JP2005268373A - Method for manufacturing solid state imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a solid state imaging apparatus in which a smear characteristic is improved. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the solid state imaging apparatus provided with a plurality of light receiving areas 11a which are formed in a semiconductor substrate 11 comprises processes for: forming an electrode material film 13 having a slit 14 between the light receiving areas 11a on the semiconductor substrate 11; forming a separation pattern 16 by burying the slit 14 by an insulating film; and etching the side end of the separation pattern 16 and etching the electrode material film 13 to form a transfer electrode 13'. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は固体撮像装置の製造方法に関するものであって、特に単層構造の転送電極を有する固体撮像装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device, and more particularly to a method for manufacturing a solid-state imaging device having a transfer electrode having a single layer structure.

固体撮像装置の転送電極構造において、単層構造の場合は同一レイヤーで複数相の転送電極を作りこむため、基板上に設けられた電極材料膜に０．１μｍ程度の幅のスリット（ナローギャップ）を形成して、電極材料膜を区切っている。このサイズの電極材料膜の加工は、レジストパターンをマスクに用いたエッチングでは困難であるため、主に、化学的気相成長（Chemical Mechanical Deposition(ＣＶＤ)）法により形成したＳｉＯ2系膜からなる無機マスクを用いてスリットを形成している。そして、このスリットを絶縁膜で埋め込むことで、複数相の転送電極に分離する（例えば、特許文献１参照）。 In the transfer electrode structure of a solid-state imaging device, in the case of a single layer structure, a plurality of phase transfer electrodes are formed in the same layer. Therefore, a slit (narrow gap) having a width of about 0.1 μm is formed in the electrode material film provided on the substrate. The electrode material film is separated. Since processing of an electrode material film of this size is difficult by etching using a resist pattern as a mask, it is mainly composed of a SiO 2 based film formed by chemical vapor deposition (CVD). A slit is formed using an inorganic mask. Then, by embedding this slit with an insulating film, it is separated into a plurality of phase transfer electrodes (see, for example, Patent Document 1).

特開２００３−６０１８９号公報JP 2003-60189 A

ここで、従来の固体撮像装置の製造方法について、特に、単層構造の転送電極構造のプロセスフローを図７〜図９の製造工程断面図を用いて説明する。まず、図７（ａ）に示すように、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられたＰ型のシリコン基板からなる半導体基板１１上に、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜１２ａ、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜１２ｂ、ＳｉＯ2膜１２ｃを順次成膜して、ゲート絶縁膜１２を形成する。その後、ゲート絶縁膜１２上に、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）からなる電極材料膜１３を成膜する。 Here, regarding the manufacturing method of the conventional solid-state imaging device, the process flow of the transfer electrode structure having a single layer structure will be described with reference to the manufacturing process cross-sectional views of FIGS. First, as shown in FIG. 7A, a silicon oxide (SiO 2 ) film 12a, silicon nitride (SiN) is formed on a semiconductor substrate 11 made of a P-type silicon substrate in which a plurality of light receiving regions 11a are provided in a matrix. ) A film 12b and a SiO 2 film 12c are sequentially formed to form the gate insulating film 12. Thereafter, an electrode material film 13 made of polysilicon (Poly-Si) is formed on the gate insulating film 12.

次に、図７（ｂ）に示すように、電極材料膜１３上に無機マスク１５を形成し、この無機マスク１５を用いたドライエッチングにより、電極材料膜１３を垂直加工することで、ゲート絶縁膜１２を露出し、受光領域１１ａ間に渡る０．１μｍ程度の幅のスリット１４を形成する。   Next, as shown in FIG. 7B, an inorganic mask 15 is formed on the electrode material film 13, and the electrode material film 13 is vertically processed by dry etching using the inorganic mask 15, thereby providing gate insulation. The film 12 is exposed, and a slit 14 having a width of about 0.1 μm is formed between the light receiving regions 11a.

次いで、図７（ｃ）に示すように、スリット１４の内壁を覆うように、無機マスク１５上にＳｉＯ2膜１６ａを成膜した後、このスリット１４を埋め込むように、ＳｉＯ2膜１６ａ上にＳｉＮ膜１６ｂを成膜する。この後、エッチバックを行うことにより、無機マスク１５の表面が露出するまで、ＳｉＮ膜１６ｂおよびＳｉＯ2膜１６ａを除去して、絶縁性の分離パターン１６を形成する。 Then, as shown in FIG. 7 (c), so as to cover the inner wall of the slit 14, after forming a SiO 2 film 16a on the inorganic mask 15, so as to fill the slits 14, on the SiO 2 film 16a A SiN film 16b is formed. Thereafter, etch back is performed to remove the SiN film 16b and the SiO 2 film 16a until the surface of the inorganic mask 15 is exposed, thereby forming an insulating separation pattern 16.

次に、図７（ｄ）に示すように、分離パターン１６上を含む無機マスク１５上にレジストを塗布し、分離パターン１６の側端部を開口した状態で、半導体基板１１の受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７を形成する。   Next, as shown in FIG. 7 (d), a resist is applied on the inorganic mask 15 including the separation pattern 16, and the light receiving region 11 a of the semiconductor substrate 11 is opened with the side edges of the separation pattern 16 opened. A resist pattern 17 having an opening is formed.

その後、図８（ｅ）に示すように、このレジストパターン１７をマスクに用いたエッチングにより、受光領域１１ａ上の無機マスク１５（前記図７（ｄ）参照）を除去することで、電極材料膜１３を露出する。   Thereafter, as shown in FIG. 8E, the inorganic mask 15 (see FIG. 7D) on the light receiving region 11a is removed by etching using the resist pattern 17 as a mask, thereby forming an electrode material film. 13 is exposed.

続いて、図８（ｆ）の上面図およびＺ−Ｚ’断面図に示すように、レジストパターン１７（前記図８（ｅ）参照）をマスクに用いて、受光領域１１ａ上の電極材料膜１３（前記図８（ｅ）参照）を除去することで、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２を露出する受光開口部Ｗを形成するとともに、分離パターン１６と受光開口部Ｗとで区切られた転送電極１３’を形成する。その後、レジストパターン１７を除去する。   Subsequently, as shown in the top view of FIG. 8F and the ZZ ′ cross-sectional view, the electrode material film 13 on the light receiving region 11a is formed using the resist pattern 17 (see FIG. 8E) as a mask. By removing (see FIG. 8E), a light receiving opening W that exposes the gate insulating film 12 on the light receiving region 11a is formed, and transfer separated by the separation pattern 16 and the light receiving opening W is formed. Electrode 13 'is formed. Thereafter, the resist pattern 17 is removed.

上述したような製造方法では、図８（ｅ）〜（ｆ）を用いて説明したように、受光開口部Ｗを形成する際に、分離パターン１６により電極材料膜１３を確実に分離するため、露光装置の合わせ精度も考慮に入れたマージンをとり、分離パターン１６の側端部を開口した状態で、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７を形成する。そして、このレジストパターン１７をマスクに用いて、電極材料膜１３をエッチング除去することで、受光領域１１ａ上を露出する受光開口部Ｗを形成するとともに、分離パターン１６と当該受光開口部Ｗとで区切られた転送電極１３’を形成する。しかし、通常、このエッチングは、絶縁性の分離パターン１６に対する電極材料膜１３のエッチング選択比が高い条件で行うことから、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出した状態で残存してしまう。   In the manufacturing method as described above, as described with reference to FIGS. 8E to 8F, when the light receiving opening W is formed, the electrode material film 13 is reliably separated by the separation pattern 16. A resist pattern 17 having an opening on the light receiving region 11a is formed in a state where a margin is also taken into consideration of the alignment accuracy of the exposure apparatus and the side end portion of the separation pattern 16 is opened. Then, by using this resist pattern 17 as a mask, the electrode material film 13 is removed by etching, thereby forming a light receiving opening W that exposes the light receiving region 11a, and the separation pattern 16 and the light receiving opening W A delimited transfer electrode 13 ′ is formed. However, this etching is usually performed under the condition that the etching selectivity of the electrode material film 13 with respect to the insulating separation pattern 16 is high, so that the separation pattern 16 remains in a state where it protrudes into the light receiving opening W.

また、図７（ｂ）を用いて説明したように、スリット１４を形成する際の無機マスク１５を用いたパターニングにおいては、電極材料膜１３に微細加工が行われる。しかしながら、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ等からなる電極材料膜１３は、精密なパターニングが難しく、スリット１４の受光領域１１ａ側の側端部が丸みを帯びる傾向がある。これにより、図８（ｆ）の上面図に示すように、スリット１４に形成される分離パターン１６の側端部も丸く形成されるため、この側端部付近の電極材料膜１３が残存することにより、転送電極１３がショートしないように、レジストパターン１７の開口のマージンを多くとる必要があった。これによっても、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出した状態となり易かった。   Further, as described with reference to FIG. 7B, in the patterning using the inorganic mask 15 when forming the slits 14, the electrode material film 13 is finely processed. However, the electrode material film 13 made of Poly-Si or the like is difficult to precisely pattern, and the side end of the slit 14 on the light receiving region 11a side tends to be rounded. As a result, as shown in the top view of FIG. 8 (f), the side end portion of the separation pattern 16 formed in the slit 14 is also formed round, so that the electrode material film 13 near this side end portion remains. Therefore, it is necessary to increase the margin of the opening of the resist pattern 17 so that the transfer electrode 13 is not short-circuited. This also makes it easy for the separation pattern 16 to protrude into the light receiving opening W.

そして、以上のように、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出することにより、この後の工程で、図９（ｇ）の上面図およびＺ−Ｚ’断面図に示すように、受光領域１１ａにＮ型不純物を導入し、フォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成した後、半導体基板１１上の全域にわたって成膜された遮光膜Ｓをパターニングして、受光領域１１ａ上の遮光膜Ｓを除去する際に、受光開口部Ｗに突出した状態の分離パターン１６の側端部を覆う遮光膜Ｓが、転送電極１３’の側壁を覆う遮光膜Ｓと比較して薄くなる。このため分離パターン１６の側端部側の遮光性が悪くなる傾向があった。   Then, as described above, the separation pattern 16 protrudes into the light receiving opening W, and in the subsequent process, as shown in the top view of FIG. 9G and the ZZ ′ sectional view, the light receiving region 11a. After the N-type impurity is introduced to form the N region 11a ′ of the photodiode, the light shielding film S formed over the entire area of the semiconductor substrate 11 is patterned to remove the light shielding film S on the light receiving region 11a. At this time, the light shielding film S covering the side end portion of the separation pattern 16 in a state protruding to the light receiving opening W is thinner than the light shielding film S covering the side wall of the transfer electrode 13 ′. For this reason, there exists a tendency for the light-shielding property of the side edge part side of the separation pattern 16 to deteriorate.

したがって、この固体撮像装置を作動させた場合に、図９（ｇ）のＺ−Ｚ’断面図に示すように、分離パターン１６の側端部から斜めからの入射光ｈが侵入し易くなり、この光が転送電極１３’の直下の半導体基板１１に設けられる垂直転送レジスタ（図示省略）に入り込むことで光電変換によって電子を発生し、スミアを発生させてしまう。スミアは、特に高輝度被写体を撮像したい場合、モニター画面で上下に尾を引くように見えるので好ましくなく、低減化が望まれている。   Therefore, when this solid-state imaging device is operated, as shown in the ZZ ′ cross-sectional view of FIG. 9G, incident light h from an oblique side easily enters from the side end of the separation pattern 16, When this light enters a vertical transfer register (not shown) provided on the semiconductor substrate 11 immediately below the transfer electrode 13 ′, electrons are generated by photoelectric conversion and smear is generated. Smear is not preferable because it looks like a tail is pulled up and down on the monitor screen particularly when it is desired to capture an image of a high-luminance subject, and reduction is desired.

上述したような課題を解決するために、本発明における固体撮像装置の第１の製造方法は、基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、スリットを受光領域間に有する電極材料膜を、基板上に形成する工程を行う。次に、このスリットを絶縁膜で埋め込むことで、分離パターンを形成する工程を行う。その後、レジストパターンをマスクに用いて、分離パターンの側端部をエッチング除去するとともに、電極材料膜をエッチングして転送電極を形成する工程を行う。   In order to solve the above-described problems, a first method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention is a method for manufacturing a solid-state imaging device including a plurality of light receiving regions provided in a substrate. Such a process is sequentially performed. First, a step of forming an electrode material film having a slit between light receiving regions on a substrate is performed. Next, a step of forming a separation pattern is performed by embedding this slit with an insulating film. Thereafter, using the resist pattern as a mask, the side edges of the separation pattern are removed by etching, and the electrode material film is etched to form a transfer electrode.

このような固体撮像装置の製造方法によれば、分離パターンの側端部を開口した状態のレジストパターンをマスクに用いて、電極材料膜とともに分離パターンの側端部もエッチング除去する。このため、このエッチング除去により、基板の受光領域上を露出する受光開口部を形成する場合には、転送電極が分離パターンと受光開口部とで確実に分離されるとともに、分離パターンが受光開口部に突出することが防止される。   According to such a method for manufacturing a solid-state imaging device, the resist pattern in a state where the side end portion of the separation pattern is opened is used as a mask, and the side end portion of the separation pattern is also etched away together with the electrode material film. For this reason, when the light receiving opening that exposes the light receiving region of the substrate is formed by this etching removal, the transfer electrode is surely separated by the separation pattern and the light receiving opening, and the separation pattern is received by the light receiving opening. It is prevented from protruding.

また、本発明における固体撮像装置の第２の製造方法は、基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、基板上に絶縁膜を形成する工程を行う。次に、この絶縁膜に、基板に達する転送電極用の溝パターンを形成する工程を行う。次いで、この溝パターンを埋め込む状態で、絶縁膜上に電極材料膜を形成した後、絶縁膜の表面が露出するまで電極材料膜を除去することで、溝パターン内に転送電極を形成する工程を行う。続いて、絶縁膜を部分的に除去する工程を行う。   A second method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention is a method for manufacturing a solid-state imaging device including a plurality of light receiving regions provided in a substrate, and sequentially performing the following steps. It is said. First, a step of forming an insulating film on the substrate is performed. Next, a step of forming a groove pattern for the transfer electrode reaching the substrate in the insulating film is performed. Next, after forming the electrode material film on the insulating film in a state of embedding the groove pattern, the step of forming the transfer electrode in the groove pattern by removing the electrode material film until the surface of the insulating film is exposed. Do. Subsequently, a step of partially removing the insulating film is performed.

本発明における固体撮像装置の第２の製造方法によれば、絶縁膜に設けられた基板に達する転送電極用の溝パターン内に、転送電極が形成される。このため、転送電極は、絶縁膜により予め確実に分離された状態となる。そして、その後に、絶縁膜を部分的に除去する。これにより、基板の受光領域上の絶縁膜を除去して受光開口部を形成する場合には、絶縁膜を受光開口部に突出させることなく、残った絶縁膜が転送電極を分離するための分離パターンとなる。そして、転送電極は、この分離パターンと受光開口部とで確実に分離された状態となる。   According to the second manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, the transfer electrode is formed in the groove pattern for the transfer electrode reaching the substrate provided on the insulating film. For this reason, the transfer electrode is surely separated in advance by the insulating film. After that, the insulating film is partially removed. Thus, when the light-receiving opening is formed by removing the insulating film on the light-receiving region of the substrate, the remaining insulating film is separated for separating the transfer electrode without protruding the insulating film into the light-receiving opening. It becomes a pattern. The transfer electrode is reliably separated by the separation pattern and the light receiving opening.

以上説明したように、本発明の固体撮像装置の第１の製造方法および第２の製造方法によれば、分離パターンを受光開口部に突出させることなく、分離パターンおよび受光開口部により完全に分離された転送電極を形成することができる。これにより、転送電極と分離パターンとを覆う遮光膜が部分的に薄くなるのを防止できるため、斜め入射光によるスミアを低減することができ、従来のものと比較して固体撮像装置におけるスミア特性を大きく向上させることができる。   As described above, according to the first manufacturing method and the second manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, the separation pattern and the light receiving opening are completely separated without protruding the separation pattern into the light receiving opening. The transferred electrode can be formed. As a result, it is possible to prevent the light shielding film covering the transfer electrode and the separation pattern from being partially thinned, so that smear due to obliquely incident light can be reduced, and smear characteristics in the solid-state imaging device compared to the conventional one Can be greatly improved.

以下、本発明の固体撮像装置の製造方法における実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

（第１実施形態）
まず、本実施形態の製造方法により得られる単層構造の転送電極を有する固体撮像装置の転送電極構造について、図１の上面図を用いて説明する。 (First embodiment)
First, a transfer electrode structure of a solid-state imaging device having a single layer structure transfer electrode obtained by the manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to a top view of FIG.

図１に示すように、半導体基板１１の表面層には、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられている。また、この半導体基板１１上には、ゲート絶縁膜（図示省略）を介して、転送電極１３’が設けられており、転送電極１３’には、受光領域１１ａよりも一回り大きく開口された受光開口部Ｗが設けられている。また、半導体基板１１上には、受光開口部Ｗ間に渡る形状で設けられることで、転送電極１３’を分離する分離パターン１６と、転送電極１３’による電荷の転送方向（図１における上下方向）に配列された受光領域１１ａ間において転送電極１３’を分離する分離パターン１６’が設けられている。この分離パターン１６と分離パターン１６’は約０．１μｍの幅の絶縁膜で構成されており、受光開口部Ｗと分離パターン１６および分離パターン１６’により転送電極１３’が複数相に分離されている。そして、転送電極１３’および分離パターン１６，１６’が設けられた半導体基板１１の受光領域１１ａを除く領域は遮光膜Ｓで覆われている。   As shown in FIG. 1, a plurality of light receiving regions 11 a are provided in a matrix on the surface layer of the semiconductor substrate 11. Further, a transfer electrode 13 ′ is provided on the semiconductor substrate 11 via a gate insulating film (not shown), and the transfer electrode 13 ′ has a light receiving opening that is slightly larger than the light receiving region 11a. An opening W is provided. Further, on the semiconductor substrate 11, it is provided in a shape extending between the light receiving openings W, so that the separation pattern 16 separating the transfer electrode 13 ′ and the charge transfer direction by the transfer electrode 13 ′ (vertical direction in FIG. 1) A separation pattern 16 ′ for separating the transfer electrode 13 ′ is provided between the light receiving regions 11a arranged in (1). The separation pattern 16 and the separation pattern 16 ′ are formed of an insulating film having a width of about 0.1 μm, and the transfer electrode 13 ′ is separated into a plurality of phases by the light receiving opening W, the separation pattern 16, and the separation pattern 16 ′. Yes. The region excluding the light receiving region 11a of the semiconductor substrate 11 provided with the transfer electrode 13 'and the separation patterns 16 and 16' is covered with a light shielding film S.

なお、ここでは、上述したような転送方向に配列された受光領域１１ａ間において転送電極１３’を分離する分離パターン１６’が設けられた構成の固体撮像装置の例を用いて説明するが、分離パターン１６’が設けられていなくてもよく、受光開口部Ｗと、この受光開口部Ｗ間に渡る分離パターン１６とで、転送電極１３’が複数相に区切られた構成であっても本発明は適用可能である。   Here, the description will be given using an example of a solid-state imaging device having a configuration in which a separation pattern 16 ′ for separating the transfer electrode 13 ′ is provided between the light receiving regions 11a arranged in the transfer direction as described above. The pattern 16 ′ may not be provided, and the present invention may be applied even if the transfer electrode 13 ′ is divided into a plurality of phases by the light receiving opening W and the separation pattern 16 extending between the light receiving openings W. Is applicable.

次に、本実施形態における固体撮像装置の製造方法を、図２〜図４の製造工程断面図および上面図によって説明する。これらの図は、図１における領域Ａの上面図、または領域ＡのＸ-Ｘ’断面図である。なお、背景技術で説明したものと同様の構成には、同一の番号を付して説明する。   Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to cross-sectional views and top views of manufacturing steps in FIGS. These drawings are a top view of the region A in FIG. 1 or an X-X ′ sectional view of the region A. In addition, the same number is attached | subjected and demonstrated to the structure similar to what was demonstrated by background art.

まず、図２（ａ）に示すように、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられた、例えばＰ型のシリコン基板からなる半導体基板１１上に、例えば熱酸化法によりＳｉＯ2膜１２ａを成膜する。その後、例えば減圧ＣＶＤ法により、ＳｉＮ膜１２ｂ、ＳｉＯ2膜１２ｃを順次成膜して、ＯＮＯ構造のゲート絶縁膜１２を形成する。ここまでの構成が請求項の基板に相当する。続いて、このゲート絶縁膜１２上に、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉからなる電極材料膜１３を成膜する。 First, as shown in FIG. 2A, an SiO 2 film 12a is formed on a semiconductor substrate 11 made of, for example, a P-type silicon substrate, in which a plurality of light receiving regions 11a are provided in a matrix, for example, by thermal oxidation. Film. Thereafter, the SiN film 12b and the SiO 2 film 12c are sequentially formed by, for example, the low pressure CVD method, and the gate insulating film 12 having the ONO structure is formed. The configuration so far corresponds to the substrate of the claims. Subsequently, an electrode material film 13 made of, for example, Poly-Si is formed on the gate insulating film 12.

次に、図２（ｂ）に示すように、電極材料膜１３上に、スリット１４を形成するための無機マスク１５を形成し、この無機マスク１５を用いたドライエッチングにより、電極材料膜１３を垂直加工することで、ゲート絶縁膜１２を露出し、受光領域１１ａ間に渡る、０．１μｍ程度の幅のスリット（ナローギャップ）１４を形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, an inorganic mask 15 for forming the slit 14 is formed on the electrode material film 13, and the electrode material film 13 is formed by dry etching using the inorganic mask 15. By performing vertical processing, the gate insulating film 12 is exposed, and a slit (narrow gap) 14 having a width of about 0.1 μm is formed between the light receiving regions 11a.

なお、ここでの図示は省略したが、無機マスク１５を形成する際には、電極材料膜１３上に、例えばnon-doped silicate glass(ＮＳＧ)からなるキャップ膜を成膜し、続いて、キャップ膜上に、例えばＳｉＮ膜からなるストッパー膜を成膜する。次に、ストッパー膜上に、通常のリソグラフィ工程によりレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクに用いたドライエッチングにより、ストッパー膜およびキャップ膜を除去することで、電極材料膜１３に達する開口部を形成する。   Although illustration is omitted here, when the inorganic mask 15 is formed, a cap film made of, for example, non-doped silicate glass (NSG) is formed on the electrode material film 13, and then the cap is formed. A stopper film made of, for example, a SiN film is formed on the film. Next, a resist pattern is formed on the stopper film by a normal lithography process, and the stopper film and the cap film are removed by dry etching using the resist pattern as a mask, thereby opening the electrode material film 13. Form.

次いで、減圧ＣＶＤ法により開口部が設けられたストッパー膜およびキャップ膜を覆う状態で、電極材料膜１３上にＳｉＯ2膜を成膜し、開口部の底部に電極材料膜１３の表面が露出するまでＳｉＯ2膜のエッチバック行い、ストッパー膜およびキャップ膜の側壁に、サイドウォールを形成する。この状態のストッパー膜、キャップ膜およびサイドウォールが、スリット１４を形成する際の無機マスク１５となる。 Next, a SiO 2 film is formed on the electrode material film 13 so as to cover the stopper film and the cap film provided with the opening by low pressure CVD, and the surface of the electrode material film 13 is exposed at the bottom of the opening. The SiO 2 film is etched back until the side walls are formed on the side walls of the stopper film and the cap film. The stopper film, cap film, and sidewall in this state serve as the inorganic mask 15 when the slit 14 is formed.

そして、上述したような無機マスク１５を用いて、スリット１４を形成した後、図２（ｃ）に示すように、減圧ＣＶＤ法により、スリット１４の内壁を覆うように、無機マスク１５上に、例えばＳｉＯ2膜１６ａを約３０ｎｍの膜厚で成膜する。続いて、減圧ＣＶＤ法により、このスリット１４を埋め込む状態で、ＳｉＯ2膜１６ａ上に、例えばＳｉＮ膜１６ｂを約１５０ｎｍの膜厚で成膜する。この後、エッチバックを行うことにより、無機マスク１５の表面が露出するまで、ＳｉＮ膜１６ｂおよびＳｉＯ2膜１６ａを除去することで、絶縁性の分離パターン１６を形成する。また、ここでの図示は省略したが、図１で示した分離パターン１６’も同様にして形成する。 And after forming the slit 14 using the inorganic mask 15 as mentioned above, as shown in FIG.2 (c), on the inorganic mask 15 so that the inner wall of the slit 14 may be covered by low pressure CVD method, For example, the SiO 2 film 16a is formed with a film thickness of about 30 nm. Subsequently, for example, a SiN film 16b having a thickness of about 150 nm is formed on the SiO 2 film 16a in a state in which the slit 14 is embedded by a low pressure CVD method. Thereafter, the insulating separation pattern 16 is formed by removing the SiN film 16b and the SiO 2 film 16a until the surface of the inorganic mask 15 is exposed by performing etch back. Although not shown here, the separation pattern 16 ′ shown in FIG. 1 is formed in the same manner.

次いで、図２（ｄ）に示すように、分離パターン１６上を含む無機マスク１５上にレジストを塗布し、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７を形成する。この際、このレジストパターン１７は、後工程の電極材料膜１３のパターニングにも用いることから、分離パターン１６により電極材料膜１３を確実に分離するために、露光装置の合わせ精度も考慮に入れ、レジストパターン１７の開口が分離パターン１６の側端部にかかるように形成する。これにより、分離パターン１６の側端部がレジストパターン１７の開口に露出された状態となる。さらに、分離パターン１６の側端部が、スリット１４形成の際の微細加工の影響で丸みを帯びている場合には、電極材料膜１３のエッチング残渣によりショートしないように、レジストパターン１７の開口のマージンを広くとる。   Next, as shown in FIG. 2D, a resist is applied on the inorganic mask 15 including the separation pattern 16 to form a resist pattern 17 having an opening on the light receiving region 11a. At this time, since this resist pattern 17 is also used for patterning of the electrode material film 13 in a later process, in order to reliably separate the electrode material film 13 by the separation pattern 16, taking into account the alignment accuracy of the exposure apparatus, The opening of the resist pattern 17 is formed so as to cover the side end portion of the separation pattern 16. As a result, the side end portion of the separation pattern 16 is exposed to the opening of the resist pattern 17. Further, when the side end portion of the separation pattern 16 is rounded due to the influence of fine processing at the time of forming the slit 14, the opening of the resist pattern 17 is prevented from being short-circuited by the etching residue of the electrode material film 13. Make a wide margin.

その後、図３（ｅ）に示すように、このレジストパターン１７をマスクに用いたエッチングにより、受光領域１１ａ上の無機マスク１５（前記図２（ｄ）参照）を除去することで、受光領域１１ａ上の電極材料膜１３を露出する。この際、このエッチングにおける分離パターン１６に対する無機マスク１５の選択比はある程度あるため、レジストパターン１７の開口に露出された分離パターン１６の側端部の上部は全て除去されず、テーパー形状となる。   Thereafter, as shown in FIG. 3E, the inorganic mask 15 (see FIG. 2D) on the light receiving region 11a is removed by etching using the resist pattern 17 as a mask, thereby obtaining the light receiving region 11a. The upper electrode material film 13 is exposed. At this time, since the selection ratio of the inorganic mask 15 to the separation pattern 16 in this etching is to some extent, the upper part of the side end portion of the separation pattern 16 exposed at the opening of the resist pattern 17 is not completely removed, resulting in a tapered shape.

次に、図３（ｆ）の上面図およびＸ−Ｘ’断面図に示すように、レジストパターン１７（前記図３（ｅ）参照）をマスクに用いて、電極材料膜１３（前記図３（ｅ）参照）とともに絶縁性の分離パターン１６の側端部をエッチング除去する。これにより、半導体基板１１の受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２表面を露出する受光開口部Ｗを形成するとともに、分離パターン１６と受光開口部Ｗとで区切られた転送電極１３’を形成する。この際、電極材料膜１３とともに分離パターン１６の側端部もエッチングすることが重要となる。   Next, as shown in the top view of FIG. 3F and the XX ′ cross-sectional view, the electrode material film 13 (see FIG. e), and side edges of the insulating separation pattern 16 are removed by etching. As a result, a light receiving opening W that exposes the surface of the gate insulating film 12 on the light receiving region 11a of the semiconductor substrate 11 is formed, and a transfer electrode 13 'delimited by the separation pattern 16 and the light receiving opening W is formed. At this time, it is important to etch the side edges of the separation pattern 16 together with the electrode material film 13.

ここで、メインエッチングのエッチング条件の一例としては、ＩＣＰプラズマ型装置を用いることとし、エッチングガスにテトラフルオロメタン（ＣＦ4）〔流量：１００ｃｍ3／ｍｉｎ〕と臭化水素（ＨＢｒ）〔流量：３０ｃｍ3／ｍｉｎ〕を用い、処理圧力を１．３Ｐａ、ソース電力を１４００Ｗ、基板印加電力１６０Ｗ、基板温度を５０℃に設定する。尚、ガス流量は標準状態における体積流量を示すものとする。 Here, as an example of etching conditions for main etching, an ICP plasma type apparatus is used, and tetrafluoromethane (CF 4 ) [flow rate: 100 cm 3 / min] and hydrogen bromide (HBr) [flow rate: 30 cm 3 / min], the processing pressure is set to 1.3 Pa, the source power is set to 1400 W, the substrate applied power is 160 W, and the substrate temperature is set to 50 ° C. The gas flow rate indicates the volume flow rate in the standard state.

これにより、このエッチングの反応生成物からなるＳｉ−Ｂｒ系膜およびＣＦ系ポリマー膜からなる側壁保護膜(図示省略)が電極材料膜１３および分離パターン１６の側壁に付着するため、電極材料膜１３および分離パターン１６が垂直形状に加工される。   As a result, a side wall protective film (not shown) made of the Si—Br film and CF polymer film made of the etching reaction product adheres to the electrode material film 13 and the side walls of the separation pattern 16, so that the electrode material film 13 The separation pattern 16 is processed into a vertical shape.

ここで、このエッチングにおける、Ｐｏｌｙ−Ｓｉで形成された電極材料膜１３のＳｉＮ膜１６ｂに対する選択比は約１．０であり、電極材料膜１３のＳｉＯ2膜１６ａに対する選択比は約１．１である。ここで、分離パターン１６と電極材料膜１３のそれぞれのエッチングレートは、ほぼ同一か、分離パターン１６よりも電極材料膜１３のエッチングレートが若干高くなるようなエッチング条件で行うこととする。 Here, in this etching, the selection ratio of the electrode material film 13 formed of Poly-Si to the SiN film 16b is about 1.0, and the selection ratio of the electrode material film 13 to the SiO 2 film 16a is about 1.1. It is. Here, the etching rates of the separation pattern 16 and the electrode material film 13 are almost the same, or the etching conditions are such that the etching rate of the electrode material film 13 is slightly higher than that of the separation pattern 16.

このメインエッチングはゲート絶縁膜１２の最上層を構成するＳｉＯ2膜１２ｃが露出した時点を終点とする。ただし、ＳｉＯ2膜１２ｃが除去されないようにマージンをとり、分離パターン１６の底部を構成するＳｉＯ2膜１６ａが露出した時点を終点とすれば、より好ましい。 The main etching ends when the SiO 2 film 12c constituting the uppermost layer of the gate insulating film 12 is exposed. However, it is more preferable that a margin is provided so that the SiO 2 film 12c is not removed, and the end point is the time when the SiO 2 film 16a constituting the bottom of the separation pattern 16 is exposed.

次に、オーバーエッチング条件の一例としては、エッチングガスにＨＢｒ〔流量：１６０ｃｍ3／ｍｉｎ〕と酸素（Ｏ2）〔流量：３ｃｍ3／ｍｉｎ〕を用い、処理圧力を１．３Ｐａ、ソース電力を５００Ｗ、基板印加電力６０Ｗ、基板温度を５０℃に設定する。ここで、ＳｉＯ2膜１６ａまたはＳｉＮ膜１６ｂに対する電極材料膜１３のエッチング選択比は１００〜３００であることとする。これにより、メインエッチング工程で除去されずに残存した電極材料膜１３のみが除去される。なお、図１で示した分離パターン１６’はそのまま残ることとする。 Next, as an example of overetching conditions, HBr [flow rate: 160 cm 3 / min] and oxygen (O 2 ) [flow rate: 3 cm 3 / min] are used as the etching gas, the processing pressure is 1.3 Pa, and the source power is 500 W, substrate applied power 60 W, and substrate temperature are set to 50 ° C. Here, it is assumed that the etching selectivity of the electrode material film 13 with respect to the SiO 2 film 16a or the SiN film 16b is 100 to 300. As a result, only the electrode material film 13 remaining without being removed in the main etching process is removed. The separation pattern 16 ′ shown in FIG. 1 is left as it is.

次いで、アッシング処理や、希フッ酸液、硫酸過水液を用いた洗浄を行い、上述したレジストパターン１７（前記図３（ｅ）参照）およびエッチングの反応生成物である側壁保護膜を除去する。   Next, ashing treatment or cleaning using dilute hydrofluoric acid solution or sulfuric acid / hydrogen peroxide solution is performed to remove the above-described resist pattern 17 (see FIG. 3E) and the sidewall protective film which is a reaction product of etching. .

その後、図４（ｇ）に示すように、ＣＶＤ法により、分離パターン１６および転送電極１３’（前記図３（ｆ）参照）を覆う状態で、ゲート絶縁膜１２上に、例えばＳｉＯ2膜１８を約３０ｎｍの膜厚で成膜する。その後、ＳｉＯ2膜１８上にＳｉＮ膜（図示省略）を約１００ｎｍの膜厚で成膜し、エッチバックを行うことで、ＳｉＯ2膜１８の表面が露出するまでＳｉＮ膜を除去し、受光開口部Ｗに露出された分離パターン１６および転送電極１３’の側壁にサイドウォール１９を形成する。続いて、ゲート絶縁膜１２を介して半導体基板１１の受光領域１１ａにｎ型不純物を導入することで、フォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 4G, for example, the SiO 2 film 18 is formed on the gate insulating film 12 in a state of covering the separation pattern 16 and the transfer electrode 13 ′ (see FIG. 3F) by the CVD method. Is formed with a film thickness of about 30 nm. Thereafter, a SiN film (not shown) is formed on the SiO 2 film 18 to a thickness of about 100 nm, and etch back is performed to remove the SiN film until the surface of the SiO 2 film 18 is exposed. A side wall 19 is formed on the side wall of the separation pattern 16 and the transfer electrode 13 ′ exposed at the portion W. Subsequently, an n-type impurity is introduced into the light receiving region 11a of the semiconductor substrate 11 through the gate insulating film 12, thereby forming an N region 11a ′ of the photodiode.

続いて、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２をエッチング除去して、半導体基板１１の表面を露出する。その後、熱酸化法により、露出された半導体基板１１の表面に例えばＳｉＯ2膜２０を約２０ｎｍの膜厚で成膜する。 Subsequently, the gate insulating film 12 on the light receiving region 11 a is removed by etching to expose the surface of the semiconductor substrate 11. Thereafter, for example, a SiO 2 film 20 having a thickness of about 20 nm is formed on the exposed surface of the semiconductor substrate 11 by thermal oxidation.

次に、図４（ｈ）の上面図およびＸ−Ｘ’断面図に示すように、受光領域１１ａ上のＳｉＯ2膜２０上に、例えばＳｉＮからなる低反射膜２１を約４０ｎｍの膜厚で形成する。続いて、ＣＶＤ法により、半導体基板１１上の全域を覆うように、ＳｉＯ2膜２２を成膜した後、ＳｉＯ2膜２２上に遮光膜Ｓを成膜し、パターニングすることで、受光領域１１ａ上の遮光膜Ｓを除去する。 Next, as shown in the top view of FIG. 4H and the XX ′ cross-sectional view, a low reflection film 21 made of SiN, for example, with a film thickness of about 40 nm is formed on the SiO 2 film 20 on the light receiving region 11a. Form. Then, by CVD to cover the entire area on the semiconductor substrate 11, after forming a SiO 2 film 22, by forming a light-shielding film S on the SiO 2 film 22 is patterned, the light-receiving region 11a The upper light shielding film S is removed.

このような固体撮像装置の製造方法によれば、図３（ｆ）に示すように、分離パターン１６の側端部を開口した状態で、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７（図３（ｅ）参照）をマスクに用いて、受光開口部Ｗを形成するエッチングを行う際の、電極材料膜１３と分離パターン１６のエッチング選択比をほぼ同一にすることで、電極材料膜１３とともに分離パターン１６の側端部が除去される。これにより、図１および図４（ｈ）に示すように、分離パターン１６と受光開口部Ｗとで確実に分離された転送電極１３’を形成するとともに、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出するのを防ぐことができる。   According to such a method for manufacturing a solid-state imaging device, as shown in FIG. 3 (f), the resist pattern 17 (FIG. 3) having an opening on the light receiving region 11a with the side end portion of the separation pattern 16 opened. (E) is used as a mask, and the etching selectivity of the electrode material film 13 and the separation pattern 16 when performing the etching for forming the light receiving opening W is made substantially the same so that the electrode material film 13 and the electrode material film 13 are separated. The side edges of the pattern 16 are removed. Thereby, as shown in FIG. 1 and FIG. 4H, the transfer electrode 13 ′ that is reliably separated by the separation pattern 16 and the light receiving opening W is formed, and the separation pattern 16 protrudes into the light receiving opening W. Can be prevented.

したがって、従来のプロセスのように、転送電極１３’および分離パターン１６を覆う遮光膜Ｓが部分的に薄くなるのを防止できる。このため、斜め入射光によるスミアを低減することができ、従来のものと比較して固体撮像装置におけるスミア特性を大きく向上させることができる。   Therefore, it is possible to prevent the light shielding film S covering the transfer electrode 13 ′ and the separation pattern 16 from being partially thin as in the conventional process. For this reason, it is possible to reduce smear due to obliquely incident light, and it is possible to greatly improve the smear characteristics in the solid-state imaging device as compared with the conventional one.

なお、本実施形態では、図４（ｇ）を用いて説明したように、受光開口部Ｗを形成した後、ゲート酸化膜１２を介して半導体基板１１の表面層の受光領域１１ａに不純物を導入することとしたが、本発明はこれに限定されず、図２（ａ）を用いて説明した、電極材料膜１３を形成する前の半導体基板１１の受光領域１１ａに不純物を導入して、フォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成してもよい。   In this embodiment, as described with reference to FIG. 4G, after forming the light receiving opening W, impurities are introduced into the light receiving region 11a of the surface layer of the semiconductor substrate 11 through the gate oxide film 12. However, the present invention is not limited to this, and an impurity is introduced into the light receiving region 11a of the semiconductor substrate 11 before forming the electrode material film 13 described with reference to FIG. An N region 11a ′ of the diode may be formed.

（第２実施形態）
次に、本発明における固体撮像装置の第２の製造方法における実施の形態の一例につい、図５〜図６の製造工程断面図および上面図を用いて説明する。なお、これらの図は、第１実施形態で説明した図１の領域Ｂの上面図、または領域ＢのＹ-Ｙ’断面図を示す。また、第１実施形態と同様の構成には、同一の番号を付して説明する。 (Second Embodiment)
Next, an example of an embodiment of the second method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to cross-sectional views of manufacturing steps and top views of FIGS. These drawings show a top view of the region B in FIG. 1 described in the first embodiment or a YY ′ cross-sectional view of the region B. Further, the same components as those in the first embodiment will be described with the same numbers.

まず、図５（ａ）に示すように、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられた半導体基板１１に、第１実施形態と同様に、ＳｉＯ2膜１２ａ、ＳｉＮ膜１２ｂ、ＳｉＯ2膜１２ｃを下層から順に成膜された、ＯＮＯ構造のゲート絶縁膜１２を形成する。この状態が請求項の基板に相当する。 First, as shown in FIG. 5A, the SiO 2 film 12a, the SiN film 12b, and the SiO 2 film 12c are formed on the semiconductor substrate 11 in which a plurality of light receiving regions 11a are provided in a matrix, as in the first embodiment. A gate insulating film 12 having an ONO structure is formed in order from the lower layer. This state corresponds to the substrate of the claims.

次に、ゲート絶縁膜１２上に、例えばＳｉＮからなる絶縁膜３０を成膜する。ここでは、絶縁膜３０はＳｉＮからなることとするが、特に限定されず、ＳｉＯ2であってもよく、ＳｉＯ2とＳｉＮの積層構造であってもよい。 Next, an insulating film 30 made of, for example, SiN is formed on the gate insulating film 12. Here, the insulating film 30 and be comprised of SiN, not particularly limited, may be SiO 2, or may be a laminated structure of SiO 2 and SiN.

次に、図５（ｂ）の上面図およびＹ-Ｙ’断面図に示すように、絶縁膜３０上にレジストパターン（図示省略）を形成し、このレジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、絶縁膜３０に、ゲート絶縁膜１２に達する転送電極用の溝パターン３１を形成する。ここでは、半導体基板１１の受光領域１１ａ上を覆うとともに、受光領域１１ａ間を渡る形状に絶縁膜３０が残るように、絶縁膜３０をパターニングする。ここで、この受光領域間１１ａに渡る形状に設けられる絶縁膜３０は、約０．１μｍの幅の帯状に設けられることとする。これにより、絶縁膜３０によって、それぞれ分離された溝パターン３１を配列形成する。   Next, as shown in the top view of FIG. 5B and the YY ′ cross-sectional view, a resist pattern (not shown) is formed on the insulating film 30, and the resist pattern is insulated by etching using the resist pattern as a mask. A groove pattern 31 for a transfer electrode reaching the gate insulating film 12 is formed in the film 30. Here, the insulating film 30 is patterned so as to cover the light receiving region 11a of the semiconductor substrate 11 and leave the insulating film 30 in a shape extending between the light receiving regions 11a. Here, it is assumed that the insulating film 30 provided in a shape extending between the light receiving regions 11a is provided in a strip shape having a width of about 0.1 μm. Thereby, the groove patterns 31 separated by the insulating film 30 are formed in an array.

次に、図５（ｃ）に示すように、これらの溝パターン３１を埋め込む状態で、絶縁膜３０上に、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉからなる電極材料膜１３を形成する。   Next, as shown in FIG. 5C, an electrode material film 13 made of, for example, Poly-Si is formed on the insulating film 30 in a state where these groove patterns 31 are embedded.

その後、図６（ｄ）の上面図およびＹ-Ｙ’断面図に示すように、例えば、化学的機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing(ＣＭＰ)）法により、絶縁膜３０の表面が露出するまで、電極材料膜１３（前記図５（ｃ）参照）を除去して平坦化することで、絶縁膜３０により分離された複数相の転送電極１３’を形成する。なお、ここでは、ＣＭＰ法により、電極材料膜１３を除去することとしたが、本発明はこれに限定されず、電極材料膜１３のエッチバックを行うことで、絶縁膜３０の表面が露出するまで、電極材料膜１３を除去してもよい。   Thereafter, as shown in the top view and the YY ′ cross-sectional view of FIG. 6D, for example, until the surface of the insulating film 30 is exposed by a chemical mechanical polishing (CMP) method. The electrode material film 13 (see FIG. 5C) is removed and flattened to form a multi-phase transfer electrode 13 ′ separated by the insulating film 30. Here, the electrode material film 13 is removed by CMP, but the present invention is not limited to this, and the surface of the insulating film 30 is exposed by etching back the electrode material film 13. Until then, the electrode material film 13 may be removed.

次いで、図６（ｅ）の上面図およびＹ-Ｙ’断面図に示すように、転送電極１３’および絶縁膜３０上に、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン(図示省略)を形成する。その後、このレジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０を除去して、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２を露出する受光開口部Ｗを形成する。この際、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０以外の絶縁膜３０部分、特に、上述した０．１μｍの帯状部分は、絶縁性の分離パターン１６として、転送電極１３’間に残存させることとする。これにより、この分離パターン１６と受光開口部Ｗとで転送電極１３’が確実に分離された状態となる。   Next, as shown in the top view and YY ′ sectional view of FIG. 6E, a resist pattern (not shown) having an opening on the light receiving region 11 a is formed on the transfer electrode 13 ′ and the insulating film 30. . Thereafter, the insulating film 30 covering the light receiving region 11a is removed by etching using this resist pattern as a mask, and a light receiving opening W exposing the gate insulating film 12 on the light receiving region 11a is formed. At this time, the insulating film 30 portion other than the insulating film 30 covering the light receiving region 11a, in particular, the above-described 0.1 μm band-shaped portion is left as the insulating separation pattern 16 between the transfer electrodes 13 ′. . Thereby, the transfer electrode 13 ′ is reliably separated by the separation pattern 16 and the light receiving opening W.

また、このリソグラフィ工程において、マスクの合わせずれが生じ、例えばレジストパターンが、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０よりも一回り大きい形状に開口された場合であっても、上述した分離パターン１６は転送電極１３’の側壁から凹んだ形状となるが、転送電極１３’が分離された状態は維持されるため、問題ない。さらに、レジストパターンが受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０より一回り小さい形状に開口された場合であっても、受光領域１１ａの感度に影響を与えない範囲であれば、転送電極１３’が分離された状態は維持されるため、問題ない。ただし、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０と略同一形状に開口されたレジストパターンを用いることが、好ましく、マージンをとる場合には、レジストパターンの開口が大きくなるように取る方が、受光領域１１ａ上が広く露出されるため、好ましい。   Further, in this lithography process, mask misalignment occurs. For example, even when the resist pattern is opened in a shape that is slightly larger than the insulating film 30 covering the light receiving region 11a, the separation pattern 16 described above is Although the shape is recessed from the side wall of the transfer electrode 13 ′, there is no problem because the state where the transfer electrode 13 ′ is separated is maintained. Further, even when the resist pattern is opened in a shape slightly smaller than the insulating film 30 covering the light receiving region 11a, the transfer electrode 13 ′ is separated if it is within a range that does not affect the sensitivity of the light receiving region 11a. Since the maintained state is maintained, there is no problem. However, it is preferable to use a resist pattern opened in substantially the same shape as the insulating film 30 covering the light receiving region 11a. When taking a margin, it is preferable to take a resist pattern with a larger opening. Since 11a is widely exposed, it is preferable.

この後の工程は、第１実施形態で図４（ｇ）から図４（ｈ）を用いて説明した工程と同様に行い、アッシング処理や、薬液洗浄を行うことで、レジストパターンおよび側壁保護膜を除去する。その後、分離パターン１６および転送電極１３’を覆う状態で、ゲート絶縁膜１２上に、例えばＳｉＯ2膜１８を成膜する。その後、ＳｉＯ2膜１８上にＳｉＮ膜（図示省略）を成膜し、エッチバックを行うことで、ＳｉＯ2膜１８の表面が露出するまでＳｉＮ膜を除去し、受光領域１１ａ上に露出された分離パターン１６の側端部および転送電極１３’の側壁にサイドウォール１９を形成する。続いて、ゲート絶縁膜１２を介して受光領域１１ａにフォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成する。 The subsequent steps are performed in the same manner as the steps described with reference to FIGS. 4G to 4H in the first embodiment, and the resist pattern and the sidewall protective film are obtained by performing ashing treatment and chemical cleaning. Remove. Thereafter, for example, a SiO 2 film 18 is formed on the gate insulating film 12 so as to cover the separation pattern 16 and the transfer electrode 13 ′. Thereafter, a SiN film (not shown) is formed on the SiO 2 film 18 and etched back to remove the SiN film until the surface of the SiO 2 film 18 is exposed, and is exposed on the light receiving region 11a. Sidewalls 19 are formed on the side edges of the separation pattern 16 and the side walls of the transfer electrode 13 ′. Subsequently, an N region 11a ′ of a photodiode is formed in the light receiving region 11a through the gate insulating film 12.

次に、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２をエッチング除去して、半導体基板１１の表面を露出する。その後、露出された半導体基板１１の表面に例えばＳｉＯ2膜２０を成膜する。続いて、受光領域１１ａ上のＳｉＯ2膜２０上に、低反射膜２１を形成する。その後、半導体基板１１の全域を覆うように、ＳｉＯ2膜２２を成膜した後、さらに半導体基板１１の全域を覆うように、遮光膜Ｓを成膜し、パターニングすることにより、受光領域１１ａ上の遮光膜Ｓを除去する。 Next, the gate insulating film 12 on the light receiving region 11a is removed by etching to expose the surface of the semiconductor substrate 11. Thereafter, for example, a SiO 2 film 20 is formed on the exposed surface of the semiconductor substrate 11. Subsequently, a low reflection film 21 is formed on the SiO 2 film 20 on the light receiving region 11a. After that, after forming the SiO 2 film 22 so as to cover the entire area of the semiconductor substrate 11, a light shielding film S is further formed so as to cover the entire area of the semiconductor substrate 11, and patterned, so that The light shielding film S is removed.

このような、固体撮像装置の製造方法によれば、絶縁膜３０をパターニングして、ゲート絶縁膜１２に達する転送電極１３’用の溝パターン３１を形成した後、この溝パターン３１を埋め込む状態で、絶縁膜３０上に電極材料膜１３を形成し、絶縁膜３０の表面が露出するまで、電極材料膜１３を除去することで、絶縁膜３０により確実に分離された転送電極１３’を形成することができる。   According to such a method for manufacturing a solid-state imaging device, after patterning the insulating film 30 to form the groove pattern 31 for the transfer electrode 13 ′ reaching the gate insulating film 12, the groove pattern 31 is embedded. Then, the electrode material film 13 is formed on the insulating film 30, and the electrode material film 13 is removed until the surface of the insulating film 30 is exposed, thereby forming the transfer electrode 13 ′ reliably separated by the insulating film 30. be able to.

さらに、受光領域１１ａ上を覆うとともに受光領域１１ａ間を渡る形状に、絶縁膜３０をパターニングして、その後、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０をエッチング除去することで、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２を露出する受光開口部Ｗを形成するため、残存した受光領域１１ａ間を渡る形状の絶縁膜３０からなる分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出することを防止できる。このため、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。   Further, the insulating film 30 is patterned so as to cover the light receiving region 11a and cross between the light receiving regions 11a, and then the insulating film 30 covering the light receiving region 11a is removed by etching, whereby a gate on the light receiving region 11a is obtained. Since the light receiving opening W that exposes the insulating film 12 is formed, it is possible to prevent the separation pattern 16 formed of the insulating film 30 having a shape across the remaining light receiving regions 11a from protruding into the light receiving opening W. For this reason, there can exist the same effect as a 1st embodiment.

また、本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、絶縁膜３０をパターニングすることで、転送電極１３’を分離する約０．１μｍの幅の分離パターン１６を形成するため、従来のプロセスのように、ポリシリコン等からなる電極材料膜をエッチング加工して０．１μｍの幅のスリットを形成し、このスリットを絶縁膜で埋め込む場合と比較して、微細加工が容易であり、生産性にも優れている。   Further, according to the method for manufacturing the solid-state imaging device of the present embodiment, the insulating film 30 is patterned to form the separation pattern 16 having a width of about 0.1 μm that separates the transfer electrode 13 ′. In this way, the electrode material film made of polysilicon or the like is etched to form a slit with a width of 0.1 μm, and fine processing is easier and productivity than when the slit is embedded with an insulating film. Also excellent.

なお、上述した第１実施形態および第２実施形態では、半導体基板１１内に受光領域１１ａがマトリクス状に配置された構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、半導体基板１１内に受光領域１１ａがライン状に配列されたラインセンサー等にも適用可能である。   In the first embodiment and the second embodiment described above, the configuration in which the light receiving regions 11a are arranged in a matrix in the semiconductor substrate 11 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor substrate 11 has the structure. The present invention can also be applied to a line sensor or the like in which the light receiving regions 11a are arranged in a line.

第１実施形態における固体撮像装置の製造方法により得られる固体撮像装置を説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating the solid-state imaging device obtained by the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Embodiment. 第１実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図（その１）である。FIG. 7 is a manufacturing process cross-sectional view (No. 1) for describing the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment. 第１実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その２）である。FIG. 6 is a manufacturing process cross-sectional view and a top view (part 2) for describing the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment. 第１実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その３）である。FIG. 6 is a manufacturing process cross-sectional view and a top view (No. 3) for explaining the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment. 第２実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その１）である。It is manufacturing process sectional drawing and the top view (the 1) for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Embodiment. 第２実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その２）である。It is manufacturing process sectional drawing and the top view (the 2) for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Embodiment. 背景技術における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図（その１）である。It is manufacturing process sectional drawing (the 1) for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device in background art. 背景技術における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図（その２）および上面図である。It is manufacturing process sectional drawing (the 2) and top view for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device in background art. 背景技術における固体撮像装置の製造方法の課題を示す断面図および上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the subject of the manufacturing method of the solid-state imaging device in background art.

符号の説明Explanation of symbols

１１…半導体基板、１１ａ…受光領域、１３…電極材料膜、１３’…転送電極、１４…スリット、１６…分離パターン、１７…レジストパターン、３０…絶縁膜、３１…溝パターン、Ｗ…受光開口部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Semiconductor substrate, 11a ... Light receiving region, 13 ... Electrode material film, 13 '... Transfer electrode, 14 ... Slit, 16 ... Separation pattern, 17 ... Resist pattern, 30 ... Insulating film, 31 ... Groove pattern, W ... Light receiving opening Part

Claims (12)

基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、
スリットを受光領域間に有する電極材料膜を、前記基板上に形成する工程と、
前記スリットを絶縁膜で埋め込むことで、分離パターンを形成する工程と、
レジストパターンをマスクに用いて、前記分離パターンの側端部をエッチング除去するとともに、前記電極材料膜をエッチングして転送電極を形成する工程とを有する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 A method of manufacturing a solid-state imaging device having a plurality of light receiving regions provided in a substrate,
Forming an electrode material film having a slit between light receiving regions on the substrate;
A step of forming a separation pattern by embedding the slit with an insulating film;
And a step of etching and removing the side edge of the separation pattern using a resist pattern as a mask, and etching the electrode material film to form a transfer electrode. 前記転送電極を形成する工程において、
前記受光領域上の前記電極材料膜をエッチング除去する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。 In the step of forming the transfer electrode,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the electrode material film on the light receiving region is removed by etching. 前記受光領域はマトリクス状に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。 The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the light receiving regions are provided in a matrix. 前記転送電極は単層構造である
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。 The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the transfer electrode has a single-layer structure. 前記転送電極を形成する工程の後に、前記転送電極の側壁および前記分離パターンの側壁を覆うサイドウォールを形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。 The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a step of forming a sidewall that covers a side wall of the transfer electrode and a side wall of the separation pattern after the step of forming the transfer electrode. 前記絶縁膜は窒化シリコン層を有している
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。 The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the insulating film includes a silicon nitride layer. 基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、
基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に、前記基板に達する転送電極用の溝パターンを形成する工程と、
前記溝パターンを埋め込む状態で、前記絶縁膜上に電極材料膜を形成した後、前記絶縁膜の表面が露出するまで当該電極材料膜を除去することで、当該溝パターン内に転送電極を形成する工程と、
前記絶縁膜を部分的に除去する工程とを有する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 A method of manufacturing a solid-state imaging device having a plurality of light receiving regions provided in a substrate,
Forming an insulating film on the substrate;
Forming a groove pattern for a transfer electrode reaching the substrate in the insulating film;
After forming an electrode material film on the insulating film in a state of embedding the groove pattern, the electrode material film is removed until the surface of the insulating film is exposed, thereby forming a transfer electrode in the groove pattern. Process,
And a step of partially removing the insulating film. A method for manufacturing a solid-state imaging device. 前記絶縁膜を部分的に除去する工程において、
前記絶縁膜を部分的に除去することで、前記基板の受光領域上を露出する受光開口部を形成する
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。 In the step of partially removing the insulating film,
The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 7, wherein a light receiving opening that exposes a light receiving region of the substrate is formed by partially removing the insulating film. 前記受光領域はマトリクス状に設けられている
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。 The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 7, wherein the light receiving regions are provided in a matrix. 前記転送電極は単層構造である
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。 The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 7, wherein the transfer electrode has a single-layer structure. 前記転送電極を形成する工程の後に、前記転送電極の側壁および部分的に除去された前記絶縁膜の側壁を覆うサイドウォールを形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。 The solid-state imaging device according to claim 7, further comprising a step of forming a side wall covering the side wall of the transfer electrode and the side wall of the insulating film partially removed after the step of forming the transfer electrode. Manufacturing method. 前記絶縁膜は窒化シリコン層を有している
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 7, wherein the insulating film includes a silicon nitride layer.
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