JP2003218334A - 固体撮像素子およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最適な光学特性を容易に測定でき、各レイヤ
ーの最適なパターンの重ね合わせ精度、最適重ね合わせ
量を計測する。 【解決手段】 固体撮像素子のダミー画素領域１２０の
誤差測定用画素領域１４０には、固体撮像素子の画素を
構成するあるレイヤーの１つを基準レイヤーとし、この
基準レイヤーに対して２次元（ｘ，ｙ）方向に段階的に
ずらした測定用パターンが設けられている。このような
誤差測定用画素領域１４０の出力信号を測定すると、出
力信号は最適オフセット量において最大値となり、その
測定パターンの周辺においては、このオフセット量を与
えた場合に最大感度を得られる。したがって、この測定
結果を設計情報としてフィードバックするか、製造工程
への補正値としてフィードバックすることで、最適な固
体撮像素子の特性を得ることができる。
ーの最適なパターンの重ね合わせ精度、最適重ね合わせ
量を計測する。 【解決手段】 固体撮像素子のダミー画素領域１２０の
誤差測定用画素領域１４０には、固体撮像素子の画素を
構成するあるレイヤーの１つを基準レイヤーとし、この
基準レイヤーに対して２次元（ｘ，ｙ）方向に段階的に
ずらした測定用パターンが設けられている。このような
誤差測定用画素領域１４０の出力信号を測定すると、出
力信号は最適オフセット量において最大値となり、その
測定パターンの周辺においては、このオフセット量を与
えた場合に最大感度を得られる。したがって、この測定
結果を設計情報としてフィードバックするか、製造工程
への補正値としてフィードバックすることで、最適な固
体撮像素子の特性を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の積
層構造を構成する複数のレイヤーを位置合わせして積層
する構成において、各レイヤーのパターンの重ね合わせ
精度や最適重ね合わせ量を容易に測定することが可能な
固体撮像素子およびその製造方法に関するものである。
層構造を構成する複数のレイヤーを位置合わせして積層
する構成において、各レイヤーのパターンの重ね合わせ
精度や最適重ね合わせ量を容易に測定することが可能な
固体撮像素子およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＣＣＤ型イメージセンサーや
ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子は、ＬＳ
Ｉ微細加工技術を用いて製造される。特に撮像特性に影
響を及ぼすフォトセンサー（画素センサー）の開口部や
オンチップマイクロレンズ、オンチップカラーフィルタ
ーは、その製造工程において高い重ね合わせ精度が要求
される。また、各フォトセンサーの最適特性を得るた
め、人為的にわずかな位置ずれを設定する場合もあり、
正確な位置合わせ精度情報を得ることは、高性能の固体
撮像素子を製造する上で非常に重要である。
ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子は、ＬＳ
Ｉ微細加工技術を用いて製造される。特に撮像特性に影
響を及ぼすフォトセンサー（画素センサー）の開口部や
オンチップマイクロレンズ、オンチップカラーフィルタ
ーは、その製造工程において高い重ね合わせ精度が要求
される。また、各フォトセンサーの最適特性を得るた
め、人為的にわずかな位置ずれを設定する場合もあり、
正確な位置合わせ精度情報を得ることは、高性能の固体
撮像素子を製造する上で非常に重要である。
【０００３】そこで、従来の製造工程では、図５に示す
ような矩形ループ状の２つの位置合わせ用パターン１
０、２０を各レイヤー１、２のパターンに形成し、これ
らのパターン１０、２０が図示のように各レイヤーの重
ね合わせ時に同心状に配置されるようにする。なお、こ
の場合、レイヤー１側に形成したパターン１０を主尺と
し、レイヤー２側に形成したパターン２０を副尺として
いる。そして、この状態で各パターン１０、２０の各辺
の間隔を光学式読み取り装置（アライメント精度測定
機）等で読み取ることにより、２次元（ｘ・ｙ）方向の
誤差を測定するようにしている。また、これと同様に、
図６に示すようなバーニアパターン３０、４０を各レイ
ヤー１、２のパターンに形成し、これらのパターン３
０、４０を光学式顕微鏡等で観測することにより、ズレ
精度を測定を行っている。
ような矩形ループ状の２つの位置合わせ用パターン１
０、２０を各レイヤー１、２のパターンに形成し、これ
らのパターン１０、２０が図示のように各レイヤーの重
ね合わせ時に同心状に配置されるようにする。なお、こ
の場合、レイヤー１側に形成したパターン１０を主尺と
し、レイヤー２側に形成したパターン２０を副尺として
いる。そして、この状態で各パターン１０、２０の各辺
の間隔を光学式読み取り装置（アライメント精度測定
機）等で読み取ることにより、２次元（ｘ・ｙ）方向の
誤差を測定するようにしている。また、これと同様に、
図６に示すようなバーニアパターン３０、４０を各レイ
ヤー１、２のパターンに形成し、これらのパターン３
０、４０を光学式顕微鏡等で観測することにより、ズレ
精度を測定を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような各種の位置合わせ用パターン１０、２０、３０、
４０を用いた方法は、あくまでも製造工程中における各
レイヤーの相対的なズレ情報を得るものであり、最終的
な撮像素子の正確な光学特性を測定するには、製造後の
フォトセンサーの特性を実際に測定することが必要であ
る。そこで、例えば人為的にパターンを段階的にずらし
た複数の固体撮像素子を製造し、それぞれの固体撮像素
子の製造後のフォトセンサーの特性を実測する作業を繰
り返し行うことによって、最終的なパターンや位置決め
状態を決定しており、作業が極めて煩雑であった。
ような各種の位置合わせ用パターン１０、２０、３０、
４０を用いた方法は、あくまでも製造工程中における各
レイヤーの相対的なズレ情報を得るものであり、最終的
な撮像素子の正確な光学特性を測定するには、製造後の
フォトセンサーの特性を実際に測定することが必要であ
る。そこで、例えば人為的にパターンを段階的にずらし
た複数の固体撮像素子を製造し、それぞれの固体撮像素
子の製造後のフォトセンサーの特性を実測する作業を繰
り返し行うことによって、最終的なパターンや位置決め
状態を決定しており、作業が極めて煩雑であった。
【０００５】そこで本発明の目的は、最適な光学特性を
容易に測定でき、各レイヤーの最適なパターンの重ね合
わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することが可能な固
体撮像素子およびその製造方法を提供することにある。
容易に測定でき、各レイヤーの最適なパターンの重ね合
わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することが可能な固
体撮像素子およびその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、それぞれが各種の配線層または絶縁層を
構成する複数のレイヤーのパターンを互いに位置決めし
て重ね合わせることにより、光電変換機能を有する複数
の画素センサーと各画素センサーによって得られた信号
電荷を取り出す電荷転送部とを含む積層構造を形成した
固体撮像素子であって、前記画素センサーの光学的な特
性に影響を及ぼす複数のレイヤー間で、一部の画素のパ
ターンを本来の設計値に対して段階的にずらして配置し
た誤差測定用画素領域を設け、前記誤差測定用画素領域
に含まれる各画素センサーの出力信号を測定することに
より各レイヤーのパターンの重ね合わせ誤差を計測でき
るようにしたことを特徴とする。
め、本発明は、それぞれが各種の配線層または絶縁層を
構成する複数のレイヤーのパターンを互いに位置決めし
て重ね合わせることにより、光電変換機能を有する複数
の画素センサーと各画素センサーによって得られた信号
電荷を取り出す電荷転送部とを含む積層構造を形成した
固体撮像素子であって、前記画素センサーの光学的な特
性に影響を及ぼす複数のレイヤー間で、一部の画素のパ
ターンを本来の設計値に対して段階的にずらして配置し
た誤差測定用画素領域を設け、前記誤差測定用画素領域
に含まれる各画素センサーの出力信号を測定することに
より各レイヤーのパターンの重ね合わせ誤差を計測でき
るようにしたことを特徴とする。
【０００７】また本発明は、それぞれが各種の配線層ま
たは絶縁層を構成する複数のレイヤーのパターンを互い
に位置決めして重ね合わせることにより、光電変換機能
を有する複数の画素センサーと各画素センサーによって
得られた信号電荷を取り出す電荷転送部とを含む積層構
造を形成する固体撮像素子の製造方法であって、前記画
素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイヤ
ー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に対して
段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を設ける
設計工程と、各レイヤーを位置合わせして積層する製造
工程と、前記誤差測定用画素領域に含まれる各画素セン
サーの出力信号を測定することにより各レイヤーのパタ
ーンの重ね合わせ誤差を計測する計測工程とを有するこ
とを特徴とする。
たは絶縁層を構成する複数のレイヤーのパターンを互い
に位置決めして重ね合わせることにより、光電変換機能
を有する複数の画素センサーと各画素センサーによって
得られた信号電荷を取り出す電荷転送部とを含む積層構
造を形成する固体撮像素子の製造方法であって、前記画
素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイヤ
ー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に対して
段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を設ける
設計工程と、各レイヤーを位置合わせして積層する製造
工程と、前記誤差測定用画素領域に含まれる各画素セン
サーの出力信号を測定することにより各レイヤーのパタ
ーンの重ね合わせ誤差を計測する計測工程とを有するこ
とを特徴とする。
【０００８】本発明の固体撮像素子では、画素センサー
の光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイヤー間で、一
部の画素のパターンを本来の設計値に対して段階的にず
らして配置した誤差測定用画素領域を設け、この誤差測
定用画素領域に含まれる各画素センサーの出力信号を測
定することにより各レイヤーのパターンの重ね合わせ誤
差を計測できるようにした。このため、固体撮像素子を
１度作成することにより、その誤差測定用画素領域によ
って人為的に段階的にずらして配置した複数通りのパタ
ーンによる画素信号を直接測定して光学特定を判定で
き、各レイヤーの最適なパターンの重ね合わせ精度、最
適重ね合わせ量を計測することが可能となる。
の光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイヤー間で、一
部の画素のパターンを本来の設計値に対して段階的にず
らして配置した誤差測定用画素領域を設け、この誤差測
定用画素領域に含まれる各画素センサーの出力信号を測
定することにより各レイヤーのパターンの重ね合わせ誤
差を計測できるようにした。このため、固体撮像素子を
１度作成することにより、その誤差測定用画素領域によ
って人為的に段階的にずらして配置した複数通りのパタ
ーンによる画素信号を直接測定して光学特定を判定で
き、各レイヤーの最適なパターンの重ね合わせ精度、最
適重ね合わせ量を計測することが可能となる。
【０００９】本発明の製造方法では、設計工程において
画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイ
ヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に対し
て段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を設
け、製造工程において各レイヤーを位置合わせして積層
した後、計測工程において誤差測定用画素領域に含まれ
る各画素センサーの出力信号を測定することにより各レ
イヤーのパターンの重ね合わせ誤差を計測する。このた
め、固体撮像素子を１度作成することにより、その誤差
測定用画素領域によって人為的に段階的にずらして配置
した複数通りのパターンによる画素信号を直接測定して
光学特定を判定でき、各レイヤーの最適なパターンの重
ね合わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することが可能
となる。
画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイ
ヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に対し
て段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を設
け、製造工程において各レイヤーを位置合わせして積層
した後、計測工程において誤差測定用画素領域に含まれ
る各画素センサーの出力信号を測定することにより各レ
イヤーのパターンの重ね合わせ誤差を計測する。このた
め、固体撮像素子を１度作成することにより、その誤差
測定用画素領域によって人為的に段階的にずらして配置
した複数通りのパターンによる画素信号を直接測定して
光学特定を判定でき、各レイヤーの最適なパターンの重
ね合わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することが可能
となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。本実施の形態では、ＣＣＤ型イメージセンサーやＣ
ＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子の画素セン
サー（フォトセンサー）作成工程で、センサーの光学的
な特性に影響を及ぼすレイヤーのパターンを有効撮像領
域の外側領域（誤差測定用画素領域）において正規の設
計値に対して段階的にずらして配置し、それらの画素セ
ンサーの信号出力の測定を行うことにより、パターンの
重ね合わせ精度、最適重ね合わせ量を計測できるように
したものである。
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。本実施の形態では、ＣＣＤ型イメージセンサーやＣ
ＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子の画素セン
サー（フォトセンサー）作成工程で、センサーの光学的
な特性に影響を及ぼすレイヤーのパターンを有効撮像領
域の外側領域（誤差測定用画素領域）において正規の設
計値に対して段階的にずらして配置し、それらの画素セ
ンサーの信号出力の測定を行うことにより、パターンの
重ね合わせ精度、最適重ね合わせ量を計測できるように
したものである。
【００１１】図１は本発明の実施の形態によるイメージ
センサーの概要を示す平面図であり、図２は図１に示す
イメージセンサーの誤差測定用画素領域に設けた重ね合
わせ精度測定パターンを示す要部平面図である。また、
図３は図１に示すイメージセンサーの誤差測定用画素領
域に設けた各画素センサーの測定例を示す説明図であ
り、図４は図２に示す重ね合わせ精度測定パターンの応
用例を示す要部平面図である。図１に示すように、本実
施の形態によるイメージセンサーは、長方形状の半導体
チップ１００上に形成されており、この半導体チップ１
００の中央に長方形状の有効画素領域１１０を有し、そ
の外周部にダミー画素領域１２０を有し、さらにその外
周部に遮光領域１３０を有している。
センサーの概要を示す平面図であり、図２は図１に示す
イメージセンサーの誤差測定用画素領域に設けた重ね合
わせ精度測定パターンを示す要部平面図である。また、
図３は図１に示すイメージセンサーの誤差測定用画素領
域に設けた各画素センサーの測定例を示す説明図であ
り、図４は図２に示す重ね合わせ精度測定パターンの応
用例を示す要部平面図である。図１に示すように、本実
施の形態によるイメージセンサーは、長方形状の半導体
チップ１００上に形成されており、この半導体チップ１
００の中央に長方形状の有効画素領域１１０を有し、そ
の外周部にダミー画素領域１２０を有し、さらにその外
周部に遮光領域１３０を有している。
【００１２】有効画素領域１１０には、多数の画素セン
サー（図示せず）が２次元マトリクス状に配置され、各
画素センサーの列毎に複数のＣＣＤ垂直転送レジスタ
（図示せず）が設けられ、インタライン転送方式のＣＣ
Ｄ撮像素子を構成している。また、有効画素領域１１０
の外側には、各ＣＣＤ垂直転送レジスタからの信号電荷
を水平方向に転送するＣＣＤ水平直転送レジスタ（図示
せず）が設けられ、このＣＣＤ水平直転送レジスタの端
部には、電荷−信号変換機能を有する出力部（図示せ
ず）が設けられている。また、ダミー画素領域１２０に
は、有効画素領域１１０の画素センサーと同様の構造に
形成されたダミーの画素センサーが設けられているが、
この領域の各画素センサーは、有効画素領域１１０の画
素センサーと同様に光を受光して信号電荷に変換する機
能を有している。つまり、有効画素領域１１０とダミー
画素領域１２０が各画素に対応する開口部を遮光膜に形
成した開口画素領域となっている。
サー（図示せず）が２次元マトリクス状に配置され、各
画素センサーの列毎に複数のＣＣＤ垂直転送レジスタ
（図示せず）が設けられ、インタライン転送方式のＣＣ
Ｄ撮像素子を構成している。また、有効画素領域１１０
の外側には、各ＣＣＤ垂直転送レジスタからの信号電荷
を水平方向に転送するＣＣＤ水平直転送レジスタ（図示
せず）が設けられ、このＣＣＤ水平直転送レジスタの端
部には、電荷−信号変換機能を有する出力部（図示せ
ず）が設けられている。また、ダミー画素領域１２０に
は、有効画素領域１１０の画素センサーと同様の構造に
形成されたダミーの画素センサーが設けられているが、
この領域の各画素センサーは、有効画素領域１１０の画
素センサーと同様に光を受光して信号電荷に変換する機
能を有している。つまり、有効画素領域１１０とダミー
画素領域１２０が各画素に対応する開口部を遮光膜に形
成した開口画素領域となっている。
【００１３】そして、このダミー画素領域１２０の４つ
のコーナ部には、それぞれ誤差測定用画素領域１４０が
設けられ、この誤差測定用画素領域１４０には、それぞ
れ図２に示すような重ね合わせ精度測定パターンが設け
られている。なお、ダミー画素領域１２０の誤差測定用
画素領域１４０の各画素センサーに蓄積された信号電荷
についてはパターン誤差測定時に読み出されて使用され
るが、その他の画素センサーに蓄積された信号電荷は出
力部側に読み出されることなく、廃棄される。遮光領域
１３０は、遮光膜によって完全に遮光された領域である
が、この遮光領域１３０には各種のバスラインや黒基準
信号を得るためのダミー画素等が設けられている。
のコーナ部には、それぞれ誤差測定用画素領域１４０が
設けられ、この誤差測定用画素領域１４０には、それぞ
れ図２に示すような重ね合わせ精度測定パターンが設け
られている。なお、ダミー画素領域１２０の誤差測定用
画素領域１４０の各画素センサーに蓄積された信号電荷
についてはパターン誤差測定時に読み出されて使用され
るが、その他の画素センサーに蓄積された信号電荷は出
力部側に読み出されることなく、廃棄される。遮光領域
１３０は、遮光膜によって完全に遮光された領域である
が、この遮光領域１３０には各種のバスラインや黒基準
信号を得るためのダミー画素等が設けられている。
【００１４】次に、誤差測定用画素領域１４０の構成に
ついて説明する。この誤差測定用画素領域１４０は、固
体撮像素子の画素を構成するあるレイヤーの１つを基準
レイヤーとし、この基準レイヤーに対して２次元（ｘ，
ｙ）方向に段階的にずらしたアレイパターンを形成した
ものである。本例で用いるアレイパターンは、例えば、
画素センサー上の遮光膜に画素センサーの受光用開口部
を形成する各画素センサーの受光用開口部を形成するパ
ターンのレイヤーを基準レイヤーとし、この基準レイヤ
ーの各画素に対し、オンチップマイクロレンズを形成す
るレイヤーの画素位置を段階的にずらしたものである。
また、図２の例では、７ｘ７個のアレイをｘ，ｙ方向に
段階的にずらして配置した例であり、各画素を段階的に
ずらすズラシステップ量を△ｘ，△ｙとし、（△ｘ，△
ｙ）＝（０，０）を基準としてプラス方向とマイナス方
向に３段階ずつずらしたパターン構成となっている。
ついて説明する。この誤差測定用画素領域１４０は、固
体撮像素子の画素を構成するあるレイヤーの１つを基準
レイヤーとし、この基準レイヤーに対して２次元（ｘ，
ｙ）方向に段階的にずらしたアレイパターンを形成した
ものである。本例で用いるアレイパターンは、例えば、
画素センサー上の遮光膜に画素センサーの受光用開口部
を形成する各画素センサーの受光用開口部を形成するパ
ターンのレイヤーを基準レイヤーとし、この基準レイヤ
ーの各画素に対し、オンチップマイクロレンズを形成す
るレイヤーの画素位置を段階的にずらしたものである。
また、図２の例では、７ｘ７個のアレイをｘ，ｙ方向に
段階的にずらして配置した例であり、各画素を段階的に
ずらすズラシステップ量を△ｘ，△ｙとし、（△ｘ，△
ｙ）＝（０，０）を基準としてプラス方向とマイナス方
向に３段階ずつずらしたパターン構成となっている。
【００１５】このような誤差測定用画素領域１４０の出
力信号を測定すると、例えば、図３に示すような測定結
果が得られる。なお、図３の縦軸は出力値のレベルを示
し、横軸はｘ方向のズラシステップ量を示している。そ
して、出力信号を表す各線ａ〜ｇは、それぞれｙ方向の
ズラシステップ量に対する出力信号であり、上述したオ
ンチップマイクロレンズのずれ量に対して、各画素の出
力信号をプロットしたものである。そして、出力信号は
最適オフセット量において最大値となる。例えば図２に
示す場合、重ね合わせオフセット量（ｘ，ｙ）＝（−△
ｘ，２△ｙ）で、信号が最大になっており、この測定用
パターンの周辺においては、このオフセット量を与えた
場合に最大感度が得られることが分かる。したがって、
この測定結果を設計情報としてフィードバックするか、
製造工程への補正値としてフィードバックすることで、
最適な固体撮像素子の特性を得ることができる。
力信号を測定すると、例えば、図３に示すような測定結
果が得られる。なお、図３の縦軸は出力値のレベルを示
し、横軸はｘ方向のズラシステップ量を示している。そ
して、出力信号を表す各線ａ〜ｇは、それぞれｙ方向の
ズラシステップ量に対する出力信号であり、上述したオ
ンチップマイクロレンズのずれ量に対して、各画素の出
力信号をプロットしたものである。そして、出力信号は
最適オフセット量において最大値となる。例えば図２に
示す場合、重ね合わせオフセット量（ｘ，ｙ）＝（−△
ｘ，２△ｙ）で、信号が最大になっており、この測定用
パターンの周辺においては、このオフセット量を与えた
場合に最大感度が得られることが分かる。したがって、
この測定結果を設計情報としてフィードバックするか、
製造工程への補正値としてフィードバックすることで、
最適な固体撮像素子の特性を得ることができる。
【００１６】なお、オンチップマイクロレンズは高い重
ね合わせ精度をもって、センサー開口部と組み合わせる
必要がある。また、組み合わせて用いる光学投影レンズ
との射出ひとみ距離や、Ｆ値といった光学特性に応じ
て、オンチップレンズをセンサー開口部に対して微妙に
ずらす必要がある。そこで、乗除津のような本例の誤差
測定用画素領域１４０を用いて直接的に測定を行い、１
回の測定作業でオンチップレンズのずれ量、最適値を直
接的に測定することができ、設計情報へのフィードバッ
クや製造工程管理へのフィードバックを容易に行うこと
が可能である。
ね合わせ精度をもって、センサー開口部と組み合わせる
必要がある。また、組み合わせて用いる光学投影レンズ
との射出ひとみ距離や、Ｆ値といった光学特性に応じ
て、オンチップレンズをセンサー開口部に対して微妙に
ずらす必要がある。そこで、乗除津のような本例の誤差
測定用画素領域１４０を用いて直接的に測定を行い、１
回の測定作業でオンチップレンズのずれ量、最適値を直
接的に測定することができ、設計情報へのフィードバッ
クや製造工程管理へのフィードバックを容易に行うこと
が可能である。
【００１７】図４は、単版式カラー固体撮像素子のオン
チップカラーフィルターに本発明を適応する場合の誤差
測定用画素領域１４０の例である。この誤差測定用画素
領域１４０において、各画素毎の、Ｒ，Ｇ，Ｂ光源にお
ける出力信号を測定することにより、隣接画素へのフィ
ルターずれ量、最適重ね合わせ量を一度に定量的に測定
することができる。フィルターの隣接画素へのずれは混
色を引き起こし、正確な色分離ができなくなるため、セ
ンサー開口部に対して高い重ね合わせ精度を維持する必
要があるが、本例により、１回の測定で、最適なオンチ
ップカラーフィルターの重ね合わせ量を正確に測定でき
る。
チップカラーフィルターに本発明を適応する場合の誤差
測定用画素領域１４０の例である。この誤差測定用画素
領域１４０において、各画素毎の、Ｒ，Ｇ，Ｂ光源にお
ける出力信号を測定することにより、隣接画素へのフィ
ルターずれ量、最適重ね合わせ量を一度に定量的に測定
することができる。フィルターの隣接画素へのずれは混
色を引き起こし、正確な色分離ができなくなるため、セ
ンサー開口部に対して高い重ね合わせ精度を維持する必
要があるが、本例により、１回の測定で、最適なオンチ
ップカラーフィルターの重ね合わせ量を正確に測定でき
る。
【００１８】なお、本発明は以上の例に限らず、固体撮
像素子の出力信号特性に影響を及ぼすレイヤーについ
て、上述のような誤差測定用画素領域の重ね合わせ精度
測定用パターンを形成し、この出力信号を測定すること
で、各レイヤーの正確な重ね合わせずれ量を一度に測定
することが可能である。特に、デジタルスチルカメラに
用いられる数百万画素以上の多画素撮像素子では、有効
画素領域の周辺に上述した誤差測定用画素領域の重ね合
わせ精度測定用パターンを配置しても、全体の画素数に
対して僅かな面積であるため問題にならない。また、複
数の特性項目毎に、複数の重ね合わせ精度測定用パター
ンを配置することも可能である。
像素子の出力信号特性に影響を及ぼすレイヤーについ
て、上述のような誤差測定用画素領域の重ね合わせ精度
測定用パターンを形成し、この出力信号を測定すること
で、各レイヤーの正確な重ね合わせずれ量を一度に測定
することが可能である。特に、デジタルスチルカメラに
用いられる数百万画素以上の多画素撮像素子では、有効
画素領域の周辺に上述した誤差測定用画素領域の重ね合
わせ精度測定用パターンを配置しても、全体の画素数に
対して僅かな面積であるため問題にならない。また、複
数の特性項目毎に、複数の重ね合わせ精度測定用パター
ンを配置することも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明の固体撮像素子に
よれば、画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複
数のレイヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計
値に対して段階的にずらして配置した誤差測定用画素領
域を設け、この誤差測定用画素領域に含まれる各画素セ
ンサーの出力信号を測定することにより各レイヤーのパ
ターンの重ね合わせ誤差を計測できるようにしたので、
固体撮像素子を１度作成することにより、その誤差測定
用画素領域によって人為的に段階的にずらして配置した
複数通りのパターンによる画素信号を直接測定して光学
特定を判定でき、各レイヤーの最適なパターンの重ね合
わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することができる効
果がある。したがって、固体撮像素子における各レイヤ
ーの最適重ね合わせ量の設計や製造工程におけるずれ管
理を適正に行うことができ、高性能かつ高品質の固体撮
像素子を設計、製造することが可能である効果がある。
よれば、画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複
数のレイヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計
値に対して段階的にずらして配置した誤差測定用画素領
域を設け、この誤差測定用画素領域に含まれる各画素セ
ンサーの出力信号を測定することにより各レイヤーのパ
ターンの重ね合わせ誤差を計測できるようにしたので、
固体撮像素子を１度作成することにより、その誤差測定
用画素領域によって人為的に段階的にずらして配置した
複数通りのパターンによる画素信号を直接測定して光学
特定を判定でき、各レイヤーの最適なパターンの重ね合
わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することができる効
果がある。したがって、固体撮像素子における各レイヤ
ーの最適重ね合わせ量の設計や製造工程におけるずれ管
理を適正に行うことができ、高性能かつ高品質の固体撮
像素子を設計、製造することが可能である効果がある。
【００２０】本発明の製造方法では、設計工程において
画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイ
ヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に対し
て段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を設
け、製造工程において各レイヤーを位置合わせして積層
した後、計測工程において誤差測定用画素領域に含まれ
る各画素センサーの出力信号を測定することにより各レ
イヤーのパターンの重ね合わせ誤差を計測するようにし
たので、固体撮像素子を１度作成することにより、その
誤差測定用画素領域によって人為的に段階的にずらして
配置した複数通りのパターンによる画素信号を直接測定
して光学特定を判定でき、各レイヤーの最適なパターン
の重ね合わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することが
できる効果がある。したがって、固体撮像素子における
各レイヤーの最適重ね合わせ量の設計や製造工程におけ
るずれ管理を適正に行うことができ、高性能かつ高品質
の固体撮像素子を設計、製造することが可能である効果
がある。
画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数のレイ
ヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に対し
て段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を設
け、製造工程において各レイヤーを位置合わせして積層
した後、計測工程において誤差測定用画素領域に含まれ
る各画素センサーの出力信号を測定することにより各レ
イヤーのパターンの重ね合わせ誤差を計測するようにし
たので、固体撮像素子を１度作成することにより、その
誤差測定用画素領域によって人為的に段階的にずらして
配置した複数通りのパターンによる画素信号を直接測定
して光学特定を判定でき、各レイヤーの最適なパターン
の重ね合わせ精度、最適重ね合わせ量を計測することが
できる効果がある。したがって、固体撮像素子における
各レイヤーの最適重ね合わせ量の設計や製造工程におけ
るずれ管理を適正に行うことができ、高性能かつ高品質
の固体撮像素子を設計、製造することが可能である効果
がある。
【図１】本発明の実施の形態によるイメージセンサーの
概要を示す平面図である。
概要を示す平面図である。
【図２】図１に示すイメージセンサーの誤差測定用画素
領域に設けた重ね合わせ精度測定パターンを示す要部平
面図である。
領域に設けた重ね合わせ精度測定パターンを示す要部平
面図である。
【図３】図１に示すイメージセンサーの誤差測定用画素
領域に設けた各画素センサーの測定例を示す説明図であ
る。
領域に設けた各画素センサーの測定例を示す説明図であ
る。
【図４】図２に示す重ね合わせ精度測定パターンの応用
例を示す要部平面図である。
例を示す要部平面図である。
【図５】従来の撮像素製造工程で用いられる位置合わせ
用パターンの一例を示す平面図である。
用パターンの一例を示す平面図である。
【図６】従来の撮像素製造工程で用いられる位置合わせ
用パターンの他の例を示す平面図である。
用パターンの他の例を示す平面図である。
１００……半導体チップ、１１０……有効画素領域、１
２０……ダミー画素領域、１３０……遮光領域、１４０
……誤差測定用画素領域。
２０……ダミー画素領域、１３０……遮光領域、１４０
……誤差測定用画素領域。
Claims (11)
- 【請求項１】 それぞれが各種の配線層または絶縁層を
構成する複数のレイヤーのパターンを互いに位置決めし
て重ね合わせることにより、光電変換機能を有する複数
の画素センサと各画素センサーによって得られた信号電
荷を取り出す電荷転送部とを含む積層構造を形成した固
体撮像素子であって、 前記画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数の
レイヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に
対して段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を
設け、 前記誤差測定用画素領域に含まれる各画素センサーの出
力信号を測定することにより各レイヤーのパターンの重
ね合わせ誤差を計測できるようにした、 ことを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 前記誤差測定用画素領域は、実際の撮像
を行う有効画素領域の外側に設けることを特徴とする請
求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 前記有効画素領域の各画素センサーおよ
び前記誤差測定用画素領域の各画素センサーは２次元配
列で設けられていることを特徴とする請求項１記載の固
体撮像素子。 - 【請求項４】 前記画素センサーおよび電荷転送部が設
けられる半導体素子チップ上にオンチップ構造でカラー
フィルターおよびマイクロレンズを設けたことを特徴と
する請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項５】 前記誤差測定用画素領域は、撮像素子を
構成するあるレイヤーを基準レイヤーとし、その他のレ
イヤーの画素のパターンを基準レイヤーの画素のパター
ンに対して段階的にずらして配置したものであることを
特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項６】 前記基準レイヤーは画素センサー上の遮
光膜に各画素センサーの受光用開口部を形成するパター
ンのレイヤーであり、前記その他のレイヤーは画素セン
サー上に配置されるオンチップマイクロレンズのレイヤ
ーであることを特徴とする請求項５記載の固体撮像素
子。 - 【請求項７】 それぞれが各種の配線層または絶縁層を
構成する複数のレイヤーのパターンを互いに位置決めし
て重ね合わせることにより、光電変換機能を有する複数
の画素センサーと各画素センサーによって得られた信号
電荷を取り出す電荷転送部とを含む積層構造を形成する
固体撮像素子の製造方法であって、 前記画素センサーの光学的な特性に影響を及ぼす複数の
レイヤー間で、一部の画素のパターンを本来の設計値に
対して段階的にずらして配置した誤差測定用画素領域を
設ける設計工程と、 各レイヤーを位置合わせして積層する製造工程と、 前記誤差測定用画素領域に含まれる各画素センサーの出
力信号を測定することにより各レイヤーのパターンの重
ね合わせ誤差を計測する計測工程と、 を有することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記誤差測定用画素領域は、実際の撮像
を行う有効画素領域の外側に設けることを特徴とする請
求項７記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記有効画素領域の各画素センサーおよ
び前記誤差測定用画素領域の各画素センサーは２次元配
列で設けられていることを特徴とする請求項７記載の固
体撮像素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記誤差測定用画素領域は、撮像素子
を構成するあるレイヤーを基準レイヤーとし、その他の
レイヤーの画素のパターンを基準レイヤーの画素のパタ
ーンに対して段階的にずらして配置したものであること
を特徴とする請求項７記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記基準レイヤーは画素センサー上の
遮光膜に各画素センサーの受光用開口部を形成するパタ
ーンのレイヤーであり、前記その他のレイヤーは画素セ
ンサー上に配置されるオンチップマイクロレンズのレイ
ヤーであることを特徴とする請求項１０記載の固体撮像
素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015100A JP2003218334A (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015100A JP2003218334A (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003218334A true JP2003218334A (ja) | 2003-07-31 |
Family
ID=27651601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002015100A Pending JP2003218334A (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003218334A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009016432A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子および撮像装置 |
| CN105280842A (zh) * | 2014-07-25 | 2016-01-27 | 上海和辉光电有限公司 | 用于在oled制程中量测子像素偏移量的方法 |
| JP2017143022A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び電子機器 |
| US10347698B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-07-09 | Seiko Epson Corporation | Electrooptical device, manufacturing method of electrooptical device, and electronic equipment |
-
2002
- 2002-01-24 JP JP2002015100A patent/JP2003218334A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009016432A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子および撮像装置 |
| CN105280842A (zh) * | 2014-07-25 | 2016-01-27 | 上海和辉光电有限公司 | 用于在oled制程中量测子像素偏移量的方法 |
| JP2017143022A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び電子機器 |
| US10347698B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-07-09 | Seiko Epson Corporation | Electrooptical device, manufacturing method of electrooptical device, and electronic equipment |
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