(57)【要約】【課題】２層膜構造のレチクルを用いて、製造工程数およびコストの増加とならず、描画精度の悪化もなく、投影時の解像度を高く維持する。【解決手段】ガラス基板４１と、ガラス基板４１の下方面に設けられた遮光膜４２と、遮光膜４２の下方面に設けられた反射防止膜４３とを有したレチクル４であって、平面視中央部に、半導体装置を形成するための転写パターン領域４５が設けられ、転写パターン領域４５の周囲位置にアライメントマークを含むマーク領域４４が設けられており、ステップ露光時に転写パターン領域４５による転写領域内にマーク領域４４が転写されて２重露光されないように、マーク領域４４は光透過面積的に小さく構成されている。【選択図】図１
2011191341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板の下方面に設けられた遮光膜と、該遮光膜の下方面に設けられた反射防止膜とを有したフォトマスクであって、平面視中央部に、半導体装置を形成するための転写パターン領域が設けられ、該転写パターン領域の周囲位置にアライメントマークを含むマーク領域が設けられており、
ステップ露光時に該転写パターン領域による転写領域内に該マーク領域が転写されて２重露光されないように、該マーク領域は光透過面積的に小さく構成されているフォトマスク。
【請求項２】
前記マーク領域には、ステップ移動するときに位置合わせするための前記アライメントマークが設けられ、該アライメントマーク以外の領域はスリット領域になっており、該スリット領域が光を透過面積的に減衰させる構成となっている請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記スリット領域は、遮光部と光透過部が市松模様状、該遮光部および該光透過部が千鳥状、該遮光部または該光透過部がドット状でマトリクス状、および、該遮光部が一または複数本のスリット状のいずれかに形成されている請求項２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記マーク領域には、ステップ移動するときに位置合わせするための前記アライメントマークが設けられ、該アライメントマーク以外の領域はスリット領域になっており、該スリット領域は遮光されている請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記スリット領域には、前記遮光膜およびその下方面に前記反射防止膜が設けられている請求項４に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記マーク領域は、長尺状領域の中央部分とその両端部分に、前記アライメントマークがそれぞれ設けられている請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のフォトマスクを用いて露光処理を行い現像処理を行って感光性材料からなるフォトレジスト膜に所定パターンを形成するフォトリソ工程を用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記半導体装置は固体撮像素子および／またはトランジスタ回路である請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記固体撮像素子はＣＣＤ型イメージセンサまたはＣＭＯＳ型イメージセンサである請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光および現像処理を行って感光性材料（フォトレジスト）に所定パターンを形成するフォトリソ工程に用いるフォトマスクおよびこれを用いた固体撮像素子やトランジスタなどの半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のレチクルは、固体撮像素子やトランジスタなどの半導体装置を製造する際に用いるフォトリソ工程において、半導体基板上に所望のレジストパターンを形成する方法として縮小投影露光法で用いるフォトマスクである。
【０００３】
特許文献１、２には、レチクルの遮光膜を反射防止膜で挟み込み、レンズへの反射を防止してより鮮明なレジストパターンを形成することが開示されている。
【０００４】
図８は、特許文献２に開示されている従来のレチクルを用いた半導体装置の製造方法を示す縦断面図である。
【０００５】
図８に示すように、従来のレチクル（フォトマスク）を用いて縮小投影露光する場合、フォトマスクは、石英ガラス基板１０１上に、遮光膜（クロム膜）１０２を回路パターンに応じた形状に形成した構造であり、遮光膜１０２が形成された面を下向きにして露光位置に保持される。ｇ線またはｉ線などの単色光を、照明光学系１０３を介してフォトマスク面上に照射し、フォトマスク上の遮光膜１０２からなる回路パターン像を、縮小投影光学系１０４によって５分の１に縮小し、半導体基板１０５上に投影露光するものである。このとき、遮光膜１０２がクロムという非常に高反射率を有する材質であるため、投影時の解像力を高く維持するには、遮光膜１０２の面上での照明光の反射を低く抑える必要がある。その理由は、以下の２つの反射光に起因する非露光領域への照明光の回り込みにある。
【０００６】
２つの反射光のうちの一方は、縮小投影光学系１０４で反射した照明光１０６が、縮小投影光学系１０４を介してフォトマスクの遮光膜１０２の面に到達し、そこで再び反射されて半導体基板１０５の方向へ進む反射光である。また、２つの反射光のうちの他方は、照明時に、遮光膜１０２の上面で反射した照明光１０７が、照明光学系１０３によって反射されて半導体基板１０５側の方向へ進む反射光である。
【０００７】
そこで、この対策として、図８に示されるように、遮光膜１０２の上面および下面を覆って酸化クロム膜からなる第１反射防止膜１０８と第２の反射防止膜１０９を形成して３層膜構造のフォトマスクとする。これによって、反射率を２０パーセント程度に抑えている。
【０００８】
しかし、このように３層膜構造のフォトマスクが、半導体装置製造において実際に使われるようになったのは、ハーフミクロンの解像力を必要とするようになった最近のことであり、数年前までは、改善効果の大きい半導体基板１０５側の第２反射防止膜１０９のみを形成した２層膜構造のフォトマスクが一般的であった。したがって、現在のフォトマスクは、２層膜構造から３層膜構造への転換期にあると言える。
【０００９】
図９は、従来使用されている２層膜構造のレチクルを用いた半導体装置の製造方法を説明するための説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の製造方法におけるステップ露光を順次示す縦断面図、（ｄ）は（ａ）〜（ｃ）のレチクルの平面図、（ｅ）は（ａ）〜（ｃ）を含む露光処理で撮像素子パターンが形成されたフォトレジストの平面図である。なお、（ａ）〜（ｃ）のレチクルにおける縦断面図は（ｄ）のレチクルの平面図におけるａａ線縦断面図であり、（ｅ）のフォトレジストの平面図にはｂｂ線縦断面図を示している。
【００１０】
図９（ａ）に示すように、レチクル１００の遮光膜１０２は、通常、クロムで作成され、反射率が高く、反射した光１１２はレンズ１０３で反射される。通常、露光光が通過しない任意のマーク部１１１を反射光１１２が通過し、基板１０５上のレジスト膜１１３の周辺膜部分１１４へマーク部１１１が転写される。レジスト膜１１３の中央膜部分の固定撮像素子の転写パターン１１６は、レンズ１０３からの露光光１２０がレクチル１００の転写パターン１２１を通って投射レンズ１０４で縮小されてレジスト膜１１３にパターン転写される。
【００１１】
現在の露光方式はステージ１１５をステップ移動させて逐次露光を行うステッピングアンドリピート方式が主流であるため、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように２回目以降の露光が行われた場合、前露光部の固体撮像素子の転写パターン１１６内に任意のマーク部１１１が転写され、２回目に露光された固体撮像素子の転写パターン１１６内に前回露光した任意のマーク部１１１が転写されることになる。
【００１２】
同状態で作成された固定撮像素子は、任意のマーク部１１１が転写した場所の線幅は固定撮像素子の転写パターン１１６に比べて、パターンがスペースの場合、スペース幅が大きくなり、通常のパターン部より蓄える電荷の量が多くなる。その結果、レジスト膜１１３において、図９（ｅ）の露光パターン１１７（一連の露光処理で形成された撮像素子パターン）には任意のマーク部１１１が転写された影響を受け、両側に縦の転写帯１１８が発生する。
【００１３】
図９（ａ）のマーク部１１１が転写された図９（ｅ）の転写帯１１８を発生させない対策が為された３層膜構造のレチクル１１０を使用した場合を図１０（ａ）〜（ｅ）に示している。
【００１４】
図１０は、投影時の解像度を高く維持するために従来使用されている３層膜構造のレチクルを用いた半導体装置の製造方法を説明するための説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の製造方法におけるステップ露光を順次示す縦断面図、（ｄ）は（ａ）〜（ｃ）のレチクルの平面図、（ｅ）は（ａ）〜（ｃ）を含む露光処理で撮像素子パターンが形成されたフォトレジストの平面図である。なお、（ａ）〜（ｃ）のレチクルにおける縦断面図は（ｄ）のレチクルの平面図におけるａａ線縦断面図である。
【００１５】
図１０（ａ）に示すように、レチクル１１０の遮光膜１０２を反射防止膜１０８および１０９で挟み込み、レンズ１０３への反射光をも防止することにより、マーク部１１１がレジスト膜１１３に転写されず、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように２回目以降の露光が行われ、図９（ｅ）の転写帯１１８の発生がないレジスト膜１１３の図１０（ｅ）に示す露光パターン１１７Ａ（一連の露光処理で形成された撮像素子パターン）となって上記問題を解決している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平４−５１２４０号公報
【特許文献２】特開平５−１８８５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところが、上記図１０（ａ）〜図１０（ｅ）に示す従来の３層膜構造のレチクルを用いた構成では、レチクル作成時の遮光膜１０２上へ反射防止膜１０８を追加する工程が必要となって製造工程数およびコストの増加となるという問題がある。
【００１８】
また、レチクル上のパターンをエッチングする膜が反射防止膜１０８、遮光膜１０２および反射防止膜１０９と３層構造となって膜が厚くになり、描画精度が悪くなるという問題もある。
【００１９】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、２層膜構造のレチクルを用いて、製造工程数およびコストの増加とならず、描画精度の悪化もなく、投影時の解像度を高く維持することができるフォトマスクおよびこれを用いて固体撮像素子の撮像むらを防止することができる固体撮像素子やトランジスタなどの半導体装置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】
【００２０】
本発明のフォトマスクは、透明基板と、該透明基板の下方面に設けられた遮光膜と、該遮光膜の下方面に設けられた反射防止膜とを有したフォトマスクであって、平面視中央部に、半導体装置を形成するための転写パターン領域が設けられ、該転写パターン領域の周囲位置にアライメントマークを含むマーク領域が設けられており、ステップ露光時に該転写パターン領域による転写領域内に該マーク領域が転写されて２重露光されないように、該マーク領域は光透過面積的に小さく構成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。
【００２１】
また、好ましくは、本発明のフォトマスクにおけるマーク領域には、ステップ移動するときに位置合わせするための前記アライメントマークが設けられ、該アライメントマーク以外の領域はスリット領域になっており、該スリット領域が光を透過面積的に減衰させる構成となっている。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のフォトマスクにおけるスリット領域は、遮光部と光透過部が市松模様状、該遮光部および該光透過部が千鳥状、該遮光部または該光透過部がドット状でマトリクス状、および、該遮光部が一または複数本のスリット状のいずれかに形成されている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明のフォトマスクにおけるマーク領域には、ステップ移動するときに位置合わせするための前記アライメントマークが設けられ、該アライメントマーク以外の領域はスリット領域になっており、該スリット領域は遮光されている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明のフォトマスクにおけるスリット領域には、前記遮光膜およびその下方面に前記反射防止膜が設けられている。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明のフォトマスクにおけるマーク領域は、長尺状領域の中央部分とその両端部分に、前記アライメントマークがそれぞれ設けられている。
【００２６】
本発明の半導体装置の製造方法は、フォトマスクを用いて露光処理を行い現像処理を行って感光性材料からなるフォトレジスト膜に所定パターンを形成するフォトリソ工程を用いて半導体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。
【００２７】
また、好ましくは、本発明の半導体装置の製造方法における半導体装置は固体撮像素子および／またはトランジスタ回路である。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の半導体装置の製造方法における固体撮像素子はＣＣＤ型イメージセンサまたはＣＭＯＳ型イメージセンサである。
【００２９】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３０】
本発明においては、透明基板と、透明基板の下方面に設けられた遮光膜と、遮光膜の下方面に設けられた反射防止膜とを有したフォトマスクであって、平面視中央部に、半導体装置を形成するための転写パターン領域が設けられ、転写パターン領域の周囲位置にアライメントマークを含むマーク領域が設けられており、ステップ露光時に該転写パターン領域による転写領域内にマーク領域が転写されて２重露光されないように、マーク領域は光透過面積的に小さく構成されている。
【００３１】
マーク領域には、ステップ移動するときに位置合わせするためのアライメントマークが設けられ、アライメントマーク以外の領域はスリット領域になっており、スリット領域が光を透過面積的に減衰させる構成となっているか、または、スリット領域は遮光されている。
【００３２】
これによって、ステップ露光時に該転写パターン領域による転写領域内にマーク領域が転写されて２重露光されないように、マーク領域は光透過面積的に小さく構成されているので、２層膜構造のフォトマスクを用いて、製造工程数およびコストの増加とならず、描画精度の悪化もなく、投影時の解像度を高く維持することができるフォトマスクおよびこれを用いて固体撮像素子の撮像むらを防止することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上により、本発明によれば、ステップ露光時に該転写パターン領域による転写領域内にマーク領域が転写されて２重露光されないように、マーク領域は光透過面積的に小さく構成されているため、２層膜構造のフォトマスクを用いて、製造工程数およびコストの増加とならず、描画精度の悪化もなく、投影時の解像度を高く維持することができるフォトマスクおよびこれを用いて固体撮像素子の撮像むらを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態１のレチクルを用いた露光装置により半導体装置を製造する方法を説明するための縦断面図である。
【図２】図１のレチクルの要部構成例を模式的に示す平面図である。
【図３】図１のレチクルのマーク領域の要部構成を示す平面図である。４４は、図３に示すように、縦方向に長尺短冊状領域の中央部分４４１とその両端部分４４２に、フォトレジスト膜３上への所定のパターンの転写を行ってステップ移動するときに位置合わせするときのアライメントマークがそれぞれ設けられている。中央部分４４１とその両端部分４４２の間にスリット領域４４３が設けられている。
【図４】図３のスリット領域の要部構成図であって、（ａ）は遮光部と光透過部が市松模様状の場合を示す拡大平面図、（ｂ）は遮光部と光透過部が千鳥状の場合を示す拡大平面図、（ｃ）は遮光部と光透過部がドット状でマトリクス状の場合を示す拡大平面図、（ｄ）は遮光部と光透過部がスリット状の場合を示す拡大平面図である。
【図５】図１の２層膜構造のレチクルを用いた半導体装置の製造方法を説明するための説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の製造方法におけるステップ露光を順次示す縦断面図である。
【図６】（ａ）は従来の２層構造のレチクルの要部構成例を示す縦断面図、（ｂ）は従来の３層構造のレチクルの要部構成例を示す縦断面図、（ｃ）は図１の２層構造のレチクルの要部構成例を示す縦断面図である。
【図７】図５（ａ）〜図５（ｃ）を含む露光処理および現像処理で撮像素子パターンが形成されたフォトレジストの平面図である。
【図８】特許文献２に開示されている従来のレチクルを用いた半導体装置の製造方法を示す縦断面図である。
【図９】従来使用されている２層膜構造のレチクルを用いた半導体装置の製造方法を説明するための説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の製造方法におけるステップ露光を順次示す縦断面図、（ｄ）は（ａ）〜（ｃ）のレチクルの平面図、（ｅ）は（ａ）〜（ｃ）を含む露光処理で撮像素子パターンが形成されたフォトレジストの平面図である。
【図１０】投影時の解像度を高く維持するために従来使用されている３層膜構造のレチクルを用いた半導体装置の製造方法を説明するための説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の製造方法におけるステップ露光を順次示す縦断面図、（ｄ）は（ａ）〜（ｃ）のレチクルの平面図、（ｅ）は（ａ）〜（ｃ）を含む露光処理で撮像素子パターンが形成されたフォトレジストの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明のフォトマスクの実施形態１を図面を参照しながら詳細に説明すると共に、このフォトマスクの実施形態１を用いて半導体装置としての固体撮像素子やトランジスタ回路を製造する固体撮像素子の製造方法を実施形態２として図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００３６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１のレチクルを用いた露光装置により半導体装置を製造する方法を説明するための縦断面図である。
【００３７】
図１において、本実施形態１の露光装置１は、半導体装置としての固定撮像素子を形成するために基板２上に成膜されたフォトレジスト膜３に所定の転写パターンを露光して転写するためのフォトマスクとしてのレチクル４と、このレチクル４の上方位置に配設され、固定撮像素子形成のための原版であるレチクル４の所定転写パターンに露光光を照射する照射レンズ５と、レチクル４の下方位置に配設され、露光光をフォトレジスト膜３上に集光させてレチクル４の所定の転写パターンを縮小して投影する投影レンズ６とを有している。
【００３８】
レチクル４は、透明基板としてのガラス基板４１と、その下方面に設けられた遮光膜４２と、遮光膜４２の下方面に設けられた反射防止膜４３とを有した遮光膜４２および反射防止膜４３の２層構造であり、遮光膜４２はクロムで構成され、反射率が高く、ここで反射した光はその下方の投影レンズ６で反射するので、遮光膜４２の下方面に反射防止膜４３を設けて遮光膜４２からの反射を緩和している。レチクル４の平面視中央部分には、半導体装置としての固定撮像素子を形成するための転写パターン領域４５が配置されており、転写パターン領域４５の周囲位置、ここでは両側位置に、ステップ露光時の位置合わせを行うためのアライメントマークを含む長尺短冊状のマーク領域４４がそれぞれ配置されている。
【００３９】
マーク領域４４は、そこを透過する反射光などを含む迷光により、ステップ移動した基板２上のフォトレジスト膜３への、固体撮像素子形成のための転写パターン領域４５による転写領域内に２重露光され難いように、光を透過面積的に減衰させる構成としている。または、マーク領域４４は、ステップ露光時にレチクル４の転写パターン領域による転写領域内にマーク領域４４が転写されて２重露光されないように、光を透過面積的に減衰させるように構成されている。
【００４０】
図２は、図１のレチクル４の要部構成例を模式的に示す平面図である。
【００４１】
図２に示すように、レチクル４の中央部分に半導体装置としての固体撮像素子の形成のための所定の転写パターンである平面視正方形状または矩形状の転写パターン領域４５が形成されている。このレチクル４の互いに対向する両辺側の端縁部分にそれぞれ、アライメントマークを含む長尺短冊状のマーク領域４４が配置されている。
【００４２】
長尺短冊状のマーク領域４４は、図３に示すように、縦方向に長尺短冊状領域の中央部分４４１とその両端部分４４２に、フォトレジスト膜３上への所定のパターンの転写を行ってステップ移動するときに位置合わせするときのアライメントマークがそれぞれ設けられている。中央部分４４１とその両端部分４４２の間にスリット領域４４３が設けられている。
【００４３】
スリット領域４４３は、従来は、露光光を透過するスリット領域であったが、光を減衰させる構成として、図４（ａ）に示すように遮光部４４３ａと光透過部４４３ｂが市松模様状であってもよく、図４（ｂ）に示すように遮光部４４３ａと光透過部４４３ｂが千鳥状に配置されていてもよく、図４（ｃ）に示すように遮光部４４３ａがドット状でマトリクス状に配置されていてもよく、この場合のドット形状は四角形または円形であり、これとは逆に、図示していないが、光透過部４４３ｂがドット状でマトリクス状に配置されていてもよく、この場合のドット形状は四角形または円形であり、これ以外が遮光部４４３ａであり、図４（ｄ）に示すように遮光部４４３ａが一または複数本のスリット状に形成されていてもよい。いずれにせよ、スリット領域４４３を透過する露光光を減衰させて、基板２上のフォトレジスト３に対して影響がないようにする。
【００４４】
即ち、スリット領域４４３は、遮光部４４３ａと光透過部４４３ｂが市松模様状、遮光部４４３ａおよび光透過部４４３ｂが千鳥状、遮光部４４３ａまたは光透過部４４３ｂがドット状でマトリクス状、および、遮光部４４３ａが一または複数本のスリット状のいずれかに形成されている。
【００４５】
図５は、図１の２層膜構造のレチクル４を用いた半導体装置の製造方法を説明するための説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は半導体装置の製造方法におけるステップ露光を順次示す縦断面図である。なお、（ａ）〜（ｃ）のレチクルにおける縦断面図は図２のレチクルの平面図におけるａａ線縦断面図である。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、レチクル４の遮光膜４２は、クロムで作成され、反射率が高く、その上面で反射した光はレチクル４の上方のレンズで反射される。通常、露光光が通過し難い長尺短冊状のマーク領域４４を反射光８が通過し、基板２上のフォトレジスト膜３の転写パターン領域３２の周辺膜部分３１へマーク領域４４が転写される。このとき、レジスト膜３の中央部分の固定撮像素子を形成するための転写パターン領域３２に、レチクル４の上方のレンズからの露光光７がレクチル４の転写パターン領域４５を通って投射レンズ６で縮小されてレジスト膜３上にパターン転写される。
【００４７】
また同時に、マーク領域４４のスリット領域４４３は、遮光部４４３ａと光透過部４４３ｂが市松模様状など、スリット領域４４３を透過する露光光９を反射光８から透過面積的に減衰させて、基板２上のフォトレジスト膜３に対して固体撮像素子形成時の所定パターンに悪影響がないようにしている。これによって、所定パターン投影時の解像度を高く維持することができる本実施形態１のレチクル４を得ることができる。
【００４８】
ステージ１０を順次ステップ移動させて逐次露光を行うステッピングアンドリピート方式が主流であるため、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように２回目以降の露光が行われた場合にも、反射光８をマーク領域４４を通して減衰させた状態で透過する反射光９により前回露光時のマーク部４４の転写が少ないかまたはないので、２回目に露光された固体撮像素子の転写パターン領域３２内への前回露光時のマーク部４４による転写が転写パターン領域３２に悪影響を及ぼすことはない。
【００４９】
さらに詳細に説明すると、レチクル４には固定撮像素子を形成するための所定のパターン以外の不要なパターンは配置しないことであるが、配置が必要な場合、図４（ａ）〜図４（ｄ）のように反射光を含む露光光（反射光８）の光量を減少させるための市松模様状、千鳥状、ドット状でマトリクス状および一または複数本のスリット状のうちのいずれかのパターンを配置し、反射光を含む反射光８を反射光９に減衰させる。反射光８は、レチクル４の周辺部に配置された任意のマーク領域４４を通過するが、このマーク領域４４は反射光８の減衰を目的とした市松模様状などのパターンが描画されている部分を通るため、反射光８は通過面積的に減衰し、減衰された反射光９は投影レンズ６を通り、基板２上のフォトレジスト膜３における転写パターン領域３２の周辺膜部分３１に到達する。基板２上のフォトレジスト膜３に到達して減衰された反射光９はフォトレジスト膜３を十分に感光させる光量が無いため、基板２上のフォトレジスト膜３における転写パターン領域３２の周辺膜部分３１へマーク領域４４が多少転写されるものの、前回露光して転写されたマーク部４４は転写パターン領域３２に対して悪影響を及ぼさない程度である。
【００５０】
以上のように、ガラス基板４１と、ガラス基板４１の下方面に設けられた遮光膜４２と、遮光膜４２の下方面に設けられた反射防止膜４３とを有したレチクル４であって、平面視中央部に、半導体装置を形成するための転写パターン領域４５が設けられ、転写パターン領域４５の周囲位置にアライメントマークを含むマーク領域４４が設けられており、ステップ露光時に転写パターン領域４５による転写領域内にマーク領域４４が転写されて２重露光されないように、マーク領域４４は光透過面積的に小さく構成されている。
【００５１】
図６（ａ）（または図９（ａ））に示すような従来の２層構造のレチクル１００では、マーク領域を透過する露光光（反射光）により、前露光部の固体撮像素子の転写パターン領域内に任意のマーク部が転写され、マーク領域が転写パターン領域に対して悪影響を及ぼして、投影時の解像度を高く維持することができなかったが、本実施形態１の２層構造のレチクル４によれば、図６（ａ）（または図９（ａ））の場合と同じ２層構造のレチクルでありながら、図６（ｃ）に示すように、市松模様状やスリット状のパターンを持つマーク領域４４により反射光８が減衰した反射光９になって、基板２上のフォトレジスト膜３の転写パターン領域３２において、減衰した反射光９では感光が十分に進まないため、遮光膜の上下面にそれぞれ反射防止膜が設けられた３層構造のレチクル１１０を示す図６（ｂ）の場合と同様に、従来の転写帯の発生がないレジスト膜の図７に示す露光パターン１１７Ａ（一連の露光処理で形成された撮像素子パターン）となる。これによって、投影時の解像度を高く維持することができる。
【００５２】
また、２層構造のレチクルで３層構造のレチクルの場合と同等の効果を得るため、３層構造のレチクルのマスク作製時に発生する複雑な工程、例えば３層目の反射防止膜を追加する工程が不要となって、３層構造に比べて膜厚が薄くなって描画精度の低下を防止することができる。
【００５３】
なお、本実施形態１では、マーク領域４４には、ステップ移動するときに位置合わせするためのアライメントマークが設けられ、アライメントマーク以外の領域はスリット領域４４３になっており、スリット領域４４３が光を透過面積的に減衰させる構成となっているが、これに限らず、マーク領域４４には、ステップ移動するときに位置合わせするためのアライメントマークが設けられ、アライメントマーク以外の領域はスリット領域４４３になっており、このスリット領域４４３は遮光されていてもよい。この場合のスリット領域４４３には、遮光膜４２およびその下方面に反射防止膜４３が設けられている。
【００５４】
（実施形態２）
上記実施形態１では、本発明のレクチルの構成について説明したが、本実施形態２では、このレクチルを用いた固体撮像素子の製造方法について簡単に説明する。
【００５５】
ＣＣＤ型イメージセンサの各画素部には、受光素子として入射光を光電変換して信号電荷を生成するフォトダイオード部が設けられ、各フォトダイオード部に隣接してフォトダイオードからの信号電荷を電荷転送するための電荷転送部およびこの上にこれを電荷転送制御するための電荷転送電極としてのゲート電極が配置されている。このゲート電極上には、入射光がゲート電極により反射してノイズが発生するのを防ぐために遮光膜が形成されている。また、フォトダイオードの上方には、遮光膜の開口部から層間絶縁膜を介して、カラーフィルタやフォトダイオードに光を集光させるためのマイクロレンズが配置されている。
【００５６】
ＣＣＤ型イメージセンサの製造方法において、フォトダイオード部および電荷転送部にそれぞれ不純物イオンを注入するための各所定パターンのフォトレジスト膜がそれぞれ必要で、各フォトレジスト膜をパターニングするために、本実施形態１の各転写パターンのレクチル４を用います。
【００５７】
また同様に、電荷転送部上のゲート電極や、ゲート電極上を覆い、フォトダイオードの上方に開口部を有した遮光膜をエッチング加工する際の各所定パターンのフォトレジスト膜がそれぞれ必要で、各フォトレジスト膜をパターニングするために、本実施形態１の各転写パターのレクチル４を用います。
【００５８】
さらに同様に、カラーフィルタやフォトダイオードをエッチング加工する際の各所定パターンのフォトレジスト膜がそれぞれ必要で、各フォトレジスト膜をパターニングするために、本実施形態１の各転写パターのレクチル４を用います。
【００５９】
次に、ＣＭＯＳ型イメージセンサの各画素部には、その半導体基板の表面層として、光電変換部としてのフォトダイオードが形成されている。フォトダイオードに隣接して、信号電荷がフローティングディヒュージョン部ＦＤに転送するための電荷転送トランジスタの電荷転送部が設けられている。この電荷転送部上には、ゲート絶縁膜を介して引き出し電極であるゲート電極が設けられている。さらに、このフォトダイオード毎にフローティングディフュージョン部ＦＤに電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて各画素部毎の撮像信号として読み出すためのトランジスタ構成の読出回路を有している。
【００６０】
このゲート電極の上方には、この読出回路の回路配線部として、第１絶縁膜が形成され、その上に第１配線が形成され、その上に第２絶縁膜が形成され、その上に第２配線が形成され、同様に、その上に、第３絶縁膜、第３配線さらに第４絶縁膜がこの順に順次形成されている。
【００６１】
また、これらの配線層と半導体基板間、配線層とゲート電極間および各配線層間に、導電性材料からなるコンタクトプラグ（第１コンタクトプラグ、第２コンタクトプラグおよび第３コンタクトプラグ）が形成されて、配線層と半導体基板間、配線層とゲート電極膜間および各配線層間が電気的に接続されている。
【００６２】
さらに、第４絶縁層上には、受光部毎に配置されたＲ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタが形成され、その上に第５絶縁膜が形成され、その上には、受光部への集光用のマイクロレンズが形成されている。
【００６３】
ＣＭＯＳ型イメージセンサの製造方法において、フォトダイオード、フローティングディヒュージョン部ＦＤおよび電荷転送部、さらには、トランジスタ構成の読出回路のソース領域およびドレイン領域、トランジスタチャネル領域にそれぞれ不純物イオンを注入するための各所定パターンのフォトレジスト膜がそれぞれ必要で、各フォトレジスト膜をパターニングするために、本実施形態１の各転写パターンのレクチル４を用います。
【００６４】
また同様に、電荷転送部上のゲート電極（トランジスタ構成の読出回路のゲート電極を含む）や、回路配線部およびコンタクトプラグを形成するためのエッチング加工する際の各所定パターンのフォトレジスト膜がそれぞれ必要で、各フォトレジスト膜をパターニングするために、本実施形態１の各転写パターのレクチル４を用います。
【００６５】
さらに同様に、カラーフィルタやフォトダイオードをエッチング加工する際の各所定パターンのフォトレジスト膜がそれぞれ必要で、各フォトレジスト膜をパターニングするために、本実施形態１の各転写パターのレクチル４を用います。
【００６６】
以上により、本実施形態２によれば、投影時の解像度を高く維持することができるフォトマスクとしてのレチクル４およびこれを用いて固体撮像素子および／またはトランジスタ回路の品質を向上させることができて、特に、固体撮像素子の場合にはその撮像むらを防止することができる。
【００６７】
なお、背景技術では、ｇ線またはｉ線などの単色光を、照明光学系を介してフォトマスク面上に照射したが、現在は、ｇ線またはｉ線以外にＫｒＦが主流である。また、縮小倍率も１／５とスキャナー方式の１／４が主流となってきている。
【００６８】
なお、本発明の課題において、特に説明しなかったが、遮光膜１０２の上面および下面を覆って酸化クロム膜からなる第１反射防止膜１０８と第２の反射防止膜１０９を形成して３層構造マスク、即ち、遮光膜を反射防止膜で上下から挟んだ３層構造マスクにおいても、露光量が大きい場合は、基板上のレジスト膜の周辺膜部分にマーク部が転写されてしまう可能性がある。この場合にも、基板上のレジスト膜の周辺膜部分にマーク部が転写されのを防止するために、本発明（例えば図４）を、遮光膜を反射防止膜で上下から挟んだ３層構造マスクに適用することもできる。
【００６９】
なお、上記実施形態１、２では、特に説明しなかったっが、図３に示す長尺短冊状のマーク領域４４の幅、即ち、レチクル２のスリットサイズは０．５ｍｍ〜５ｍｍである。このレチクル２のスリットサイズに比べて光開口部を小さくして、図４（ａ）に示す市松模様状、図４（ｂ）に示す千鳥状、図４（ｃ）に示すドット状、または、図４（ｄ）に示すスリット状とすれば、マーク領域４４（アライメントマークの他に文字や記号が入る場合には、文字や記号の幅や高さが、レチクル２のスリットサイズとして０．５ｍｍ〜５ｍｍになって、本発明（例えば図４）をそこに適用することもできる）を透過する露光光を、本発明（例えば図４）を施さない場合に比べて減衰させることができて、基板２上のフォトレジスト３に対して転写の悪影響がないようにすることができる。
【００７０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１、２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、２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、２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。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、露光および現像処理を行って感光性材料（フォトレジスト）に所定パターンを形成するフォトリソ工程に用いるレチクルおよびこれを用いた固体撮像素子の製造方法の分野において、２層膜構造のレチクルを用いて、ステップ露光時に該転写パターン領域による転写領域内にマーク領域が転写されて２重露光されないように、マーク領域は光透過面積的に小さく構成されているため、製造工程数およびコストの増加とならず、描画精度の悪化もなく、投影時の解像度を高く維持することができるレチクルおよびこれを用いて固体撮像素子の撮像むらを防止することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  露光装置
２  基板（半導体基板）
３  フォトレジスト膜
３１  転写パターン領域の周辺膜部分
３２  転写パターン領域
４  レチクル（フォトマスク）
４１  ガラス基板
４２  遮光膜
４３  反射防止膜
４４  マーク領域
４５  転写パターン領域
４４１  中央部分
４４２  両端部分
４４３  スリット領域
４４３ａ  遮光部
４４３ｂ  光透過部
５  照射レンズ
６  投影レンズ
７  露光光
８、９  反射光
１０  ステージ
１１７Ａ  露光パターン
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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