(57)【要約】【課題】光漏れのリスクを回避しながらの位置合わせ用のマークの形成を可能とし、回路設計の自由度の低下を抑制する。【解決手段】画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側に形成され、画素トランジスタおよび配線を含む配線層と、前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、前記遮光膜と前記カラーフィルタ層との間に形成された中間層と、を備え、位置合わせ用のマークとして、前記中間層内に設けられた第１のマーク部と、前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有する。【選択図】図１４
2019197839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、
前記遮光膜と前記カラーフィルタ層との間に形成された中間層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記中間層内に設けられた第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有する
固体撮像素子。
【請求項２】
前記中間層は、画素間に形成された遮光壁を有し、
前記第１のマーク部は、前記遮光壁をなす材料により前記遮光壁の少なくとも一部と同層の部分として形成されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記遮光壁は、複数段に積層形成されており、
前記第１のマーク部は、複数段の前記遮光壁のうちのいずれかの層部分である
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記中間層は、画素単位で形成されたインナーレンズを有し、
前記第１のマーク部は、前記インナーレンズをなす材料により前記インナーレンズと同層の部分として形成されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記遮光膜に形成された第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有し、
前記第１のマーク部は、前記半導体基板の板面方向について所定の領域形状を有するマーク領域に形成されており、
前記マーク領域は、複数の画素が２次元配置された画素アレイ部の有効画素領域の周囲の領域に設けられており、
前記マーク領域は、その領域形状として、前記有効画素領域側を凹側とする切欠部を有する
固体撮像素子。
【請求項６】
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記遮光膜に形成された第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有し、
前記第１のマーク部は、前記半導体基板の板面方向について所定の領域形状を有するマーク領域に形成されており、
前記マーク領域は、その領域形状として、前記トランジスタとの領域的な重複を避けるための切欠部を有する
固体撮像素子。
【請求項７】
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、
前記遮光膜と前記カラーフィルタ層との間に形成された中間層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記中間層内に設けられた第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有する
固体撮像素子を備えた
電子機器。
【請求項８】
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板を形成する工程と、
前記半導体基板の上層として遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜の上に中間層を形成する工程と、
前記中間層の上に、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層を形成する工程と、を備え、
前記中間層を形成する工程は、第１のマークを形成する工程を有し、
前記カラーフィルタ層を形成する工程は、第２のマークを形成する工程を有し、
前記第１のマークと前記第２のマークとの位置関係を計測することで、前記カラーフィルタ層の重ね合わせ精度を測定する
固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子、電子機器、固体撮像素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子の製造におけるフォトリソグラフィの工程において、露光領域を複数の領域に分割し、各分割領域を個別に露光する分割露光（継ぎ合わせ露光）の技術が知られている。分割露光は、例えば、固体撮像素子のチップサイズと露光装置の露光範囲（露光画角）との関係等により、チップサイズが露光装置の一括露光範囲よりも大きい場合に用いられる（例えば、特許文献１参照。）。分割露光によれば、各分割領域に対応したパターンを有するフォトマスクが用いられて分割領域ごとに露光が行われ、これらの領域を継ぎ合わせることにより、チップ面全体のパターンが得られる。
【０００３】
特許文献１には、分割領域間の継ぎ目による画質特性への影響を無くすため、撮像部（画素領域）に分割領域間の継ぎ目が存在しなくなるように、露光領域の分割方法を工夫した技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、長方形状のチップの中央部に設けられた矩形状の領域部分である撮像部と、その周囲の周辺回路部とからなる構成において、露光領域を、撮像部の全体を含む中央の領域と、中央の領域の周囲の領域を左右に二分割した領域との３つの領域に分割する技術が開示されている。
【０００４】
また、分割露光においては、分割領域同士を継ぎ合わせるためや、固体撮像素子の積層構造における層同士の位置関係を計測するため、各分割領域の所定の部位に位置合わせ用のマークが設けられる。特許文献１の技術では、撮像部を含む中央の領域の四隅の部分や側辺部等にマークが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４９６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような分割露光は、例えば、固体撮像素子において画素毎に形成されるカラーフィルタ（いわゆるオンチップカラーフィルタ）を含むカラーフィルタ層を形成する際に用いられる。そして、カラーフィルタ層を形成するための分割露光において、位置合わせ用のマークを形成する層としては、例えば、カラーフィルタ層を形成する際の下地の層構造に存在する遮光膜が考えられる。
【０００７】
この遮光膜は、タングステン（Ｗ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により形成される層であり、例えば、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部における有効画素領域の周囲の領域や画素アレイ部の周囲の周辺回路領域に設けられる。このような遮光膜において、位置合わせ用のマークが、例えばスリット状の開口部として形成される。しかしながら、このように遮光膜にマークを形成する構成によれば、次のような問題がある。
【０００８】
マークが形成される遮光膜は、固体撮像素子において画素毎にフォトダイオードが形成される半導体基板に対する上層として形成される。このため、固体撮像素子に対する入射光の一部が遮光膜のマークとしての開口部から斜め光等として有効画素領域の画素に入射する光漏れのリスクが懸念される。光漏れは、画素特性（撮像特性）を悪化させる原因となる。
【０００９】
また、光漏れは、半導体基板の光の入射側と反対側に設けられフォトダイオードに蓄積された電荷の読み出し等を行う画素トランジスタや周辺回路用のトランジスタ等の回路の駆動にも悪影響を及ぼす。したがって、遮光膜に開口部を設ける構成は、光漏れの影響を避ける観点から、トランジスタ等についての回路設計の自由度を低下させる原因となる。
【００１０】
本技術の目的は、光漏れのリスクを回避しながら位置合わせ用のマークを形成することができ、回路設計の自由度の低下を抑制することができる固体撮像素子、電子機器、および固体撮像素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術に係る固体撮像素子は、画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、前記遮光膜と前記カラーフィルタ層との間に形成された中間層と、を備え、位置合わせ用のマークとして、前記中間層内に設けられた第１のマーク部と、前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有するものである。
【００１２】
また、本技術に係る固体撮像素子の他の態様は、前記固体撮像素子において、前記中間層は、画素間に形成された遮光壁を有し、前記第１のマーク部は、前記遮光壁をなす材料により前記遮光壁の少なくとも一部と同層の部分として形成されているものである。
【００１３】
また、本技術に係る固体撮像素子の他の態様は、前記固体撮像素子において、前記遮光壁は、複数段に積層形成されており、前記第１のマーク部は、複数段の前記遮光壁のうちのいずれかの層部分であるものである。
【００１４】
また、本技術に係る固体撮像素子の他の態様は、前記固体撮像素子において、前記中間層は、画素単位で形成されたインナーレンズを有し、前記第１のマーク部は、前記インナーレンズをなす材料により前記インナーレンズと同層の部分として形成されているものである。
【００１５】
本技術に係る固体撮像素子は、画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、を備え、位置合わせ用のマークとして、前記遮光膜に形成された第１のマーク部と、前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有し、前記第１のマーク部は、前記半導体基板の板面方向について所定の領域形状を有するマーク領域に形成されており、前記マーク領域は、複数の画素が２次元配置された画素アレイ部の有効画素領域の周囲の領域に設けられており、前記マーク領域は、その領域形状として、前記有効画素領域側を凹側とする切欠部を有するものである。
【００１６】
本技術に係る固体撮像素子は、画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、を備え、位置合わせ用のマークとして、前記遮光膜に形成された第１のマーク部と、前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有し、前記第１のマーク部は、前記半導体基板の板面方向について所定の領域形状を有するマーク領域に形成されており、前記マーク領域は、その領域形状として、前記トランジスタとの領域的な重複を避けるための切欠部を有するものである。
【００１７】
本技術に係る電子機器は、画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、前記遮光膜と前記カラーフィルタ層との間に形成された中間層と、を備え、位置合わせ用のマークとして、前記中間層内に設けられた第１のマーク部と、前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有する固体撮像素子を備えたものである。
【００１８】
本技術に係る固体撮像素子の製造方法は、画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板を形成する工程と、前記半導体基板の上層として遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜の上に中間層を形成する工程と、前記中間層の上に、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層を形成する工程と、を備え、前記中間層を形成する工程は、第１のマークを形成する工程を有し、前記カラーフィルタ層を形成する工程は、第２のマークを形成する工程を有し、前記第１のマークと前記第２のマークとの位置関係を計測することで、前記カラーフィルタ層の重ね合わせ精度を測定するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本技術によれば、光漏れのリスクを回避しながら位置合わせ用のマークを形成することができ、回路設計の自由度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の概略構成を示す図である。
【図２】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の領域構成を示す図である。
【図３】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の有効画素領域の層構造を示す断面図である。
【図４】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子のＯＰＢ領域の層構造を示す断面図である。
【図５】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の周辺回路部の層構造を示す断面図である。
【図６】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の製造方法の一例についての説明図である。
【図７】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の製造方法の一例についての説明図である。
【図８】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の製造方法の一例についての説明図である。
【図９】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の製造方法の一例についての説明図である。
【図１０】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の分割露光についての説明図である。
【図１１】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の分割露光についての説明図である。
【図１２】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第１構成例のマーク領域を示す平面図である。
【図１３】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第１構成例を示す平面図である。
【図１４】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第１構成例を示す断面図である。
【図１５】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの副尺についての説明図である。
【図１６】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第２構成例を示す断面図である。
【図１７】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第３構成例を示す断面図である。
【図１８】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第４構成例を示す断面図である。
【図１９】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第５構成例を示す断面図である。
【図２０】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第５構成例を示す平面図である
【図２１】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第５構成例についての固体撮像素子における領域形状を示す図である。
【図２２】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第５構成例のマーク領域を示す平面図である。
【図２３】本技術の一実施形態に係る位置合わせ用マークの第６構成例のマーク領域を示す平面図である。
【図２４】本技術の実施形態に係る固体撮像素子を備えた電子機器の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本技術は、固体撮像素子の製造におけるフォトリソグラフィの工程で複数の領域に分割された露光領域による分割露光（継ぎ合わせ露光）が行われて形成される層を備えた構成において、位置合わせ用のマークの構造を工夫することにより、光漏れによる特性悪化を回避し、回路設計の自由度を確保しようとするものである。
【００２２】
以下、図面を参照して、本技術を実施するための形態（以下「実施形態」と称する。）を説明する。なお、実施形態の説明は以下の順序で行う。
１．固体撮像素子の構成例
２．固体撮像素子の製造方法
３．分割露光について
４．位置合わせ用マークの第１構成例
５．位置合わせ用マークの第２構成例
６．位置合わせ用マークの第３構成例
７．位置合わせ用マークの第４構成例
８．位置合わせ用マークを有する固体撮像素子の製造方法
９．位置合わせ用マークの第５構成例
１０．位置合わせ用マークの第６構成例
１１．電子機器の構成例
【００２３】
＜１．固体撮像素子の構成例＞
まず、本実施形態に係る固体撮像素子１の概略構成について、図１および図２を用いて説明する。固体撮像素子１は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。
【００２４】
図１に示すように、固体撮像素子１は、例えばシリコン（Ｓｉ）等の半導体により構成された半導体基板２を有する。固体撮像素子１は、半導体基板２に、複数の画素３が行列状に２次元配置された画素領域（撮像領域）をなす画素アレイ部４と、画素アレイ部４の周囲に設けられた周辺回路領域（ロジック領域）をなす周辺回路部５とを備える。画素３は、半導体基板２に形成される。なお、複数の画素３の配列の形態は特に限定されない。
【００２５】
図２に示すように、画素アレイ部４は、各画素３における光電変換により信号電荷の生成、増幅、および読み出しを行う有効画素領域６と、有効画素領域６の周囲に形成された領域としてのＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｌａｃｋ）領域７とを有する。本実施形態では、矩形状の画素アレイ部４において、その中央部に矩形状の有効画素領域６が設けられており、有効画素領域６の四方を囲むようにＯＰＢ領域７が設けられている。
【００２６】
ＯＰＢ領域７は、信号電荷を有効な画素信号として出力する有効画素領域６に対して、黒レベルの基準となる信号（光学的黒）を出力する領域である。ＯＰＢ領域７に形成された画素３は遮光膜（図４、ＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂ）によって遮光されており、この遮光された画素３からの信号が、黒レベルの基準に用いられる。
【００２７】
画素３は、光電変換機能を有する光電変換部としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタとを有する。フォトダイオードは、受光面を有し、その受光面に入射した光の光量（強度）に応じた量の信号電荷を生成する。複数の画素トランジスタは、例えば、フォトダイオードにより生成された信号電荷の増幅、転送、選択、およびリセットをそれぞれ受け持つＭＯＳトランジスタを有する。
【００２８】
なお、複数の画素３に関しては、複数の単位画素を構成するフォトダイオードおよび転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される共有画素構造のものであってもよい。共有画素構造は、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有される１つのフローティングディフージョン（浮遊拡散領域）と、共有される１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。
【００２９】
周辺回路部５は、垂直駆動回路８と、カラム信号処理回路９と、水平駆動回路１０と、出力回路１１と、制御回路１２とを備える。
【００３０】
垂直駆動回路８は、例えばシフトレジスタによって構成され、所定の画素駆動配線１３を選択し、選択した画素駆動配線１３に画素３を駆動するための駆動パルスを供給し、行単位で画素３を駆動する。垂直駆動回路８は、画素アレイ部４の各画素３を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素３のフォトダイオードにおいて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線１４を通してカラム信号処理回路９に供給させる。
【００３１】
カラム信号処理回路９は、各画素３からの出力信号の処理を行う信号処理回路である。例えば、画素３の列ごとに設けられており、１行分の画素３から出力される信号を１列ごとに処理する。カラム信号処理回路９が行う信号処理としては、例えば、画素３固有の固定パターンノイズを低減するためのＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関２重サンプリング）や、信号増幅や、ＡＤ（アナログ／デジタル）変換等が挙げられる。
【００３２】
水平駆動回路１０は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することにより、カラム信号処理回路９を順番に選択し、カラム信号処理回路９の各々から画素信号を水平信号線１５に出力させる。
【００３３】
出力回路１１は、カラム信号処理回路９のそれぞれから水平信号線１５を通じて順次供給される信号に対し、所定の信号処理を行って出力する。出力回路１１により行われる信号処理としては、例えば、バファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等が挙げられる。
【００３４】
制御回路１２は、動作モード等を指令するデータや入力クロック等の受取りや、固体撮像素子１の内部情報等のデータの出力等を行う。制御回路１２は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路８、カラム信号処理回路９、および水平駆動回路１０の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成し、生成した信号をこれらの回路に入力する。
【００３５】
続いて、本実施形態に係る固体撮像素子１の層構造について、図３、図４および図５を用いて説明する。図３は有効画素領域６の層構造を示す断面図であり、図４はＯＰＢ領域７の層構造を示す断面図であり、図５は周辺回路部５の一部の層構造を示す断面図である。
【００３６】
画素３が有するフォトダイオード２１は、半導体基板２の厚さ方向について大部分に形成される。フォトダイオード２１は、第１導電型としてのｎ型の半導体領域２３と、半導体基板２の表裏両面に臨むように形成される第２導電型としてのｐ型の半導体領域２４とを有し、ｐｎ接合型のフォトダイオードとし画素単位で形成されている。ｐ型の半導体領域２４は、暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域を兼ねる。
【００３７】
画素３が有する複数の画素トランジスタ２２は、フォトダイオード２１に蓄積された信号電荷の読出し等を行うものであり、図示せぬソース・ドレイン領域と、ゲート電極２５とを有する。ソース・ドレイン領域は、半導体基板２の一方の板面側である表面２ａ側に形成されたｐ型半導体ウェル領域２６においてｎ型の領域として形成される。ゲート電極２５は、ソース・ドレイン領域の両領域間における半導体基板２の表面２ａ上にゲート絶縁膜を介して形成される。このようにフォトダイオード２１および複数の画素トランジスタ２２からなる各画素３は、ｐ型半導体領域として形成された素子分離領域２７により分離される。
【００３８】
半導体基板２の表面２ａ側には、積層配線層２８が形成されている。積層配線層２８は、層間絶縁膜２９を介して積層される複数の配線３０を有する。層間絶縁膜２９は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）により形成されるシリコン酸化膜により形成される。複数の配線３０は、例えば異なる金属により形成される。なお、半導体基板２の表面２ａ側に設けられる配線層は、単層構造の配線層であってもよい。
【００３９】
一方、半導体基板２の他方の板面である裏面２ｂ上には、光学的に反射防止膜として機能する絶縁膜３１が形成されている。絶縁膜３１は、互いに屈折率が異なる複数の膜が積層された積層構造を有する。絶縁膜３１は、例えば、シリコン酸化膜３２とハフニウム酸化膜３３とからなる２層構造を有する。絶縁膜３１上には、光透過性を有する平坦化膜３４が形成されている。平坦化膜３４は、例えば、樹脂などの有機材料や酸化膜で形成される。
【００４０】
平坦化膜３４上には、遮光膜４０が形成されている。遮光膜４０は、有効画素領域６においては、平坦化膜３４上における画素境界部分に画素間遮光膜４０Ａとして形成されている（図３参照）。画素間遮光膜４０Ａは、隣り合う画素３間の境界に沿って形成された線状の層部分であり、平面視で格子状に形成されている。画素間遮光膜４０Ａは、画素間において光学的な混色等を抑制する。
【００４１】
これに対し、遮光膜４０は、ＯＰＢ領域７においては、平坦化膜３４上を全体的に覆うＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂとして形成されている（図４参照）。ＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂにより、暗時出力の基準となる黒レベルを検出する領域が形成される。なお、画素間遮光膜４０ＡとＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂは、遮光膜４０として同時に形成される同一層である構成に限らず、互いに異なる層として個別に形成されたものであってもよい。
【００４２】
遮光膜４０は、光を遮光する材料により形成される。遮光膜４０を形成する材料としては、遮光性が強く、例えばエッチングで精度良く加工できるように、微細加工に適した材料が好ましい。遮光膜４０を形成する材料は、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属である。
【００４３】
平坦化膜３４上あるいは遮光膜４０上には、遮光壁４１および平坦化膜４２からなる遮光壁層４３が、複数段（本実施形態では２段）形成されている。遮光壁４１は、隣接画素からの斜め光の入射等を防止するための構成である。遮光壁４１は、遮光膜４０上において、隣り合う画素３間の境界に沿って画素境界部分に形成され、平面視で格子状をなす。遮光壁４１は、遮光膜４０と同様に例えばタングステンやアルミニウム等の金属材料により形成される。平坦化膜４２は、例えばＳｉＯ２等の無機材料により形成される。
【００４４】
上下２段の遮光壁層４３のうち、下段遮光壁層４３Ｌについては、画素間遮光膜４０Ａ上、あるいはＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂ上に、第１の遮光壁部４１Ｌが形成されている。下段遮光壁層４３Ｌにおいて、第１の遮光壁部４１Ｌ間には、第１の平坦化膜４２Ｌが形成されている。
【００４５】
また、上下２段の遮光壁層４３のうち、上段遮光壁層４３Ｈについては、第１の遮光壁部４１Ｌ上に、第２の遮光壁部４１Ｈが形成されている。上段遮光壁層４３Ｈにおいて、第２の遮光壁部４１Ｈ間には、第２の平坦化膜４２Ｈが形成されている。
【００４６】
上段遮光壁層４３Ｈには、層内レンズであるインナーレンズ４５が形成されている。インナーレンズ４５は、画素３を構成するフォトダイオード２１に対応して、画素３ごとに形成されている。インナーレンズ４５は、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）等の無機材料により形成される。なお、インナーレンズ４５を持たない画素３があってもよい。
【００４７】
本実施形態では、遮光壁層４３は２段構成となっているが、遮光壁層４３は１段構成あるいは３段以上の構成であってもよい。また、本実施形態では、インナーレンズ４５は、上段遮光壁層４３Ｈに形成されているが、インナーレンズ４５を形成する遮光壁層４３は特に限定されず、また、インナーレンズ４５は複数段の遮光壁層４３に形成されてもよい。
【００４８】
上段遮光壁層４３Ｈ上には、カラーフィルタ層４６が形成されている。カラーフィルタ層４６は、各画素３に対応して形成される複数のカラーフィルタ４７に区分されている。カラーフィルタ４７は、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のいずれかの色のフィルタ部分であり、各色の成分の光を透過させる。カラーフィルタ４７は、いわゆるオンチップカラーフィルタであり、例えばベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列等の所定の配列に従って形成される。なお、上段遮光壁層４３Ｈの第２の遮光壁部４１Ｈは、隣り合うカラーフィルタ４７間を遮光するため、カラーフィルタ層４６内に突出するように形成されてもよい。
【００４９】
カラーフィルタ層４６上には、複数のマイクロレンズ４９を有するレンズ層４８が形成されている。マイクロレンズ４９は、いわゆるオンチップレンズであり、画素３を構成するフォトダイオード２１に対応して、画素３ごとに形成されている。つまり、マイクロレンズ４９は、各カラーフィルタ４７上に形成されている。マイクロレンズ４９は、例えば、樹脂系の有機材料あるいはＳｉＮ（窒化シリコン）等の無機材料により形成される。ＯＰＢ領域７において、レンズ層４８は、マイクロレンズ４９をなす材料により形成された平坦状の層部分４８ａとなっている（図４参照）。
【００５０】
また、図５に示すように、周辺回路部５においては、例えば画素アレイ部４の周囲の部分等、少なくともその一部に、半導体基板２の表面２ａ側および裏面２ｂ側の層構造について、画素アレイ部４と同様にアレイ展開された層構造を有する部分（以下「アレイ展開部」という。）が設けられている。周辺回路部５のアレイ展開部において、レンズ層４８は、ＯＰＢ領域７と同様の平坦状の層部分４８ａとなっている。
【００５１】
図５に示すように、周辺回路部５においては、遮光膜４０は、ＯＰＢ領域７と同様に、平坦化膜３４上を全体的に覆うベタ遮光膜４０Ｃとして形成されている。なお、ベタ遮光膜４０Ｃは、画素間遮光膜４０ＡおよびＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂとの関係において、遮光膜４０として同時に形成される同一層である構成に限らず、互いに異なる層として個別に形成されたものであってもよい。
【００５２】
また、周辺回路部５においては、画素アレイ部４における画素トランジスタ２２と同様、半導体基板２の表面２ａ側に、周辺回路用のトランジスタ２０が設けられている。つまり、固体撮像素子１は、周辺回路部５において、半導体基板２の表面２ａ側に形成され、トランジスタ２０および配線３０を含む積層配線層２８を有する。
【００５３】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１は、半導体基板２に対して、積層配線層２８が設けられる表面２ａ側と反対側である裏面２ｂ側にカラーフィルタ層４６およびマイクロレンズ４９を有し、裏面２ｂ側を光の入射側とする裏面照射型の構造を有する。裏面照射側の構造によれば、半導体基板２に対して光の入射側と反対側（表面２ａ側）に積層配線層２８が設けられることから、積層配線層２８を構成する配線３０等のレイアウトについて高い自由度を得ることができる。
【００５４】
また、固体撮像素子１において、入射光は、カラーフィルタ４７上のマイクロレンズ４９により集光され、カラーフィルタ層４６を透過し、上段遮光壁層４３Ｈ内のインナーレンズ４５によってさらに集光され、フォトダイオード２１により受光される。これにより、フォトダイオード２１に対する高い集光効率が得られ、良好な感度が得られる。
【００５５】
＜２．固体撮像素子の製造方法＞
本実施形態に係る固体撮像素子１の製造方法の一例について、図６から図９を用いて説明する。なお、図６から図９の各図においては、左側に画素アレイ部４における有効画素領域６の層構造を示しており、右側に周辺回路部５におけるアレイ展開部を示している。
【００５６】
まず、図６Ａに示すように、画素アレイ部４においては、半導体基板２のｐ型の半導体領域２４に、ｎ型の半導体領域２３を画素３ごとに形成することにより、フォトダイオード２１が画素単位で形成される。次に、半導体基板２の表面２ａ側に、画素トランジスタ２２と、複数の配線３０と層間絶縁膜２９とを含む積層配線層２８が形成される。周辺回路部５においては、積層配線層２８に、周辺回路用のトランジスタ２０が形成される。また、半導体基板２の裏面２ｂ側に、絶縁膜３１をなすシリコン酸化膜３２およびハフニウム酸化膜３３、並びに平坦化膜３４が形成される。
【００５７】
次に、図６Ｂに示すように、平坦化膜３４上に、遮光膜４０が形成される。すなわち、有効画素領域６においては、平坦化膜３４上の画素境界部分に、画素間遮光膜４０Ａが形成され、周辺回路部５においては、平坦化膜３４を覆うように、ベタ遮光膜４０Ｃが形成される。なお、ＯＰＢ領域７においては、周辺回路部５と同様に、平坦化膜３４を覆うように、ＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂが形成される（図４参照）。画素間遮光膜４０Ａ、ＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂ、およびベタ遮光膜４０Ｃは、遮光膜４０として同一材料で同時に形成される。
【００５８】
遮光膜４０は、平坦化膜３４上に、タングステン等の所定の金属材料によって膜を形成する成膜工程と、この成膜工程によって形成した金属層上に選択的にレジストマスクを形成するマスク工程と、レジストマスクを介して金属層を選択的に除去する除去工程とを含む方法により形成される。
【００５９】
具体的には、成膜工程では、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、メッキ処理等が用いられ、平坦化膜３４上に、所定の金属材料による膜（金属層）が形成される。マスク工程では、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにより金属層上にレジストマスクが形成される。レジストマスクは、有効画素領域６においては、画素間遮光膜４０Ａに対応する部位、つまり複数の画素３間の境界部分に沿って形成され、ＯＰＢ領域７および周辺回路部５においては、それぞれＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂ、ベタ遮光膜４０Ｃに対応する部位に平坦化膜３４を覆うように形成される。除去工程では、ウエットエッチングまたはドライエッチング等のエッチングにより、レジストマスクが除去されるとともに、金属層が選択的にエッチング除去される。
【００６０】
遮光膜４０が形成された後、図７Ａに示すように、第１の平坦化膜４２Ｌが形成される。有効画素領域６においては、平坦化膜３４上および画素間遮光膜４０Ａ上に、第１の平坦化膜４２Ｌが形成され、周辺回路部５においては、ベタ遮光膜４０Ｃ上に、第１の平坦化膜４２Ｌが形成される。なお、ＯＰＢ領域７においては、ＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂ上に、第１の平坦化膜４２Ｌが形成される。具体的には、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等の無機材料を成膜した後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等によって平坦化することにより、第１の平坦化膜４２Ｌとなる平坦化層４２Ｘが形成される。
【００６１】
その後、平坦化層４２Ｘにおいて、第１の遮光壁部４１Ｌを形成する部分が開口され、開口部４２ａが形成される。開口部４２ａは、複数の画素３間の境界部分に沿って形成される。したがって、有効画素領域６においては、開口部４２ａは、画素間遮光膜４０Ａ上に形成される。開口部４２ａは、平坦化層４２Ｘに対するエッチング加工により形成される。
【００６２】
次に、図７Ｂに示すように、開口部４２ａにタングステン等の所定の金属材料を埋め込んだ後、表面全体をＣＭＰ等によって平坦化することにより、第１の遮光壁部４１Ｌが形成される。開口部４２ａの内周面には、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）からなる密着層が形成される。
【００６３】
以上のようにして、下段遮光壁層４３Ｌが形成される。なお、下段遮光壁層４３Ｌの形成に関し、第１の遮光壁部４１Ｌをなす金属材料の種類等によっては、先に第１の遮光壁部４１Ｌを形成し、その後、第１の平坦化膜４２Ｌを形成することもできる。この場合、第１の遮光壁部４１Ｌとなる金属材料により成膜された金属層に対し、フォトリソグラフィでパターニングを行うことで、第１の遮光壁部４１Ｌが形成される。その後、第１の遮光壁部４１Ｌの間に第１の平坦化膜４２Ｌとなる無機材料を埋め込み、表面全体をＣＭＰ等によって平坦化することにより、下段遮光壁層４３Ｌが形成される。
【００６４】
続いて、図８Ａに示すように、下段遮光壁層４３Ｌ上に、インナーレンズ４５が形成される。具体的には、まず、下段遮光壁層４３Ｌ上に、インナーレンズ４５の材料であるＳｉＮ（窒化シリコン）等の無機材料からなる層が成膜される。その後、成膜された層の上に、所定の感光性材料からなるフォトレジストが所定の熱処理等によってレンズ形状に形成される。そして、このレンズ形状のフォトレジストをマスクとして、ドライエッチング等のエッチング加工により、レンズ形状をインナーレンズ４５の材料からなる層にパターン転写させることにより、インナーレンズ４５が形成される。なお、図８Ａ，図８Ｂ，図９Ａおよび図９Ｂは、有効画素領域６の断面図を示しているが、ＯＰＢ領域７および周辺回路部５のアレイ展開部においても同様の工程が行われる。
【００６５】
次に、図８Ｂに示すように、インナーレンズ４５の上に、第１の平坦化膜４２Ｌと同様の手法により第２の平坦化膜４２Ｈが形成される。すなわち、まず、インナーレンズ４５の上に、ＳｉＯ２等の無機材料による成膜およびその平坦化が行われ、第２の平坦化膜４２Ｈとなる平坦化層４２Ｙが形成される。次に、平坦化層４２Ｙに対し、第２の遮光壁部４１Ｈを形成するための開口部４２ｂがエッチング加工により形成される。ここで、開口部４２ｂは、第１の遮光壁部４１Ｌの平面形状に対応して複数の画素３間の境界部分に沿って形成される。また、開口部４２ｂは、平坦化層４２Ｙおよびその下側のインナーレンズ４５の形成材料部分を貫通する。
【００６６】
そして、図９Ａに示すように、開口部４２ｂにタングステン等の所定の金属材料を埋め込んで平坦化することにより、第２の遮光壁部４１Ｈが形成される。以上のようにして、上段遮光壁層４３Ｈが形成される。なお、遮光壁層４３を３段以上に形成する場合は、上述したような遮光壁層４３の形成工程と同様の工程が段数に応じて繰り返される。
【００６７】
次に、図９Ｂに示すように、上段遮光壁層４３Ｈの上に、カラーフィルタ層４６が形成される。具体的には、例えば顔料や染料などの色素を含んだ感光性樹脂を回転塗布することにより各色のカラーフィルタ４７が形成され、複数のカラーフィルタ４７に区分されたカラーフィルタ層４６が形成される。
【００６８】
詳細には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のカラーフィルタ４７の色ごとに、所定の順番で、感光性樹脂を塗布する塗布工程、露光工程、および現像工程が行われる。すなわち、例えば、まず、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ４７を形成するための塗布工程、露光工程、および現像工程が行われ、次に、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４７を形成するための塗布工程、露光工程、および現像工程が行われ、その後に、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ４７を形成するための塗布工程、露光工程、および現像工程が行われる。ただし、カラーフィルタ４７の色による形成の順番は特に限定されない。
【００６９】
塗布工程では、形成するカラーフィルタ４７の色に対応する感光性樹脂が塗布され、対応する色のフィルタ膜が形成される。露光工程では、露光装置が用いられ、塗布工程において形成したフィルタ膜の上方に配置されたフォトマスクを透過する光により、フィルタ膜の露光が行われ、フィルタ膜のうちカラーフィルタ４７として残る部分が硬化させられる。フォトマスクには、形成するカラーフィルタ４７に応じたパターンが形成されている。現像工程では、露光工程において遮光され、硬化しなかった部分が現像液を用いたエッチングにより除去される。これにより、例えばベイヤ配列等の所定の配列に従った位置に、対応した色のカラーフィルタ４７が形成される。
【００７０】
なお、上述したように第２の遮光壁部４１Ｈをカラーフィルタ層４６内に突出形成した場合は、第２の遮光壁部４１Ｈの突出部分の間に、カラーフィルタ４７が埋め込まれる。また、ＯＰＢ領域７および周辺回路部５のアレイ展開部については、カラーフィルタ４７の形成の有無や色は限定されない。
【００７１】
そして、図９Ｂに示すように、カラーフィルタ層４６の上に、公知の手法によってレンズ層４８が形成される。具体的には、例えば、カラーフィルタ層４６上に成膜されたマイクロレンズ４９の材料の上に、感光性材料からなるフォトレジストが所定の熱処理等によってレンズ形状に形成され、エッチング加工によりフォトレジストのレンズ形状がパターン転写させることにより、マイクロレンズ４９が形成される。レンズ層４８の形成態様の一例として、有効画素領域６においては、画素３ごとにマイクロレンズ４９が形成され、ＯＰＢ領域７および周辺回路部５のアレイ展開部においては、平坦状の層部分４８ａが形成される。
【００７２】
以上のようにして、本実施形態に係る固体撮像素子１が製造される。なお、固体撮像素子１は、一般に円板状の半導体基板２のウエハにおいて、互いに直交する方向に等間隔に規則的に配列・形成され、ダイシングの工程で所定のスクライブ領域に沿って切断されることで、個片化された半導体チップとして得られる。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係る固体撮像素子１は、画素３毎に形成されたフォトダイオード２１を含む半導体基板２と、半導体基板２の一方の面（表面２ａ）側に形成され、トランジスタ（画素トランジスタ２２、周辺回路用のトランジスタ２０）および配線３０を含む配線層としての積層配線層２８と、半導体基板２の他方の面（裏面２ｂ）側に設けられた遮光膜４０と、画素３毎に形成されるカラーフィルタ４７を含むカラーフィルタ層４６と、遮光膜４０とカラーフィルタ層４６との間に形成された中間層とを備える。本実施形態において、遮光膜４０とカラーフィルタ層４６との間に形成された中間層は、複数段設けられた遮光壁層４３のうちの少なくとも１つの遮光壁層４３である。
【００７４】
＜３．分割露光について＞
本実施形態に係る固体撮像素子１は、その製造過程におけるフォトリソグラフィの工程で複数の領域に分割された露光領域による分割露光が行われて形成される層として、カラーフィルタ層４６およびレンズ層４８を含む。すなわち、上述したようなカラーフィルタ層４６およびレンズ層４８を形成する工程における露光工程では、その一括露光領域（露光画角）を固体撮像素子１のチップサイズよりも小さい領域とした露光装置が用いられ、チップサイズ全体の面積に相当する被露光範囲が複数の領域に分割される。そして、各分割領域に対応したパターンを有するフォトマスクが用いられて分割領域ごとに露光が行われ、これらの領域を継ぎ合わせることにより、チップ面全体のパターンが得られる。
【００７５】
本実施形態では、カラーフィルタ層４６およびレンズ層４８を形成する工程において、図１０に示すように、固体撮像素子１の外形に対応する長方形状のチップ面５０に対し、露光装置による露光領域が、第１の露光領域である左側露光領域５１、第２の露光領域である右側露光領域５２、および第３の露光領域である中央露光領域５３の３つの領域に分割されている。なお、チップ面５０の長手方向（図１０における左右方向）を左右方向とする。
【００７６】
分割露光においては、分割領域間の継ぎ目による画質特性への影響を無くすため、有効画素領域６には分割領域間の継ぎ目が存在しない方が望ましい。このため、図１０に示すように、中央露光領域５３は、長手方向を左右方向としてチップ面５０の中央部に位置し、画素アレイ部４の形成部位の全体を含む。これにより、有効画素領域６全体の露光が一括して行われる。中央露光領域５３の画素アレイ部４よりも外側の領域部分は、周辺回路部５となる（図２参照）。
【００７７】
また、チップ面５０を左右に略２等分した領域が、それぞれ左側露光領域５１および右側露光領域５２となる。これらの領域５１，５２は、長手方向を、チップ面５０の短手方向（図１０における上下方向）としている。
【００７８】
このように３つの分割領域が用いられる分割露光においては、フォトマスクとして、各分割領域に対応したパターンを有するフォトマスクが用いられて分割領域ごとに露光が行われ、これらの領域を継ぎ合わせることにより、チップ面５０全体のパターンが得られる。したがって、本実施形態に係る分割露光においては、フォトマスクとして、図１０に示すように、左側露光領域５１の露光で用いられる第１マスク６１、右側露光領域５２の露光で用いられる第２マスク６２、および中央露光領域５３の露光で用いられる第３マスク６３の３つのフォトマスクが用いられる。
【００７９】
図１１に、一括露光領域である露光画角６５における各マスクのレイアウトのイメージ図を示す。図１１Ａは、露光画角６５における第１マスク６１のレイアウトを示している。図１１Ｂは、露光画角６５における第３マスク６３のレイアウトを示している。図１１Ｃは、露光画角６５における第２マスク６２のレイアウトを示している。露光画角６５は、チップ面５０の面積よりも小さく、上述した各露光領域５１，５２，５３について、各マスク６１，６２，６３を用いた露光が行われる。なお、以下では、分割露光に関し、カラーフィルタ層４６を形成する場合について説明する。
【００８０】
このような３枚のフォトマスクによる３枚つなぎの露光工程としては、カラーフィルタ４７の色ごとに、所定の順番で、各マスクによる露光が行われる。例えば、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ４７を形成するための露光工程では、まず、第１マスク６１を用いた左側露光領域５１についての第１の露光が行われ、次に、第２マスク６２を用いた右側露光領域５２についての第２の露光が行われ、その後、第３マスク６３を用いた中央露光領域５３についての第３の露光が行われる。
【００８１】
ここで、例えば露光画角６５の形状等によっては、第２の露光と第３の露光との間で、露光装置が備える光学系あるいはウエハを載置するステージの動作により、照射光とウエハとの位置関係が相対的に９０回転させられる場合がある。ただし、本実施形態では、図１１に示すように、第１〜第３の露光についての露光画角６５の向きは共通であるため、第１〜第３の露光において、照射光とウエハとの位置関係は一定である。また、第１の露光、第２の露光、および第３の露光の順番は特に限定されない。こうした３つのフォトマスクを用いた露光工程が、互いに形成パターンが異なるカラーフィルタ４７の色ごとに行われる。したがって、カラーフィルタ４７の色ごとに、３つのフォトマスクが準備される。
【００８２】
第１〜第３の露光の露光画角６５の重なり部分を加味すると、各フォトマスクによる有効な露光領域の形状は、図１０および図１１に示すような形状となる。すなわち、中央露光領域５３の露光に用いられる第３マスク６３は、その全体の長方形状の領域形状が有効な露光領域の形状となる。また、中央露光領域５３の左半分が重なる左側露光領域５１の露光に用いられる第１マスク６１は、中央露光領域５３の重なり部分を除いた、右側を開口側とする略「コ」字状あるいは略「Ｕ」字状の領域形状が有効な露光領域の形状となる。また、中央露光領域５３の右半分が重なる右側露光領域５２の露光に用いられる第２マスク６２は、中央露光領域５３の重なり部分を除いた、左側を開口側とする略「コ」字状あるいは略「Ｕ」字状の領域形状が有効な露光領域の形状となる。
【００８３】
＜４．位置合わせ用マークの第１構成例＞
位置合わせ用マークの第１構成例について説明する。上述のような分割露光においては、３つの露光領域５１，５２，５３同士を継ぎ合わせるためや、固体撮像素子１の積層構造における層同士の位置関係を計測するため、同積層構造における各露光領域の所定の部位に対応する部位に、位置合わせ用のマークが設けられている。本実施形態の固体撮像素子１では、長方形状である露光領域５１，５２，５３の各領域の四隅の部分に対応する部位に、位置合わせ用のマークの形成領域であるマーク領域６８，６９，７０が設けられている（図２、図１０参照）。各マーク領域６８，６９，７０には、位置関係の計測の基準となるマーク部が形成されている。
【００８４】
本実施形態では、マーク領域６８，６９，７０のうち、中央露光領域５３に含まれる部位に形成されたマーク領域７０について説明する。マーク領域７０の形成部位は、中央露光領域５３の四隅に対応する部位であり、マーク領域７０は、周辺回路部５において、画素アレイ部４の四隅の外側近傍の領域に形成されている（図２参照）。
【００８５】
図１２に示すように、マーク領域７０は、例えば長方形状の領域であり、複数の単位マーク領域７１を有する。図１２に示す例では、マーク領域７０は、２行３列に配列された６個の単位マーク領域７１を有する。単位マーク領域７１の領域形状は、略正方形状である。また、１つの単位マーク領域７１の領域の大きさは、例えば数十個の画素３が含まれる大きさである。
【００８６】
図１３および図１４に示すように、各単位マーク領域７１は、位置合わせ用のマークとして、上述した中間層としての上段遮光壁層４３Ｈ内に設けられた第１のマーク部としての主尺８１と、カラーフィルタ層４６に形成され、主尺８１との位置関係が計測される第２のマーク部としての副尺８２とを有する。カラーフィルタ層４６は、遮光壁層４３の上側に形成される層であるため、副尺８２は、主尺８１に対して上方に形成されている。
【００８７】
なお、複数の単位マーク領域７１の２行３列の配列から、図１４に示すような断面視においては本来２個あるいは３個の単位マーク領域７１が並ぶが、図１４においては便宜上、１箇所の単位マーク領域７１のみを示している。また、図１４は、固体撮像素子１の層構造を示すものであり、単位マーク領域７１と画素３との大小関係や各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。
【００８８】
図１３に示すように、単位マーク領域７１において、副尺８２は、中央部に形成されており、平面視において正方形状の外形を有する。図１４に示すように、副尺８２は、カラーフィルタ層４６のうちのいずれかの色のカラーフィルタ４７と同じ材料によりカラーフィルタ層４６の一部としてカラーフィルタ４７と同時に形成される。
【００８９】
図１３に示すように、平面視において、主尺８１は、正方形状の副尺８２に対してその各辺をなす側面８２ａの外側の位置に、副尺８２の四方を囲むように４箇所に設けられている。主尺８１は、平面視形状として、副尺８２の各側面８２ａに沿うように、つまり副尺８２の各側面８２ａに対して平行状に形成された細長い長方形状の外形を有する。
【００９０】
すなわち、平面視において、４箇所の主尺８１は、その長手方向を副尺８２の各側面８２ａに沿わせ、副尺８２の外周を囲む正方形状のうち四隅を除いた各辺部をなし、副尺８２の外周を略正方形状に囲むように配置形成されている。各主尺８１は、平面視形状として、副尺８２側の辺をなす側面を、副尺８２の側面８２ａに平行に対向する側壁面８１ａとする。
【００９１】
本構成例において、主尺８１は、遮光壁層４３を構成する遮光壁４１と同層の部分として形成されている。すなわち、本実施形態に係る固体撮像素子１において、中間層としての遮光壁層４３は、画素３間に形成された遮光壁４１を有し、主尺８１は、遮光壁４１をなす材料により遮光壁４１の少なくとも一部と同層の部分として形成されている。
【００９２】
本実施形態では、遮光壁４１は、下段遮光壁層４３Ｌおよび上段遮光壁層４３Ｈにより２段に積層形成されている。そして、本構成例では、図１４に示すように、主尺８１は、２段の遮光壁４１のうちの第１の遮光壁部４１Ｌの層部分として形成されている。
【００９３】
したがって、主尺８１は、下段遮光壁層４３Ｌにおいて、第１の遮光壁部４１Ｌと同様に、第１の平坦化膜４２Ｌ内に、第１の遮光壁部４１Ｌを形成するタングステン等の金属材料により、壁状の部分として形成されている。そして、主尺８１は、ベタ遮光膜４０Ｃの上面４０ｄに対して垂直状に立設した態様で形成された壁状の部分であって、第１の遮光壁部４１Ｌと同様、下段遮光壁層４３Ｌの膜厚に対応した高さを有する。
【００９４】
このように壁状の部分として形成された主尺８１において、主尺８１の側壁面８１ａおよびその反対側の側壁面８１ｂは、ベタ遮光膜４０Ｃの上面４０ｄに対して垂直状の壁面となる。このように、本構成例では、主尺８１は、ベタ遮光膜４０Ｃの直上に形成されている。
【００９５】
主尺８１は、第１の遮光壁部４１Ｌと同一の層部分として第１の遮光壁部４１Ｌと同時に形成される。すなわち、図７Ａに示すように、第１の平坦化膜４２Ｌとなる平坦化層４２Ｘにおいて、第１の遮光壁部４１Ｌを形成するための開口部４２ａの形成と同時に、主尺８１を形成する部分に開口部４２ｃ（図１４参照）が形成される。そして、図７Ｂに示すように、開口部４２ｃに、第１の遮光壁部４１Ｌを形成するタングステン等の所定の金属材料を埋め込んだ後、表面全体をＣＭＰ等によって平坦化することにより、第１の遮光壁部４１Ｌと同時に主尺８１が形成される。
【００９６】
開口部４２ｃの内周面には、第１の遮光壁部４１Ｌと同様に、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）からなる密着層が形成される。また、第１の遮光壁部４１Ｌをなす金属材料の種類等によって第１の平坦化膜４２Ｌよりも先に第１の遮光壁部４１Ｌが形成される場合も、第１の遮光壁部４１Ｌと同時に主尺８１が形成される。なお、主尺８１は、第１の遮光壁部４１Ｌと同時に形成される同一層である構成に限らず、第１の遮光壁部４１Ｌとは個別に形成されたものであってもよい。
【００９７】
以上のように主尺８１および副尺８２を有する単位マーク領域７１においては、主尺８１と副尺８２の位置関係として、例えば、図１３に示すように、各主尺８１の側壁面８１ａと、副尺８２の各側面８２ａとの間の寸法ｄ１〜ｄ４が計測される。これらの計測値に基づき、上述したような複数の露光領域間の継ぎ合わせの状態や、カラーフィルタ層４６をなすカラーフィルタ４７の形成位置等の重ね合わせ精度が測定される。測定された内容は、例えば他の色のカラーフィルタ４７の形成にフィードバックされる。なお、主尺８１と副尺８２の位置関係としては、上記の例に限らず、例えば主尺８１と副尺８２との平面的な中心位置の座標差等が計測されてもよい。
【００９８】
マーク領域７０が有する各単位マーク領域７１は、カラーフィルタ層４６をなす複数色のカラーフィルタ４７のうち、いずれかの色のカラーフィルタ４７を形成する際に、これと同時に副尺８２が形成されて用いられる。つまり、副尺８２は、いずれかの色のカラーフィルタ４７を形成する際に用いられる単位マーク領域７１において、その色のカラーフィルタ４７と同じ材料によりカラーフィルタ層４６の一部として形成される。
【００９９】
具体的には、例えば、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ４７を形成する工程では、マーク領域７０が有する複数の単位マーク領域７１のうちのある１つの単位マーク領域７１Ｇが用いられる。ここでは、図１２に示すように、２行３列に配列された６個の単位マーク領域７１のうち、図１２における右上の単位マーク領域７１を、緑色（Ｇ）用の単位マーク領域７１Ｇとする。また、緑色（Ｇ）用の単位マーク領域７１Ｇの左隣りの単位マーク領域７１を、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４７を形成する工程で用いられる青色（Ｂ）用の単位マーク領域７１Ｂとし、そのさらに左隣りの単位マーク領域７１を、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ４７を形成する工程で用いられる赤色（Ｒ）用の単位マーク領域７１Ｒとする。また、ここでは、画素配列をベイヤ配列とし、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の順にカラーフィルタ４７が形成される場合を例にとって説明する。
【０１００】
このような場合、まず、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ４７を形成するための単位マーク領域７１Ｇにおいて、副尺８２が形成される。すなわち、図１５Ａに示すように、単位マーク領域７１Ｇにおいては、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ４７Ｇを形成する工程のうち、第３マスク６３を用いた中央露光領域５３についての第３の露光を含む工程により、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ４７Ｇと同時に、副尺８２として、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ４７Ｇと同じ材料による副尺８２Ｇが形成される。
【０１０１】
単位マーク領域７１Ｇが用いられた（副尺８２Ｇが形成された）後、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４７を形成するための単位マーク領域７１Ｂにおいて、副尺８２が形成される。すなわち、図１５Ｂに示すように、単位マーク領域７１Ｂにおいては、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４７Ｂを形成する工程のうち、第３マスク６３を用いた中央露光領域５３についての第３の露光を含む工程により、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４７Ｂと同時に、副尺８２として、青色（Ｂ）のカラーフィルタ４７Ｂと同じ材料による副尺８２Ｂが形成される。その後、同様にして、図１５Ｃに示すように、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ４７Ｒを形成するための単位マーク領域７１Ｒにおいて、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ４７Ｒと同時に、副尺８２として、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ４７Ｒと同じ材料による副尺８２Ｒが形成される。なお、残りの単位マーク領域７１は、例えば予備として設けられる。
【０１０２】
以上のように各単位マーク領域７１が用いられるため、マーク領域７０は、少なくともカラーフィルタ４７の色の種類の数の単位マーク領域７１を有する。
【０１０３】
なお、主尺８１および副尺８２の形状や数等は、本実施形態に限定されるものではない。主尺８１および副尺８２としては、平面視において互いの位置関係が計測できるものであれば、適宜の構成を採用することができる。
【０１０４】
以上のような構成を備えた固体撮像素子１によれば、光漏れのリスクを回避しながら位置合わせ用のマークを形成することができ、回路設計の自由度の低下を抑制することができる。
【０１０５】
すなわち、本構成例において、主尺８１は、ベタ遮光膜４０Ｃの上側において第１の遮光壁部４１Ｌと同一の層部分として形成され、その上方のカラーフィルタ層４６に副尺８２が形成されている。このような構成によれば、ベタ遮光膜４０Ｃによる遮光機能が確保されるため、固体撮像素子１に対する入射光の一部が斜め光等として有効画素領域６の画素３に入射する光漏れを防止することができる。結果として、光漏れによる画素特性（撮像特性）の悪化を回避することが可能となる。
【０１０６】
また、有効画素領域６の画素３に対する光漏れは、半導体基板２の光の入射側と反対側に設けられフォトダイオード２１に蓄積された電荷の読み出し等を行う画素トランジスタ２２等の回路の駆動にも悪影響を及ぼす。したがって、上述のとおり光漏れが防止できることで、画素トランジスタ２２等の配置について光漏れの影響を避ける必要がなくなるため、画素トランジスタ２２等についての回路設計の自由度を向上させることができる。
【０１０７】
また、本構成例では、主尺８１が、２段構成の遮光壁層４３を構成する上下の遮光壁４１の一部と同層の部分として形成されている。このような構成によれば、遮光壁４１を形成する工程において主尺８１を同時に形成することができるので、工程数を増やしたり別途材料を準備したりすることなく、容易に主尺８１を形成することが可能となる。
【０１０８】
特に、本構成例では、主尺８１は、２段構成の遮光壁層４３のうち下段遮光壁層４３Ｌを構成する第１の遮光壁部４１Ｌの層部分として形成されている。このような構成によれば、第１の遮光壁部４１Ｌと同様の方法により第１の遮光壁部４１Ｌと同時に主尺８１を形成することが可能となり、容易かつ確実に主尺８１を形成することが可能となる。
【０１０９】
＜５．位置合わせ用マークの第２構成例＞
位置合わせ用マークの第２構成例について、図１６を用いて説明する。なお、以下に説明する各構成例では、共通または対応する構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１１０】
本構成例では、図１６に示すように、主尺８１は、２段の遮光壁４１のうちの第２の遮光壁部４１Ｈの層部分として形成されている。したがって、主尺８１は、上段遮光壁層４３Ｈにおいて、第２の遮光壁部４１Ｈと同様に、第２の平坦化膜４２Ｈ内に、第２の遮光壁部４１Ｈを形成する金属材料により、壁状の部分として形成されている。そして、主尺８１は、第１の平坦化膜４２Ｌの上面４２ｄに対して垂直状に立設した態様で形成された壁状の部分であって、第２の遮光壁部４１Ｈと同様、上段遮光壁層４３Ｈの膜厚に対応した高さを有する。
【０１１１】
このように壁状の部分として形成された主尺８１において、主尺８１の側壁面８１ａおよびその反対側の側壁面８１ｂは、第１の平坦化膜４２Ｌの上面４２ｄに対して垂直状の壁面となる。このように、本構成例では、主尺８１は、ベタ遮光膜４０Ｃの上方の部位に、上下方向（層構造の積層方向）についてベタ遮光膜４０Ｃと副尺８２との間に形成されている。なお、主尺８１の平面視についての形状・配置は、第１構成例と共通である。
【０１１２】
主尺８１は、第２の遮光壁部４１Ｈと同一の層部分として第２の遮光壁部４１Ｈと同時に形成される。すなわち、図８Ｂに示すように、第２の平坦化膜４２Ｈとなる平坦化層４２Ｙにおいて、第２の遮光壁部４１Ｈを形成するための開口部４２ｂの形成と同時に、主尺８１を形成する部分に開口部４２ｅ（図１６参照）が形成される。そして、開口部４２ｅに、第２の遮光壁部４１Ｈを形成する所定の金属材料を埋め込んだ後、表面全体をＣＭＰ等によって平坦化することにより、第２の遮光壁部４１Ｈと同時に主尺８１が形成される。なお、主尺８１は、第２の遮光壁部４１Ｈと同時に形成される同一層である構成に限らず、第２の遮光壁部４１Ｈとは個別に形成されたものであってもよい。
【０１１３】
本構成例においても、第１構成例の場合と同様に、主尺８１と副尺８２の位置関係として、例えば、図１３に示すように、各主尺８１の側壁面８１ａと、副尺８２の各側面８２ａとの間の寸法ｄ１〜ｄ４が計測される。
【０１１４】
以上のような構成によっても、第１構成例と同様の作用効果を得ることができる。特に、本構成例によれば、主尺８１は、２段構成の遮光壁層４３のうち上段遮光壁層４３Ｈを構成する第２の遮光壁部４１Ｈの層部分として形成されていことから、第２の遮光壁部４１Ｈと同様の方法により第２の遮光壁部４１Ｈと同時に主尺８１を形成することが可能となり、容易かつ確実に主尺８１を形成することが可能となる。
【０１１５】
また、第２構成例では、第１構成例との比較において、主尺８１が上下方向について副尺８２に近付くので、その分、主尺８１と副尺８２の位置関係の計測について、高い精度での計測が可能となる。
【０１１６】
＜６．位置合わせ用マークの第３構成例＞
位置合わせ用マークの第３構成例について、図１７を用いて説明する。
【０１１７】
本構成例では、図１７に示すように、主尺８１は、２段の遮光壁４１のうちの第１の遮光壁部４１Ｌおよび第２の遮光壁部４１Ｈの層部分として形成されている。すなわち、本構成例では、主尺８１は、第１の遮光壁部４１Ｌの層部分である下段主尺部８１ｘと、第２の遮光壁部４１Ｈの層部分である上段主尺部８１ｙとにより、上下２段の一体的な壁状の部分として形成されている。
【０１１８】
下段主尺部８１ｘは、第１の遮光壁部４１Ｌと同一の層部分として第１の遮光壁部４１Ｌと同時に形成される。また、上段主尺部８１ｙは、第２の遮光壁部４１Ｈと同一の層部分として第２の遮光壁部４１Ｈと同時に形成される。
【０１１９】
本構成例によれば、第２構成例と同様の作用効果を得ることができる。また、主尺８１を構成する上段主尺部８１ｙの形成に関し、下段主尺部８１ｘ上に上段主尺部８１ｙを形成することになるので、第１の遮光壁部４１Ｌ上に形成される第２の遮光壁部４１Ｈと同様の形成条件によって上段主尺部８１ｙを形成することができる。このため、主尺８１をより簡単に形成することができる。
【０１２０】
＜７．位置合わせ用マークの第４構成例＞
位置合わせ用マークの第４構成例について、図１８を用いて説明する。
【０１２１】
本構成例において、主尺８１は、インナーレンズ４５の形成材料により、ベタ遮光膜４０Ｃと副尺８２との間に形成されている。すなわち、本実施形態に係る固体撮像素子１において、中間層としての遮光壁層４３は、画素３単位で形成されたインナーレンズ４５を有し、主尺８１は、インナーレンズ４５をなす材料によりインナーレンズ４５と同層の部分として形成されている。
【０１２２】
本構成例では、図１８に示すように、主尺８１は、インナーレンズ４５が形成されている上段遮光壁層４３Ｈにおいて、第２の平坦化膜４２Ｈ内に、インナーレンズ４５を形成するＳｉＮ（窒化シリコン）等の無機材料により、壁状の部分として形成されている。そして、主尺８１は、第１の平坦化膜４２Ｌの上面４２ｄに対して垂直状に立設した態様で形成された壁状の部分であって、インナーレンズ４５の膜厚に対応した高さを有する。
【０１２３】
このように壁状の部分として形成された主尺８１において、主尺８１の側壁面８１ａおよびその反対側の側壁面８１ｂは、第１の平坦化膜４２Ｌの上面４２ｄに対して垂直状の壁面となる。このように、本構成例では、主尺８１は、ベタ遮光膜４０Ｃの上方の部位に、上下方向についてベタ遮光膜４０Ｃと副尺８２との間に形成されている。なお、主尺８１の平面視についての形状・配置は、第１構成例と共通である。
【０１２４】
主尺８１は、インナーレンズ４５と同一の層部分としてインナーレンズ４５と同時に形成される。すなわち、下段遮光壁層４３Ｌ上に、インナーレンズ４５の形成材料により成膜された層に対し、主尺８１に対応する部位にフォトレジストが形成される。そして、インナーレンズ４５を形成するためのエッチング加工により、インナーレンズ４５と同時に、インナーレンズ４５の形成材料による主尺８１が形成される。なお、主尺８１は、インナーレンズ４５と同時に形成される同一層である構成に限らず、インナーレンズ４５とは個別に形成されたものであってもよい。
【０１２５】
以上のような構成によっても、第１構成例と同様の作用効果を得ることができる。特に、本構成例によれば、主尺８１は、インナーレンズ４５の層部分として形成されていことから、インナーレンズ４５と同様の方法によりインナーレンズ４５と同時に主尺８１を形成することが可能となり、容易かつ確実に主尺８１を形成することが可能となる。
【０１２６】
また、第４構成例では、第１構成例との比較において、主尺８１が上下方向について副尺８２に近付くので、その分、主尺８１と副尺８２の位置関係の計測について、高い精度での計測が可能となる。
【０１２７】
＜８．位置合わせ用マークを有する固体撮像素子の製造方法＞
以上のように位置合わせ用のマークを有する固体撮像素子１の製造方法としては、次のような工程が行われる。
【０１２８】
まず、画素３毎に形成されたフォトダイオード２１を含む半導体基板２を形成する工程が行われる。次に、半導体基板２の上層として遮光膜４０を形成する工程が行われる。ここでは、遮光膜４０として画素間遮光膜４０Ａ、ＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂおよびベタ遮光膜４０Ｃが同時に形成される。
【０１２９】
次に、遮光膜４０の上に中間層として下段遮光壁層４３Ｌおよび上段遮光壁層４３Ｈを形成する工程が行われる。ここで、中間層を形成する工程は、主尺８１を形成する工程を有する。
【０１３０】
すなわち、第１構成例では、中間層を形成する工程において、下段遮光壁層４３Ｌを形成する工程で、第１の遮光壁部４１Ｌと同層の部分として主尺８１が形成される。第２構成例では、中間層を形成する工程において、上段遮光壁層４３Ｈを形成する工程で、第２の遮光壁部４１Ｈと同層の部分として主尺８１が形成される。第３構成例では、中間層を形成する工程において、下段遮光壁層４３Ｌおよび上段遮光壁層４３Ｈを形成する工程で、第１の遮光壁部４１Ｌと同層の下段主尺部８１ｘ、第２の遮光壁部４１Ｈと同層の上段主尺部８１ｙがそれぞれ形成され、これらの主尺部により、主尺８１が形成される。また、第４構成例では、上段遮光壁層４３Ｈを構成するインナーレンズ４５と同層の部分として主尺８１が形成される。
【０１３１】
中間層が形成された後、中間層の上に、画素３毎に形成されるカラーフィルタ４７を含むカラーフィルタ層４６を形成する工程が行われる。ここで、カラーフィルタ層４６を形成する工程は、副尺８２を形成する工程を有する。
【０１３２】
すなわち、上述したように、各色のカラーフィルタ４７を形成する際に用いられる単位マーク領域７１において、その色のカラーフィルタ４７と同じ材料によりカラーフィルタ層４６の一部として副尺８２が形成される。
【０１３３】
そして、カラーフィルタ層４６を形成する工程において、主尺８１と副尺８２の位置関係を計測することで、カラーフィルタ層４６の重ね合わせ精度が測定される。主尺８１と副尺８２の位置関係としては、上述したように、例えば図１３に示すように、各主尺８１の側壁面８１ａと、副尺８２の各側面８２ａとの間の寸法ｄ１〜ｄ４が計測される。
【０１３４】
以上のような固体撮像素子１の製造方法によれば、上述のとおり、光漏れのリスクを回避しながら位置合わせ用のマークを形成することができ、回路設計の自由度の低下を抑制することができる。
【０１３５】
＜９．位置合わせ用マークの第５構成例＞
位置合わせ用マークの第５構成例について、図１９から図２２を用いて説明する。
【０１３６】
本構成例では、主尺９１が、ベタ遮光膜４０Ｃにスリット状の開口部として形成されている。すなわち、図１９に示すように、本構成例において、各単位マーク領域１０１は、位置合わせ用のマークとして、遮光膜であるベタ遮光膜４０Ｃに形成された開口状の主尺９１と、カラーフィルタ層４６に形成された副尺８２とを有する。
【０１３７】
図２０に示すように、平面視において、主尺９１は、正方形状の副尺８２に対してその各辺をなす側面８２ａの外側の位置に、副尺８２の四方を囲むように４箇所に形成されている。主尺９１は、平面視形状として、副尺８２の各側面８２ａに沿うように、つまり副尺８２の各側面８２ａに対して平行状に形成された細長い長方形状の開口形状を有する。
【０１３８】
すなわち、平面視において、４箇所の主尺９１は、その長手方向を副尺８２の各側面８２ａに沿わせ、副尺８２の外周を囲む正方形状のうち四隅を除いた各辺部をなし、副尺８２の外周を略正方形状に囲むように配置形成されている。各主尺９１は、平面視形状として、副尺８２側の辺をなす面を、副尺８２の側面８２ａと平行な内側面９１ａとする。
【０１３９】
主尺９１は、遮光膜４０をベタ状に形成したベタ遮光膜４０Ｃにおいて、これを上下方向に貫通する開口部として形成されている。このように開口部として形成された主尺９１において、主尺９１の内側面９１ａおよびその他の内側面は、平坦化膜３４の上面３４ｃに対して垂直状の面となる。
【０１４０】
主尺９１は、遮光膜４０の一部分として遮光膜４０と同時に形成される。すなわち、図６Ｂに示すように、画素間遮光膜４０Ａ、ＯＰＢ形成遮光膜４０Ｂおよびベタ遮光膜４０Ｃを形成する際のマスク工程において、主尺９１の形成部位がベタ遮光膜４０Ｃにおけるレジストマスクの形成部位から除かれ、その後の除去工程においてベタ遮光膜４０Ｃにおける主尺９１の形成部位の金属層部分が除去され、主尺９１としての開口部が形成される。なお、主尺９１としての開口部内は、遮光膜４０上に形成される下段遮光壁層４３Ｌの第１の平坦化膜４２Ｌにより埋まっている。
【０１４１】
以上のように主尺９１および副尺８２を有する単位マーク領域１０１においては、主尺９１と副尺８２の位置関係として、例えば、図２０に示すように、各主尺９１の内側面９１ａと、副尺８２の各側面８２ａとの間の寸法ｅ１〜ｅ４が計測される。これらの計測値に基づき、上述したような複数の露光領域間の継ぎ合わせの状態や、カラーフィルタ層４６をなすカラーフィルタ４７の形成位置等が把握される。
【０１４２】
本構成例のように、ベタ遮光膜４０Ｃに開口部として主尺９１を形成する構成によれば、次のような問題がある。主尺９１が形成される遮光膜４０は、画素３毎にフォトダイオード２１が形成される半導体基板２に対する上層として形成される。また、各マーク領域１００は、周辺回路部５において、有効画素領域６の近傍に位置する。これらのことから、固体撮像素子１に対する入射光の一部が主尺９１としての開口部から斜め光等として有効画素領域６の画素３に入射する光漏れのリスクが懸念される。光漏れは、上述したように画素特性の悪化や画素トランジスタ２２等についての回路設計の自由度の低下を招く。また、主尺９１からの光漏れは、その下方に位置する周辺回路用のトランジスタ２０等のついての回路設計の自由度の低下を招く。そこで、本構成例では、マーク領域１００の領域形状（平面視形状）について工夫が施されている。
【０１４３】
本実施形態に係る固体撮像素子１において、主尺９１は、半導体基板２の板面方向（水平方向）について所定の領域形状を有するマーク領域１００に形成されている。具体的には、マーク領域１００は、複数（本構成例では５個）の単位マーク領域１０１を有し、各単位マーク領域１０１に、主尺９１および副尺８２が形成されている。なお、単位マーク領域１０１の領域形状は、略正方形状であり、１つの単位マーク領域１０１の領域の大きさは、例えば数十個の画素３が含まれる大きさである。
【０１４４】
図２１に示すように、マーク領域１００は、有効画素領域６の周囲の領域に設けられている。本実施形態では、マーク領域１００は、有効画素領域６に対して、ＯＰＢ領域７を介して、周辺回路部５における画素アレイ部４近傍の部位であるアレイ展開部に設けられている。つまり、周辺回路部５において、画素アレイ部４の四隅の外側近傍の部位に、マーク領域１００が形成されている。マーク領域１００の形成部位は、中央露光領域５３の四隅に対応する部位となる。
【０１４５】
そして、本構成例では、マーク領域１００は、その領域形状として、有効画素領域６側を凹側とする切欠部１０２を有する。具体的には、図２１および図２２に示すように、マーク領域１００は、複数の単位マーク領域１０１が一列に並んだ２つの直線状の領域部１００ａ，１００ｂを有し、これらの領域部１００ａ，１００ｂにより、略「Ｌ」字状の領域形状を有する。つまり、２つの直線状の領域部１００ａ，１００ｂは、略同じ長さを有し、互いに直角をなすように配置されている。
【０１４６】
本構成例では、図２２に示すように、マーク領域１００の角部分の単位マーク領域１０１を両領域部１００ａ，１００ｂに共通の単位マーク領域１０１Ａとした場合、各領域部１００ａ，１００ｂの長手方向について３個の単位マーク領域１０１が一列に並んでおり、合計５個の単位マーク領域１０１がマーク領域１００に設けられている。
【０１４７】
このような単位マーク領域１０１の配列構成において、２つの領域部１００ａ，１００ｂからなる略「Ｌ」字状の領域形状における内側の部分が、切欠部１０２となっている。詳細には、図２０に示すように、マーク領域１００の領域形状は、２つの領域部１００ａ，１００ｂの外側の長辺１０３ｓと、各領域部１００ａ，１００ｂの端部側の短辺１０３ｔと、２つの短辺１０３ｔとともに２つの長辺１００ｓによる角の対角側をなす仮想線（二点鎖線）１０３ｕとで形成される正方形状の外形に対して、２つの仮想線１０３ｕにより形成される角側を正方形状に切り欠いた態様の形状となっている。すなわち、切欠部１０２は、互いに直角をなす２つの領域部１００ａ，１００ｂの内側の長辺１０３ｖにより形成された凹部となっている。
【０１４８】
そして、図２１に示すように、画素アレイ部４の四隅の外側近傍に設けられた各マーク領域１００は、切欠部１０２側を有効画素領域６側（画素アレイ部４側）に向けるように形成されている。つまり、各マーク領域１００は、その領域形状として、有効画素領域６側に切欠部１０２を有する。
【０１４９】
具体的には、マーク領域１００は、各領域部１００ａ，１００ｂの長手方向を、長方形状の画素アレイ部４の各辺に対して平行とするとともに、２つの領域部１００ａ，１００ｂからなる角部分を、画素アレイ部４の角部分に沿わせるように設けられている。４つのマーク領域１００は、図２１に示すように平面視において画素アレイ部４の長手方向（図２１における左右方向）および短手方向（図２１における上下方向）について対称となるように配置形成されている。
【０１５０】
このようなマーク領域１００のレイアウトにより、各マーク領域１００は、平面視形状における切欠部１０２を有効画素領域６側に向けている。なお、図２２に示すマーク領域１００は、図２１において４つのマーク領域１００のうち右上に位置するマーク領域１００Ａである。
【０１５１】
以上のような第５構成例によれば、例えばマーク領域１００が長方形状である場合との比較において、切欠部１０２が形成されている分、各単位マーク領域１０１の主尺９１としての開口箇所を、有効画素領域６から遠ざけることができる。つまり、主尺９１としての開口箇所と有効画素領域６との間の距離を大きくすることができる。これにより、主尺９１から漏れ込んだ光の撮像特性への影響を可及的に小さくすることが可能となる。結果として、光漏れのリスクを回避しながら位置合わせ用のマークを形成することができ、回路設計の自由度の低下を抑制することができる。
【０１５２】
なお、第５構成例において、切欠部１０２の形状、および切欠部１０２を含むマーク領域１００全体の形状は上述した例に限定されない。マーク領域１００の領域形状としては、凹状をなす切欠部を有し、その切欠部の凹側を有効画素領域６側とすることで、主尺９１の開口箇所が有効画素領域６から遠ざかるような形状であればよい。
【０１５３】
＜１０．位置合わせ用マークの第６構成例＞
位置合わせ用マークの第６構成例について、図２３を用いて説明する。
【０１５４】
本構成例では、第５構成例と同様に、図１９および図２０に示すように、主尺９１が、ベタ遮光膜４０Ｃにスリット状の開口部として形成されている。そして、本構成例では、マーク領域１２０の領域形状（平面視形状）について第５構成例とは異なる観点から工夫が施されている。
【０１５５】
本構成例のように、ベタ遮光膜４０Ｃに開口部として主尺９１を形成する構成によれば、次のような問題がある。主尺９１が形成される遮光膜４０は、画素３毎にフォトダイオード２１が形成される半導体基板２に対する上層として形成される。また、半導体基板２の光の入射側と反対側（表面２ａ側）には、周辺回路用のトランジスタ２０等の回路が設けられている。これらのことから、例えば周辺回路用のトランジスタ２０の真上に主尺９１が存在する場合、固体撮像素子１に対する入射光のうち主尺９１としての開口部から漏れた光が、トランジスタ２０の特性を変動させることが懸念される。そこで、本構成例では、マーク領域１２０の領域形状について工夫が施されている。
【０１５６】
本構成例では、マーク領域１２０は、その領域形状として、トランジスタ２０との領域的な重複を避けるための切欠部１２２を有する。具体的には、本構成例では、図２３に示すように、上側の行に横方向に並んだ３個の単位マーク領域１０１と、下側の行に横方向に並んだ２個の単位マーク領域１０１との合計５個の単位マーク領域１０１がマーク領域１２０に設けられている。下側の２個の単位マーク領域１２１は、上側の行の右側の２個の単位マーク領域１０１に対して、横方向の位置を共通とする。
【０１５７】
このような単位マーク領域１０１の配列構成において、上側の行の左側の単位マーク領域１０１Ｂの下側、つまり下側の行の左側の単位マーク領域１０１Ｃの左側の部分が、切欠部１２２となっている。詳細には、図２３に示すように、マーク領域１２０の領域形状は、２行３列に配列された６個の単位マーク領域１０１を有する場合の領域形状（例えば、図１２に示すマーク領域７０参照）として仮想される長方形状の外形に対して、右上側の角の対角をなす仮想線（二点鎖線）１２０ａにより形成される角部を矩形状に切り欠いた態様の形状となっている。すなわち、切欠部１２２は、マーク領域１２０の左下側において互いに直角をなす辺１２０ｂにより形成された凹部となっている。
【０１５８】
そして、図２３に示すように、マーク領域１２０は、その下方に位置するトランジスタ２０に対し、切欠部１２２により領域的に重複しないように、つまり平面視で重ならないように設けられている。図示の例では、マーク領域１２０は、その領域形状として、トランジスタ２０側に切欠部１２２を有し、平面視において、切欠部１２２による領域的な欠切部分を、トランジスタ２０（２０Ａ）の真上に位置させるように形成されている。
【０１５９】
具体的には、マーク領域１２０は、切欠部１２２をなす２つの辺１２０ｂと、仮想線１２０ａとにより形成される矩形状の領域内に、トランジスタ２０（２０Ａ）の形成領域を位置させている。また、他のトランジスタ２０の形成領域は、平面視でマーク領域１２０に重ならない位置に複数箇所に設けられている。
【０１６０】
以上のような第６構成例によれば、切欠部１２２により、マーク領域１２０のレイアウトに関し、主尺９１としての開口箇所がトランジスタ２０の真上に位置することを容易に避けることが可能となる。これにより、主尺９１としての開口部から漏れた光によるトランジスタ２０の特性への影響を可及的に小さくすることが可能となる。結果として、光漏れのリスクを回避しながら位置合わせ用のマークを形成することができ、トランジスタ２０の回路設計の自由度を向上させることができる。そして、切欠部１２２の形成部位をトランジスタ２０の形成部位に対応させることで、例えばマーク領域１２０が長方形状である場合との比較において、トランジスタ２０を避けながらその近傍にマーク領域１２０を配置することができるので、周辺回路部５のスペースを有効利用することができる。
【０１６１】
なお、第６構成例において、切欠部１２２の形状、および切欠部１２２を含むマーク領域１２０全体の形状は上述した例に限定されない。マーク領域１２０の領域形状としては、凹状をなす切欠部を有し、その切欠部をトランジスタ２０の形成部位の上方あるいはその近傍に位置させることで、トランジスタ２０との領域的な重複を避けた形状であればよい。また、第６構成例において、第５構成例のマーク領域１００と同様に、切欠部１２２を有効画素領域６側に向けてマーク領域１２０をレイアウトすることにより、上述したように、主尺９１としての開口箇所を有効画素領域６から遠ざけることができ、主尺９１から漏れ込んだ光の撮像特性への影響を可及的に小さくすることが可能となる。
【０１６２】
＜１１．電子機器の構成例＞
本実施形態に係る固体撮像素子１の電子機器への適用例について、図２４を用いて説明する。固体撮像素子１は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像素子は、ワンチップとして形成された形態のものであってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態のものであってもよい。
【０１６３】
図２４に示すように、電子機器としての撮像装置２００は、光学部２０２と、固体撮像素子１と、カメラ信号処理回路であるＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路２０３と、フレームメモリ２０４と、表示部２０５と、記録部２０６、操作部２０７と、電源部２０８とを備える。ＤＳＰ回路２０３、フレームメモリ２０４、表示部２０５、記録部２０６、操作部２０７および電源部２０８は、バスライン２０９を介して相互に接続されている。
【０１６４】
光学部２０２は、複数のレンズを含み、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像素子１の撮像面上に結像する。固体撮像素子１は、光学部２０２によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
【０１６５】
表示部２０５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像素子１で撮像された動画または静止画を表示する。記録部２０６は、固体撮像素子１で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【０１６６】
操作部２０７は、ユーザによる操作の下に、電子機器２００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部２０８は、ＤＳＰ回路２０３、フレームメモリ２０４、表示部２０５、記録部２０６および操作部２０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１６７】
以上のような撮像装置２００によれば、固体撮像素子１において、光漏れのリスクを回避しながら位置合わせ用のマークを形成することができ、回路設計の自由度の低下を抑制することができ、高画質な撮像画像を得ることができる。
【０１６８】
上述した実施形態の説明は本技術の一例であり、本技術は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本開示に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０１６９】
上述した実施形態の固体撮像素子１は、遮光膜４０上に形成される遮光壁層４３に関し、２段の遮光壁層４３を有する構成であるが、１段の遮光壁層４３あるいは３段以上の遮光壁層４３を有する構成であってもよい。また、インナーレンズ４５は、少なくともいずれか１つの遮光壁層４３に形成されればよい。そして、上述した位置合わせ用マークの第１〜第３構成例に関し、主尺８１は、３段以上の遮光壁層４３において、複数段の遮光壁４１の少なくともいずれか１つの層部分として形成することができる。また、位置合わせ用マークの第４構成例に関し、主尺８１は、少なくともいずれか１つの遮光壁層４３に形成されたインナーレンズ４５と同層の部分として形成することができる。
【０１７０】
また、上述した実施形態では、マーク領域（７０，１００，１２０）は、周辺回路部５に設けられているが、マーク領域を設ける部位としては、有効画素領域６の周囲の（外側の）領域であればよく、例えば、画素アレイ部４のうち、有効画素領域６の周囲に形成されたＯＰＢ領域７であってもよい。この場合、マーク領域は、例えば、画素アレイ部４の四隅に設けられる。マーク領域をＯＰＢ領域７に設けた構成においては、マーク領域を周辺回路部５に設けた構成と比べて、マーク領域の形成部位が有効画素領域６に近いことから、上述したような光漏れによるリスクを効果的に回避することができる。
【０１７１】
また、上述した実施形態では、固体撮像素子１としてＣＭＯＳ型のイメージセンサを例にとって説明したが、本技術は、ＣＭＯＳ型の他、例えばＣＣＤ型等の他のタイプの固体撮像素子において適用することができる。
【０１７２】
なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、
前記遮光膜と前記カラーフィルタ層との間に形成された中間層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記中間層内に設けられた第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有する
固体撮像素子。
（２）
前記中間層は、画素間に形成された遮光壁を有し、
前記第１のマーク部は、前記遮光壁をなす材料により前記遮光壁の少なくとも一部と同層の部分として形成されている
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記遮光壁は、複数段に積層形成されており、
前記第１のマーク部は、複数段の前記遮光壁のうちのいずれかの層部分である
前記（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記中間層は、画素単位で形成されたインナーレンズを有し、
前記第１のマーク部は、前記インナーレンズをなす材料により前記インナーレンズと同層の部分として形成されている
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（５）
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記遮光膜に形成された第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有し、
前記第１のマーク部は、前記半導体基板の板面方向について所定の領域形状を有するマーク領域に形成されており、
前記マーク領域は、複数の画素が２次元配置された画素アレイ部の有効画素領域の周囲の領域に設けられており、
前記マーク領域は、その領域形状として、前記有効画素領域側を凹側とする切欠部を有する
固体撮像素子。
（６）
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記遮光膜に形成された第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有し、
前記第１のマーク部は、前記半導体基板の板面方向について所定の領域形状を有するマーク領域に形成されており、
前記マーク領域は、その領域形状として、前記トランジスタとの領域的な重複を避けるための切欠部を有する
固体撮像素子。
（７）
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側に形成され、トランジスタおよび配線を含む配線層と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられた遮光膜と、
画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、
前記遮光膜と前記カラーフィルタ層との間に形成された中間層と、を備え、
位置合わせ用のマークとして、
前記中間層内に設けられた第１のマーク部と、
前記カラーフィルタ層に形成され、前記第１のマーク部との位置関係が計測される第２のマーク部と、を有する
固体撮像素子を備えた
電子機器。
（８）
画素毎に形成されたフォトダイオードを含む半導体基板を形成する工程と、
前記半導体基板の上層として遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜の上に中間層を形成する工程と、
前記中間層の上に、画素毎に形成されるカラーフィルタを含むカラーフィルタ層を形成する工程と、を備え、
前記中間層を形成する工程は、第１のマークを形成する工程を有し、
前記カラーフィルタ層を形成する工程は、第２のマークを形成する工程を有し、
前記第１のマークと前記第２のマークとの位置関係を計測することで、前記カラーフィルタ層の重ね合わせ精度を測定する
固体撮像素子の製造方法。
【符号の説明】
【０１７３】
１      固体撮像素子
２      半導体基板
２ａ    表面
２ｂ    裏面
３      画素
４      画素アレイ部
２０    トランジスタ
２１    フォトダイオード
２２    画素トランジスタ
２８    積層配線層
３０    配線
４０    遮光膜
４０Ａ  画素間遮光膜
４０Ｂ  ＯＰＢ形成遮光膜
４０Ｃ  ベタ遮光膜
４１    遮光壁
４１Ｌ  第１の遮光壁部
４１Ｈ  第２の遮光壁部
４２    平坦化膜
４２Ｌ  第１の平坦化膜
４２Ｈ  第２の平坦化膜
４３    遮光壁層
４３Ｌ  下段遮光壁層
４３Ｈ  上段遮光壁層
４５    インナーレンズ
４６    カラーフィルタ層
４７    カラーフィルタ
７０    マーク領域
７１    単位マーク領域
８１    主尺（第１のマーク部）
８２    副尺（第２のマーク部）
９１    主尺（第１のマーク部）
１００  マーク領域
１０１  単位マーク領域
１０２  切欠部
１２０  マーク領域
１２２  切欠部
２００  撮像装置（電子機器）
【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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【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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