(57)【要約】      （修正有）【課題】光検出器の受光部上の上部構造層をエッチングストップまでエッチバックして開口部を形成する際に、エッチングマスクを形成するフォトマスクをエッチングストップ形成用のフォトマスクと共用できるようにする。【解決手段】エッチングストップとなるポリシリコン膜のエッチングマスク用にネガ型フォトレジストを塗布する。また、上部構造層１２８のエッチングマスク用にポジ型フォトレジスト１３０を塗布する。両レジストそれぞれの露光に、受光部に対応する位置に光透過領域が形成されたフォトマスク１２４を共通に用いる。これにより、受光部に対応する領域に、上部構造層１２８のエッチングマスクとなるフォトレジスト膜１３０の開口１３２が形成され、その開口１３２からエッチバックされる開口部の下に、エッチングストップとしてポリシリコン膜からなる受光部パッド１２６が形成される。【選択図】図４
2007227521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に積層した上部構造層をエッチングして開口部を形成する集積回路製造方法であって、
前記基板上に前記エッチングに対し耐蝕性を有する下地膜を積層する下地膜積層工程と、
前記下地膜上にポジ型及びネガ型の感光性のうちのいずれかを有する第１フォトレジスト膜を積層する第１フォトレジスト膜積層工程と、
フォトマスクを用い、フォトリソグラフィ法により前記第１フォトレジスト膜をパターニングして第１エッチングマスクを形成する第１エッチングマスク形成工程と、
前記第１エッチングマスクを通して露出した前記下地膜をエッチング除去してエッチングストッパを形成するエッチングストッパ形成工程と、
前記エッチングストッパの形成後、前記上部構造層を積層する上部構造層積層工程と、
前記上部構造層上に前記第１フォトレジスト膜とは反対の前記感光性を有する第２フォトレジスト膜を積層する第２フォトレジスト膜積層工程と、
前記第１エッチングマスク形成工程と共通の前記フォトマスクを用い、フォトリソグラフィ法により前記第２フォトレジスト膜をパターニングして第２エッチングマスクを形成する第２エッチングマスク形成工程と、
前記第２エッチングマスクを通して露出した前記上部構造層を前記エッチングストッパに到達するまでエッチングして前記開口部を形成する開口部形成工程と、
を有することを特徴とする集積回路製造方法。
【請求項２】
前記基板である半導体基板に受光部と回路部とが隣接配置される集積回路を製造する請求項１に記載の集積回路製造方法において、
前記上部構造層は、少なくとも前記回路部に形成する金属配線と、前記半導体基板全面に形成する層間絶縁膜とから構成され、
前記開口部は、前記受光部の位置に対応して設けられること、
を特徴とする集積回路製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の集積回路製造方法において、
前記第１エッチングマスク形成工程は、前記フォトリソグラフィ法における露光条件を制御して、前記第１エッチングマスクを、前記フォトマスク上のパターン寸法と投影倍率とに基づいて定まる標準転写寸法よりも大きく形成すること、を特徴とする集積回路製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の集積回路製造方法において、
前記第２エッチングマスク形成工程は、前記フォトリソグラフィ法における露光条件を制御して、前記第２エッチングマスクを、前記フォトマスク上のパターン寸法と投影倍率とに基づいて定まる標準転写寸法よりも大きく形成すること、を特徴とする集積回路製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の集積回路製造方法において、
前記開口部形成工程は、異方性エッチング法により前記上部構造層をエッチングすること、を特徴とする集積回路製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の集積回路製造方法において、
前記エッチングストッパ形成工程は、異方性エッチング法により前記下地膜をエッチングすること、を特徴とする集積回路製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板等の上に集積回路を形成する製造方法に関し、特に、基板上に積層した層間絶縁膜等の上部構造層をエッチングして開口部を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報記録媒体として、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）といった光ディスクが大きな位置を占めるようになってきた。これら光ディスクの再生装置は、光ピックアップ機構により光ディスクのトラックに沿ってレーザ光を照射し、その反射光を検知する。そして、反射光強度の変化に基づいて記録データが再生される。
【０００３】
光ディスクから読み出されるデータレートは非常に高いため、反射光を検知する光検出器は、応答速度の速いＰＩＮフォトダイオードを用いた半導体素子で構成されている。当該半導体素子の受光部にて発生した微弱な光電変換信号は増幅器にて増幅され、後段の信号処理回路へ出力される。ここで、光電変換信号の周波数特性の確保やノイズの重畳を抑制する観点から、受光部と増幅器との間の配線長をできるだけ短くするように構成される。この観点と、光検出器の製造コスト低減の観点とから、受光部と増幅器等を含む回路部とは同一の半導体チップ上に形成することが好適である。
【０００４】
図５は、同一半導体基板に受光部と回路部とが隣接配置された光検出器の模式的な断面図である。受光部４に対応する領域の半導体基板２にはＰＩＮフォトダイオードの構造が形成され、回路部６に対応する領域にはトランジスタ等の回路素子が形成される。
【０００５】
図５の光検出器は２層配線構造であり、配線構造層１０として、半導体基板２上に、第１層間絶縁膜１２、第１アルミニウム（Ａｌ）層１４、第２層間絶縁膜１６、第２Ａｌ層１８、第３層間絶縁膜２０が順次積層される。第１Ａｌ層１４及び第２Ａｌ層１８はそれぞれフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされる。例えば、第１Ａｌ層１４により配線２２及び平坦化パッド２４が回路部６に形成され、第２Ａｌ層１８により、配線２６及び平坦化パッド２８が回路部６に形成される。回路部６の配線構造層１０の上には、遮光のためのＡｌ層３０が積層され、さらに、保護膜としてシリコン酸化膜３２及びシリコン窒化膜３４が順次積層される。ちなみに、層間絶縁膜は、ＳＯＧ（Spin on Glass）、ＢＰＳＧ（Borophosphosilicate Glass）、ＴＥＯＳ（Tetra-ethoxy-silane）といった材料を用いて形成される。
【０００６】
さて、配線構造層１０を含む上部構造層３８は、受光部４の半導体基板２の上にも積層される。受光部４における半導体基板２への光の入射効率を高めるためには、この上部構造層３８を除去することが好ましい。そこで、周囲の回路部６においては上部構造層３８を残しつつ、受光部４において選択的にエッチバックを行って、受光部４に上部構造層３８の開口部３６が形成される。
【０００７】
ここで、受光部４において上記各Ａｌ層は上部構造層３８の積層時に予めパターニングにより除去され、当該受光部４には層間絶縁膜１２，１６，２０等が積層される。すなわちＡｌ層が除去されている分、受光部４の上部構造層３８は周囲の回路部６よりも窪み得る。このように上部構造層３８の表面が平坦でないことなどに起因して、図５に示すように開口部の底面が平坦にならず、受光部４面内での入射光量の不均一が生じる可能性がある。
【０００８】
これを回避するために、上部構造層３８の下にポリシリコン膜を形成しておき、これをエッチングストッパとして開口部のエッチバックが行われる。エッチングストッパを用いることで、エッチングの深さを開口部面内にて一様にすることが容易となる。
【０００９】
ちなみに、エッチングストッパとするポリシリコン膜を回路部６にも配置すると、Ａｌ配線から半導体基板へのコンタクトを設ける際に、間にポリシリコン膜が存在することとなり都合が悪い。そのため、当該ポリシリコン膜は受光部４に対応して選択的に形成される。また、ポリシリコン膜を受光部４に対応して選択的に形成すると、上部構造層３８が底上げされるため、上述の受光部４での上部構造層３８の窪みを抑制することができる。この点でも、開口部の底面の平坦性の向上が図られ、受光部４面内での入射光量の均一性を向上させることが可能となる。
【００１０】
図６及び図７は受光部４の位置に対応してポリシリコン膜を形成した上で開口部を形成する従来の光検出器の製造方法を説明する模式図であり、主要な工程における受光部４近傍の模式的な断面図を示している。ＰＩＮフォトダイオードやトランジスタ等が形成された半導体基板２上に、シリコン酸化膜４０を成膜し、さらにその表面にポリシリコン膜４１を堆積する（図６（ａ））。
【００１１】
ポリシリコン膜４１の上にネガ型フォトレジストを塗布しフォトレジスト膜４２を成膜する。受光部に対応する領域を光透過可能に構成されたフォトマスク４３を用い、フォトレジスト膜４２を露光する（図６（ｂ））。しかる後、現像処理を行うことにより、受光部に対応する位置に残るフォトレジスト膜４２’が形成される（図６（ｃ））。
【００１２】
このフォトレジスト膜４２’をエッチングマスクとしてポリシリコン膜４１をエッチング除去して、受光部に対応する領域にポリシリコン膜からなるパッド４４を形成する（図６（ｄ））。
【００１３】
パッド４４の上のフォトレジスト膜４２’を除去した後、上部構造層４５を積層する（図６（ｅ））。
【００１４】
次に上部構造層４５の上にネガ型フォトレジストを塗布しフォトレジスト膜４６を成膜する。受光部に対応する領域を遮光するフォトマスク４７を用い、フォトレジスト膜４６を露光する（図７（ａ））。しかる後、現像処理を行うことにより、受光部に対応する位置に開口が形成されたフォトレジスト膜４６’が形成される（図７（ｂ））。
【００１５】
このフォトレジスト膜４６’をエッチングマスクとして上部構造層４５をエッチング除去し、受光部に対応する位置に開口部４８を形成する。このエッチングにおいてパッド４４はエッチングストッパとして機能し、開口部４８の底面にパッド４４が露出される（図７（ｃ））。さらにエッチャントを変えてポリシリコンを除去するエッチングを行って、開口部４８はシリコン酸化膜４０の上面まで掘り下げられる（図７（ｄ））。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述の開口部の形成プロセスでは、ポリシリコン膜４１からパッド４４を形成するためのフォトリソグラフィ工程と、開口部４８を形成するためのフォトリソグラフィ工程とが必要となる。従来の方法では、これら２つのフォトリソグラフィ工程は別々のフォトマスク４３，４７を用いて行われる。フォトマスクの設計・製造には工数やコスト等を要するため、集積回路の製造工程にて必要なフォトマスクの枚数は少ないことが望ましく、上述の開口部の形成プロセスにおいても、これが課題の一つとなる。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、より少ない枚数のフォトマスクで開口部を形成することができる集積回路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】
【００１８】
本発明に係る集積回路製造方法は、基板上に積層した上部構造層をエッチングして開口部を形成する方法であって、前記基板上に前記エッチングに対し耐蝕性を有する下地膜を積層する下地膜積層工程と、前記下地膜上にポジ型及びネガ型の感光性のうちのいずれかを有する第１フォトレジスト膜を積層する第１フォトレジスト膜積層工程と、フォトマスクを用い、フォトリソグラフィ法により前記第１フォトレジスト膜をパターニングして第１エッチングマスクを形成する第１エッチングマスク形成工程と、前記第１エッチングマスクを通して露出した前記下地膜をエッチング除去してエッチングストッパを形成するエッチングストッパ形成工程と、前記エッチングストッパの形成後、前記上部構造層を積層する上部構造層積層工程と、前記上部構造層上に前記第１フォトレジスト膜とは反対の前記感光性を有する第２フォトレジスト膜を積層する第２フォトレジスト膜積層工程と、前記第１エッチングマスク形成工程と共通の前記フォトマスクを用い、フォトリソグラフィ法により前記第２フォトレジスト膜をパターニングして第２エッチングマスクを形成する第２エッチングマスク形成工程と、前記第２エッチングマスクを通して露出した前記上部構造層を前記エッチングストッパに到達するまでエッチングして前記開口部を形成する開口部形成工程と、を有する。
【００１９】
この集積回路製造方法は、前記基板である半導体基板に受光部と回路部とが隣接配置され、前記上部構造層が、少なくとも前記回路部に形成する金属配線と、前記半導体基板全面に形成する層間絶縁膜とから構成され、前記開口部が、前記受光部の位置に対応して設けられる集積回路に適用することができる。
【００２０】
本発明に係る上記各集積回路製造方法において、前記第１エッチングマスク形成工程は、前記フォトリソグラフィ法における露光条件を制御して、前記第１エッチングマスクを、前記フォトマスク上のパターン寸法と投影倍率とに基づいて定まる標準転写寸法よりも大きく形成するものとすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る上記各集積回路製造方法において、前記第２エッチングマスク形成工程は、前記フォトリソグラフィ法における露光条件を制御して、前記第２エッチングマスクを、前記フォトマスク上のパターン寸法と投影倍率とに基づいて定まる標準転写寸法よりも大きく形成するものとすることができる。
【００２２】
さらに本発明に係る上記各集積回路製造方法において、前記開口部形成工程は、異方性エッチング法により前記上部構造層をエッチングする工程とすることができ、また、前記エッチングストッパ形成工程は、異方性エッチング法により前記下地膜をエッチングする工程とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、下地膜をエッチングするためのエッチングマスクのパターニング及び上部構造層をエッチングするためのエッチングマスクのパターニングが、１枚のフォトマスクを共用して行われる。このフォトマスクの共用により、フォトマスクの所要枚数が削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
本実施形態は、ＣＤやＤＶＤといった光ディスクの再生装置の光ピックアップ機構に搭載される光検出器である。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る光検出器である半導体素子の概略の平面図である。本光検出器５０はシリコンからなる半導体基板に形成され、受光部５２と回路部５４とを含んで構成される。受光部５２は、例えば、２×２に配列された４つのＰＩＮフォトダイオード（ＰＤ）５６を含み、光学系から基板表面へ入射する光を２×２の４区画に分割して受光する。回路部５４は、例えば、受光部５２の周囲に配置される。回路部５４は例えば、ＣＭＯＳ５８等の回路素子を含み、これら回路素子を用いて、受光部５２からの出力信号に対する増幅回路やその他の信号処理回路を受光部５２と同一の半導体チップに形成することができる。なお、図１には示されていないが、回路部５４には、回路素子に接続される配線や受光部５２を構成する拡散層に接続される配線が配置される。これら配線は、半導体基板上に積層されるＡｌ膜をパターニングして形成される。
【００２７】
図２は、図１に示す直線Ａ−Ａ’を通り半導体基板に垂直な断面での受光部５２及び回路部５４の構造を示す模式的な断面図である。この断面には受光部５２の２つのＰＤ５６、回路部５４のＣＭＯＳ５８、及びそれらが形成された半導体基板６０上に積層される配線や層間絶縁膜等の構造が表されている。
【００２８】
本光検出器５０は、ｐ型不純物が導入されたｐ型シリコン基板であるＰ-sub層７０の一方主面に、Ｐ-sub層７０より不純物濃度が低く高比抵抗を有するエピタキシャル層７２が積層された半導体基板６０を用いて形成される。Ｐ-sub層７０は各ＰＤ５６に共通のアノードを構成し、例えば、基板裏面から接地電位を印加される。分離領域７４は、基板表面側に設けられた配線７６により接地電位を印加され、Ｐ-sub層７０と共にアノードを構成する。
【００２９】
エピタキシャル層７２は、受光部５２ではＰＤ５６のｉ層を構成する。受光部５２において、エピタキシャル層７２の表面には、上述の分離領域７４及びカソード領域７８が形成される。
【００３０】
半導体基板６０の表面にはゲート酸化膜や局所酸化膜（ＬＯＣＯＳ）を構成するシリコン酸化膜８０が形成され、ゲート酸化膜の上にはＣＭＯＳ５８を構成するＭＯＳＦＥＴ等のゲート電極８２が例えば、ポリシリコンやタングステン（Ｗ）等を用いて形成される。さらにその上を覆って基板表面にシリコン酸化膜８４が形成される。
【００３１】
シリコン酸化膜８４を形成後、受光部５２に対応する位置にポリシリコン膜からなる受光部パッドが形成される。後に説明するように、この受光部パッドは、配線構造層９０をエッチバックして受光部５２の位置に開口部８６を形成する際のエッチングストッパとして用いられる。そのため、受光部パッド膜は開口部８６の開口より外側に拡張して形成される。
【００３２】
受光部パッドの形成後、半導体基板６０上には、配線構造や保護膜等からなる上部構造層が形成される。本光検出器５０は２層配線構造であり、配線構造層９０として、半導体基板６０上に、第１層間絶縁膜９２、第１Ａｌ層９４、第２層間絶縁膜９６、第２Ａｌ層９８、第３層間絶縁膜１００が順次積層される。第１Ａｌ層９４及び第２Ａｌ層９８はそれぞれフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされる。例えば、第１Ａｌ層９４により配線７６及び平坦化パッド１０２が回路部５４に形成され、第２Ａｌ層９８により、配線１０４及び平坦化パッド１０６が回路部５４に形成される。
【００３３】
ここで、平坦化パッド１０２，１０６は、それぞれ配線７６，１０４の隙間に配置され、それぞれ第１Ａｌ層９４、第２Ａｌ層９８の上に積層される層間絶縁膜９６，１００の表面の凹凸を抑制する。また、層間絶縁膜は、ＳＯＧ、ＢＰＳＧ、ＴＥＯＳといった材料を用いて形成される。
【００３４】
回路部５４の配線構造層９０の上には、遮光のためのＡｌ層１１０が積層され、さらに、保護膜としてシリコン酸化膜１１２が順次積層される。
【００３５】
ここで、受光部５２のＰＤ５６への光の入射効率を高めるために、配線構造層９０及びその上の積層、すなわち上部構造層をエッチバックして、受光部５２に対応する領域に開口部８６が形成される。このように受光部５２において配線構造層９０をエッチングし開口部８６を設けることにより、ＰＤ５６への光の透過率が向上し、レーザ反射光による光電変換信号の振幅の確保が図られる。
【００３６】
なお、配線構造層９０の下に配置された上記受光部パッドは、開口部８６の形成工程においてエッチバックされ、開口部８６の底面に存在する部分は除去される。そのため、図２において、開口部８６の底面部分の受光部パッドは既に存在せず、開口部８６より外側への拡張部分１１４のみが残っている。
【００３７】
開口部８６の形成後、シリコン窒化膜１１６が堆積される。このシリコン窒化膜１１６は、シリコン酸化膜１１２の上面、開口部８６の側壁面及び底面を覆う。上面に形成されたシリコン窒化膜１１６は、シリコン酸化膜１１２と共に保護膜を構成する。また、開口部８６の側壁面に形成されたシリコン窒化膜１１６は、当該側壁面に露出する層間絶縁膜を被覆し、配線構造層９０への湿気の進入を抑制する。これにより、配線７６，１０４の劣化が防止される。一方、開口部８６の底面に形成されたシリコン窒化膜１１６は、開口部８６の底面からＰＤ５６への入射光の反射を抑制する反射防止膜としての機能を有する。
【００３８】
次に、図３及び図４を用いて、本光検出器５０の製造方法を説明する。図３及び図４は受光部５２の位置に対応して受光部パッドを形成した上で開口部８６を形成する本光検出器の製造方法を説明する模式図であり、主要な工程における受光部５２近傍の模式的な断面図を示している。
【００３９】
まず、上述したＰＤ５６やＣＭＯＳ５８等を形成した半導体基板６０上に、シリコン酸化膜８４を成膜する（図３（ａ））。シリコン酸化膜８４は例えば、ＣＶＤ法により堆積して形成される。さらに、シリコン酸化膜８４の上に、ポリシリコン膜１２０をＣＶＤ法等により形成する（図３（ａ））。
【００４０】
このポリシリコン膜１２０の上に、ネガ型フォトレジストを例えば、スピンコート法により塗布してフォトレジスト膜１２２を成膜する（図３（ｂ））。このフォトレジスト膜１２２を、受光部５２に対応する領域を光透過可能に構成されたフォトマスク１２４を用いて露光する（図３（ｂ））。
【００４１】
しかる後、現像処理を行って、フォトレジスト膜１２２の未露光領域を除去することにより、受光部５２に対応する位置に残るフォトレジスト膜１２２’が形成される（図３（ｃ））。
【００４２】
ここで、フォトレジスト膜１２２’の寸法は、上記露光処理において露光時間等の露光条件を制御してオーバー露光とすることで、或る程度拡大することが可能である。すなわち、最適露光時間での露光では、フォトマスク１２４上でのパターン寸法及び投影倍率に応じた寸法（標準転写寸法）にフォトレジストが加工されるのに対し、オーバー露光とすることで、標準転写寸法より大きなフォトレジスト膜１２２’を形成することができる。
【００４３】
フォトレジスト膜１２２’の寸法は次に説明する受光部パッド１２６の寸法を規定する。この受光部パッド１２６は既に述べたようには開口部８６のエッチバックにおけるエッチングストッパとして用いられるため、確実に開口部８６の底面全体に存在することが必要となる。そこで、受光部パッド１２６は開口部８６の予定開口形状に対してマージンを持たせた形状・大きさに形成することができる。これに対応して、オーバー露光によりフォトレジスト膜１２２’を大きめに形成することが行われ得る。具体的には、フォトレジスト膜１２２’の形状・大きさは、開口部８６をエッチバックする際のエッチングマスクの位置精度（目合わせ精度）や当該エッチング自体の加工精度を考慮して、受光部パッド１２６まで到達した開口部８６の底面が当該受光部パッド１２６の面内に包含されるように定められる。
【００４４】
このように形成されたフォトレジスト膜１２２’をエッチングマスクとしてポリシリコン膜１２０をエッチングして、受光部５２に対応する領域にポリシリコン膜１２０を選択的に残し、受光部パッド１２６が形成される（図３（ｄ））。このエッチングは、例えば、ドライエッチングを用いて異方的に行うことができる。
【００４５】
受光部パッド１２６の上のフォトレジスト膜１２２’を除去した後、上部構造層１２８を積層する（図３（ｅ））。上部構造層１２８の各構成層の積層は、ＣＶＤ法やＰＶＤ法を用いて行うことができる。
【００４６】
ここで、上部構造層１２８として積層される層のうち各Ａｌ層は、パターニングされ受光部５２上から除去される。そのため、上部構造層１２８はその層間絶縁膜９６，１００を積層した途中段階及び全てを積層し終わった段階にて、受光部５２での厚みがその周辺の回路部での厚みより薄くなる。受光部パッド１２６は、上部構造層１２８を底上げして受光部５２上と回路部上とでの上部構造層１２８の厚みの差を補うので、受光部５２上での窪みを抑制しつつ上部構造層１２８を積層することができる。これにより、開口部８６を形成するエッチバックを開口面内で一様に進行させることができ、開口部８６の底面の平坦性の向上が図られ、受光部５２面内での入射光量の均一性を向上させることが可能となる。
【００４７】
次に上部構造層１２８の上に、フォトレジストを例えば、スピンコート法により塗布しフォトレジスト膜１３０を成膜する（図４（ａ））。このフォトレジスト膜１３０は、上記フォトレジスト膜１２２とは感光性が反対であるポジ型フォトレジストを塗布して形成される。このフォトレジスト膜１３０を、フォトレジスト膜１２２の露光処理に用いたのと同じフォトマスク１２４を用いて露光する（図４（ａ））。
【００４８】
しかる後、現像処理が行われる。フォトマスク１２４は上述のように受光部５２に対応する領域を光透過可能に構成されている。そのため、ポジ型のフォトレジスト膜１３０は受光部５２に対応する領域を露光され、当該領域を現像処理にて除去される。これにより、受光部５２に対応する位置に開口１３２を有するフォトレジスト膜１３０’が形成される（図４（ｂ））。
【００４９】
このフォトレジスト膜１３０’をエッチングマスクとして上部構造層１２８をエッチング除去し、受光部５２に対応する位置に開口部８６を形成する（図４（ｃ））。このエッチングは、例えば、ドライエッチングを用いて異方的に行うことができる。また、エッチングは、ポリシリコンで形成された受光部パッド１２６に対し、配線構造層９０を構成する層間絶縁膜の選択比が確保され、受光部パッド１２６が当該エッチングのストッパとなるような種類、条件とする。このエッチングで開口部８６は受光部パッド１２６の上面に到達するまで掘り下げられる。
【００５０】
さらに、フォトレジスト膜１３０’をマスクとして用い、受光部パッド１２６をエッチングする。このエッチングも、ドライエッチングを用いて異方的に行うことができるが、配線構造層９０に対する上記エッチングとはエッチャント等を変えて行われる。すなわち、受光部パッド１２６のエッチングは、その下に形成されているシリコン酸化膜８４に対し選択比が確保され、シリコン酸化膜８４が当該エッチングのストッパとなるような種類、条件で行われる。このエッチングで開口部８６はシリコン酸化膜８４の上面に到達するまで掘り下げられる（図４（ｄ））。
【００５１】
開口部８６を形成するエッチバックが完了すると、フォトレジスト１３０’を除去する。そして、例えばＣＶＤ法を用いて窒化シリコンを堆積し、上部構造層１２８の上面、開口部８６の側壁面及び底面にシリコン窒化膜１１６を形成する。これにより図２に示す本光検出器５０の基本的な構造が形作られる。
【００５２】
以上、本発明を光検出器５０の開口部８６の形成に適用した実施形態を説明した。この実施形態では、受光部パッド１２６を形成するためのエッチングマスクをネガ型フォトレジストで形成し、開口部８６を形成するためのエッチングマスクをポジ型フォトレジストで形成したが、それらの感光性を互いに反対とした構成とすることも可能である。その場合、両フォトレジスト膜の露光処理に共通に用いられるフォトマスクは、上記フォトマスク１２４とは明暗が反転したパターンを有する。
【００５３】
また、上記構成では、開口部８６の開口よりも受光部パッド１２６を拡大させるために、受光部パッド１２６のエッチングマスクとなるネガ型のフォトレジスト膜１２２の露光をオーバー露光として標準転写寸法より大きなフォトレジスト膜１２２’を形成した。これに対して、開口部８６のエッチングマスクとなるフォトレジスト膜１３０の開口１３２を標準転写寸法より小さく形成しても、相対的に受光部パッド１２６が拡大したのと同様の効果が得られる。ポジ型のフォトレジスト膜１３０にて開口１３２を小さくすることは、その露光処理をアンダー露光とすることにより実現可能である。なお、受光部パッド１２６、開口部８６の形成にそれぞれ用いられるフォトレジスト１２２，１３０の感光性は上述のように上記実施形態とは反対にすることができる。その場合に、開口部８６の開口よりも受光部パッド１２６を拡大させるためには、ポジ型で形成されるフォトレジスト膜１２２をアンダー露光とするか、ネガ型で形成されるフォトレジスト膜１３０をオーバー露光とすればよい。
【００５４】
このようにして同一のフォトマスク１２４を用いつつ、受光部パッド１２６を開口１３２より大きく形成することが可能である。この大小関係に基づいて受光部パッド１２６を開口部８６のエッチバックに対して好適にエッチングストッパとして機能させるためには、開口部８６のエッチングを開口１３２より拡がりにくい方法で行うこと、また受光部パッド１２６を形成する際のエッチングを受光部パッド１２６が小さくなりにくい方法で行うことが望ましい。この観点から、上記実施形態のように、それぞれのエッチングをドライエッチングで行うようにすることができる。
【００５５】
なお、開口部８６をエッチバックするドライエッチングは、その種類・条件や上部構造層１２８の構造によって、開口部８６をテーパーを有する形状（深くなるにつれて開口が狭くなる形状）に形成することも可能である。この場合には、受光部パッド１２６を敢えて開口１３２より大きくしなくても、エッチングストップが確実に行われる構成となる。
【００５６】
本発明は、上述した光検出器５０以外の他の集積回路においても適用することができる。すなわち、本発明は集積回路において開口部をエッチバックする際に、そのエッチングマスクの開口に対応した形状のエッチングストップ膜を予め形成する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態に係る光検出器である半導体素子の概略の平面図である。
【図２】本実施形態である光検出器の受光部及び回路部の構造を示す模式的な断面図である。
【図３】本実施形態の光検出器における開口部の形成方法を説明する模式図である。
【図４】本実施形態の光検出器における開口部の形成方法を説明する模式図である。
【図５】従来の光検出器の受光部及び回路部の構造を示す模式的な断面図である。
【図６】従来の光検出器における開口部の形成方法を説明する模式図である。
【図７】従来の光検出器における開口部の形成方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
５０  光検出器、５２  受光部、５４  回路部、５６  ＰＩＮフォトダイオード、５８  ＣＭＯＳ、６０  半導体基板、７０  Ｐ-sub層、７２  エピタキシャル層、７４  分離領域、７６，１０４  配線、７８  カソード領域、８０，８４，１１２    シリコン酸化膜、８２  ゲート電極、８６  開口部、９０  配線構造層、９２  第１層間絶縁膜、９４  第１Ａｌ層、９６  第２層間絶縁膜、９８  第２Ａｌ層、１００  第３層間絶縁膜、１０２，１０６  平坦化パッド、１１０  遮光Ａｌ層、１１４  拡張部分、１１６  シリコン窒化膜、１２０  ポリシリコン膜、１２２，１３０  フォトレジスト膜、１２４  フォトマスク、１２６  受光部パッド、１２８  上部構造層、１３２  開口。
【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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