[发明专利]杂质层形成方法、曝光用掩膜及固体摄像装置的制造方法

说明书

相关申请的交叉引用：本申请基于2010年9月21日提出的日本在先专利申请2010-210930号并主张其优先权，将其所有内容援用于本申请。

技术领域

本发明的实施方式涉及杂质层形成方法、曝光用掩膜及固体摄像装置的制造方法。

背景技术

一般，已知具有较深的杂质层的半导体装置。例如，CMOS传感器中的像素分离层或者CCD传感器中的阱层是需要形成为至少比光电转换部深的杂质层。

通过改变离子的加速电压而进行多次离子注入，使其在深度方向上具有多个浓度峰值，由此形成这些像素分离层或阱层等较深的杂质层。或者，通过在一次离子注入之后、通过长时间热扩散来使离子在深度方向上扩散，由此形成这些像素分离层或阱层等较深的杂质层。

如此，以往通过多次离子注入工序或长时间热扩散工序来形成较深的杂质层，因此难以在短时间内形成这种较深的杂质层。因此，在CMOS传感器、CCD传感器等固体摄像装置的情况下，为了形成像素分离层或阱层而需要长时间，这成为妨碍固体摄像装置制造中的生产率提高的重要原因。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于，提供能够从表面朝向内部方向在短时间内形成较深的杂质层的杂质层形成方法及曝光用掩膜，并且提供一种能够提高生产率的固体摄像装置的制造方法。

本发明的实施方式的杂质层形成方法的特征在于，具备：在基板上形成感光性的抗蚀剂材料的工序；使用多个单位透射区域二维排列而成的曝光用掩膜，对上述抗蚀剂材料进行曝光的工序，所述单位透射区域由透射率不同的多个部分区域构成；通过对所曝光的上述抗蚀剂材料进行显影，由此形成根据上述曝光用掩膜的透射率而膜厚局部不同的抗蚀剂层的工序；经由该抗蚀剂层向上述基板注入离子的工序；以及使通过上述工序向上述基板内的大致同一深度注入的离子群扩散为在横向上连结的工序。

此外，本发明的实施方式的固体摄像装置的制造方法的特征在于，具备：在硅基板的表面上所形成的基底层的表面上，以格子状排列形成多个光电转换部的工序；在包含上述多个光电转换部的上述基底层的表面上，形成感光性的抗蚀剂材料的工序；对曝光用掩膜进行对位，以使该曝光用掩膜的各非透射区域配置在上述多个光电转换部上的工序，该曝光用掩膜为，由排列为格子状的上述多个非透射区域及设置在这些非透射区域之间的透射区域构成，上述透射区域为多个单位透射区域二维排列，各上述单位透射区域由透射率不同的多个部分区域构成；使用上述曝光用掩膜对上述抗蚀剂材料进行曝光的工序；通过对所曝光的上述抗蚀剂材料进行显影，由此形成根据上述曝光用掩膜的透射率而膜厚局部不同的抗蚀剂层的工序；经由该抗蚀剂层，向上述基底层的上述光电转换部之间注入离子的工序；以及通过使注入到上述基底层内的大致同一深度的离子群扩散为在横向上连结，由此形成像素分离层的工序。

此外，本发明的实施方式的固体摄像装置的制造方法的特征在于，具备：在硅基板的表面上形成感光性的抗蚀剂材料的工序；使用曝光用掩膜对上述抗蚀剂材料进行曝光的工序，该曝光用掩膜为，由透射区域及包围该透射区域的非透射区域构成，在上述透射区域中多个单位透射区域二维排列，各上述单位透射区域由透射率不同的多个部分区域构成；通过对所曝光的上述抗蚀剂材料进行显影，形成根据上述曝光用掩膜的透射率而膜厚局部不同的抗蚀剂层的工序；经由该抗蚀剂层向上述硅基板注入离子的工序；通过使注入到上述硅基板内的大致同一深度的离子群扩散为在横向上连结且均匀化，由此形成阱层的工序；以及在该阱层的表面上，格子状地排列形成多个光电转换部的工序。

此外，本发明的实施方式的曝光用掩膜是具有上述杂质层形成方法所使用的透射区域的曝光用掩膜，其特征在于，上述透射区域由多个单位透射区域构成，该单位透射区域由透射率不同的多个部分区域形成，上述单位透射区域在列方向或行方向上排列。

根据上述构成的杂质层形成方法及曝光用掩膜，能够从表面朝向内部方向在短时间内形成较深的杂质层，并且根据固体摄像装置的制造方法，能够提高生产率。

附图说明

图1是将本发明的实施方式的杂质层形成方法所使用的光栅掩膜的一部分放大表示的俯视图。

图2是用于说明本发明的实施方式的杂质层形成方法的图，是表示在半导体基板上配置光栅掩膜的工序的俯视图。

图3是用于说明本发明的实施方式的杂质层形成方法的图，(a)是表示使用光栅掩膜对抗蚀剂材料进行曝光的工序的、沿着图2的点划线X-X’的截面图，(b)是表示同一工序的沿着图2的点划线Y-Y’的截面图。