JPH0284742A - 電荷転送装置のパターン形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分割露光しながら基板上に電荷転送装置のパタ
ーンを合成して形成する電荷転送装置のパターン形成法
に関する。

〔発明の概要〕

本発明は分割露光して、その各パターンを合成する電荷
転送装置のパターン形成法において、パターンの端部の
位置を、取り扱い電荷非蓄積領域とすることにより、製
造上のばらつきを防止すると共に大きい寸法の電荷転送
装置を容易に得ることを可能とする方法である。

〔従来の技術〕

ＣＯＤラインセンサー等の電荷転送装置の製造は、微細
加工を施すために、露光装置を用いての加工が行われる
。第５図は露光するための縮小投影光学系の模式図であ
り、レチクルｌＯＯをｉ３過した光がウェハ１０１の表
面に５：１に縮小されて投影される。

ところで、ラインセンサーのサイズの大きなもの１例え
ば２０１以上のサイズのものを得ようとした場合、５：
１の縮小投影光学系ではレチクル１００のサイズが１０
０ｆｉ以上必要になり、現状ではレチクル１００の露光
領域がそれ程太き（ないことから、大きなサイズのライ
ンセンサーを得ることが容易でない。

そこで、等倍投影光学系の露光装置を使用して大きなサ
イズのラインセンサーを形成することが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の等倍投影光学系では、マスクの合わせ精
度が劣化し、露光むらが生ずる等の問題が生じ、このた
め、設計上の制約が増加すると共にビット毎のばらつき
が大きくなるといった問題につながっている。

これに対して、ウェハ上の各チップに対して行う露光を
複数に分割して行う分割露光技術が知られており、例え
ば、このような技術は「日経マイクロデバイスＪ、１９
８６年５月号、１３２〜１３４頁（日経マグロウヒル社
発行）にも記載されている。

しかし、単に分割して露光するのみでは、その分割した
端部における継ぎ目の問題が生ずる。すなわち、ステッ
プ・アンド・リピート方式では、その各パターンの位置
合わせのずれが生ずることもあり、位置ずれが生じた場
合の電荷転送装置の特性の変化を最小限にすることが必
要となる。

そこで、本発明は、電荷転送装置の製造工程において、
分割露光したパターンの継ぎ目における位置ずれに強い
パターンの形成法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の電荷転送・装置の
パターン形成法は、電荷転送部を有する電荷転送装置の
パターンを、該電荷転送部で分割露光しながら基板上に
合成して形成するに際し、その分割露光されるパターン
の端部を、取り扱い電荷非蓄積領域に設けることを特徴
としている。

ここで、電荷転送装置は、電荷結合素子（ＣＯＤ）によ
る電荷転送部を有するデバイスであり、−次元、二次元
を問わず、光電変換部が併設されるものであっても良い
。また、その電荷転送装置は、少なくとも連続したパタ
ーンの部分を有することが好ましい、上記パターンの端
部の形状は直線状に限定されず、端部同士を重ね合わせ
ることができる形状であれば良い。また、取り扱い電荷
非蓄積領域は、電荷転送部の階段状のポテンシャルの浅
い側であるトランスファ部とすることができる。

また、上記分割露光されるパターンは、例えば電荷転送
部る複数差べられ形成される電荷転送装置用電極のパタ
ーンとすることができる。そして、その場合に、その端
部の電荷転送用電極に対応するパターンを該電荷転送用
電極の〃のサイズにすることもできる。

〔作用〕

上記取り扱い電荷非蓄積領域では、電荷転送するために
駆動している場合であっても、電荷が蓄積されることが
なく、電荷が蓄積されるのは隣接するストレージ部であ
る。従って、取り扱い電荷非蓄積領域の領域自体の大き
さ等が変動した場合であっても、転送される電荷の量等
には影響がなく、このため露光時の位置ずれが生じた場
合であっても電荷の転送特性が劣化することもない。

〔実施例〕

本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。

本実施例の電荷転送装置は、ＣＯＤラインセンサーであ
り、まず、そのパターン形成法に用いるレチクルについ
て説明すると、第１図に示すように、Ａパターン部２．
Ｂパターン部３．　Ｃパター７部４とがレチクルｌ上の
パターンとして設けられる。

Ａパターン部２は、ＣＯＤラインセンサーの電荷転送部
に該当するパターンを有し、分割露光により大きい寸法
のラインセンサーが得られるように、その長手方向であ
る図中Ｘ方向で連続するように形成されている。すなわ
ち、Ａパターン部２の一方の端部２ｅは、他方の端部２
ｅ’と隣接して形成しても整合性を失わないものとされ
る。後述するように、し手クル１が第１の電極層にかか
る場合には、電荷転送用電極の〃が一方の端部２ｅに有
り、さらに電荷転送用電極の％が他方の端部２ｅ′に有
るようにすることができる。

Ｂパターン部３は、ＣＣＤラインセンサーの入力側に該
当するパターンを有し、図中Ｘ方向に垂直な一辺の一方
が、上記Ａパターン部２の端部２ｅ又は端部２ｅ゛と隣
接する。

また、Ｃパター７部４は、ＣＣＤラインセンサーの出力
側に該当するパターンを有し、図中Ｘ方向に垂直な一辺
の一方が、上記Ａパターン部２の端部２ｅ′又は端部２
ｅと隣接する。

なお、レチクルとしては、上記各パターン部２゜３．４
を別個のレチクルとしたものであっても良い。

次に、上記レチクル１は、ステップ式の露光装置にセッ
トされて、所要のウェハの露光に用いられる。露光装置
は、合わせ精度やビット毎のばらつき防止のために、縮
小投影光学系を有するもの（例えば５：１）が使用され
る。

そして、ステップ方式によって分割した露光が行われ、
例えば１つのＣＯＤラインセンサー当たり５シテソトの
分割露光が行われる。第２図は、その分割露光されたウ
ェハ５上のパターンを示しており、図中Ｘ方向を長平方
向とするＣＣＤラインセンサーは、Ｂパターニング、Ａ
パターン部分３回、Ｃパターン部の合計５回の分割露光
が行われて形成されている。一般に、ＣＣＤラインセン
サーでは、電荷転送部のサイズが大きな割合を占め、且
つそれが連続したパターンであることがら、本実施例で
は、Ａパターン部を３回に露光して、必要な長さのライ
ンセンサーを縮小投影光学系ながら得ることができる。

なお、本発明にががるバクーン形成法が３回に限定され
ないことは言うまでもない。

次に、第３図ａ〜第３図ｒおよび第４図ａ３第４図すを
参照しながら、上記Ａパターン部同士の継ぎ目部分につ
いて具体的に説明する。

まず、第３図ａに示すように、Ｐ型のシリコン基板３１
上に酸化膜３２．窒化膜３３．酸化膜３４が順次積層さ
れ、その酸化膜３４の上部には第１の電極層３５が形成
される。窒化膜３３が酸化Ｗｉ３２，３４の間に形成さ
れるため、ＭＯＮＯ３（金属−酸化膜一窒化膜一酸化膜
一半導体）構造となり、所謂ピンホール現象等が防止さ
れる。上記Ｐ型のシリコン基板３１の酸化膜３２と接す
る主面には、不純物が導入されてＮ゛型の高濃度不純物
領域３６が形成される。

そして、上記第１の電極層３５をパターニングするため
にポジ型のレジストＭ３７が形成される。

レジスト層３７を形成したところで、ステップ・アンド
・リピート方式の露光装置に当該ウェハがセントされる
。

ここで、分割露光が行われることになるが、その継ぎ目
部分について、初めに第３図ａ及び第４図ａに示す露光
が行われる。すなわち、第３図ａ及び第４図ａ中、Ｄ線
を継ぎ目の線とすると、電荷転送部の電荷転送用電極を
窓明けするパターンに対応した所定幅Ｗ０のパターンで
光がレジスト層３７に投影され、このとき、上記ＤＩの
ところでは、本来のパターン幅Ｗ、の半分の幅ｗ６／２
をパターン幅とする窓明けが行われる。なお、第３図ａ
中、層３８の斜線部は光が当たらない領域を示し、レジ
スト層３７で点を付した領域は光が照射された領域を示
している。

続いて、同じＡパターン部のレチクルを用いた選択露光
が、上記継ぎ目り線で連続するように行われる。これは
、第３図す及び第４図すに示すように、既に形成された
パターン幅Ｗ０／２のパターン部分を本来のパターン幅
Ｗ０にするように、連続的に半分の幅Ｗ６／２のパター
ン部を補って行われる。このために、継ぎ目部分で電荷
転送部の電極の間隔が拡がることもなく露光されること
になり、更に後述するように、半分の幅ｗ０／２が２つ
合わされた継ぎ目のパターン部は、そのポテンシャルに
よりて、取り扱い電荷非蓄積領域とされるために、当該
継ぎ目部分での位置合わせがずれた場合でも、その電荷
転送の特性の変動を最小限に抑えることができる。

このような分割露光が行われた後、第３図Ｃに示すよう
に、上記レジスト層３７の現像を行い。

第１の電極［３５を選択的に除去するためのマスりを得
る。

次に、そのマスクを用いて、例えばＲＴＥ法によって、
上記第１の電極層３５を電荷転送部の電荷転送用電極ヘ
パターニングする。そして、酸化を行い、上記Ｎ゛型の
高濃度不純物領域３６へ上記パターニングされた第１の
電極層３５とセルファラインでＰ型の不純物（例えばボ
ロン等）が打ち込まれる。このイオン注入によって、第
１の電極層３５の間の領域のシリコン基１３１は　Ｎ　
＋型が打ち消されてＮ−型に変化し、そのＮ°型の低濃
度不純物領域３９のポテンシャルは浅いものとなる。

続いて、第２の電極層４０の形成が行われ、第３図ｄ及
び第３図ｅに示すように、上記第２の電極層４０の上部
にレジスト層４１が形成されて、再び分割露光が行われ
る。この第２の電極層４０をパターニングするための分
割露光は、上記第１の電極層をパターニングする工程と
同様に、第３図ｄに示すように、継ぎ目り線の一方が始
めに露光され、続いて第３図ｅに示すように、継ぎ目り
線の他方が露光される。図中では、例えばパターン幅Ｗ
１で露光して行く場合について図示している。このとき
第２の電極Ｎ４０の露光に際しては、継ぎ目り線上では
既に第１の電極層のパターンが存在するために、継ぎ目
を跨ぐようなパターンは形成されない。従って、継ぎ目
部分のでの位置合わせずれによるパターンの変動等は生
じない。

これらレジスト層４１に関する分割露光を行い、これを
現像して、第２の電極層４０に対するマスクを得る。そ
のマスクを利用してエツチングを行い、第３図ｒに示す
ように第１及び第２の電極層３５．４０からなる電荷転
送用電極が配設された電荷転送部を得る。この電荷転送
部では、第１の電極層３５の下部がポテンシャルの深い
ストレージ部となり、第２の電極Ｎ４０の下部がポテン
シャルの浅いトランスファ部となる。以下、所要の配線
、眉間絶縁層の形成等が行われて装置が完成する。

以上のように、゛本実施例の電荷転送装置のパターン形
成法では、ポテンシャルの浅いトランスファ部であるＮ
゛型の低濃度不純物領域３９を分割露光する時の継ぎ目
としており、同時に、ポテンシャルの深いストレージ部
であるＮ°型の高濃度不純物領域３６は継ぎ目上にない
。このため、仮に位置ずれが生じた場合であっても、取
り扱い電荷が蓄積されるＮ０型の高濃度不純物領域３６
では電極長が変化せず、従って、取り扱い電荷量は変化
せずに安定した転送が実現される。なお、位置ずれは、
電荷の転送方向の位置ずれのみならず他の方向をも含み
、本実施例では安定した転送が実現され得る。また、本
実施例の如く、継ぎ目にかかる取り扱い電荷非蓄積領域
であるパターンを、本来の半分の幅ｗ０／２のパターン
部を合成したものとすることができ、この場合には、継
ぎ目板外の部分のパターンと同様な連続した形状にパタ
ーニングできることになる。

なお、上述の実施例においては、電荷転送部の構造をＭ
ＯＮＯ３構造としたが、ＭＯ３構造でも良い。また、レ
ジスト層３７．４１はそれぞれポジ型で説明したがネガ
型にすることも可能である。

また、Ａパターン部同士の継ぎ目について説明したが、
ＣＯＤラインセンサーにおいては、その入力側のＢパタ
ーン部とＡパターン部の間の継ぎ目や、その出力側のＣ
パターン部とＡパターン部の間の継ぎ目についても、同
様に、取り扱い電荷非蓄積領域を以て継ぎ目とすること
ができる。

また、本発明は上述の実施例に限定されず、その要旨を
逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

〔発明の効果〕

本発明の電荷転送装置のパターン形成法では、取り扱い
電荷非蓄積領域が分割露光の継ぎ目とされ、その取り扱
い電荷が蓄積されて転送される領域に継ぎ目は形成され
ない。このため、仮に分割露光時のマスクの位置ずれが
生じた場合であっても、その取り扱い電荷量には変化が
なく、安定した転送特性を得ることができる。また、こ
のような分割露光によって、縮小投影光学系を採用する
ことができ、等倍投影露光時の問題も同時に解決される
ことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電荷転送装置のパターン形成法に用い
られるレチクルの一例を示す模式図、第２図は本発明の
電荷転送装置のパターン形成法により露光されたウェハ
上のパターン例を示す模式図、第３図ａ〜第３図ｆは本
発明の電荷転送装置のパターン形成法の一例をその工程
順に説明するためのそれぞれ工程断面図、第４図ａ〜第
４図すは本発明の電荷転送装置のパターン形成法の上記
−例の一部を工程に従い説明するためのそれぞれ平面図
、第５図は一般的な縮小投影光学系の模式３１・・・シ
リコン基板 ３５・・・第１の電極層 ３６・・・Ｎ°型の高濃度不純物領域 ３９・・・Ｎ゛型の低濃度不純物領域 ４０・・・第２の電極層 ３７．４１・・・レジスト層 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人弁理士　小泡　晃（他２名） ｌ・・・レチクル ２・・・Ａパターン部 ３・・・Ｂパターン部 ４・・・Ｃパターン部 ５・・・ウェハ レチクルの−＃ツ 第１図 第３図ａ 第３図ｂ ウェハ上め回路西己量例 第２図 第３図Ｃ 第３図ｄ 第３図ｅ 第３図ｆ 第４図ａ 第４図ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電荷転送部を有する電荷転送装置のパターンを、該電荷
   転送部で分割露光しながら基板上に合成して形成するに
   際し、その分割露光されるパターンの端部を、取り扱い
   電荷非蓄積領域に設けることを特徴とする電荷転送装置
   のパターン形成法。