JP2003234467A - Method for manufacturing solid-state image pickup element - Google Patents

Method for manufacturing solid-state image pickup element

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JP2003234467A
JP2003234467A JP2002034575A JP2002034575A JP2003234467A JP 2003234467 A JP2003234467 A JP 2003234467A JP 2002034575 A JP2002034575 A JP 2002034575A JP 2002034575 A JP2002034575 A JP 2002034575A JP 2003234467 A JP2003234467 A JP 2003234467A
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light
solid
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etching
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce any fixed pattern noise by reducing fluctuation of etching of each opening at the time of using a tungsten layer for a shading film. <P>SOLUTION: A tungsten layer whose shading performance is excellent is used for a shading film covering an electrode. Also, dry etching using mixed gas including isotropic etching gas made of SF<SB>6</SB>and anisotropic etching gas made of Cl<SB>2</SB>is carried out to a site above a photo-diode to form a vertically shaped opening whose lower edge has the minimum width which is 1 μm or less not following a tungsten grain. The fine etching fluctuation of each opening can be reduced, and the problem of any fixed pattern noise can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に複
数の光電変換素子を配置するとともに各光電変換素子間
に電極を敷設するとともに該電極を遮光膜で覆って遮光
した固体撮像素子の製造方法に係り、特に、遮光膜によ
って形成された開口からの受光量に応じて蓄積された電
荷を読み出すタイプの固体撮像素子の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged on a semiconductor substrate, electrodes are laid between the photoelectric conversion elements, and the electrodes are covered with a light shielding film to shield light. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a solid-state image sensor of a type that reads out electric charges accumulated according to the amount of light received from an opening formed by a light shielding film.

【0002】さらに詳しくは、本発明は、タングステン
を遮光膜に用いた固体撮像素子の製造方法に係り、特
に、開口毎のエッチングのバラツキを低減して固定パタ
ーン・ノイズを抑制した固体撮像素子の製造方法に関す
る。
More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a solid-state image pickup device using tungsten as a light-shielding film, and more particularly to a solid-state image pickup device in which fixed pattern noise is suppressed by reducing variation in etching between openings. It relates to a manufacturing method.

【0003】[0003]

【従来の技術】撮影した被写体の画像をデジタル・デー
タとして取り込むためのデバイスとして、CCD(Char
ge Coupled Device:電荷結合素子)などの固体撮像素
子が知られている。この種の撮像素子は、レンズを通し
て入射した光を受けて、その光量に応じた電気信号に変
換する。
2. Description of the Related Art As a device for capturing an image of a photographed subject as digital data, a CCD (Char
A solid-state imaging device such as a ge coupled device (charge coupled device) is known. This type of image sensor receives light that has entered through a lens and converts it into an electrical signal according to the amount of light.

【0004】CCDは、例えば半導体表面上にMOS
(Metal Oxide Semiconductor)構造などの電極を多数
(マトリクス状に)配列した構造を持ち、入力部への信
号により電荷を注入して、各電極に駆動信号を加えるこ
とによって注入された電荷を転送電極に沿って転送し
て、FGAあるいはFDAなどの出力部で電荷を電圧と
して取り出すことができる。
A CCD is, for example, a MOS on the surface of a semiconductor.
(Metal Oxide Semiconductor) has a structure in which a large number of electrodes (matrix) are arranged, and charges are injected by a signal to the input part, and the injected charges are transferred by applying a drive signal to each electrode. The electric charges can be taken out as a voltage at the output part such as FGA or FDA.

【0005】図5には、インターライン型と呼ばれるC
CD固体撮像素子の水平方向の断面構造(従来例)を模
式的に示している。
FIG. 5 shows a C called an interline type.
1 schematically shows a horizontal cross-sectional structure (conventional example) of a CD solid-state imaging device.

【0006】図示の通り、画素単位は、p層及び厚膜状
のn層の組み合わせからなるフォトダイオード部1と、
ボロン層バリアが形成されたp層の読み出し部2と、n
層及びp層の組み合わせからなる垂直電荷転送部3と、
フォト・ダイオード部1に蓄積された電荷を読み出すの
に必要な電圧を印加する多結晶シリコンからなる垂直転
送電極4とで構成される。読み出し部2並びに垂直電荷
転送部3と垂直転送電極4とは、ゲート絶縁膜5によっ
て絶縁されている。このゲート絶縁膜5には、一般に酸
化膜で構成され、例えば、SiO2(酸化シリコン),
SiN(窒化シリコン)、SiO2の3層からなるMO
NOS(Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)
構造が採用される。
As shown in the figure, the pixel unit is a photodiode section 1 formed of a combination of a p-layer and a thick-film n-layer,
A p-layer read-out portion 2 in which a boron layer barrier is formed;
A vertical charge transfer portion 3 composed of a combination of layers and p layers,
It is composed of a vertical transfer electrode 4 made of polycrystalline silicon for applying a voltage necessary for reading out the charges accumulated in the photodiode part 1. The reading section 2, the vertical charge transfer section 3, and the vertical transfer electrode 4 are insulated by the gate insulating film 5. The gate insulating film 5 is generally composed of an oxide film, such as SiO 2 (silicon oxide),
MO consisting of 3 layers of SiN (silicon nitride) and SiO 2
NOS (Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)
The structure is adopted.

【0007】フォトダイオード部1の受光面は、遮光膜
6によって形成された開口部によって規定される。光が
入射すると、格子に結合されていた電子は結合を解き放
たれて自由な電子となり、自由な電子や正孔が発生す
る。これら電子や正孔が欠乏領域へと移動していく結果
として、光の強弱に比例した逆電流が生ずる。フォトダ
イオード部1のn層は、光の入射により発生した電荷を
一定期間蓄積する。
The light receiving surface of the photodiode section 1 is defined by the opening formed by the light shielding film 6. When light is incident, the electrons bound to the lattice are released and become free electrons, and free electrons and holes are generated. As a result of these electrons and holes moving to the depletion region, a reverse current proportional to the intensity of light is generated. The n layer of the photodiode part 1 accumulates the electric charges generated by the incidence of light for a certain period.

【0008】フォトダイオード部1に蓄積された電荷を
読み出すときには、垂直転送電極4に所定の読み出し電
圧を持つパルスを印加する。これに応答して、蓄積電荷
は、p層の読み出し部2のボロン層バリアを越えて垂直
電荷転送部3に流れ込むことにより、読み出し動作が行
われる。
When reading the charges accumulated in the photodiode section 1, a pulse having a predetermined read voltage is applied to the vertical transfer electrodes 4. In response to this, the accumulated charges flow into the vertical charge transfer unit 3 over the boron layer barrier of the p-layer read unit 2 to perform the read operation.

【0009】読み出し電圧を印加したときに、フォトダ
イオード部1の蓄積電荷が隣接する画素単位の垂直転送
転送部3'に誤って流れ込むことを防止するために、フ
ォト・ダイオード部1と隣の画素単位の垂直転送転送部
3'の間には、p層のチャンネル・ストップ部7が挿設
されている。そして、このチャンネル・ストップ部7の
バリアは、読み出し部2のバリアよりも高く設定してお
く。
In order to prevent the charges accumulated in the photodiode section 1 from accidentally flowing into the vertical transfer transfer section 3'of the adjacent pixel unit when a read voltage is applied, the photodiode section 1 and the adjacent pixel are prevented. A p-layer channel stop unit 7 is inserted between the unit vertical transfer transfer units 3 ′. The barrier of the channel stop unit 7 is set higher than the barrier of the reading unit 2.

【0010】図5からも分かるように、CCD固体撮像
素子においては各フォトダイオード部間に配置された電
極を遮光膜6で覆うことにより、受光量に応じて光電変
換された蓄積電荷を確実に転送する。
As can be seen from FIG. 5, in the CCD solid-state image sensor, the electrodes arranged between the photodiode portions are covered with the light-shielding film 6, so that the accumulated charges photoelectrically converted according to the amount of received light can be surely obtained. Forward.

【0011】従来、遮光膜6にはアルミニウム層を使用
することが多かった。しかしながら、アルミニウムは高
反射率であることから、固体撮像素子では、開口の形成
過程で露光の反射が多いために、パターニングにより形
成される遮光膜6の開口部のパターン幅及び形状が不均
一になるという問題があった。
Conventionally, an aluminum layer is often used as the light shielding film 6. However, since aluminum has a high reflectance, in the solid-state image sensor, the pattern width and shape of the opening of the light-shielding film 6 formed by patterning are non-uniform because a large amount of exposure is reflected in the process of forming the opening. There was a problem of becoming.

【0012】遮光膜6のパターンが不正確になると、フ
ォトダイオード間で感度のバラツキが発生し、固体撮像
素子全体としては特性の劣化になる。また、固体撮像素
子が多画素高集積化されると、開口面積が微小にばらつ
くことによる固定パターン・ノイズ(画像ムラ)の問題
が顕在化してくる。
If the pattern of the light-shielding film 6 becomes inaccurate, variations in sensitivity will occur between the photodiodes, and the characteristics of the solid-state image pickup device as a whole will deteriorate. Further, when the solid-state imaging device is highly integrated with a large number of pixels, the problem of fixed pattern noise (image unevenness) due to minute variations in the opening area becomes apparent.

【0013】本出願人に既に譲渡されている特開平09
−232552号公報には、このような遮光膜の反射率
に伴う問題を低減して確実にパターニングすることがで
きる固体撮像素子を提供するために、遮光膜をタングス
テン層により形成することについて開示されている。
[0013] Japanese Patent Laid-Open No. Hei 09 09, which has already been assigned to the present applicant
Japanese Patent Publication No. 232552 discloses a light-shielding film formed of a tungsten layer in order to provide a solid-state imaging device capable of reliably patterning while reducing the problems associated with the reflectance of the light-shielding film. ing.

【0014】タングステンを遮光膜に使用した場合、遮
光性がよい反面、エッチングが難しくなるという問題が
ある。
When tungsten is used for the light-shielding film, the light-shielding property is good, but etching is difficult.

【0015】例えば、等方性エッチング・ガスSF6
異方性エッチング・ガスCL2を含む混合ガスによりタ
ングステン層をドライ・エッチングした場合、タングス
テンのグレイン沿いにエッチングが進行する結果とし
て、エッチング面が凸凹になってしまうことがある。こ
のような凸凹面は、固定パターン・ノイズ(画像ムラ)
の原因になってしまい、固体撮像素子の多画素高密度化
に耐え得ない。
For example, when a tungsten layer is dry-etched with a mixed gas containing an isotropic etching gas SF 6 and an anisotropic etching gas CL 2 , etching progresses along the grains of tungsten, resulting in etching surface. May become uneven. Such uneven surface causes fixed pattern noise (image unevenness).
Therefore, the solid-state image sensor cannot endure high density of multiple pixels.

【0016】図6には、タングステンのグレイン沿いに
エッチングが進行した基板の断面図を示している。同図
に示すように、エッチング面が凸凹になってしまってい
る。
FIG. 6 shows a cross-sectional view of a substrate in which etching has progressed along the grain of tungsten. As shown in the figure, the etching surface is uneven.

【0017】また、図7には、このときの遮光膜の開口
部付近を上方から眺めた様子を示している。同図からも
分かるように、開口部の形状は安定しておらず、そのパ
ターン幅及び形状が不均一になる。
Further, FIG. 7 shows a state in which the vicinity of the opening of the light shielding film at this time is viewed from above. As can be seen from the figure, the shape of the opening is not stable, and the pattern width and shape are not uniform.

【0018】開口の形状が不均一であるため、フォトダ
イオード間で感度のバラツキが発生し、固体撮像素子全
体としては特性の劣化になる。また、固体撮像素子が多
画素高集積化されると、開口面積が微小にばらつくこと
による固定パターン・ノイズ(画像ムラ)の問題が顕在
化してくる。また、遮光膜開口長がばらつくので、転送
部との距離が一定でなくなり、スミア特性も不安定であ
る。
Since the shape of the opening is not uniform, variations in sensitivity occur among the photodiodes, and the characteristics of the solid-state image pickup device as a whole deteriorate. Further, when the solid-state imaging device is highly integrated with a large number of pixels, the problem of fixed pattern noise (image unevenness) due to minute variations in the opening area becomes apparent. In addition, since the aperture length of the light shielding film varies, the distance from the transfer portion is not constant and the smear characteristic is unstable.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、遮光
膜によって形成された開口からの受光量に応じて蓄積さ
れた電荷を読み出すことができる固体撮像素子のための
優れた製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an excellent manufacturing method for a solid-state image pickup device capable of reading out accumulated charges according to the amount of light received from an opening formed by a light shielding film. To do.

【0020】本発明のさらなる目的は、タングステンを
遮光膜に用いた固体撮像素子の優れた製造方法を提供す
ることにある。
A further object of the present invention is to provide an excellent method for manufacturing a solid-state image sensor using tungsten as a light shielding film.

【0021】本発明のさらなる目的は、開口毎のエッチ
ングのバラツキを低減して固定パターン・ノイズを抑制
することができる、優れた固体撮像素子の製造方法を提
供することにある。
A further object of the present invention is to provide an excellent method for manufacturing a solid-state image pickup device capable of suppressing fixed pattern noise by reducing variations in etching between openings.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第1の側面
は、半導体基板上に複数の光電変換素子を配置し該光電
変換素子間に電極を敷設するとともに該電極を遮光膜で
覆って遮光した固体撮像素子の製造方法であって、複数
の光電変換素子及び光電変換素子間を走る電極が形成さ
れた半導体基板上にタングステン層からなる遮光膜を形
成するステップと、前記遮光膜の前記光電変換素子の受
光領域に相当する部位が窓開けされたマスク・パターン
を形成するステップと、等方性エッチング・ガスと異方
性エッチング・ガスを含む混合ガスを用いたドライ・エ
ッチングによって、前記遮光膜に前記受光領域のための
開口を穿設するステップと、を具備することを特徴とす
る固体撮像素子の製造方法である。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and a first aspect thereof is that a plurality of photoelectric conversion elements are arranged on a semiconductor substrate. A method for manufacturing a solid-state imaging device in which electrodes are laid between and covered with a light-shielding film to shield light, and a tungsten layer is formed on a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion elements and electrodes running between the photoelectric conversion elements are formed. A step of forming a light-shielding film made of, a step of forming a mask pattern in which a portion of the light-shielding film corresponding to the light receiving region of the photoelectric conversion element is opened, isotropic etching gas and anisotropic etching A step of forming an opening for the light-receiving region in the light-shielding film by dry etching using a mixed gas containing a gas. It is a method.

【0023】また、本発明の第2の側面は、半導体基板
上に複数の光電変換素子を配置し該光電変換素子間に電
極を敷設するとともに該電極を遮光膜で覆って遮光した
固体撮像素子の製造方法であって、複数の光電変換素子
及び光電変換素子間を走る電極が形成された半導体基板
上に遮光膜を形成するステップと、前記遮光膜の前記光
電変換素子上に相当する部位に、下端の最小幅が1μm
以下で基板に対して垂直となるように形成された開口を
穿設するステップと、を具備することを特徴とする固体
撮像素子の製造方法である。
A second aspect of the present invention is a solid-state imaging device in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged on a semiconductor substrate, electrodes are laid between the photoelectric conversion elements, and the electrodes are covered with a light shielding film to shield light. A method of manufacturing a plurality of photoelectric conversion elements and a step of forming a light-shielding film on a semiconductor substrate on which electrodes running between the photoelectric conversion elements are formed, and a portion corresponding to the photoelectric conversion element of the light-shielding film. , The minimum width of the lower end is 1 μm
A method of manufacturing a solid-state image sensor, comprising the following step: forming an opening formed so as to be perpendicular to a substrate.

【0024】ここで、遮光膜としては、遮光性に優れた
タングステン層を用いる。また、フォトダイオード上の
部位には、SF6からなる等方性エッチング・ガスとN2
及びCl2からなる異方性エッチング・ガスを含む混合
ガスを用いたドライ・エッチングを行なう。より具体的
には、SF6:Cl2:Ar:N2=2:2:14:1の
比率からなる混合ガスを用いてエッチングを行なう。
Here, a tungsten layer having an excellent light shielding property is used as the light shielding film. In addition, an isotropic etching gas composed of SF 6 and N 2 are formed on the photodiode.
And dry etching using a mixed gas containing an anisotropic etching gas of Cl 2 is performed. More specifically, etching is performed using a mixed gas having a ratio of SF 6 : Cl 2 : Ar: N 2 = 2: 2: 14: 1.

【0025】このように等方性エッチング・ガスとN2
及びCl2を含んだ異方性エッチング・ガスを含む混合
ガスを用いたドライ・エッチングを行なうことにより、
タングステン遮光膜に対して、タングステン・グレイン
に沿わない、垂直形状のエッチングを実現することがで
きる。
Thus, isotropic etching gas and N 2
And dry etching using a mixed gas containing an anisotropic etching gas containing Cl 2
It is possible to realize vertical etching on the tungsten light-shielding film that does not follow the tungsten grains.

【0026】より具体的には、Cl2ガスとN2ガスの効
果により、堆積性生成物がタングステンのエッチング側
壁に堆積するので、タングステン・グレインに沿わない
で、垂直方向にエッチングが進行する。
More specifically, due to the effect of Cl 2 gas and N 2 gas, a depositable product is deposited on the etching sidewall of tungsten, so that the etching proceeds in the vertical direction without following the tungsten grain.

【0027】この結果、下端の最小幅が1μm以下で、
タングステン・グレインに沿わない、垂直形状の開口を
タングステン遮光膜に形成することができる。
As a result, the minimum width of the lower end is 1 μm or less,
Vertical openings can be formed in the tungsten shading film that do not follow the tungsten grains.

【0028】したがって、遮光膜開口毎の微小なエッチ
ング・バラツキが低減され、固定パターン・ノイズ(画
像ムラ)の問題を解消することができる。また、遮光膜
開口長がばらつかないので、転送部との距離が安定化
し、スミア特性も安定する。
Therefore, minute etching / variation in each light-shielding film opening is reduced, and the problem of fixed pattern noise (image unevenness) can be solved. Further, since the opening length of the light shielding film does not vary, the distance from the transfer portion is stabilized and the smear characteristic is also stabilized.

【0029】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより
詳細な説明によって明らかになるであろう。
Further objects, features and advantages of the present invention are as follows.
It will be apparent from the embodiments of the present invention described later and the more detailed description based on the accompanying drawings.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について詳解する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0031】本発明に従って半導体基板上にタングステ
ン層の遮光膜を形成する処理手順について、図1〜図4
を参照しながら説明する。
The processing procedure for forming a light-shielding film of a tungsten layer on a semiconductor substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to.

【0032】半導体基板上に転送電極4及びフォトダイ
オード部1を形成した後、層間電極層としてのシリコン
酸化膜9を、CVD(Chemical Vapor Deposition)法
により成膜する(図1を参照のこと)。
After forming the transfer electrode 4 and the photodiode portion 1 on the semiconductor substrate, a silicon oxide film 9 as an interlayer electrode layer is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method (see FIG. 1). .

【0033】次いで、基板上にタングステン遮光膜6を
成膜した後、フォトレジスト法により開口を形成するた
めのレジスト・パターン11をマスキングする(図2を
参照のこと)。
Next, after forming the tungsten light shielding film 6 on the substrate, the resist pattern 11 for forming the opening is masked by the photoresist method (see FIG. 2).

【0034】次いで、マイクロ波ECR(Electron Cyc
lotron Resonance:電子サイクロトロン共鳴)エッチャ
ーでエッチングを行なう。このときのエッチング条件
は、例えば、エッチング・ガスはSF6:Cl2:Ar:
2=2:2:14:1の比率からなる混合ガスであ
り、エッチング圧力は2.0Pa、マイクロ波励起パワ
ーは1100W、RF励起パワーは45W、下部電極温
度は0℃である。
Next, the microwave ECR (Electron Cyc
lotron Resonance: Electron cyclotron resonance) Etching is performed with an etcher. The etching conditions at this time are, for example, SF 6 : Cl 2 : Ar:
It is a mixed gas having a ratio of N 2 = 2: 2: 14: 1, the etching pressure is 2.0 Pa, the microwave excitation power is 1100 W, the RF excitation power is 45 W, and the lower electrode temperature is 0 ° C.

【0035】ここで、SF6は等方性エッチング・ガス
として使用され、また、N2及びCl 2は異方性エッチン
グ・ガスとして使用される。
Here, SF6Isotropic etching gas
Used as N2And Cl 2Is anisotropic etch
Used as a gas.

【0036】このような条件でタングステン層のエッチ
ングを行なうと、Cl2ガスとN2ガスの効果により、堆
積性生成物がタングステンのエッチング側壁に堆積し、
その結果、タングステン・グレインに沿わない、垂直形
状のエッチングを実現することができる。
When the tungsten layer is etched under such conditions, a depositable product is deposited on the etching sidewall of tungsten due to the effect of Cl 2 gas and N 2 gas,
As a result, it is possible to realize vertical etching that does not follow the tungsten grains.

【0037】図3には、上記のエッチング条件を用い
て、タングステンのグレインに沿わないで穿設された遮
光膜の開口部付近の基板断面図を示している。同図に示
すように、エッチング面は凸凹を含まず、垂直形状の側
壁を持つ。また、下端の最小幅が1μm以下に制御する
ことができる。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the substrate in the vicinity of the opening of the light-shielding film formed under the above-described etching conditions without extending along the grain of tungsten. As shown in the figure, the etching surface does not include irregularities, and has vertical side walls. Further, the minimum width of the lower end can be controlled to 1 μm or less.

【0038】また、図4には、このときのタングステン
遮光膜の開口部付近を上方から眺めた様子を示してい
る。同図からも分かるように、開口部の形状は安定して
おり、そのパターン幅及び形状は均一になる。
Further, FIG. 4 shows a state in which the vicinity of the opening of the tungsten light shielding film at this time is viewed from above. As can be seen from the figure, the shape of the opening is stable, and its pattern width and shape are uniform.

【0039】したがって、本実施形態によれば、タング
ステン・グレインに沿わない、垂直形状のエッチングを
実現することができるので、遮光膜開口毎の微小なエッ
チング・バラツキが低減され、固定パターン・ノイズ
(画像ムラ)の問題を解消することができる。また、遮
光膜開口長がばらつかないので、転送部との距離が安定
化し、スミア特性も安定する。
Therefore, according to the present embodiment, since it is possible to realize vertical etching that does not follow the tungsten grains, minute etching variations between the openings of the light shielding film are reduced, and fixed pattern noise ( The problem of image unevenness) can be solved. Further, since the opening length of the light shielding film does not vary, the distance from the transfer portion is stabilized and the smear characteristic is also stabilized.

【0040】なお、上述した実施形態ではエッチング装
置としてマイクロ波ECRエッチャーを使用したが、本
発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、
並行板型RIE(Reactive Ion Etching:反応性イオン
・エッチング)、高圧狭ギャップ型プラズマ・エッチン
グ装置、誘導結合型プラズマ・エッチング装置、マグネ
トロンRIE、変成器結合プラズマ・エッチング装置、
ヘリコン波プラズマ・エッチング装置など、その他のエ
ッチング装置を使用することができる。
Although the microwave ECR etcher is used as the etching apparatus in the above-described embodiment, the gist of the present invention is not limited to this. For example,
Parallel plate type RIE (Reactive Ion Etching), high pressure narrow gap type plasma etching device, inductively coupled plasma etching device, magnetron RIE, transformer coupled plasma etching device,
Other etching equipment may be used, such as a helicon wave plasma etching equipment.

【0041】[追補]以上、特定の実施形態を参照しな
がら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修
正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示
という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書
の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の
要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範
囲の欄を参酌すべきである。
[Supplement] The present invention has been described in detail with reference to the specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can modify or substitute the embodiments without departing from the scope of the present invention. That is, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the contents of this specification should not be construed in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the section of the claims described at the beginning should be taken into consideration.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
遮光膜によって形成された開口からの受光量に応じて蓄
積された電荷を読み出すことができる固体撮像素子のた
めの優れた製造方法を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention,
It is possible to provide an excellent manufacturing method for a solid-state imaging device that can read out the accumulated charge according to the amount of light received from the opening formed by the light shielding film.

【0043】また、本発明によれば、タングステンを遮
光膜に用いた固体撮像素子の優れた製造方法を提供する
ことができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide an excellent method for manufacturing a solid-state image pickup device using tungsten as a light shielding film.

【0044】また、本発明によれば、開口毎のエッチン
グのバラツキを低減して固定パターン・ノイズを抑制す
ることができる、優れた固体撮像素子の製造方法を提供
することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide an excellent method for manufacturing a solid-state image pickup device capable of suppressing fixed pattern noise by reducing the variation in etching for each opening.

【0045】昨今、固体撮像素子において、小型化、多
画素高集積化の要求により遮光膜の開口も小型化される
傾向にある。遮光膜開口の縮小に伴い、エッチングのバ
ラツキにより開口面積が微小にばらつくことによる、固
定パターン・ノイズ(画像ムラ)の問題が顕在化してく
る。本発明によれば、タングステン・グレインに沿わな
い、垂直形状のエッチングを実現することができるの
で、遮光膜開口毎の微小なエッチング・バラツキが低減
され、固定パターン・ノイズ(画像ムラ)の問題を解消
することができる。また、遮光膜開口長がばらつかない
ので、転送部との距離が安定化し、スミア特性も安定す
る。
Recently, in the solid-state image pickup device, the aperture of the light-shielding film tends to be downsized due to the demand for downsizing and high integration of multiple pixels. As the opening of the light-shielding film is reduced, the problem of fixed pattern noise (image unevenness) becomes apparent due to a slight variation in the opening area due to variations in etching. According to the present invention, since it is possible to realize vertical etching that does not follow tungsten grains, minute etching variations between light-shielding film openings are reduced, and fixed pattern noise (image unevenness) is reduced. It can be resolved. Further, since the opening length of the light shielding film does not vary, the distance from the transfer portion is stabilized and the smear characteristic is also stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従って半導体基板上にタングステン層
の遮光膜を形成する処理手順を説明するための図であ
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining a processing procedure for forming a light shielding film of a tungsten layer on a semiconductor substrate according to the present invention.

【図2】本発明に従って半導体基板上にタングステン層
の遮光膜を形成する処理手順を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining a processing procedure for forming a light shielding film of a tungsten layer on a semiconductor substrate according to the present invention.

【図3】本発明に従って半導体基板上にタングステン層
の遮光膜を形成する処理手順を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining a processing procedure for forming a light shielding film of a tungsten layer on a semiconductor substrate according to the present invention.

【図4】本発明に従って半導体基板上にタングステン層
の遮光膜を形成する処理手順を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining a processing procedure for forming a light shielding film of a tungsten layer on a semiconductor substrate according to the present invention.

【図5】インターライン型と呼ばれるCCDの水平方向
の断面構造(従来例)を模式的に示した図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a horizontal sectional structure (conventional example) of a CCD called an interline type.

【図6】タングステンのグレイン沿いにエッチングが進
行した基板の断面図を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional view of a substrate on which etching has progressed along a grain of tungsten.

【図7】タングステンのグレイン沿いにエッチングが進
行したときの遮光膜の開口部付近を上方から眺めた様子
を示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the vicinity of the opening of the light shielding film is viewed from above when etching progresses along the grain of tungsten.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…フォトダイオード部 2…読み出し部 3…垂直電荷転送部 4…垂直転送電極 5…ゲート絶縁膜 6…遮光膜 7…チャンネル・ストップ部 9…層間絶縁膜 11…レジスト 1 ... Photodiode section 2 ... Read-out section 3 ... Vertical charge transfer unit 4 ... Vertical transfer electrode 5 ... Gate insulating film 6 ... Shading film 7 ... Channel stop section 9 ... Interlayer insulating film 11 ... Resist

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に複数の光電変換素子を配置
し該光電変換素子間に電極を敷設するとともに該電極を
遮光膜で覆って遮光した固体撮像素子の製造方法であっ
て、 複数の光電変換素子及び光電変換素子間を走る電極が形
成された半導体基板上にタングステン層からなる遮光膜
を形成するステップと、 前記遮光膜の前記光電変換素子の受光領域に相当する部
位が窓開けされたマスク・パターンを形成するステップ
と、 等方性エッチング・ガスと異方性エッチング・ガスを含
む混合ガスを用いたドライ・エッチングによって、前記
遮光膜に前記受光領域のための開口を穿設するステップ
と、を具備することを特徴とする固体撮像素子の製造方
法。
1. A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein a plurality of photoelectric conversion elements are arranged on a semiconductor substrate, electrodes are laid between the photoelectric conversion elements, and the electrodes are covered with a light shielding film to shield light. A step of forming a light shielding film made of a tungsten layer on a semiconductor substrate on which a photoelectric conversion element and electrodes running between the photoelectric conversion elements are formed; and a portion of the light shielding film corresponding to a light receiving region of the photoelectric conversion element is opened. Forming a mask pattern, and forming an opening for the light receiving region in the light shielding film by dry etching using a mixed gas containing an isotropic etching gas and an anisotropic etching gas. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
【請求項2】前記の開口を穿設するステップでは、等方
性エッチング・ガスとしてSF6を使用するとともに、
異方性エッチング・ガスとしてN2及びCl2を使用す
る、ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子の
製造方法。
2. In the step of forming the opening, SF 6 is used as an isotropic etching gas, and
2. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to claim 1, wherein N 2 and Cl 2 are used as the anisotropic etching gas.
【請求項3】前記の開口を穿設するステップでは、SF
6:Cl2:Ar:N2=2:2:14:1の比率からな
る混合ガスを用いてエッチングを行なう、ことを特徴と
する請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法。
3. In the step of forming the opening, SF
2. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein etching is performed using a mixed gas having a ratio of 6 : Cl 2 : Ar: N 2 = 2: 2: 14: 1.
【請求項4】半導体基板上に複数の光電変換素子を配置
し該光電変換素子間に電極を敷設するとともに該電極を
遮光膜で覆って遮光した固体撮像素子の製造方法であっ
て、 複数の光電変換素子及び光電変換素子間を走る電極が形
成された半導体基板上に遮光膜を形成するステップと、 前記遮光膜の前記光電変換素子上に相当する部位に、下
端の最小幅が1μm以下で基板に対して垂直となるよう
に形成された開口を穿設するステップと、を具備するこ
とを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
4. A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein a plurality of photoelectric conversion elements are arranged on a semiconductor substrate, electrodes are laid between the photoelectric conversion elements, and the electrodes are covered with a light shielding film to shield light. A step of forming a light-shielding film on a semiconductor substrate on which a photoelectric conversion element and an electrode running between the photoelectric conversion elements are formed, and a minimum width of a lower end is 1 μm or less at a portion of the light-shielding film corresponding to the photoelectric conversion element. A step of forming an opening formed so as to be perpendicular to the substrate, and a method for manufacturing a solid-state image sensor.
【請求項5】前記遮光膜はタングステン層により形成さ
れる、ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子
の製造方法。
5. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to claim 4, wherein the light-shielding film is formed of a tungsten layer.
【請求項6】前記の遮光膜に開口を穿設するステップで
は、等方性エッチング・ガスと異方性エッチング・ガス
を含む混合ガスを用いたドライ・エッチングを行なう、
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子の製造
方法。
6. The step of forming an opening in the light shielding film is performed by dry etching using a mixed gas containing an isotropic etching gas and an anisotropic etching gas.
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 4, wherein.
【請求項7】等方性エッチング・ガスとしてSF6を使
用するとともに、異方性エッチング・ガスとしてN2
びCl2を使用する、ことを特徴とする請求項6に記載
の固体撮像素子の製造方法。
7. The solid-state image pickup device according to claim 6, wherein SF 6 is used as the isotropic etching gas, and N 2 and Cl 2 are used as the anisotropic etching gas. Production method.
【請求項8】前記の遮光膜に開口を穿設するステップで
は、SF6:Cl2:Ar:N2=2:2:14:1の比
率からなる混合ガスを用いてエッチングを行なう、こと
を特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子の製造方
法。
8. In the step of forming an opening in the light shielding film, etching is performed using a mixed gas having a ratio of SF 6 : Cl 2 : Ar: N 2 = 2: 2: 14: 1. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 4, wherein.
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US7285817B2 (en) 2004-09-10 2007-10-23 Seiko Epson Corporation Semiconductor device
JP2017168535A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 セイコーNpc株式会社 Optical sensor

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