と、前記第１の領域との間に、重なり領域を有する第２の領域を露光する第２の露光工程とを含み、前記重なり領域は、前記第１および第２の露光工程の両方で用いられるマスクデータの合成像を構成することを特徴とする。
この方法によれば、分割露光部のつなぎ目部分を単純なつなぎにするのではなく、つなぎデータ同士をオーバラップさせ、かつつなぎ部分を合成データで構成するようにしているため、つなぎ部分での感度差、転送効率差をめだたないようにすることができる。
【００１４】
また本発明は、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記光電変換部または電荷転送部に接続される配線部とを具備した固体撮像素子を製造する方法であって、前記光電変換部、電荷転送部または配線部を構成するパターンの形成のための露光工程が、第１の領域を露光する第１の露光工程と、前記第１の領域との間に重なり領域を有する第２の領域を露光する第２の露光工程とを含み、前記重なり領域は、前記第１および第２の露光工程の両方で用いられるマスクデータの合成像を構成することを特徴とする。
この方法によれば、特に光電変換部のフォトダイオードの形成、フォトダイオードの受光部形成のための遮光層や絶縁層における開口部の形成、カラーフィルタ層の形成、マイクロレンズ層の形成などにおいては繰り返しパターンであるため、特に有効であり、本発明によれば、分割露光部のつなぎ目部分を単純なつなぎにするのではなく、つなぎデータ同士をオーバラップさせ、かつつなぎ部分を合成データで構成するようにしているため、つなぎ部分での感度差、転送効率差をめだたないようにすることができる。従来は露光光源のレンズの収差や歪の影響あるいはつなぎ部分のフォーカス差、露光エネルギーの差、レチクルサイズの差などにより寸法差、パターン形状差、位置ずれなどを招くことになっていたが、上記構成によれば、これらの問題を回避し高感度の固体撮像素子を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記マスクデータが、前記重なり領域の中心線からの距離に応じてデータ保有率が変化するものを含む。
この方法によれば、つなぎ部からの距離に依存して画素データの密度を変化させお互いのデータを混用させることでつなぎ部分の不良をなくすあるいは目立たなくすることができる。分割露光が左右もしくは上下のつなぎ露光領域を含む場合、そのつなぎ目からある程度のデータエリアを重なるようにする（オーバラップさせる）。そしてオーバラップしたエリアのデータを左右もしくは上下のオーバラップにて正規のパターンを形成するもので、つなぎ目近傍の各データエリアのデータの保有率はオーバラップ端からの距離に応じて変動する。例えば上下分割露光のつなぎあわせの場合、オーバラップ上部端の上側エリアデータ保有率は０％下側エリアデータ保有率１００％から、正規のつなぎ部分では上側エリアデータ保有率は５０％下側エリアデータ保有率５０％からつなぎあわせの場合、そしてオーバラップ下部端の上側エリアデータ保有率は１００％下側エリアデータ保有率０％と変化させる。またオーバラップ部のデータの配置は、保有率にあわせて一定単位で上下交互にする。また上下左右の重なる４重のオーバラップでも同様であり、データ保存比率を変えることで対応することができる。
【００１６】
また、本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記データ保有率が連続的に変化するものを含む。
この方法によれば、データ保有率を連続的に変化させているため、境界がより目立たないようにすることができる。
【００１７】
また、本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記データ保有率は前記中心線を中心にして等距離の線上では互いに逆数となるものを含む。
この方法によれば、データの形成が容易である。
【００１８】
また、本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第１および第２の領域の境界線は、前記電荷転送部内にあることを特徴とする。
この方法によれば、電荷転送部内で分割される場合にもパターン劣化を招くことなく高度のパターン精度を維持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この方法によれば、分割露光部のつなぎ目部分を単純なつなぎにするのではなく、つなぎデータ同士をオーバラップさせ、かつつなぎ部分を合成データで構成するようにしているため、つなぎ部分での感度差、転送効率差をめだたないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しつ説明する。
（実施の形態１）
この固体撮像素子は、図１に示すように、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記光電変換部または電荷転送部に接続される配線部とを具備した固体撮像素子を製造する方法であって、前記光電変換部、電荷転送部または配線部を構成するアモルファスシリコン層のパターン形成のための露光工程を分割露光によって実現するものである。
この固体撮像素子は、光電変換部を備えた受光領域Ｒと、受光領域Ｒ内に形成され、電荷転送部で構成される垂直転送路Ｖと、同様に電荷転送部で構成される水平転送路Ｈと、アンプを含む出力回路（周辺回路）Ｏと、周辺に形成されたパッドｐとを具備し、この受光領域と垂直転送路と水平転送路を含むアクティブ領域Ｔを、図２に示すようなマスクデータを備えたレチクルによって分割露光するようにしたものである。
【００２１】
図２に説明図を示すように、レチクル上のデータエリアＡのデータを用いて隣接する第２の領域との重なり領域ＯＡＢを含む第１の領域を露光する第１の露光工程と、レチクル上のデータエリアＢのデータを用いて前記第１の領域との重なり領域ＯＡＢと他端側で隣接する第３の領域との重なり領域ＯＢＢとを含む第２の領域を露光する第２の露光工程と、レチクル上のデータエリアＢのデータを用いて前記第２の領域との重なり領域ＯＢＢと、他端側で隣接する第４の領域との重なり領域ＯＢＢとを含む第３の領域を露光する第３の露光工程と、レチクル上のデータエリアＢのデータを用いて前記第３の領域との重なり領域ＯＢＢと他端側で隣接する第５の領域との重なり領域ＯＢＣとを含む第４の領域を露光する第４の露光工程と、レチクル上のデータエリアＣのデータを用いて前記第４の領域と重なり領域ＯＢＣを含む第５の領域を露光する第５の露光工程とを含み、前記重なり領域は、前記各露光工程で用いられるマスクデータの合成像を構成することを特徴とする。
【００２２】
そしてこの重なり領域では、図３に拡大図を示すように、第１の領域を露光する第１の露光工程に用いられるレチクル上のデータエリアＡのデータと、第２の領域を露光する第２の露光工程に用いられるレチクル上のデータエリアＢのデータとが、重なり領域ＯＡＢにおいて、本来の接合部である中心線Ｃでエリアデータ保有率はＡ：Ｂ＝１：１であり、この中心線Ｃを中心にして、オーバラップ上部端のエリアデータ保有率はＡ：Ｂ＝１００：０、そしてオーバラップ下部端のエリアデータ保有率はＡ：Ｂ＝０：１００であるように、次第に連続的に変化している。なお、ここでいうデータ保有率とは、ある領域に占める、１露光工程で用いられるマスクデータと、この露光工程に続く露光工程で用いられるマスクデータとのデータ比をいうものとする。
【００２３】
この方法によれば、分割露光部のつなぎ部分を単純なつなぎにするのではなく、つなぎデータ同士をオーバラップさせ、かつつなぎ部分を合成データで構成するようにしているため、つなぎ部分での感度差、転送効率差をめだたないようにすることができる。
このようにして高精度の露光を実現することができる。
【００２４】
なお、マスクデータの作成に際し、つなぎ目にできるだけ連続する微細パターンが配置されないようにかつ、高さレベルをシミュレートすることにより、使用する露光装置でほぼ焦点位置となる領域につなぎ目がくるようにレイアウトを調整し、つなぎ目におけるパターンがなるべく少なくなるように、かつ微細パターンとならないように、レイアウト調整を行なった後に、つなぎ目のデータを作成するようにするのが望ましい。
【００２５】
（実施の形態２）
この固体撮像素子の製造方法は、図４（ａ）に信号線を構成するアモルファスシリコンのパターン形成のためのマスクの一部を示すように、第１の領域を露光する第１の露光工程に用いられるレチクル上のデータエリアＡのデータと、第２の領域を露光する第２の露光工程に用いられるレチクル上のデータエリアＢのデータとが、重なり領域ＯＡＢにおいて、本来の接合部である中心線Ｃでエリアデータ保有率はＡ：Ｂ＝１：１であり、この中心線Ｃを中心にして、オーバラップ上部端のエリアデータ保有率はＡ：Ｂ＝１：０、Ａ：Ｂ＝３：１、Ａ：Ｂ＝２：１と中心線Ｃに近づくにつれて変化している。そしてオーバラップ下部端のエリアデータ保有率はＡ：Ｂ＝０：１であり、Ａ：Ｂ＝１：３、Ａ：Ｂ＝１：２、と中心線Ｃに近づくにつれて変化している。
このようにして得られたレチクルを用いて形成した合成パターンは図４（ｂ）に示すように１本の線を形成しており、不連続部分はほとんどめだたないようになっている。
このようにして分割露光においても境界線のめだたないパターンを得ることが可能となる。
【００２６】
なお、前記実施の形態では、データ比率を複数段に変化させるようにしたが、段階は細かい方がよく、連続的にすることによりより自然なラインを得ることが可能となる。
しかしながらデータの保有率の可変率を細かくすればするほど、データの構築は複雑となる。
また前記実施の形態では配線層のパターン形成について説明したが、絶縁層のパターン、遮光膜のパターンなどにも適用可能である。
【００２７】
前記実施の形態では、固体撮像素子の製造方法について説明したが、前記実施の形態に限定されることなく適宜変更可能であり、他のデバイスのパターン形成にも適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上説明してきたように、本発明によれば、分割露光に際し、オーバラップ部のデータを段階的にデータ保有率を変化させて構成し、これを合成することにより、目的のパターンをつなぎ目の特性差がめだたないようにすることができ、高精度のパターン形成が実現可能となることから、大型の固体撮像素子の形成に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１の方法で形成される固体撮像素子の平面説明図
【図２】本発明の実施の形態１の固体撮像素子の製造方法における露光工程で用いられるレチクルの説明図
【図３】本発明の実施の形態１の固体撮像素子の製造方法における露光工程で用いられるレチクルの要部拡大説明図
【図４】本発明の実施の形態２の固体撮像素子の製造工程における露光工程で用いられるレチクルの説明図
【図５】従来例の固体撮像素子の製造工程における露光工程で用いられるレチクルの説明図
【符号の説明】
【００３０】
Ａ  データエリア
Ｂ  データエリア
Ｃ  データエリア
ＯＡＢ  重なり領域
ＯＢＢ  重なり領域
ＯＢＣ  重なり領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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