固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置
【課題】 高精度なアライメントが可能な固体撮像装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 固体撮像装置の製造方法は、画素領域から外れた領域１８ｄ内にアライメントマーク３２が形成された半導体基板を準備する工程と、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜３４を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜３４上に絶縁体層４２を形成する第２の形成工程と、アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層４２の光学膜厚を、アライメント光が透過する厚みに調整する調整工程と、前記厚み調整された絶縁体層３６上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜３８を形成する第３の形成工程と、を含む。
【解決手段】 固体撮像装置の製造方法は、画素領域から外れた領域１８ｄ内にアライメントマーク３２が形成された半導体基板を準備する工程と、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜３４を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜３４上に絶縁体層４２を形成する第２の形成工程と、アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層４２の光学膜厚を、アライメント光が透過する厚みに調整する調整工程と、前記厚み調整された絶縁体層３６上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜３８を形成する第３の形成工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラなどに使用される固体撮像装置の製造方法に関し、特に色分離を行うカラーフィルタ（フィルタ膜）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、複数の画素（受光セル）を有している。各画素は入射光を色分離を行うカラーフィルタと、このカラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部とを備えている。
特許文献１に示されるような固体撮像装置の製造工程においては、半導体基板上に光電変換部を形成し、カラーフィルタを形成した後、さらにマイクロレンズを形成する。
【０００３】
これら形成時においては、位置合わせ（アライメント）が行われる。
位置合わせは、基板上に形成されたアライメントマークへレーザを照射し、アライメントマークからの反射・回折光を検出することにより行われる。
この場合、アライメントマーク上にカラーフィルタが形成されていると、マークがフィルタを通してしか見えずアライメントし難いという問題がある。
【０００４】
この問題に対して、特許文献２では、図１６に示すように、基板１００４上のアライメントマーク１００６を覆うように離型剤１００８を前もって塗布し、その後でカラーフィルタ１００２を形成するようにしている。
これにより、アライメントマーク１００６の上にカラーフィルタ１００２が形成されることはなく、マークがカラーフィルタに遮蔽されることが防ぐことができるとしている。
【特許文献１】特開平7-311310号公報
【特許文献２】特開平5-224013号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、微細化、高集積化している基板のアライメントマークの上の一つ一つに、離型剤を塗布するのは技術的にも難しい上、工数の増加につながる。
また、特にカラーフィルタが誘電体多層膜である場合には、基板全面に成膜されることが不可避であり、上記離型剤を用いて部分的に成膜しないとすること困難である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、誘電体多層膜等の無機材料からなるカラーフィルタを備える固体撮像装置の製造方法において、高精度なアライメントが可能な固体撮像装置の製造方法等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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、両λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層の光学膜厚を、アライメント光が透過する厚みに調整する調整工程と、前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
この構成によれば、λ／４多層膜の設定波長と絶縁体膜の膜厚を調整することで、λ／４によって生じる反射帯域範囲内の、任意の波長帯域において透過帯域を設定することができる。このため、上記透過帯域にアライメント光の波長を含めれば、アライメント光を、カラーフィルタを透過させてアライメントマークに照射することができるので、高精度なアライメントが可能となる。
【０００８】
また本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層及び第１のλ／４多層膜を除去する除去工程と、アライメントマーク上方の位置に、第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を経て前記カラーフィルタを形成することを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、高精度なアライメントが可能となる。その上、プロセス途上、アライメントマークが、直接、半導体基板上に露出される工程を増やすことができるので、アライメントの精度を向上させることができる。
また、前記アライメント光として、赤色光を発するＨｅ−Ｎｅレーザを用い、前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、赤色光が透過する特性であることを特徴としている。
【００１０】
また、アライメント光を、アライメントマーク上方の位置するカラーフィルタを透過させてアライメントマークへと照射することにより、半導体基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、位置合わせされた半導体基板に含まれる画素の各々に、入射光を集光するレンズを形成するレンズ形成工程を含むことを特徴としている。
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、前記λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、画素領域から外れた領域内の所定境域における絶縁体層の光学膜厚を、その周りとは異なる厚みに調整し、所定境域とその周りとで光特性を異ならせる調整工程と、前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を含むことを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、所定境域とその周りとの光特性の違いを利用してアライメントを行うことが可能となる。
また、さらに、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程を含み、前記第１の形成工程では、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成し、前記調整工程における所定境域は、前記アライメントマーク上方に位置していること
を特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、例えば、所定境域に対する光特性が透過である光をアライメント光として用いれば、所定境域とその周りとの光特性の違いを利用することに加えて、アライメントマークからの反射光をも利用してアライメントを行うことができ、より精度の高いアライメントを行うことができる。
また、本発明に係る固体撮像装置は、無機材料からなるカラーフィルタと、半導体基板上の所定領域内に形成されたアライメントマークとを備えた固体撮像装置であって、前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、アライメント光を透過することを特徴としている。
【００１３】
さらに、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素を備え、前記アライメントマークは、前記画素の領域から外れた領域内に形成されていることを特徴としている。
また、前記カラーフィルタは、誘電体多層膜からなることを特徴としている。
また、前記誘電体多層膜は、それぞれ複数の誘電体層からなる第１及び第２のλ／４多層膜と両λ／４多層膜に挟まれた光学膜厚がλ／４以外の絶縁体層からなり、前記絶縁体層の光学膜厚が、アライメント光が透過する厚みに調整されていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係る固体撮像装置は、無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置であって、画素領域から外れた領域内の所定境域における光特性が、当該所定境域の周りと異なっていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。
図１に示すように、固体撮像装置２は、二次元状に配列された単位画素４を有している。単位画素４は受光手段となるものであり、図中においては網掛けを施している。
【００１６】
単位画素４の各行は垂直シフトレジスタ６により選択され、その行信号が水平シフトレジスタ８により選択されて画素毎のカラー信号が出力アンプ１０から出力される。
単位画素の周辺に設置された駆動回路１２は、これら垂直シフトレジスタ６、水平シフトレジスタ８を動作させる。
図２は、ウエハ１４内おける各素子の構成を示す概要図である。ウエハ１４内には、撮像を行うための画素部１６と、アライメントマーク１９とが形成されている。
【００１７】
アライメントマーク（以下、単に「マーク」という場合がある。）１９は、ステッパ等の露光装置において位置合わせを行うために用いられ、Ｘ方向に列設されたマーク１９ｘと、Ｙ方向に列設されたマーク１９ｙとから構成されている。
ここで、ウエハ上における露光においては、ウエハ全面に一括して露光はせず、数チップずつ分けて繰り返し露光を行う。図２の例では、領域２０におけるステップアンドリピートとなる。
【００１８】
画素部１６においては、赤色の画素１６ｒ、青色の画素１６ｂ、緑色との画素１６ｇがベイヤー配列されている。
赤色の画素１６ｒは主として赤色の波長帯に対して感度を有する。同様に、青色の画素１６ｂは青色の波長帯に対して、緑色の画素１６ｇは緑色の波長帯に対して感度を有する。
【００１９】
図３は、図２の画素部１６における断面構造を示す図である。
同図においては、説明の便宜上、画素部１６における青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ、画素外のアライメントマークが形成された領域であるアライメント領域１８ｄを並べて描いている。
半導体基板２０は、Ｎ型不純物が添加されたシリコンからなる。この半導体基板２０上面には入射光を電気信号に変換する光電変換部２２が形成されている。
【００２０】
青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃの各画素領域における半導体基板２０上には、層間絶縁膜２４、遮光膜２６、カラーフィルタ２８、マイクロレンズ３０が形成されている。
層間絶縁層２４は、素子の平坦化のため形成されており、二酸化珪素からなる。
カラーフィルタ２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）は、誘電体多層膜からなり、光の色分離を行う。
【００２１】
マイクロレンズ３０は、光を集光してカラーフィルタ２８に効率的に入射させる。
領域１８ｄ上には、遮光膜２６の代わりにアライメントマーク３２が形成されている。アライメントマーク３２の材料としては、例えばアルミニウムを用いる。
図４は、３種類のカラーフィルタ２８ａ〜２８ｃの構造とその透過特性を示す図である。
【００２２】
同図に示すように、カラーフィルタ２８ａ〜２８ｃは、二酸化チタン（ＴｉＯ2）と二酸化珪素(ＳｉＯ2)とが概ね交互に積層された誘電体多層膜フィルタである。
カラーフィルタ２８ａ〜２８ｃは、ＴｉＯ2(53ｎｍ)／ＳｉＯ2(90ｎｍ)／ＴｉＯ2(53ｎｍ)からなる第１のλ／４多層膜３４及び第２のλ／４多層膜３８、第１のλ／４多層膜３４と第２のλ／４多層膜３８との間に挟まれた絶縁体層（スペーサ層）３６（青色フィルタ２８ａ：133ｎｍ、緑色フィルタ２８ｃ：0ｎｍ、赤色フィルタ２８ｂ：31ｎｍ）からなる。なお、上記した数値は、物理膜厚である。
【００２３】
図３に戻って、領域１８ｄ上のカラーフィルタ２８ｄは、赤色フィルタ２８ｂと同じ構成であり赤色を透過する特性である。
一般にアライメントマークの際には、波長633ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いる。アライメントマーク３２上のフィルタは633ｎｍ光の透過率が80％程度と高いため、精度の良いアライメントを行うことが可能となる。
【００２４】
なお、仮にアライメントマーク３２上のフィルタが青色フィルタ２８ａである構成とすると、633nm光の透過率は僅か５％程度である。それゆえ、レーザ光がアライメントに到達する前に青色フィルタ２８ａにより反射されてしまいアライメントを行うことができない。
図５、図６は、固体撮像装置の製造方法における工程図である。
【００２５】
まず、基板２１上にアライメントマーク３２を形成する[工程A1]。
次に、高周波(ＲＦ)スパッタ装置を用いて、二酸化チタン（層３４ａ）、二酸化珪素（層３４ｂ）、二酸化チタン（層３４ｃ）からなる第１のλ／４多層膜３４を基板２１上の略全面に形成する[工程B1]。
さらに、高周波スパッタ装置によって、二酸化珪素からなる第１絶縁体膜３７を形成する。ここで、第１のλ／４多層膜３４は、λ/４多層膜構造であり、その設定中心波長λは530ｎｍである。また、第１絶縁体膜３７の光学膜厚（物理膜厚と屈折率の積）は150ｎｍである。
【００２６】
その後、第１絶縁体膜３７を形成した面上に、レジスト塗布、熱処理（プリベーク）、ステッパなどの露光装置による露光、有機溶剤等でレジスト現像、熱処理（ポストベーク）を行い、青色領域１８ａ上にレジスト４０を形成する[工程C1]。レジスト４０は1μｍ厚のレジストである。
次に、第１絶縁体膜３７の物理的なドライエッチングを行い青色領域１８ａを除く部分を取り除く[工程D1]。
【００２７】
エッチング条件は、エッチングガスＣＦ4、ガス流量40ｓｃｃｍ、ＲＦパワー200Ｗ、真空度0.050Ｔｏｒｒである。このエッチングはドライエッチングに限られるものではなく、二酸化珪素と二酸化チタンではフッ化水素酸に対する選択比が大きいので、このフッ化水素酸等を用いることによるウェットエッチングプロセスを用いてもかまわない。この場合には、フッ化水素酸とフッ化アンモニウム溶液とを１対４の割合で混合した溶液に５秒浸すことでエッチングを行う。
【００２８】
次に、有機溶剤等を用いてレジスト４０を除去した後、高周波スパッタ装置を用いて面上に二酸化珪素からなる第２絶縁体膜４２を形成する[工程E1]。この第２絶縁体膜４２の光学膜厚は45ｎｍである。
そして、工程C1のときと同様にして、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、領域１８ｄ上にレジスト４４を形成し[工程F1]、第２絶縁体膜４２のエッチングを行う[工程G1]。
【００２９】
その後、有機溶剤等でレジスト４４を除去することで、絶縁体層３６が形成される。絶縁体層３６は、青色、赤色、緑色で互いに異なる光学膜厚195(=150+45)ｎｍ、45ｎｍ、0ｎｍとなっている。
さらに、高周波スパッタ装置により、順に二酸化珪素（層３８ａ）、二酸化チタン（層３８ｂ）、二酸化珪素（層３８ｃ）の層を形成し、第２のλ／４多層膜３８を作成する[工程H1]。第２のλ／４多層膜３８も第１のλ／４多層膜３４と同様、λ/４多層膜構造である。
【００３０】
そして、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ上にマイクロレンズ３０を形成する[工程I1]。
なお、カラーフィルタ２８の段差を平坦化した後で、マイクロレンズ３０を形成しても構わない。
このマイクロレンズ３０形成時のアライメント（位置合わせ）には、アライメントマーク３２を用いる。マーク３２上のカラーフィルタ２８ｄは赤色を透過するので、Ｈｅ−Ｎｅレーザの633ｎｍ光を透過し、精度良くアライメントが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態は、アライメントマーク３２上方の多層膜の構造が実施の形態１とは異なるが、共通する部分の説明は省略する。
【００３１】
図７は、実施の形態２に係る画素部１６における断面構造を示す図である。
アライメントマーク３２の上方のカラーフィルタ２８ｅは、λ／４多層膜とその上に積まれた絶縁体層とからなっている。
図８は、カラーフィルタ２８ｅの構造とその透過特性を示す図である。
同図に示すように、カラーフィルタ２８ｅは、絶縁体層とＴｉＯ2(53ｎｍ)／ＳｉＯ2(90ｎｍ)／ＴｉＯ2(53ｎｍ)からなる第２のλ／４多層膜３８とからなる。
【００３２】
カラーフィルタ２８ｅの633ｎｍ光の透過率は６０％程度と高いため、Ｈｅ−Ｎｅレーザ用いて精度の良いアライメントを行うことができる。
図９、図１０は、実施の形態２に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
まず、アライメントマーク３２が形成された基板２１上に[工程A2]、に二酸化チタン（層３４ａ）、二酸化珪素（層３４ｂ）、二酸化チタン（層３４ｃ）からなる第１のλ／４多層膜３４を形成する。その後、第１絶縁体膜３７を形成する（工程B2）。
【００３３】
次に、領域１８ｄを除く画素領域１８ａ〜１８ｃにレジスト４８を形成し（工程C2）、その後、領域１８ｄにおける第１のλ／４多層膜３４及び第１絶縁体膜３７を取り除くエッチングプロセスを実施する（工程D2）。この時点では、画素領域１８ａ〜１８ｃのおける第１のλ／４多層膜３４及び第１絶縁体膜３７は残っている。
続いて、レジスト４８を除去し、青色領域１８ａにだけレジスト４９を形成し（工程E2）、赤色領域１８ｂ及び緑色領域１８ｃの第１絶縁体膜３７を取り除くエッチングプロセスを実施する（工程F2）。
【００３４】
そして、レジスト４９を除去し、一面上に、第２絶縁体膜４２を形成する（工程G2）。このとき、青色領域１８ａ上の絶縁体膜の膜厚は、残っていた第１絶縁体膜３７と第２絶縁体膜４２の和となる。
次に、青色領域１８ａ及び赤色領域１８ｂにレジスト５０を形成し（工程H2）、これらの領域外の第２絶縁体膜４２を取り除くエッチングプロセスを実施する（工程I2）。
【００３５】
そして、レジスト５０を除去し、一面上に、二酸化珪素（層３８ａ）、二酸化チタン（層３８ｂ）、二酸化珪素（層３８ｃ）からなる第２のλ／４多層膜３８を形成する（工程J2）。
そして、アライメントマーク３２をアライメントに用いて、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ上にマイクロレンズ３０を形成する[工程K2]。
【００３６】
なお、実施の形態１と同様に、カラーフィルタ２８の段差を平坦化した後で、マイクロレンズ３０を形成しても構わない。
本実施の形態は、工程D2〜工程F2、工程I2において、露出したマーク３２をアライメントに用いることができる点で、実施の形態１に比べて有利となっている。
（実施の形態３）
本実施の形態は、カラーフィルタの透過特性・反射特性の違いを利用してアライメントを可能とするものである。
【００３７】
図１１（ａ）は、実施の形態３に係る画素部１６における断面構造を示す図である。図１１（ｂ）は、アライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示した平面図である。
領域１８ｄにおけるカラーフィルタは、アライメントマーク３２直上の所定境域５４では赤色を透過する特性である。
【００３８】
これに対して、所定境域５４を包囲する境域５６は、緑色領域１８ｃのカラーフィルタと同じカラーフィルタである。
カラーフィルタの波長633ｎｍに対する透過率は、赤色領域１８ａ：80％、緑色領域１８ｃ：20％と異なり、反射特性も異なっている。
このため、本実施の形態によれば、アライメントにおいて、マーク３２からの反射光の検出に加えて、境域５４とその周囲の境域５６との反射光の違いを利用することができ、より精度を向上させることが可能である。
【００３９】
図１２、実施の形態３に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
本実施の形態では、工程の前半（工程A3〜工程E3）は図５を用いて説明したものと同様であるので、図示及び説明を省略し、続く工程F3〜工程I3を図１２を用いて説明する。
青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ及びアライメント領域１８ｄの境域５６となる部分に、レジスト６０，６１を形成し[工程F3]、レジスト６０，６１が形成された部分以外の第２絶縁体膜４２を取り除くエッチングプロセスを実施する[工程G3]。
【００４０】
そして、一面上に、二酸化珪素（層３８ａ）、二酸化チタン（層３８ｂ）、二酸化珪素（層３８ｃ）からなる第２のλ／４多層膜３８を形成する[工程H3]。
そして、アライメントを行い、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ上にマイクロレンズ３０を形成する[工程I3]。
なお、実施の形態１と同様に、カラーフィルタ５２の段差を平坦化した後で、マイクロレンズ３０を形成しても構わない。
【００４１】
（変形例１）
実施の形態３に係る変形例１は、基板２１上にアライメントマーク３２を配置せず、カラーフィルタの配置に工夫を施して、いわばカラーフィルタ自体をアライメントマークとする構成である。
図１３は、変形例１に係るアライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示す平面図である。
【００４２】
同図に示すように、島状に点在する所定境域６２ａ〜６２ｄは境域６４に包囲されている。所定境域６２ａ〜６２ｄは、緑色（Ｇ）を透過する特性である。これに対して、境域６４は赤色（Ｒ）を透過する特性である。
この構成によれば、Ｈｅ−Ｎｅレーザの波長633ｎｍに対する反射特性の違いを利用してアライメントが可能となる。
【００４３】
なお、所定境域は、島状（光特性の異なる境域に周りを取り囲まれている）に限られない。要は、光特性の差異となる境目が判別できればよい。すなわち、例えば、所定境域の形状としては縞状や線状などであってもよい。
（その他）
（１）ウエハ、アライメントマークのサイズの具体例
次に、一例としてウエハの寸法、アライメントマークの寸法及び配置パターンについて説明する。
【００４４】
図１４は、ウエハ、アライメントマークのサイズを示す平面図である。
図１４（ｂ）は図１４（ａ）の部分拡大図であり、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の部分拡大図となっている。
ウエハ６６は、8インチサイズであり、ステッパ1ショットあたりのサイズは、16.5ｍｍ×24mm（チップ12個）である。
【００４５】
スクライブライン幅（ダイシングにおける切断幅）は140μｍである。
なお、図１４に示す例では、アライメントマークはチップ外の領域に形成されているが、アライメントマークをチップ上に形成しても構わない。
図１５は、アライメントマークの配置パターンを示す図である。
FIAマーク形状及びLSAマーク形状は、WGAマーク形状に比べて細かい合わせ精度が要求される場合に用いられる。
（２）実施の形態では説明しなかったが、アライメントマーク３２上のカラーフィルタの、アライメント光に対する少なくとも透過特性が約２０％以上（より好ましくは５０％以上）であればアライメントを行うことが概ね可能である。
【００４６】
もっとも、アライメントマークからの反射光は解析ソフトを用いてゲインを変えることが可能であり、また要求されるアライメント精度によって上記値は変わることがある。
（３）上述の実施の形態では、カラーフィルタとして、誘電体多層膜を用いる例を説明したが、誘電体多層膜のみならず他の無機材料フィルタを用いることができる。
他の無機材料フィルタの例としては、アモルファスシリコンのフィルタや金属薄膜（例えば、ニッケル薄膜）が挙げられる。
（４）上述の実施の形態では、アライメント光として、波長633ｎｍ（赤色）のＨｅ−Ｎｅレーザを用いる例を説明したが、これに限らずアライメント光として青色や緑色の光源を用いることも可能である。この場合は言うまでもなく、用いるべきアライメント光に応じて、マーク上のカラーフィルタの透過特性が設定される。
（５）本発明は、固体撮像装置の製造方法のみならず他の半導体装置の製造方法としても適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、高精度なアライメントが可能であるので有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。
【図２】ウエハ１４内おける各素子の構成を示す概要図である。
【図３】図２の画素部１６における断面構造を示す図である。
【図４】３種類のカラーフィルタ２８ａ〜２８ｃの構造とその透過特性を示す図である。
【図５】固体撮像装置の製造方法における工程図である。
【図６】固体撮像装置の製造方法における工程図である。
【図７】実施の形態２に係る画素部１６における断面構造を示す図である。
【図８】カラーフィルタ２８ｅの構造とその透過特性を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
【図１０】実施の形態２に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施の形態３に係る画素部１６における断面構造を示す図である。図１１（ｂ）は、アライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示した平面図である。
【図１２】実施の形態３に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
【図１３】実施の形態３の変形例１に係るアライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示す平面図である。
【図１４】ウエハ、アライメントマークのサイズを示す平面図である。
【図１５】アライメントマークの配置パターンを示す図である。
【図１６】従来の固体撮像装置における画素領域の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
２ 固体撮像装置
１８ａ 青色領域
１８ｂ 赤色領域
１８ｃ 緑色領域
１９，１９ｘ，１９ｙ，３２ アライメントマーク
２０ 半導体基板
２１ 基板
２２ 光電変換部
２８，５２ カラーフィルタ
２８ａ 青色フィルタ
２８ｂ 赤色フィルタ
２８ｃ 緑色フィルタ
３０ マイクロレンズ
３４ 第１のλ／４多層膜
３６ 絶縁体層
３８ 第２のλ／４多層膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラなどに使用される固体撮像装置の製造方法に関し、特に色分離を行うカラーフィルタ（フィルタ膜）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、複数の画素（受光セル）を有している。各画素は入射光を色分離を行うカラーフィルタと、このカラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部とを備えている。
特許文献１に示されるような固体撮像装置の製造工程においては、半導体基板上に光電変換部を形成し、カラーフィルタを形成した後、さらにマイクロレンズを形成する。
【０００３】
これら形成時においては、位置合わせ（アライメント）が行われる。
位置合わせは、基板上に形成されたアライメントマークへレーザを照射し、アライメントマークからの反射・回折光を検出することにより行われる。
この場合、アライメントマーク上にカラーフィルタが形成されていると、マークがフィルタを通してしか見えずアライメントし難いという問題がある。
【０００４】
この問題に対して、特許文献２では、図１６に示すように、基板１００４上のアライメントマーク１００６を覆うように離型剤１００８を前もって塗布し、その後でカラーフィルタ１００２を形成するようにしている。
これにより、アライメントマーク１００６の上にカラーフィルタ１００２が形成されることはなく、マークがカラーフィルタに遮蔽されることが防ぐことができるとしている。
【特許文献１】特開平7-311310号公報
【特許文献２】特開平5-224013号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、微細化、高集積化している基板のアライメントマークの上の一つ一つに、離型剤を塗布するのは技術的にも難しい上、工数の増加につながる。
また、特にカラーフィルタが誘電体多層膜である場合には、基板全面に成膜されることが不可避であり、上記離型剤を用いて部分的に成膜しないとすること困難である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、誘電体多層膜等の無機材料からなるカラーフィルタを備える固体撮像装置の製造方法において、高精度なアライメントが可能な固体撮像装置の製造方法等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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、両λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層の光学膜厚を、アライメント光が透過する厚みに調整する調整工程と、前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
この構成によれば、λ／４多層膜の設定波長と絶縁体膜の膜厚を調整することで、λ／４によって生じる反射帯域範囲内の、任意の波長帯域において透過帯域を設定することができる。このため、上記透過帯域にアライメント光の波長を含めれば、アライメント光を、カラーフィルタを透過させてアライメントマークに照射することができるので、高精度なアライメントが可能となる。
【０００８】
また本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層及び第１のλ／４多層膜を除去する除去工程と、アライメントマーク上方の位置に、第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を経て前記カラーフィルタを形成することを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、高精度なアライメントが可能となる。その上、プロセス途上、アライメントマークが、直接、半導体基板上に露出される工程を増やすことができるので、アライメントの精度を向上させることができる。
また、前記アライメント光として、赤色光を発するＨｅ−Ｎｅレーザを用い、前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、赤色光が透過する特性であることを特徴としている。
【００１０】
また、アライメント光を、アライメントマーク上方の位置するカラーフィルタを透過させてアライメントマークへと照射することにより、半導体基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、位置合わせされた半導体基板に含まれる画素の各々に、入射光を集光するレンズを形成するレンズ形成工程を含むことを特徴としている。
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、前記λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、画素領域から外れた領域内の所定境域における絶縁体層の光学膜厚を、その周りとは異なる厚みに調整し、所定境域とその周りとで光特性を異ならせる調整工程と、前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を含むことを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、所定境域とその周りとの光特性の違いを利用してアライメントを行うことが可能となる。
また、さらに、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程を含み、前記第１の形成工程では、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成し、前記調整工程における所定境域は、前記アライメントマーク上方に位置していること
を特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、例えば、所定境域に対する光特性が透過である光をアライメント光として用いれば、所定境域とその周りとの光特性の違いを利用することに加えて、アライメントマークからの反射光をも利用してアライメントを行うことができ、より精度の高いアライメントを行うことができる。
また、本発明に係る固体撮像装置は、無機材料からなるカラーフィルタと、半導体基板上の所定領域内に形成されたアライメントマークとを備えた固体撮像装置であって、前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、アライメント光を透過することを特徴としている。
【００１３】
さらに、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素を備え、前記アライメントマークは、前記画素の領域から外れた領域内に形成されていることを特徴としている。
また、前記カラーフィルタは、誘電体多層膜からなることを特徴としている。
また、前記誘電体多層膜は、それぞれ複数の誘電体層からなる第１及び第２のλ／４多層膜と両λ／４多層膜に挟まれた光学膜厚がλ／４以外の絶縁体層からなり、前記絶縁体層の光学膜厚が、アライメント光が透過する厚みに調整されていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係る固体撮像装置は、無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置であって、画素領域から外れた領域内の所定境域における光特性が、当該所定境域の周りと異なっていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。
図１に示すように、固体撮像装置２は、二次元状に配列された単位画素４を有している。単位画素４は受光手段となるものであり、図中においては網掛けを施している。
【００１６】
単位画素４の各行は垂直シフトレジスタ６により選択され、その行信号が水平シフトレジスタ８により選択されて画素毎のカラー信号が出力アンプ１０から出力される。
単位画素の周辺に設置された駆動回路１２は、これら垂直シフトレジスタ６、水平シフトレジスタ８を動作させる。
図２は、ウエハ１４内おける各素子の構成を示す概要図である。ウエハ１４内には、撮像を行うための画素部１６と、アライメントマーク１９とが形成されている。
【００１７】
アライメントマーク（以下、単に「マーク」という場合がある。）１９は、ステッパ等の露光装置において位置合わせを行うために用いられ、Ｘ方向に列設されたマーク１９ｘと、Ｙ方向に列設されたマーク１９ｙとから構成されている。
ここで、ウエハ上における露光においては、ウエハ全面に一括して露光はせず、数チップずつ分けて繰り返し露光を行う。図２の例では、領域２０におけるステップアンドリピートとなる。
【００１８】
画素部１６においては、赤色の画素１６ｒ、青色の画素１６ｂ、緑色との画素１６ｇがベイヤー配列されている。
赤色の画素１６ｒは主として赤色の波長帯に対して感度を有する。同様に、青色の画素１６ｂは青色の波長帯に対して、緑色の画素１６ｇは緑色の波長帯に対して感度を有する。
【００１９】
図３は、図２の画素部１６における断面構造を示す図である。
同図においては、説明の便宜上、画素部１６における青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ、画素外のアライメントマークが形成された領域であるアライメント領域１８ｄを並べて描いている。
半導体基板２０は、Ｎ型不純物が添加されたシリコンからなる。この半導体基板２０上面には入射光を電気信号に変換する光電変換部２２が形成されている。
【００２０】
青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃの各画素領域における半導体基板２０上には、層間絶縁膜２４、遮光膜２６、カラーフィルタ２８、マイクロレンズ３０が形成されている。
層間絶縁層２４は、素子の平坦化のため形成されており、二酸化珪素からなる。
カラーフィルタ２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）は、誘電体多層膜からなり、光の色分離を行う。
【００２１】
マイクロレンズ３０は、光を集光してカラーフィルタ２８に効率的に入射させる。
領域１８ｄ上には、遮光膜２６の代わりにアライメントマーク３２が形成されている。アライメントマーク３２の材料としては、例えばアルミニウムを用いる。
図４は、３種類のカラーフィルタ２８ａ〜２８ｃの構造とその透過特性を示す図である。
【００２２】
同図に示すように、カラーフィルタ２８ａ〜２８ｃは、二酸化チタン（ＴｉＯ2）と二酸化珪素(ＳｉＯ2)とが概ね交互に積層された誘電体多層膜フィルタである。
カラーフィルタ２８ａ〜２８ｃは、ＴｉＯ2(53ｎｍ)／ＳｉＯ2(90ｎｍ)／ＴｉＯ2(53ｎｍ)からなる第１のλ／４多層膜３４及び第２のλ／４多層膜３８、第１のλ／４多層膜３４と第２のλ／４多層膜３８との間に挟まれた絶縁体層（スペーサ層）３６（青色フィルタ２８ａ：133ｎｍ、緑色フィルタ２８ｃ：0ｎｍ、赤色フィルタ２８ｂ：31ｎｍ）からなる。なお、上記した数値は、物理膜厚である。
【００２３】
図３に戻って、領域１８ｄ上のカラーフィルタ２８ｄは、赤色フィルタ２８ｂと同じ構成であり赤色を透過する特性である。
一般にアライメントマークの際には、波長633ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いる。アライメントマーク３２上のフィルタは633ｎｍ光の透過率が80％程度と高いため、精度の良いアライメントを行うことが可能となる。
【００２４】
なお、仮にアライメントマーク３２上のフィルタが青色フィルタ２８ａである構成とすると、633nm光の透過率は僅か５％程度である。それゆえ、レーザ光がアライメントに到達する前に青色フィルタ２８ａにより反射されてしまいアライメントを行うことができない。
図５、図６は、固体撮像装置の製造方法における工程図である。
【００２５】
まず、基板２１上にアライメントマーク３２を形成する[工程A1]。
次に、高周波(ＲＦ)スパッタ装置を用いて、二酸化チタン（層３４ａ）、二酸化珪素（層３４ｂ）、二酸化チタン（層３４ｃ）からなる第１のλ／４多層膜３４を基板２１上の略全面に形成する[工程B1]。
さらに、高周波スパッタ装置によって、二酸化珪素からなる第１絶縁体膜３７を形成する。ここで、第１のλ／４多層膜３４は、λ/４多層膜構造であり、その設定中心波長λは530ｎｍである。また、第１絶縁体膜３７の光学膜厚（物理膜厚と屈折率の積）は150ｎｍである。
【００２６】
その後、第１絶縁体膜３７を形成した面上に、レジスト塗布、熱処理（プリベーク）、ステッパなどの露光装置による露光、有機溶剤等でレジスト現像、熱処理（ポストベーク）を行い、青色領域１８ａ上にレジスト４０を形成する[工程C1]。レジスト４０は1μｍ厚のレジストである。
次に、第１絶縁体膜３７の物理的なドライエッチングを行い青色領域１８ａを除く部分を取り除く[工程D1]。
【００２７】
エッチング条件は、エッチングガスＣＦ4、ガス流量40ｓｃｃｍ、ＲＦパワー200Ｗ、真空度0.050Ｔｏｒｒである。このエッチングはドライエッチングに限られるものではなく、二酸化珪素と二酸化チタンではフッ化水素酸に対する選択比が大きいので、このフッ化水素酸等を用いることによるウェットエッチングプロセスを用いてもかまわない。この場合には、フッ化水素酸とフッ化アンモニウム溶液とを１対４の割合で混合した溶液に５秒浸すことでエッチングを行う。
【００２８】
次に、有機溶剤等を用いてレジスト４０を除去した後、高周波スパッタ装置を用いて面上に二酸化珪素からなる第２絶縁体膜４２を形成する[工程E1]。この第２絶縁体膜４２の光学膜厚は45ｎｍである。
そして、工程C1のときと同様にして、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、領域１８ｄ上にレジスト４４を形成し[工程F1]、第２絶縁体膜４２のエッチングを行う[工程G1]。
【００２９】
その後、有機溶剤等でレジスト４４を除去することで、絶縁体層３６が形成される。絶縁体層３６は、青色、赤色、緑色で互いに異なる光学膜厚195(=150+45)ｎｍ、45ｎｍ、0ｎｍとなっている。
さらに、高周波スパッタ装置により、順に二酸化珪素（層３８ａ）、二酸化チタン（層３８ｂ）、二酸化珪素（層３８ｃ）の層を形成し、第２のλ／４多層膜３８を作成する[工程H1]。第２のλ／４多層膜３８も第１のλ／４多層膜３４と同様、λ/４多層膜構造である。
【００３０】
そして、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ上にマイクロレンズ３０を形成する[工程I1]。
なお、カラーフィルタ２８の段差を平坦化した後で、マイクロレンズ３０を形成しても構わない。
このマイクロレンズ３０形成時のアライメント（位置合わせ）には、アライメントマーク３２を用いる。マーク３２上のカラーフィルタ２８ｄは赤色を透過するので、Ｈｅ−Ｎｅレーザの633ｎｍ光を透過し、精度良くアライメントが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態は、アライメントマーク３２上方の多層膜の構造が実施の形態１とは異なるが、共通する部分の説明は省略する。
【００３１】
図７は、実施の形態２に係る画素部１６における断面構造を示す図である。
アライメントマーク３２の上方のカラーフィルタ２８ｅは、λ／４多層膜とその上に積まれた絶縁体層とからなっている。
図８は、カラーフィルタ２８ｅの構造とその透過特性を示す図である。
同図に示すように、カラーフィルタ２８ｅは、絶縁体層とＴｉＯ2(53ｎｍ)／ＳｉＯ2(90ｎｍ)／ＴｉＯ2(53ｎｍ)からなる第２のλ／４多層膜３８とからなる。
【００３２】
カラーフィルタ２８ｅの633ｎｍ光の透過率は６０％程度と高いため、Ｈｅ−Ｎｅレーザ用いて精度の良いアライメントを行うことができる。
図９、図１０は、実施の形態２に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
まず、アライメントマーク３２が形成された基板２１上に[工程A2]、に二酸化チタン（層３４ａ）、二酸化珪素（層３４ｂ）、二酸化チタン（層３４ｃ）からなる第１のλ／４多層膜３４を形成する。その後、第１絶縁体膜３７を形成する（工程B2）。
【００３３】
次に、領域１８ｄを除く画素領域１８ａ〜１８ｃにレジスト４８を形成し（工程C2）、その後、領域１８ｄにおける第１のλ／４多層膜３４及び第１絶縁体膜３７を取り除くエッチングプロセスを実施する（工程D2）。この時点では、画素領域１８ａ〜１８ｃのおける第１のλ／４多層膜３４及び第１絶縁体膜３７は残っている。
続いて、レジスト４８を除去し、青色領域１８ａにだけレジスト４９を形成し（工程E2）、赤色領域１８ｂ及び緑色領域１８ｃの第１絶縁体膜３７を取り除くエッチングプロセスを実施する（工程F2）。
【００３４】
そして、レジスト４９を除去し、一面上に、第２絶縁体膜４２を形成する（工程G2）。このとき、青色領域１８ａ上の絶縁体膜の膜厚は、残っていた第１絶縁体膜３７と第２絶縁体膜４２の和となる。
次に、青色領域１８ａ及び赤色領域１８ｂにレジスト５０を形成し（工程H2）、これらの領域外の第２絶縁体膜４２を取り除くエッチングプロセスを実施する（工程I2）。
【００３５】
そして、レジスト５０を除去し、一面上に、二酸化珪素（層３８ａ）、二酸化チタン（層３８ｂ）、二酸化珪素（層３８ｃ）からなる第２のλ／４多層膜３８を形成する（工程J2）。
そして、アライメントマーク３２をアライメントに用いて、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ上にマイクロレンズ３０を形成する[工程K2]。
【００３６】
なお、実施の形態１と同様に、カラーフィルタ２８の段差を平坦化した後で、マイクロレンズ３０を形成しても構わない。
本実施の形態は、工程D2〜工程F2、工程I2において、露出したマーク３２をアライメントに用いることができる点で、実施の形態１に比べて有利となっている。
（実施の形態３）
本実施の形態は、カラーフィルタの透過特性・反射特性の違いを利用してアライメントを可能とするものである。
【００３７】
図１１（ａ）は、実施の形態３に係る画素部１６における断面構造を示す図である。図１１（ｂ）は、アライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示した平面図である。
領域１８ｄにおけるカラーフィルタは、アライメントマーク３２直上の所定境域５４では赤色を透過する特性である。
【００３８】
これに対して、所定境域５４を包囲する境域５６は、緑色領域１８ｃのカラーフィルタと同じカラーフィルタである。
カラーフィルタの波長633ｎｍに対する透過率は、赤色領域１８ａ：80％、緑色領域１８ｃ：20％と異なり、反射特性も異なっている。
このため、本実施の形態によれば、アライメントにおいて、マーク３２からの反射光の検出に加えて、境域５４とその周囲の境域５６との反射光の違いを利用することができ、より精度を向上させることが可能である。
【００３９】
図１２、実施の形態３に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
本実施の形態では、工程の前半（工程A3〜工程E3）は図５を用いて説明したものと同様であるので、図示及び説明を省略し、続く工程F3〜工程I3を図１２を用いて説明する。
青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ及びアライメント領域１８ｄの境域５６となる部分に、レジスト６０，６１を形成し[工程F3]、レジスト６０，６１が形成された部分以外の第２絶縁体膜４２を取り除くエッチングプロセスを実施する[工程G3]。
【００４０】
そして、一面上に、二酸化珪素（層３８ａ）、二酸化チタン（層３８ｂ）、二酸化珪素（層３８ｃ）からなる第２のλ／４多層膜３８を形成する[工程H3]。
そして、アライメントを行い、青色領域１８ａ、赤色領域１８ｂ、緑色領域１８ｃ上にマイクロレンズ３０を形成する[工程I3]。
なお、実施の形態１と同様に、カラーフィルタ５２の段差を平坦化した後で、マイクロレンズ３０を形成しても構わない。
【００４１】
（変形例１）
実施の形態３に係る変形例１は、基板２１上にアライメントマーク３２を配置せず、カラーフィルタの配置に工夫を施して、いわばカラーフィルタ自体をアライメントマークとする構成である。
図１３は、変形例１に係るアライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示す平面図である。
【００４２】
同図に示すように、島状に点在する所定境域６２ａ〜６２ｄは境域６４に包囲されている。所定境域６２ａ〜６２ｄは、緑色（Ｇ）を透過する特性である。これに対して、境域６４は赤色（Ｒ）を透過する特性である。
この構成によれば、Ｈｅ−Ｎｅレーザの波長633ｎｍに対する反射特性の違いを利用してアライメントが可能となる。
【００４３】
なお、所定境域は、島状（光特性の異なる境域に周りを取り囲まれている）に限られない。要は、光特性の差異となる境目が判別できればよい。すなわち、例えば、所定境域の形状としては縞状や線状などであってもよい。
（その他）
（１）ウエハ、アライメントマークのサイズの具体例
次に、一例としてウエハの寸法、アライメントマークの寸法及び配置パターンについて説明する。
【００４４】
図１４は、ウエハ、アライメントマークのサイズを示す平面図である。
図１４（ｂ）は図１４（ａ）の部分拡大図であり、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の部分拡大図となっている。
ウエハ６６は、8インチサイズであり、ステッパ1ショットあたりのサイズは、16.5ｍｍ×24mm（チップ12個）である。
【００４５】
スクライブライン幅（ダイシングにおける切断幅）は140μｍである。
なお、図１４に示す例では、アライメントマークはチップ外の領域に形成されているが、アライメントマークをチップ上に形成しても構わない。
図１５は、アライメントマークの配置パターンを示す図である。
FIAマーク形状及びLSAマーク形状は、WGAマーク形状に比べて細かい合わせ精度が要求される場合に用いられる。
（２）実施の形態では説明しなかったが、アライメントマーク３２上のカラーフィルタの、アライメント光に対する少なくとも透過特性が約２０％以上（より好ましくは５０％以上）であればアライメントを行うことが概ね可能である。
【００４６】
もっとも、アライメントマークからの反射光は解析ソフトを用いてゲインを変えることが可能であり、また要求されるアライメント精度によって上記値は変わることがある。
（３）上述の実施の形態では、カラーフィルタとして、誘電体多層膜を用いる例を説明したが、誘電体多層膜のみならず他の無機材料フィルタを用いることができる。
他の無機材料フィルタの例としては、アモルファスシリコンのフィルタや金属薄膜（例えば、ニッケル薄膜）が挙げられる。
（４）上述の実施の形態では、アライメント光として、波長633ｎｍ（赤色）のＨｅ−Ｎｅレーザを用いる例を説明したが、これに限らずアライメント光として青色や緑色の光源を用いることも可能である。この場合は言うまでもなく、用いるべきアライメント光に応じて、マーク上のカラーフィルタの透過特性が設定される。
（５）本発明は、固体撮像装置の製造方法のみならず他の半導体装置の製造方法としても適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、高精度なアライメントが可能であるので有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。
【図２】ウエハ１４内おける各素子の構成を示す概要図である。
【図３】図２の画素部１６における断面構造を示す図である。
【図４】３種類のカラーフィルタ２８ａ〜２８ｃの構造とその透過特性を示す図である。
【図５】固体撮像装置の製造方法における工程図である。
【図６】固体撮像装置の製造方法における工程図である。
【図７】実施の形態２に係る画素部１６における断面構造を示す図である。
【図８】カラーフィルタ２８ｅの構造とその透過特性を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
【図１０】実施の形態２に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施の形態３に係る画素部１６における断面構造を示す図である。図１１（ｂ）は、アライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示した平面図である。
【図１２】実施の形態３に係る固体撮像装置の製造における工程図である。
【図１３】実施の形態３の変形例１に係るアライメント領域１８ｄにおけるフィルタ特性とその配置を模式的に示す平面図である。
【図１４】ウエハ、アライメントマークのサイズを示す平面図である。
【図１５】アライメントマークの配置パターンを示す図である。
【図１６】従来の固体撮像装置における画素領域の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
２ 固体撮像装置
１８ａ 青色領域
１８ｂ 赤色領域
１８ｃ 緑色領域
１９，１９ｘ，１９ｙ，３２ アライメントマーク
２０ 半導体基板
２１ 基板
２２ 光電変換部
２８，５２ カラーフィルタ
２８ａ 青色フィルタ
２８ｂ 赤色フィルタ
２８ｃ 緑色フィルタ
３０ マイクロレンズ
３４ 第１のλ／４多層膜
３６ 絶縁体層
３８ 第２のλ／４多層膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、両λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、
準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、
アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層の光学膜厚を、アライメント光が透過する厚みに調整する調整工程と、
前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、
準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、
アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層及び第１のλ／４多層膜を除去する除去工程と、
アライメントマーク上方の位置に、第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を経て前記カラーフィルタを形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記アライメント光として、赤色光を発するＨｅ−Ｎｅレーザを用い、
前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、赤色光が透過する特性である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
アライメント光を、アライメントマーク上方の位置するカラーフィルタを透過させてアライメントマークへと照射することにより、半導体基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、
位置合わせされた半導体基板に含まれる画素の各々に、入射光を集光するレンズを形成するレンズ形成工程を含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、前記λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、
画素領域から外れた領域内の所定境域における絶縁体層の光学膜厚を、その周りとは異なる厚みに調整し、所定境域とその周りとで光特性を異ならせる調整工程と、
前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
さらに、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程を含み、
前記第１の形成工程では、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成し、
前記調整工程における所定境域は、前記アライメントマーク上方に位置していること
を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
無機材料からなるカラーフィルタと、半導体基板上の所定領域内に形成されたアライメントマークとを備えた固体撮像装置であって、
前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、アライメント光を透過する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
さらに、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素を備え、
前記アライメントマークは、前記画素の領域から外れた領域内に形成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記カラーフィルタは、誘電体多層膜からなる
ことを特徴とする請求項７または８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記誘電体多層膜は、それぞれ複数の誘電体層からなる第１及び第２のλ／４多層膜と、両λ／４多層膜に挟まれた光学膜厚がλ／４以外の絶縁体層からなり、
前記絶縁体層の光学膜厚が、アライメント光が透過する厚みに調整されている
ことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置であって、
画素領域から外れた領域内の所定境域における光特性が、当該所定境域の周りと異なっている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１】
それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、両λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、
準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、
アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層の光学膜厚を、アライメント光が透過する厚みに調整する調整工程と、
前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程と、
準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、
アライメントマーク上方に位置する前記絶縁体層及び第１のλ／４多層膜を除去する除去工程と、
アライメントマーク上方の位置に、第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、を経て前記カラーフィルタを形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記アライメント光として、赤色光を発するＨｅ−Ｎｅレーザを用い、
前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、赤色光が透過する特性である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
アライメント光を、アライメントマーク上方の位置するカラーフィルタを透過させてアライメントマークへと照射することにより、半導体基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、
位置合わせされた半導体基板に含まれる画素の各々に、入射光を集光するレンズを形成するレンズ形成工程を含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
それぞれ複数の誘電体層からなる２つのλ／４多層膜と、前記λ／４多層膜に挟まれた絶縁体層とを有し、前記λ／４多層膜及び絶縁体層は無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１のλ／４多層膜上に絶縁体層を形成する第２の形成工程と、
画素領域から外れた領域内の所定境域における絶縁体層の光学膜厚を、その周りとは異なる厚みに調整し、所定境域とその周りとで光特性を異ならせる調整工程と、
前記厚み調整された絶縁体層上に、複数の誘電体層からなる第２のλ／４多層膜を形成する第３の形成工程と、
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
さらに、画素領域から外れた領域内にアライメントマークが形成された半導体基板を準備する工程を含み、
前記第１の形成工程では、準備された半導体基板上の略全面に、複数の誘電体層からなる第１のλ／４多層膜を形成し、
前記調整工程における所定境域は、前記アライメントマーク上方に位置していること
を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
無機材料からなるカラーフィルタと、半導体基板上の所定領域内に形成されたアライメントマークとを備えた固体撮像装置であって、
前記アライメントマーク上方に位置するカラーフィルタは、アライメント光を透過する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
さらに、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素を備え、
前記アライメントマークは、前記画素の領域から外れた領域内に形成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記カラーフィルタは、誘電体多層膜からなる
ことを特徴とする請求項７または８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記誘電体多層膜は、それぞれ複数の誘電体層からなる第１及び第２のλ／４多層膜と、両λ／４多層膜に挟まれた光学膜厚がλ／４以外の絶縁体層からなり、
前記絶縁体層の光学膜厚が、アライメント光が透過する厚みに調整されている
ことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
無機材料からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを透過した光を電荷に変換する光電変換部を有する画素とを備えた固体撮像装置であって、
画素領域から外れた領域内の所定境域における光特性が、当該所定境域の周りと異なっている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１６５６４６（Ｐ２００７−１６５６４６Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６０８０４（Ｐ２００５−３６０８０４）
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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