JP4586082B2

JP4586082B2 - 裏面照射型撮像素子及びその製造方法

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Publication number: JP4586082B2
Application number: JP2008098351A
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Inventors: 宏一白木
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Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2010-11-24
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Description

本発明は、半導体基板の裏面側から光を照射し、前記半導体基板内に形成された多数の光電変換素子の各々で発生した電荷に応じた信号を、前記半導体基板の表面側に形成した読み出し部から読み出して撮像を行う裏面照射型撮像素子に関する。

近年、ビデオカメラや電子カメラが広く普及しており、これらのカメラには、ＣＣＤ型やＭＯＳ型の固体撮像素子が使用されている。このうち、ＣＣＤ型の固体撮像素子は、半導体基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、垂直方向の光電変換素子列に対応してその側部に設けられ、光電変換素子で発生して蓄積された電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送装置（ＶＣＣＤ）と、ＶＣＣＤを転送されてきた電荷を水平方向に転送する水平電荷転送装置（ＨＣＣＤ）とを備える。

図８は、従来のＣＣＤ型の固体撮像素子の素子構造を示す断面模式図である。
Ｎ型シリコン基板にはＰ型ウェル領域が設けられ、ここにフォトダイオード（ＰＤ）及びＶＣＣＤのチャネルが設けられている。又、Ｎ型シリコン基板の上層には、ＶＣＣＤのチャネルでの電荷転送動作を制御するためのＣＣＤ駆動用電極と、その上層にＰＤの受光用開口部を有する遮光膜が設けられている。又、遮光膜の上には、シリコン窒化膜等によるパッシベーション膜が設けられ、その上層にカラーフィルタ及びオンチップマイクロレンズが設けられている。

図８に示す固体撮像素子は、ＰＤ、ＶＣＣＤ、素子分離層、カラーフィルタ、及びマイクロレンズ等が形成される撮像領域と、それ以外の周辺回路が形成される周辺回路領域とに分けられる。

このような構成の固体撮像素子において、各画素では、ＰＤの集光率を上げるために、入射光をマイクロレンズによって遮光膜の間を通してＰＤに集光する。しかし、集光される光の一部が、遮光膜によって跳ねられてしまい、これが原因で次のような問題点が生じる。

１）遮光膜によって跳ねられた分、感度が落ちる。
２）ＰＤ及びＶＣＣＤのレイアウトが限られるので、ＶＣＣＤの蓄積電荷容量が足りない等といった制約によって特性を低下させる。
３）上記２）と同様の理由で微細化が困難である。
４）周辺部の画素は光が斜め入射になり、跳ねられる割合が多いので、周辺ほど暗いシェーディングが起こる。

そこで、最近では、上述した一般的な固体撮像素子とは別の固体撮像素子として、ＰＤの受光面を半導体チップの裏面に設けた、いわゆる裏面照射型撮像素子が提案されている。

これは、シリコン基板を薄膜化し、その表面側にＣＣＤ等の信号読み出し部を設けると共に、その裏面にＰＤの受光面を配置したものである。そして、この受光面で受光した光を、シリコン基板内のＰＤで光電変換し、その信号電荷をシリコン基板表面側から延びた空乏層で捕獲して、シリコン基板表面側にある電位井戸に蓄積し、ここに蓄積された電荷を、ＣＣＤにより転送して、転送した電荷に応じた信号をアンプから出力する。

図８に示すような一般的な固体撮像素子では、カラーフィルタとオンチップマイクロレンズをウェハ上に形成する際に用いるステッパの位置決めを、アルミニウム等の金属配線層の形成時に形成しておいた位置決めマークを用いて行うのが一般的である。しかし、裏面照射型撮像素子を作製する場合には、図８において、金属配線工程及びパッシベーション膜形成工程の終了後にウェハを裏返し、信号読出し部や金属配線を設けた面と逆の面の研磨を行い、研磨した面上にシリコン酸化膜の成膜等を行った後、カラーフィルタ及びオンチップマイクロレンズの形成といった工程を施すことになる。このため、裏面照射型撮像素子の作製においては、一般的な固体撮像素子のように、金属配線層の作製時に形成した位置決めマークをそのまま用いることができないという課題が生じる。

この課題を解決するために、特許文献１では、ＰＤを形成するシリコン層に、配線層が形成される面であるシリコン層表面からその反対面の裏面まで貫通する貫通孔を設け、この貫通孔自体を位置決めマークとする技術が提案されている。又、特許文献２では、配線層が形成される面であるシリコン層表面上に位置決めマークを形成しておき、これをシリコン層の裏面側から赤外光又は近赤外光を当てることによって検出する方法が提案されている。

特開２００５−２６８７３８号公報特開２００６−１９７５７号公報

しかし、特許文献１の技術では、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)法等で貫通孔を形成してこれを位置決めマークとする場合、貫通孔がシリコン層表面に対して完全に垂直となるように貫通孔を形成しなければならないという技術的困難が生じる。又、貫通孔を、その表面側の開口部形状と裏面側の開口部形状が同一となるように形成しなければならないため、これも技術的に困難となる。

又、特許文献２の技術では、ＰＤを形成するシリコン層を、赤外光や近赤外光に対する透過率が高いものとする必要があり、これを実現することは現実的には難しい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストで信頼性の高い裏面照射型撮像素子を提供することを目的とする。又、裏面照射型撮像素子の作製時における各種構成要素の位置決めを容易且つ適正に行うことができ、製造効率及び素子精度を改善することが可能な裏面照射型撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の裏面照射型撮像素子は、半導体基板の裏面側から光を照射し、前記半導体基板内に形成された多数の光電変換素子の各々で前記光によって発生した電荷に応じた信号を、前記半導体基板の表面側に形成した読み出し部から読み出して撮像を行う裏面照射型撮像素子であって、平面視において前記多数の光電変換素子が形成されている領域を撮像領域とし、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の表面から裏面まで貫通する貫通孔内に特定の材料が埋め込まれてなる埋め込み層と、前記埋め込み層の前記半導体基板の表面側の面上に形成され、前記撮像領域にある一部の構成要素の位置決めを行うための位置決めマークとを備え、前記特定の材料は、前記半導体基板とは異なる材料であり、且つ、前記埋め込み層の前記半導体基板の裏面側の面から所定の波長域の光を入射したときに前記光による前記位置決めマークからの反射光が前記裏面側の面から検出できるように、前記所定の波長域の光を透過する材料である。

本発明の裏面照射型撮像素子は、前記特定の材料が絶縁材料である。

本発明の裏面照射型撮像素子は、前記所定の波長域の光がハロゲン光である。

本発明の裏面照射型撮像素子は、前記位置決めマークが、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の表面の上方に形成される金属配線と同じ材料で構成されている。

本発明の裏面照射型撮像素子の製造方法は、半導体基板の裏面側から光を照射し、前記半導体基板内に形成された多数の光電変換素子の各々で前記光によって発生した電荷に応じた信号を、前記半導体基板の表面側に形成した読み出し部から読み出して撮像を行う裏面照射型撮像素子の製造方法であって、平面視において前記多数の光電変換素子が形成されている領域を撮像領域とし、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板に、その表面から裏面に向かう孔部を形成する工程と、前記孔部を前記半導体基板とは異なる特定の材料で埋める工程と、前記孔部に埋め込まれた材料層の露出面上に、前記撮像領域に形成すべき一部の構成要素の位置決めを行うための位置決めマークを形成する工程と、前記半導体基板を、少なくとも前記材料層が露出するまで前記裏面側から削る工程と、前記材料層の前記半導体基板の裏面側の露出面から前記特定の材料を透過する波長域の光を入射し、前記光による前記位置決めマークからの反射光により、前記位置決めマークを検出する工程と、前記検出した位置決めマークにしたがって、前記一部の構成要素を形成する工程とを含む。

本発明の裏面照射型撮像素子の製造方法は、半導体基板の裏面側から光を照射し、前記半導体基板内に形成された多数の光電変換素子の各々で前記光によって発生した電荷に応じた信号を、前記半導体基板の表面側に形成した読み出し部から読み出して撮像を行う裏面照射型撮像素子の製造方法であって、平面視において前記多数の光電変換素子が形成されている領域を撮像領域とし、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板に、その表面から裏面に向かう孔部を形成する工程と、前記孔部を前記半導体基板とは異なる特定の材料で埋める工程と、前記孔部に埋め込まれた材料層の露出面上に、前記撮像領域に形成すべき一部の構成要素の位置決めを行うための位置決めマークを形成する工程と、前記半導体基板を、少なくとも前記材料層が露出するまで前記裏面側から削る工程と、前記材料層の前記半導体基板の裏面側の露出面から前記特定の材料を透過する波長域の光を入射し、前記光による前記位置決めマークからの反射光により、前記位置決めマークを検出する工程と、前記位置決めマークを用いて、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の裏面上に、前記一部の構成要素の位置決めを行うための最終位置決めマークを形成する工程と、前記最終位置決めマークにしたがって、前記一部の構成要素を形成する工程とを含む。

本発明の裏面照射型撮像素子の製造方法は、前記特定の材料を絶縁材料とする。

本発明の裏面照射型撮像素子の製造方法は、前記特定の材料を透過する波長域の光としてハロゲン光を用いる。

本発明の裏面照射型撮像素子の製造方法は、前記材料層の形成後、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の表面上方に金属配線を形成する工程を含み、前記位置決めマークを、前記金属配線と同じ材料とし、前記金属配線の形成と同時に形成する。

本発明の裏面照射型撮像素子の製造方法は、前記孔部を、最終的に必要な前記半導体基板の厚さと同じ深さとなるように形成しておく。

本発明によれば、低コストで信頼性の高い裏面照射型撮像素子を提供することができる。又、本発明によれば、裏面照射型撮像素子の作製時における各種構成要素の位置決めを容易且つ適正に行うことができ、製造効率及び素子精度を改善することが可能な裏面照射型撮像素子の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の裏面照射型撮像素子の概略構成を示す断面模式図である。
図１に示す裏面照射型撮像素子は、支持基板１と、この上方に形成されたシリコン基板７とを備える。この裏面照射型撮像素子は、シリコン基板７側（図中の上側）から光を入射して用いるものである。以下の説明では、シリコン基板７の光入射側の面（図中の上側の面、以下裏面という）及びシリコン基板７の光入射側の面の反対面（図中の下側の面、以下表面という）を基準として、各構成要素の位置関係を定義するものとする。例えば、シリコン基板７の表面を基準としたときは、光の入射方向を該表面の上方向と定義し、シリコン基板７の裏面を基準としたときは、光の入射方向とは反対方向を該裏面の上方向と定義する。

シリコン基板７内には、多数の光電変換素子（フォトダイオード（ＰＤ））１０と、ＰＤ１０で発生した電荷を読み出す読み出し部を構成する電荷転送装置（ＣＣＤ）の電荷転送チャネルとなる電荷転送路９が形成されている。シリコン基板７の裏面上にはカラーフィルタ１１が形成され、このカラーフィルタ１１の上にはオンチップマイクロレンズ１２が形成されている。

図１に示す裏面照射型撮像素子は、平面視において撮像領域と、撮像領域以外の領域である周辺回路領域とに分けられる。

撮像領域とは、ＰＤ１０と、それに対応して設けられている構成要素（ＣＣＤ、カラーフィルタ１１、オンチップマイクロレンズ１２等）とが形成される領域である。

周辺回路領域には、撮像領域にある構成要素（例えばＣＣＤを構成する電荷転送電極４）と外部の周辺回路（例えば電荷転送電極４にパルスを印加するＣＣＤドライバ）とを接続するための配線等の金属配線５が形成されている。金属配線５は、例えばアルミニウムで構成されている。

シリコン基板７の表面上には絶縁層（パッシベーション層）３が形成されている。絶縁層３の撮像領域内には、電荷転送路９での電荷転送動作を制御するための電荷転送電極４が形成されている。電荷転送路９と電荷転送電極４により、ＣＣＤが構成されている。絶縁層３の周辺回路領域内には、上記金属配線５が形成されている。

更に、裏面照射型撮像素子の周辺回路領域には、シリコン基板７の表面から裏面まで貫通する貫通孔に特定の材料が埋め込まれてなる埋め込み層８が形成されている。埋め込み層８のシリコン基板７からの露出面のうち、シリコン基板７の表面側の露出面上には、撮像領域にある一部の構成要素の位置決めを行うための位置決めマークとして機能するアライメントマーク６が形成されている。

埋め込み層８を構成する特定の材料は、シリコン基板７とは異なる材料であり、且つ、埋め込み層８のシリコン基板７の裏面側の露出面から所定の波長域の光を入射したときに、該光によるアライメントマーク６からの反射光が該裏面側の露出面から検出できるように、該所定の波長域の光を透過する材料で構成されている。ここで、所定の波長域の光としては、例えばステッパに一般的に用いられるハロゲン光を用いることができる。ハロゲン光を用いる場合、埋め込み層８を構成する材料は、例えばＳｉＯ_２（酸化シリコン）やＳｉＮ（窒化シリコン）等の絶縁材料を用いることができる。

アライメントマーク６は、アライメントマーク６を検出するための光源からの光によってその外観を認識することができる材料であれば何でも良く、例えばアルミニウムやタングステン等の金属材料を用いることができる。アライメントマーク６を金属配線５と同じ材料にすることで、金属配線５とアライメントマーク６を同時に形成することができ、製造コストを削減することができる。

絶縁層３は、支持基板１上に接着層２を介して形成されており、この支持基板１により裏面照射型撮像素子の全体が支持されている。

このような構成の裏面照射型撮像素子においては、シリコン基板７の裏面側からオンチップマイクロレンズ１２を通じてＰＤ１０に光が照射される。この光に応じてＰＤ１０で発生し蓄積された信号電荷はシリコン基板７の表面側にあるＰＤ１０の領域に蓄積される。そして、電荷転送電極４に高電圧が印加されることにより、この信号電荷が図示しない読み出しゲート部を通って電荷転送路９に読み出され、ここからアンプまで転送されて、アンプから該信号電荷に応じた信号が出力される。

尚、ここでは、信号電荷に応じた信号を、ＣＣＤとアンプからなる読み出し部によって外部に出力するものとしたが、ＰＤ１０の近傍にＭＯＳトランジスタからなるＭＯＳ回路を設け、このＭＯＳ回路によってＰＤ１０に蓄積された信号電荷に応じた信号を外部に出力するようにしても良い。

以上のような構成の裏面照射型撮像素子は、例えば次のようにして製造することができる。
図２〜図７は、図１に示す裏面照射型撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における状態を示す断面模式図である。
まず、図２（ａ）に示すように、シリコン基板７の表面を酸化して薄い酸化膜１３を形成し、酸化膜１３上にＳｉＮ膜１４及びフォトレジスト１５を順次形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、フォトレジスト１５を露光及び現像して開口を形成する。次に、図２（ｃ）に示すように、フォトレジスト１５をマスクとしてエッチングを行い、ＳｉＮ膜１４に開口を形成する。更に、図３（ｄ）に示すように、フォトレジスト１５を除去してＳｉＮ膜１４を残す。これにより、ＳｉＮ膜１４が、シリコン基板７のエッチングのためのハードマスクとなる。

次に、図３（ｅ）に示すように、シリコン基板７に例えば５〜２０μｍ程度の深さの孔部１６をＲＩＥ法により形成する。その深さは、後に形成されるＰＤ１０の深さと同等かそれよりも深くする。

次に、図３（ｆ）に示すように、シリコン基板７に形成された孔部１６を例えばＳｉＯ_２で埋めて、ウェハ全体に絶縁層１７を形成する。ここで、孔部１６に埋め込む材料は、アライメントマーク６を検出するための光を透過する材料（ただし、シリコン基板７と同じ材料を除く）であればどんな材料でも構わない。

次に、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法もしくはＲＩＥ法により、絶縁層１７を研磨する。これにより、図４（ｇ）に示すように、孔部１６内に絶縁層１７が残って絶縁層１７’が形成される。次に、ＳｉＮ膜１４を除去する（図４（ｈ））。

次に、図４（ｉ）に示すように、一般的な固体撮像素子と同様の製造工程を行い、シリコン基板７内に、ＰＤ１０の一部、電荷転送路９、及び素子分離層１８を形成し、そして、シリコン基板７表面の酸化膜１３上に電荷転送電極４を形成する。

次に、図５（ｊ）に示すように、周辺回路領域のシリコン基板７表面上に、酸化膜１３を介して金属配線５を形成する。このとき同時に、絶縁層１７’の露出面上にアライメントマーク６を金属配線５の材料で形成する。金属配線５の材料としては、アルミニウム等の低融点金属、又は、タングステン、チタン、モリブデン等の高融点金属を用いる。

次に、図５（ｋ）に示すように、シリコン基板７の表面上に絶縁膜を成膜し、これを平坦化して絶縁層３を形成する。

金属配線５の材料として低融点金属を用いた場合には、絶縁膜として、酸化膜や窒化膜、又はこれら両方の組み合わせをプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）又は高密度プラズマＣＶＤ（ＨＤＰＣＶＤ）によって成膜し、これをＣＭＰ法又はエッチバック法により平坦化して絶縁層３を形成する。

金属配線５の材料として高融点金属を用いた場合には、絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を成膜し、これをリフローして絶縁層３を形成する。

次に、絶縁層３上に接着層２（ＳｉＯ_２等）を形成し、表面に接着層２を形成した支持基板１を用意して、図６（ｌ）に示すように、接着層２同士が対向するようにして絶縁膜３と支持基板１を貼り合わせる。次に、図６（ｍ）に示すように、ウェハの上下を反転させる。

次に、シリコン基板７の裏面を、ＣＭＰ法、ＲＩＥ法、ＢＧＲ（バックグラインド）法、もしくはこれら３つの方法の組み合わせにより、図７（ｎ）に示すように、少なくとも先に形成された絶縁層１７’が露出するまで削って薄くする。これにより、埋め込み層８が形成され、この埋め込み層８を介して、アライメントマーク６をシリコン基板７の裏面側から検出できるようになる。尚、シリコン基板７に形成する孔部１６の深さを、最終的なシリコン基板７の厚さとほぼ同じとなるように設定しておけば、孔部１６に埋め込まれた絶縁層１７’を、シリコン基板７を削る際の終点検出に用いることが可能になる。これにより、シリコン基板７の厚さの制御が容易となり、コスト削減が可能となる。

次に、埋め込み層８のシリコン基板７の裏面側の露出面から、埋め込み層８を透過する波長域の光を照射し、この光によるアライメントマーク６からの反射光によって、アライメントマーク６を検出する。

そして、図７（ｏ）に示すように、検出したアライメントマーク６にしたがって、シリコン基板７の裏面からＰＤ１０の残りの部分及び素子分離層１８の残りの部分を形成する。その後、検出したアライメントマーク６にしたがってステッパの位置決めを行い、図７（ｐ）に示すように、撮像領域のＰＤ１０上方に、カラーフィルタ１１及びオンチップマイクロレンズ１２を公知の方法により順次形成する。

尚、上述の製造方法では、シリコン基板７の裏面側の一部の構成要素（ＰＤ１０の一部、素子分離層の一部、カラーフィルタ１１、及びオンチップマイクロレンズ１２）の位置決めを行うために、シリコン基板７の表面上に形成したアライメントマーク６をそのまま検出する方法を採用したが、アライメントマーク６を検出後、これを参照してシリコン基板７の裏面上に新たなアライメントマークを形成し、そのアライメントマークを使用して裏面側の一部の構成要素の位置決めを行っても良い。その場合、シリコン基板７の裏面上に形成する新たなアライメントマークの形成位置は、周辺回路領域内であれば良く、埋め込み層８の露出面上に限定されない。

以上のように、本実施形態の裏面照射型撮像素子によれば、シリコン基板７内に埋め込み層８を設け、埋め込み層８のシリコン基板７の表面側の面上にアライメントマーク６を設け、更に、この埋め込み層８を、アライメントマーク６を検出するために用いる光を透過する材料で構成しているため、シリコン基板７の裏面側からでも、この埋め込み層８を介してアライメントマーク６を検出することができる。

又、埋め込み層８は、シリコン基板７の裏面側の面から光を入射したときに、その光によるアライメントマーク６からの反射光を該面から検出することができるような形状であれば良く、その形状にはあまり制約が発生しない。したがって、特許文献１に比べて、撮像領域の一部の構成要素の位置決めを技術的にも容易に行うことができるようになり、低コスト化を実現することができる。

特許文献２では、本実施形態の埋め込み層８に相当するものを設けずに、アライメントマークのみをシリコン層の表面上に設け、これをシリコン層の裏面側から赤外光や近赤外光を照射して検出するものとしている。このため、アライメントマークの検出精度を確保するには、シリコン層の材料を赤外光や近赤外光を充分に透過するものとする必要がある。一方で、シリコン層は、撮像素子の特性を確保するために最適な材料を選択する必要があり、このような材料では、赤外光や近赤外光を充分に透過させることは難しい。このように、従来の方法では、アライメントマークの検出精度確保と裏面照射型撮像素子の特性確保との両立を図ることが困難である。

本実施形態の裏面照射型撮像素子によれば、シリコン基板７内の一部に、アライメントマーク６を検出するための光を透過可能な埋め込み層８を形成しており、又、埋め込み層８はシリコン基板７とは異なる材料で構成しているため、シリコン基板７の材料として裏面照射型撮像素子の特性を確保するのに最適なものを選択することが可能となる。この結果、アライメントマークの検出精度確保と裏面照射型撮像素子の特性確保の両立を図ることができる。

又、本実施形態の裏面照射型撮像素子によれば、埋め込み層８の材料を変更するだけで、アライメントマーク６を検出するための光源として様々なものを利用することが可能となる。例えば、埋め込み層８を、ハロゲン光を透過可能な材料（ＳｉＯ_２やＳｉＮ等の絶縁材料）にすることで、ステッパに一般的に用いられるハロゲン光源を、そのままアライメントマーク６を検出するための光源として利用することができる。このように、製造現場にあるステッパで用いられる光源を利用した位置決めが可能となるため、アライメントマーク６検出のための光源を別途準備する必要がなくなり、コスト削減が可能となる。

尚、埋め込み層８については、アライメントマーク６の検出精度を確保するための最適な条件が存在する。例えば、ハロゲン光を用いる場合には、埋め込み層８の材料をＳｉＯ_２とし、その厚みを１０μｍとすれば、アライメントマーク６の検出精度を充分に確保することができる。

本発明の実施形態の裏面照射型撮像素子の概略構成を示す断面模式図図１に示す裏面照射型撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における状態を示す断面模式図図１に示す裏面照射型撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における状態を示す断面模式図図１に示す裏面照射型撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における状態を示す断面模式図図１に示す裏面照射型撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における状態を示す断面模式図図１に示す裏面照射型撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における状態を示す断面模式図図１に示す裏面照射型撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における状態を示す断面模式図従来のＣＣＤ型の固体撮像素子の素子構造を示す断面模式図

符号の説明

６アライメントマーク
７シリコン基板
８埋め込み層
１０ＰＤ

Claims

半導体基板の裏面側から光を照射し、前記半導体基板内に形成された多数の光電変換素子の各々で前記光によって発生した電荷に応じた信号を、前記半導体基板の表面側に形成した読み出し部から読み出して撮像を行う裏面照射型撮像素子であって、
平面視において前記多数の光電変換素子が形成されている領域を撮像領域とし、
前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の表面から裏面まで貫通する貫通孔内に特定の材料が埋め込まれてなる埋め込み層と、
前記埋め込み層の前記半導体基板の表面側の面上に形成され、前記撮像領域にある一部の構成要素の位置決めを行うための位置決めマークとを備え、
前記特定の材料は、前記半導体基板とは異なる材料であり、且つ、前記埋め込み層の前記半導体基板の裏面側の面から所定の波長域の光を入射したときに前記光による前記位置決めマークからの反射光が前記裏面側の面から検出できるように、前記所定の波長域の光を透過する材料である裏面照射型撮像素子。
請求項１記載の裏面照射型撮像素子であって、
前記特定の材料が絶縁材料である裏面照射型撮像素子。
請求項１又は２記載の裏面照射型撮像素子であって、
前記所定の波長域の光がハロゲン光である裏面照射型撮像素子。
請求項１〜３のいずれか１項記載の裏面照射型撮像素子であって、
前記位置決めマークが、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の表面の上方に形成される金属配線と同じ材料で構成されている裏面照射型撮像素子。
半導体基板の裏面側から光を照射し、前記半導体基板内に形成された多数の光電変換素子の各々で前記光によって発生した電荷に応じた信号を、前記半導体基板の表面側に形成した読み出し部から読み出して撮像を行う裏面照射型撮像素子の製造方法であって、
平面視において前記多数の光電変換素子が形成されている領域を撮像領域とし、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板に、その表面から裏面に向かう孔部を形成する工程と、
前記孔部を前記半導体基板とは異なる特定の材料で埋める工程と、
前記孔部に埋め込まれた材料層の露出面上に、前記撮像領域に形成すべき一部の構成要素の位置決めを行うための位置決めマークを形成する工程と、
前記半導体基板を、少なくとも前記材料層が露出するまで前記裏面側から削る工程と、
前記材料層の前記半導体基板の裏面側の露出面から前記特定の材料を透過する波長域の光を入射し、前記光による前記位置決めマークからの反射光により、前記位置決めマークを検出する工程と、
前記検出した位置決めマークにしたがって、前記一部の構成要素を形成する工程とを含む裏面照射型撮像素子の製造方法。
半導体基板の裏面側から光を照射し、前記半導体基板内に形成された多数の光電変換素子の各々で前記光によって発生した電荷に応じた信号を、前記半導体基板の表面側に形成した読み出し部から読み出して撮像を行う裏面照射型撮像素子の製造方法であって、
平面視において前記多数の光電変換素子が形成されている領域を撮像領域とし、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板に、その表面から裏面に向かう孔部を形成する工程と、
前記孔部を前記半導体基板とは異なる特定の材料で埋める工程と、
前記孔部に埋め込まれた材料層の露出面上に、前記撮像領域に形成すべき一部の構成要素の位置決めを行うための位置決めマークを形成する工程と、
前記半導体基板を、少なくとも前記材料層が露出するまで前記裏面側から削る工程と、
前記材料層の前記半導体基板の裏面側の露出面から前記特定の材料を透過する波長域の光を入射し、前記光による前記位置決めマークからの反射光により、前記位置決めマークを検出する工程と、
前記位置決めマークを用いて、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の裏面上に、前記一部の構成要素の位置決めを行うための最終位置決めマークを形成する工程と、
前記最終位置決めマークにしたがって、前記一部の構成要素を形成する工程とを含む裏面照射型撮像素子の製造方法。
請求項５又は６記載の裏面照射型撮像素子の製造方法であって、
前記特定の材料を絶縁材料とする裏面照射型撮像素子の製造方法。
請求項５〜７のいずれか１項記載の裏面照射型撮像素子の製造方法であって、
前記特定の材料を透過する波長域の光としてハロゲン光を用いる裏面照射型撮像素子の製造方法。
請求項５〜８のいずれか１項記載の裏面照射型撮像素子の製造方法であって、
前記材料層の形成後、前記撮像領域以外の領域の前記半導体基板の表面上方に金属配線を形成する工程を含み、
前記位置決めマークを、前記金属配線と同じ材料とし、前記金属配線の形成と同時に形成する裏面照射型撮像素子の製造方法。
請求項５〜９のいずれか１項記載の裏面照射型撮像素子の製造方法であって、
前記孔部を、最終的に必要な前記半導体基板の厚さと同じ深さとなるように形成しておく裏面照射型撮像素子の製造方法。