JP2016001641A - 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板を強固に吸着することができる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置を提供することができる。
【解決手段】半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。吸着用電極３と加熱部９とを含み、かつ基板支持面２ａを有する基板支持部２が準備される。基板支持面２ａ上に半導体基板１が配置される。加熱部９により半導体基板１を加熱しながら半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量が測定される。静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着されて支持される。半導体基板１が基板支持面２ａに吸着された状態で、半導体基板１が処理される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関し、特定的には、吸着用電極を用いた半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関する。

半導体装置製造工程において、ウエハを保持するための一つの手段として静電チャックが広く用いられている。静電チャックは、主に単極方式および双極方式の２つのタイプを有する。単極方式の静電チャックの場合は、ウエハと吸着用電極との間に電圧を印加することによって、ウエハと基板支持部との間に静電気力（クーロン力）発生させることにより、ウエハを基板支持部に吸着することができる。双極方式の静電チャックの場合は、複数の吸着用電極との間に電圧を印加することによって、ウエハと基板支持部との間に静電気力（ジョンソン・ラーベック力）を発生させることにより、ウエハを基板支持部に吸着することができる。

たとえば特開平４−２１６６５０号公報（特許文献１）には、静電チャックによってウエハを保持する際に、ウエハの保持状態を確認する方法が開示されている。上記方法によれば、単極方式の静電チャックの場合は、ウエハと、ウエハ下面に設置された吸着用電極との静電容量を測定し、静電容量の測定値に基づいてウエハの吸着状態が確認される。また双極方式の静電チャックの場合は、ウエハと、ウエハ下面に設置された複数の吸着用電極とによる合成容量を測定し、合成容量の測定値に基づいてウエハの吸着状態が確認される。

特開平４−２１６６５０号公報

しかしながら、上記に記載の静電チャックによれば、経時的に半導体基板の反りが変化する場合において、半導体基板を強固に吸着することが困難であった。

本発明の一態様の目的は、半導体基板を強固に吸着することができる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置を提供することである。

本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。吸着用電極と加熱部とを含み、かつ基板支持面を有する基板支持部が準備される。基板支持面上に半導体基板が配置される。加熱部により半導体基板を加熱しながら半導体基板と吸着用電極との間の静電容量が測定される。静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極に対して電圧を印加することにより半導体基板が基板支持面に吸着されて支持される。半導体基板が基板支持面に吸着された状態で、半導体基板が処理される。

本発明の一態様に係る半導体装置の製造装置は、基板支持部と、静電容量測定部と、電圧印加部と、制御部と、基板処理部とを備える。基板支持部は、吸着用電極と加熱部とを含み、かつ基板支持面を有する。静電容量測定部は、加熱部により半導体基板を加熱しながら半導体基板と吸着用電極との間の静電容量を測定可能に構成されている。電圧印加部は、吸着用電極に電圧を印加可能に構成されている。制御部は、静電容量測定部により測定された静電容量の時間変化量に基づいて、電圧印加部を制御可能に構成されている。基板処理部は、半導体基板に対して処理を実行可能に構成されている。制御部は、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極に対して電圧を印加するかどうかを判定可能に構成された判定部を含む。

本発明の一態様によれば、半導体基板を強固に吸着することができる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装置の変形例を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を概略的に示すフロー図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態の第１工程を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態の第２工程を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態の第３工程を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態の第４工程を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態における静電容量と経過時間との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態における静電容量を時間で微分した値と経過時間との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法において吸着用電極に対して電圧を印加するタイミングを決定する工程を示すフロー図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態の第５工程を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２の実施形態の第１工程を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２の実施形態の変形例の第１工程を概略的に示す一部断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２の実施形態における静電容量と経過時間との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法における基板支持部の温度と経過時間との関係を示す図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

発明者は、経時的に半導体基板の反りが変化する場合において、静電チャックを用いて半導体基板を強固に基板支持部に吸着する方策について鋭意研究の結果、以下の知見を得て、本発明の一態様を見出した。

たとえば、半導体基板を、加熱された静電チャック上に配置すると、静電チャックの熱が半導体基板に伝達されることにより、半導体基板の形状が経時的に変化する。そのため、静電チャック内に配置されている吸着用電極と半導体基板との距離が変化することにより、吸着用電極により測定される静電容量も経時的に変化する。発明者は、静電容量の時間変化を詳細に検討したところ、静電容量の時間変化は、半導体基板の反りの方向および静電チャックの基板支持面の形状に応じて、少なくとも２種類の類型に分けられるという知見を得た。

第１の類型は、静電チャックの基板支持面が凹状であり、かつ半導体基板が基板支持面に対して突出するように湾曲している場合である。第１の類型の場合、半導体基板を静電チャックの基板支持面上に配置した後、半導体基板と静電チャックの基板支持面との距離が減少し、ある時点で半導体基板と静電チャックの基板支持面との距離が最小となり、その後、半導体基板と静電チャックの基板支持面との距離が増加する。この場合、半導体基板を静電チャックの基板支持面上に配置した後、静電容量は増加し、ある時間経過後に静電容量の最大値を示す。その後、静電容量は減少する。

第２の類型は、基板支持面は凸状または平坦であり、かつ半導体基板は、基板支持面の反対側に突出するように湾曲している場合である。第２の類型の場合、半導体基板を静電チャックの基板支持面上に配置した後、半導体基板と静電チャックの基板支持面との距離が減少し、半導体基板と基板支持面との距離が最小となる。その後、時間が経過しても半導体基板と基板支持面との距離はそれほど変化しない。この場合、半導体基板を静電チャックの基板支持面上に配置した後、静電容量は増加し、ある時間経過後に静電容は最大値に近い値を示す。その後、静電容量はほぼ一定の値を示すと考えられる。

以上の知見に基づいて、静電容量の時間変化量をモニターし、静電容量が最大値付近になった場合に、吸着用電極に電圧を印加して半導体基板を静電チャックの基板支持面に吸着することにより、半導体基板を強固に基板支持面に吸着することができる。具体的には、静電容量が最大値付近に接近すると、静電容量の時間変化量が小さくなる。静電容量の時間変化量が基準値以下となった場合に、静電容量は最大値付近に近づいたと判断し、そのタイミングで静電チャック内に配置された吸着用電極に電圧を印加する。これにより、半導体基板と静電チャックの基板支持面との距離が最小値に近い状態において、半導体基板を静電チャックの基板支持面に吸着して支持することができる。そのため、半導体基板を静電チャックの基板支持面に強固に吸着して支持することができる。

（１）本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。吸着用電極３と加熱部９とを含み、かつ基板支持面２ａを有する基板支持部２が準備される。基板支持面２ａ上に半導体基板１が配置される。加熱部９により半導体基板１を加熱しながら半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量が測定される。静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着されて支持される。半導体基板１が基板支持面２ａに吸着された状態で、半導体基板１が処理される。これにより、半導体基板１の反りが経時的に変化している場合において、静電容量の時間変化量に基づいて半導体基板１を基板支持部２に吸着するのに適したタイミングを決定することができるので、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

（２）上記（１）に係る半導体装置の製造方法において好ましくは、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着されて支持される工程は、半導体基板１と吸着用電極３との間の第１静電容量と、第１静電容量を測定した後に測定された半導体基板と吸着用電極との間の第２静電容量との差を計算する工程と、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったかどうかを判定する工程とを含む。判定する工程において、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったと判定された場合に、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着して支持される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

（３）上記（２）に係る半導体装置の製造方法において好ましくは、判定する工程において、第１静電容量と第２静電容量との差が、基準値以下になったと判定されるまで、第１静電容量と第２静電容量との差を計算する工程と、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下になったかどうかを判定する工程とが繰り返し実行される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングをより精度よく決定することができる。

（４）上記（１）に係る半導体装置の製造方法において好ましくは、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１を基板支持面２ａに吸着して支持する工程は、静電容量を時間で微分した値を計算する工程と、静電容量を時間で微分した値を判定する工程とを含む。判定する工程において、静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着して支持される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

（５）上記（４）に係る半導体装置の製造方法において好ましくは、判定する工程において、静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化したと判断されるまで、静電容量を時間で微分した値を計算する工程と、静電容量を時間で微分した値を判定する工程とが繰り返し実行される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングをより精度よく決定することができる。

（６）上記（１）〜（５）のいずれかに係る半導体装置の製造方法において好ましくは、半導体基板を処理する工程は、半導体基板１に対してイオン注入を行う工程を含む。これにより、半導体基板１が強固に基板支持部２に吸着された状態でイオン注入を行うことができる。

（７）上記（１）〜（６）のいずれかに係る半導体装置の製造方法において好ましくは、断面視において、基板支持面２ａは凹状であり、半導体基板１は、基板支持面２ａに対して突出するように湾曲している。これにより、半導体基板１が基板支持面２ａに対して突出するように湾曲している場合において、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

（８）上記（７）に係る半導体装置の製造方法において好ましくは、半導体基板１は、炭化珪素を含む。基板支持面２ａと接触する半導体基板１の面は、炭素面または炭素面から８°以下オフした面である。これにより、炭化珪素を含み、かつ炭素面または炭素面から８°以下オフした面を有する半導体基板１を、強固に基板支持部２に吸着することができる。

（９）上記（１）〜（６）のいずれかに係る半導体装置の製造方法において好ましくは、断面視において、基板支持面２ａは凸状または平坦であり、かつ半導体基板１は、基板支持面２ａの反対側に突出するように湾曲している。これにより、半導体基板１は、基板支持面２ａの反対側に突出するように湾曲している場合において、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

（１０）上記（９）に係る半導体装置の製造方法において好ましくは、半導体基板１は、炭化珪素を含む。基板支持面２ａと接触する半導体基板１の面は、珪素面または珪素面から８°以下オフした面である。これにより、炭化珪素を含み、かつ珪素面または珪素面から８°以下オフした面を有する半導体基板１を、強固に基板支持部２に吸着することができる。

（１１）上記（１）〜（７）および（９）のいずれかに係る半導体装置の製造方法において好ましくは、半導体基板１は、炭化珪素または窒化ガリウムを含む。炭化珪素および窒化ガリウムなどの化合物半導体は、珪素に比べて反りが大きくなる。上記半導体装置の製造方法は、反りが大きい半導体基板に対してより好適に用いられる。

（１２）本発明の一態様に係る半導体装置の製造装置は、基板支持部２と、静電容量測定部５と、電圧印加部４と、制御部６と、基板処理部８とを備える。基板支持部２は、吸着用電極３と加熱部９とを含み、かつ基板支持面２ａを有する。静電容量測定部５は、加熱部９により半導体基板１を加熱しながら半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量を測定可能に構成されている。電圧印加部４は、吸着用電極３に電圧を印加可能に構成されている。制御部６は、静電容量測定部５により測定された静電容量の時間変化量に基づいて、電圧印加部４を制御可能に構成されている。基板処理部８は、半導体基板１に対して処理を実行可能に構成されている。制御部６は、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加するかどうかを判定可能に構成された判定部６ａを含む。これにより、半導体基板１の反りが経時的に変化している場合において、静電容量の時間変化量に基づいて半導体基板１を基板支持部２に吸着するのに適したタイミングを決定することができるので、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

（１３）上記（１２）に係る半導体装置の製造装置において好ましくは、制御部６は、半導体基板１と吸着用電極３との間の第１静電容量と、第１静電容量を測定した後に測定された半導体基板１と吸着用電極３との間の第２静電容量との差を計算可能に構成された演算部６ｂを含み、かつ演算部６ｂにより計算された第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となった場合に、電圧印加部４を制御することにより吸着用電極３に対して電圧を印加可能に構成されている。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

（１４）上記（１２）に係る半導体装置の製造装置において好ましくは、制御部６は、静電容量を時間で微分した値を計算可能に構成された演算部６ｂを含み、かつ演算部６ｂにより計算された静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、電圧印加部４を制御することにより吸着用電極３に対して電圧を印加可能に構成されている。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

（１５）上記（１２）〜（１４）のいずれかに係る半導体装置の製造装置において好ましくは、基板処理部８は、イオン注入部である。これにより、半導体基板１が強固に基板支持部２に吸着された状態でイオン注入を行うことができる。
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。また、本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。

本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造装置の構成について説明する。
図１を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０は、基板支持部２と、静電容量測定部５と、電圧印加部４と、制御部６と、基板処理部８と、チャンバ２０とを主に有している。

基板支持部２は、半導体基板１が配置される基板支持面２ａを有しており、静電気の力により半導体基板１を基板支持面２ａに吸着して支持するための静電チャックである。基板支持部２は、内部に吸着用電極３と加熱部９とを含んでいる。吸着用電極３は、たとえば第１吸着用電極３ａと、第２吸着用電極３ｂとを有している。第１吸着用電極３ａは、第２吸着用電極３ｂから離間して設けられている。第１吸着用電極３ａおよび第２吸着用電極３ｂの各々は、基板支持面２ａに対向して設けられている。基板支持部２の内部に設けられた加熱部９は、たとえば基板支持面２ａに対向して設けられており、基板支持面２ａ上に配置される半導体基板１を加熱可能に構成されている。加熱部９は、基板支持部２の外部に設けられた電源７に接続されている。電源７により加熱部９に対して電流または電圧が印加されることにより、加熱部９は、たとえば熱伝導により半導体基板１を加熱することが可能である。

静電容量測定部５は、第１吸着用電極３ａおよび第２吸着用電極３ｂに電気的に接続されており、第１吸着用電極３ａおよび第２吸着用電極３ｂの間の静電容量を測定可能に構成されている。静電容量測定部５は、加熱部９により半導体基板１を加熱しながら半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量を測定可能に構成されている。静電容量測定部５は、たとえば一定時間毎に、第１吸着用電極３ａおよび第２吸着用電極３ｂの間の静電容量を測定することができる。

電圧印加部４は、吸着用電極３に電圧を印加可能に構成されている。電圧印加部４の正極および負極の一方は第１吸着用電極３ａと電気的に接続されており、他方は第２吸着用電極３ｂに電気的に接続されており、第１吸着用電極３ａおよび第２吸着用電極３ｂに対して電圧を印加可能に構成されている。たとえば第１吸着用電極３ａに対して正の電圧を印加し、かつ第２吸着用電極３ｂに対して負の電圧を印加することにより、半導体基板１と基板支持面２ａとの間に静電気力（ジョンソン・ラーベック力）を発生させ、半導体基板１を基板支持面２ａに吸着することができる。

制御部６は、電圧印加部４に電気的に接続されており、電圧印加部４のオンおよびオフの切り替えを制御可能に構成されている。具体的には、制御部６は、静電容量測定部５により測定された静電容量の時間変化量に基づいて、電圧印加部４を制御可能に構成されている。制御部６は、たとえば判定部６ａと、演算部６ｂとを含んでいる。演算部６ｂは、たとえば第１時点において、静電容量測定部５によって測定された半導体基板１と吸着用電極３との間の第１静電容量と、第１静電容量を測定した後である第２時点において、静電容量測定部５により測定された半導体基板１と吸着用電極３との間の第２静電容量との差を計算可能に構成されている。判定部６ａは、演算部６ｂによって計算された値が、所定の基準値よりも大きい又は小さいかを判定可能に設けられている。

所定の基準値は、たとえばメモリに記憶されており、演算部６ｂによって計算された値が、メモリに記憶されている所定の基準値よりも大きい又は小さいかを判定し、判定した結果に応じて電圧印加部４に対して信号を送るかどうかを決定する。たとえば演算部６ｂによって計算された値が、メモリに記憶されている所定の基準値よりも小さい場合には、電圧印加部４に対して電圧印加部４をオンするための信号を送る。反対に、たとえば演算部６ｂによって計算された値が、メモリに記憶されている所定の基準値よりも大きい場合には、電圧印加部４をオンするための信号を送らない。つまり、判定部６ａは、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加するかどうかを判定可能に構成されている。以上のように、制御部６は、演算部６ｂにより計算された第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となった場合に、電圧印加部４を制御することにより吸着用電極３に対して電圧を印加可能に構成されている。

演算部６ｂは、静電容量を時間で微分した値を計算可能に構成されていてもよい。具体的には、たとえば第１時点において、静電容量測定部５によって測定された半導体基板１と吸着用電極３との間の第１静電容量と、第１静電容量を測定した後である第２時点において、静電容量測定部５により測定された半導体基板１と吸着用電極３との間の第２静電容量との差を、第１時点と第２時点との間の時間で割ることにより計算することが可能である。つまり、演算部６ｂが、静電容量を時間で微分した値を計算可能に構成されている場合には、制御部６は、演算部６ｂにより計算された静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、電圧印加部４を制御することにより吸着用電極３に対して電圧を印加可能に構成されていてもよい。また制御部６は、静電容量を時間で微分した値が時間の経過とともに減少し０（または０に近い値）になったときに、電圧印加部４に対して信号を送って電圧印加部４をオンにすることにより、吸着用電極３に対して電圧を印加可能に構成されていてもよい。

基板処理部８は、半導体基板１に対して処理を実行可能に構成されている。基板処理部８は、たとえばイオン注入部である。イオン注入部は、半導体基板１に対して、たとえばアルミニウムイオンまたはリンイオンなどを注入可能に構成されている。基板処理部８は、たとえば半導体基板１の第１の主面１ａに対して対向して配置されている。基板処理部８および基板支持部２の各々は、たとえばチャンバ２０の内部に配置されている。チャンバ２０は、たとえば真空ポンプ（図示せず）に接続されており、基板処理部８によって半導体基板１に対して処理を行う際に、チャンバ２０の内部が減圧可能に構成されている。基板処理部８は、たとえば半導体基板１上に成膜を行う成膜部であってもよいし、半導体基板１上に配置されたレジストなどの露光をおこなう露光部であってもよい。

図２を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０の変形例について説明する。図２に示すように、吸着用電極３は、単一の電極であってもよい。吸着用電極３が単一の電極である場合、吸着用電極３は、基板支持面２ａの大部分を覆うように基板支持面２ａに対向して設けられている。吸着用電極３が、単一の電極の場合、静電容量測定部５は、吸着用電極３および半導体基板１に電気的に接続可能に構成されており、吸着用電極３および半導体基板１の間の静電容量を測定可能に構成されている。静電容量測定部５は、加熱部９により半導体基板１を加熱しながら半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量を測定可能に構成されている。静電容量測定部５は、たとえば一定時間毎に、第１吸着用電極３ａおよび第２吸着用電極３ｂの間の静電容量を測定することができる。

電圧印加部４は、吸着用電極３に電圧を印加可能に構成されている。電圧印加部４は、吸着用電極３に電気的に接続されており、吸着用電極３および半導体基板１の間に電圧を印加可能に構成されている。半導体基板１が接地され、かつ吸着用電極３に対して電圧が印加可能に構成されていてもよい。半導体基板１と吸着用電極３との間に電圧を印加することによって、半導体基板１と吸着用電極３との間に静電気力（クーロン力）発生させ、半導体基板１を基板支持部２の基板支持面２ａに吸着することができる。

次に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、基板支持部２の基板支持面２ａは凹部であり、半導体基板１は、基板支持面２ａに対して突出するように湾曲している。

まず、基板支持部を準備する工程（Ｓ１０：図３）が実施される。具体的には、図１および図２で示されるように、吸着用電極３と加熱部９とを含み、かつ基板支持面２ａを有する基板支持部２が準備される。図５に示すように、基板支持面２ａは、たとえば半導体基板１の反りの形状に沿った曲率を有する曲面部分２ａ１を有する。基板支持面２ａは、たとえば曲面部分２ａ１と、曲面部分２ａ１よりも外側に位置する平坦部分２ａ２とを有していてもよい。曲面部分２ａ１は、球面の一部の形状を有していてもよい。図１５を参照して、基板支持部２の内部に配置された加熱部９により、基板支持部が加熱されてもよい。加熱部９をオンにした後、基板支持部２の温度は上昇した後、ほぼ一定の温度となる。

次に、半導体基板を配置する工程（Ｓ２０：図３）が実施される。図４を参照して、半導体基板１は、たとえば単結晶基板１１と、単結晶基板１１上に形成されたエピタキシャル層１２とを有する。単結晶基板は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素単結晶から構成される。エピタキシャル層１２は、たとえば炭化珪素から構成されるエピタキシャル層である。単結晶基板１１およびエピタキシャル層１２の各々は、たとえば窒素などのｎ型不純物を含んでおり、ｎ型の導電型を有する。単結晶基板１１が含む窒素などのｎ型不純物の濃度は、エピタキシャル層１２が含む窒素などのｎ型不純物の濃度よりも高くてもよい。

半導体基板１は、第１の主面１ａと、第１の主面１ａとは反対側の第２の主面１ｂとを有する。たとえば、エピタキシャル層１２が半導体基板１の第１の主面１ａを構成し、単結晶基板１１が半導体基板１の第２の主面１ｂを構成する。半導体基板１の第１の主面１ａの最大径は、たとえば１００ｍｍより大きく、好ましくは１５０ｍｍ以上である。半導体基板１の第１の主面１ａは、たとえば｛０００１｝面または｛０００１｝面から８°以下オフした面である。具体的には、第１の主面１ａは、たとえば（０００−１）面または（０００−１）面から８°以下程度オフした面であり、第２の主面１ｂは、（０００１）面または（０００１）面から８°以下程度オフした面であってもよい。半導体基板１の厚みは、たとえば６００μｍ以下であり、好ましくは３００μｍ以下である。なお、半導体基板１は、窒化ガリウムなどの化合物半導体を含んでいてもよい。

図５を参照して、半導体基板１の第２の主面１ｂが、基板支持部２の基板支持面２ａに対面するように、半導体基板１が基板支持面２ａ上に配置される。断面視（基板支持面２ａの径方向に沿って見た視野）において、基板支持面２ａは、凹状の曲面部分２ａ１を有する。半導体基板１は、基板支持面２ａに対して突出するように湾曲している。半導体基板１が、たとえば炭化珪素を含む場合、基板支持面２ａと接触する半導体基板１の第２の主面１ｂは、炭素面または炭素面から８°以下オフした面である。図５に示すように、半導体基板１の外縁部は基板支持面２ａの曲面部分２ａ１に接し、半導体基板１の中央部は基板支持面２ａの曲面部分２ａ１から離間するように、半導体基板１が基板支持面２ａ上に配置される。好ましくは、半導体基板１を基板支持面２ａ上に載せる前に、加熱部９によって基板支持面２ａが加熱されている。この場合、半導体基板１を基板支持面２ａ上に載せる直前における、半導体基板１の温度は、基板支持面２ａの温度よりも低い。図１５を参照して、基板支持部２の温度が一定になった後（たとえば第１時点ｔ１において）、半導体基板１は、基板支持部２の基板支持面２ａ上に配置される。上記実施形態では、基板支持部２を加熱した後に、半導体基板１を基板支持部２の基板支持面２ａ上に配置する場合について説明したが、半導体基板１を基板支持部２の基板支持面２ａ上に配置した後に、加熱部により基板支持部２が加熱されてもよい。また、基板支持部２の温度が一定になる前（言い換えれば、基板支持部２の温度が上昇している間）に、半導体基板１が基板支持部２の基板支持面２ａ上に配置されてもよい。

図６を参照して、加熱された基板支持部２の基板支持面２ａ上に半導体基板１を載せると、基板支持面２ａから半導体基板１に熱が伝達することにより、半導体基板１が加熱される。半導体基板１は、半導体基板１の第２の主面１ｂの中央部が基板支持面２ａに近づくように反り始める。一定時間経過後、半導体基板１の第２の主面１ｂの大部分が、基板支持部２の基板支持面２ａと接触する。

図７を参照して、さらに時間が経過すると、第２の主面１ｂの中央部が基板支持面２ａの曲面部分２ａ１と接した状態で、第２の主面１ｂの外縁部が基板支持面２ａの曲面部分２ａ１から離間するように、半導体基板１が変形する。言い換えれば、半導体基板１の第２の主面１ｂの曲率は、基板支持面２ａの曲率よりも大きくなるように、半導体基板１が変形する。半導体基板１が基板支持面２ａ上に配置された後、半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量が測定される。具体的には、加熱部９により半導体基板１を加熱しながら、半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量が測定される。加熱部９により半導体基板１が加熱されると、半導体基板１が変形することにより、半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量が時間の経過に伴って変化する。

図８および図９を参照して、静電容量と、経過時間との関係について説明する。図８および図９におけるｘ軸は経過時間を示し、図８のｙ軸は静電容量を示し、図９におけるｙ軸は静電容量を時間で微分した値を示す。

まず、第１時点ｔ１において、加熱された基板支持部２の基板支持面２ａ上に半導体基板が配置される。図５、図６および図７に示す半導体基板１の形状は、それぞれ図８および図９の第１時点ｔ１、第４時点ｔ４、第６時点ｔ６における半導体基板１の形状である。第１時点ｔ１においては、半導体基板１の第２の主面１ｂの中央部が、基板支持面２ａの曲面部分２ａ１から離間しているため、静電容量が小さくなる。第４時点ｔ４においては、半導体基板１の第２の主面１ｂの大部分が、基板支持面２ａの曲面部分２ａ１に接しているため、静電容量が最大値となる。第６時点ｔ６においては、半導体基板１の第２の主面１ｂの外縁部が基板支持面２ａの曲面部分２ａ１から離間するため、静電容量が小さくなる。たとえば、半導体基板１の第２の主面１ｂが６インチ（１５０ｍｍ）であり、基板支持面２ａを構成する材料がＡｌＮ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｎｉｔｒｉｄｅ）であり、かつＡｌＮの厚みが１μｍである場合、静電容量の最大値Ｃ４はたとえば１．３８×１０^-6Ｆ程度となる。

理想的には、静電容量が最も大きくなった時点（つまり、半導体基板１の第２の主面１ｂの大部分が、基板支持面２ａの曲面部分２ａ１に接している状態）で、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより、半導体基板１を基板支持面２ａに最も強固に吸着して支持することが可能である。図８に示すように、第１時点ｔ１から第６時点ｔ６まで静電容量を測定すれば、どの時点で静電容量が最大値を有するかを特定することができる。しかしながら、たとえば第１時点ｔ１から第６時点ｔ６まで静電容量を測定した後に、第３時点ｔ３が静電容量の最大値を有することが判明したとしても、第６時点ｔ６においては静電容量が既に小さくなっている。第６時点ｔ６で半導体基板１を基板支持面２ａに吸着しても、半導体基板１を十分に強固に基板支持面２ａに吸着して支持することができない。そのため、静電容量が最大値を示す第４時点ｔ４になるべく近い時点（たとえば第３時点ｔ３から第５時点ｔ５の間の時点）を予測して、吸着用電極３に対して電圧を印加するタイミングを決定することが必要である。

次に、吸着用電極３に対して電圧を印加するタイミングを決定する第１の方法について説明する。

図８および図１０を参照して、半導体基板１を基板支持面２ａ上に配置した後、ある時点（たとえば第２時点ｔ２）において半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量（たとえばＣ２）が測定される。次に、第２時点ｔ２よりも後の時点（たとえば第３時点ｔ３）における静電容量（たとえばＣ３）が測定される（Ｓ５０：図１０）。静電容量の測定は、静電容量測定部５（図１参照）において行われる。静電容量測定部５により測定された静電容量のデータは、演算部６ｂに送られる。演算部６ｂにおいて、上記２つの時点間（たとえば第２時点ｔ２と第３時点ｔ３との時間）の静電容量の差（たとえばＣ３−Ｃ２）が計算される（Ｓ６０：図１０）。次に、演算部６ｂで計算された静電容量の差のデータが、判定部６ａに送られる。判定部６ａにおいて、静電容量の差の値が基準値以下かどうか判定される（Ｓ７０：図１０）。なお、基準値の値は、半導体基板１の第２の主面１ｂのサイズ、基板支持面２ａを構成する材料の種類および厚み、吸着用電極３と基板支持面などを考慮して決定され得る。

静電容量の差の値が基準値よりも大きいと判定された場合、再度、静電容量の値が静電容量測定部５により測定される。たとえば第３時点ｔ３よりも後の第４時点ｔ４における静電容量Ｃ４が静電容量測定部５により測定される（Ｓ５０：図１０）。次に、静電容量測定部５により測定された静電容量のデータは、演算部６ｂに送られる。演算部６ｂにおいて、上記２つの時点間（たとえば第３時点ｔ３と第４時点ｔ４との時間）の静電容量の差（たとえばＣ４−Ｃ３）が計算される（Ｓ６０：図１０）。次に、演算部６ｂで計算された静電容量の差のデータが、判定部６ａに送られる。判定部６ａにおいて、静電容量の差の値が基準値以下かどうか判定される（Ｓ７０：図１０）。静電容量の差が基準値以下であると判定された場合、吸着用電極３に対して電圧が印加される（Ｓ８０：図１０）。これにより、半導体基板１が基板支持部２の基板支持面２ａに吸着されて支持される。静電容量の差が基準値以下であると判定されるまで、静電容量を測定する工程（Ｓ５０：図１０）と、静電容量の差を計算する工程（Ｓ６０：図１０）と、静電容量の差が基準値以下かどうかを判定する工程（Ｓ７０：図１０）とが繰り返し実行される。

以上のように、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより、半導体基板１が基板支持面２ａに吸着されて支持される。具体的には、半導体基板１と吸着用電極３との間の第１静電容量と、第１静電容量を測定した後に測定された半導体基板と吸着用電極との間の第２静電容量との差が演算部６ｂにより計算される。第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったかどうかが判定される。第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったかどうかが判定される工程において、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったと判定された場合に、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着して支持される。第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったかどうかが判定される工程において、第１静電容量と第２静電容量との差が、基準値以下になったと判定されるまで、第１静電容量と第２静電容量との差を計算する工程と、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下になったかどうかを判定する工程とが繰り返し実行される。

次に、吸着用電極３に対して電圧を印加するタイミングを決定する第２の方法について説明する。

図９および図１０を参照して、半導体基板１を基板支持面２ａ上に配置した後、ある時点（たとえば第２時点ｔ２）において半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量（たとえばＣ２）が測定される。次に、第２時点ｔ２よりも後の時点（たとえば第３時点ｔ３）における静電容量（たとえばＣ３）が測定される（Ｓ５０：図１０）。静電容量の測定は、静電容量測定部５（図１参照）において行われる。静電容量測定部５により測定された静電容量のデータは、演算部６ｂに送られる。演算部６ｂにおいて、静電容量を時間で微分した値が計算される。具体的には、上記２つの時点間（たとえば第２時点ｔ２と第３時点ｔ３との時間）の静電容量の差（たとえばＣ３−Ｃ２）を、上記２つの時点間（たとえば第２時点ｔ２と第３時点ｔ３との時間）の差（たとえばｔ３−ｔ２）で割ることにより静電容量を時間で微分した値が計算される。次に、演算部６ｂで計算された静電容量を時間で微分したデータが、判定部６ａに送られる。判定部６ａにおいて、静電容量を時間で微分した値が、正の値から負の値に変化したかどうかが判定される。静電容量の差の値が正の値から負の値に変化していないと判定された場合、再度、静電容量の値が静電容量測定部５により測定される。たとえば第３時点ｔ３よりも後の第４時点ｔ４における静電容量Ｃ４が静電容量測定部５により測定される（Ｓ５０：図１０）。

次に、静電容量測定部５により測定された静電容量のデータは、演算部６ｂに送られる。演算部６ｂにおいて、上記２つの時点間（たとえば第３時点ｔ３と第４時点ｔ４との時間）の静電容量の差（たとえばＣ４−Ｃ３）を、上記２つの時点間（たとえば第３時点ｔ３と第４時点ｔ４との時間）の差（たとえばｔ４−ｔ３）で割ることにより静電容量を時間で微分した値が計算される。次に、演算部６ｂで計算された静電容量を時間で微分した値のデータが、判定部６ａに送られる。判定部６ａにおいて、静電容量を時間で微分した値が、正の値から負の値に変化したかどうかが判定される。静電容量を時間で微分した値が、正の値から負の値に変化したと判定された場合、吸着用電極３に対して電圧が印加される（Ｓ８０：図１０）。これにより、半導体基板１が基板支持部２の基板支持面２ａに吸着されて支持される。静電容量を時間で微分した値が、正の値から負の値に変化したと判定されるまで、静電容量を測定する工程（Ｓ５０）と、静電容量を時間で微分する工程と、静電容量を時間で微分した値が、正の値から負の値に変化したかどうかが判定される工程とが繰り返し実行される。

以上のように、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着して支持される。具体的には、静電容量を時間で微分した値が計算された後、静電容量を時間で微分した値が判定される。静電容量を時間で微分した値が判定される工程において、静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着して支持される。静電容量を時間で微分した値が判定される工程において、静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化したと判断されるまで、静電容量を測定する工程と、静電容量を時間で微分した値を計算する工程と、静電容量を時間で微分した値を判定する工程とが繰り返し実行される。なお、上記第１の方法および第２の方法以外の方法を用いて、吸着用電極３に対して電圧を印加するタイミングが決定されてもよい。

次に、半導体基板を処理する工程（Ｓ４０：図３）が実施される。具体的には、半導体基板１が基板支持面２ａに吸着された状態で、半導体基板１が処理される。より具体的には、半導体基板１が基板支持面２ａに吸着されて支持された状態において、半導体基板１がたとえば３００℃に加熱されながら、半導体基板１に対してイオン注入が行われる。半導体基板１の第２の主面１ｂが基板支持面２ａに吸着されて支持された状態で、半導体基板１の第１の主面１ａにイオン注入マスク２１が形成される。次に、半導体基板１の第１の主面１ａに対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型不純物がイオン注入されることにより、エピタキシャル層１２にｐ型の導電型を有する不純物領域１３が形成される（図１１参照）。また半導体基板１の第１の主面１ａに対して、たとえばリンなどのｎ型不純物がイオン注入されることにより、エピタキシャル層１２にｎ型の導電型を有する不純物領域１３が形成されてもよい。

なお本実施の形態の半導体装置の製造方法において製造される半導体装置は、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。半導体装置がＭＯＳＦＥＴである場合、不純物領域１３は、たとえばベース領域、ソース領域、コンタクト領域、ガードリング領域およびフィールドストップ領域などである。また半導体装置は、ダイオード、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）およびＪＦＥＴ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などであってもよい。

また半導体基板を処理する工程は、イオン注入工程以外の工程であってもよい。半導体基板を処理する工程は、たとえば半導体基板１上に成膜を行う工程であってもよいし、半導体基板１上に配置されたレジストなどに対して露光を行う工程であってもよい。

次に、半導体装置の製造方法の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、基板支持部２の基板支持面２ａは凸状または平坦であり、半導体基板１は、基板支持面２ａの反対側に突出するように湾曲している。

まず、基板支持部を準備する工程（Ｓ１０：図３）が実施される。具体的には、図１および図２で示されるように、吸着用電極３と加熱部９とを含み、かつ基板支持面２ａを有する基板支持部２が準備される。図１２に示すように、基板支持面２ａは、平坦状であってもよいし、図１３に示すように、基板支持面２ａは、凸状であってもよい。基板支持面２ａは、たとえば半導体基板１の反りの形状に沿った曲率を有する曲面部分２ａ１を有する。基板支持面２ａは、たとえば曲面部分２ａ１と、曲面部分２ａ１よりも外側に位置する平坦部分２ａ２とを有していてもよい。曲面部分２ａ１は、球面の一部の形状を有していてもよい。

次に、半導体基板を配置する工程（Ｓ２０：図３）が実施される。図４を参照して、半導体基板１は、たとえば単結晶基板１１と、単結晶基板１１上に形成されたエピタキシャル層１２とを有する。半導体基板１の第１の主面１ａは、たとえば｛０００１｝面または｛０００１｝面から８°以下オフした面である。具体的には、第１の主面１ａは、たとえば（０００１）面（以下、珪素面とも称す）または（０００１）面から８°以下程度オフした面であり、第２の主面１ｂは、（０００−１）面（以下、炭素面とも称す）または（０００−１）面から８°以下程度オフした面である。半導体基板１のその他の特徴は、第１の実施形態で説明した通りである。

図１２を参照して、半導体基板１の第２の主面１ｂが、基板支持部２の基板支持面２ａに接するように、半導体基板１が基板支持面２ａ上に配置される。断面視において、基板支持面２ａは、平坦状または凸状であり、半導体基板１は、半導体基板１から見て、基板支持面２ａとは反対側に突出するように湾曲している。半導体基板１が、たとえば炭化珪素を含む場合、基板支持面２ａと接触する半導体基板１の第２の主面１ｂは、珪素面または珪素面から８°以下オフした面である。なお、半導体基板１を基板支持面２ａ上に載せる前に、加熱部９によって基板支持面２ａが加熱されていてもよい。この場合、半導体基板１を基板支持面２ａ上に載せる直前における、半導体基板１の温度は、基板支持面２ａの温度よりも低い。

図１２に示すように、基板支持面２ａが平坦な場合、半導体基板１の外縁部は基板支持面２ａに接し、半導体基板１の中央部は基板支持面２ａから離間するように、半導体基板１が基板支持面２ａ上に配置される。図１３に示すように、基板支持面２ａが、凸状の曲面部分２ａ１を有している場合、半導体基板１の中央部は基板支持面２ａに接し、半導体基板１の外縁部は基板支持面２ａから離間するように、半導体基板１が基板支持面２ａ上に配置される。

加熱された基板支持部２の基板支持面２ａ上に半導体基板１を載せると、基板支持面２ａから半導体基板１に熱が伝達することにより、半導体基板１が加熱される。図１２に示すように、半導体基板１を平坦な基板支持面２ａ上に載せて半導体基板１を加熱する場合、半導体基板１は、半導体基板１の第２の主面１ｂの中央部が基板支持面２ａに近づくように反り始める。一定時間経過後、半導体基板１の第２の主面１ｂの大部分が、基板支持部２の基板支持面２ａと接触する。図１３に示すように、半導体基板１を凸状の曲面部分２ａ１上に配置した場合、半導体基板１は、半導体基板１は、半導体基板１の第２の主面１ｂの外縁部が基板支持面２ａに近づくように反り始める。一定時間経過後、半導体基板１の第２の主面１ｂの大部分が、基板支持部２の基板支持面２ａと接触する。

図１４を参照して、静電容量と、経過時間との関係について説明する。図１４におけるｘ軸は経過時間を示し、図１４のｙ軸は静電容量を示す。

まず、第１時点ｔ１において、加熱された基板支持部２の基板支持面２ａ上に半導体基板が配置される。図１２および図１３に示す半導体基板１の形状は、それぞれ図１４の第１時点ｔ１における半導体基板１の形状である。第１時点ｔ１においては、半導体基板１の第２の主面１ｂの一部が、基板支持面２ａから離間しているため、静電容量が小さくなる。時間の経過とともに、静電容量は増加し、第４時点ｔ４においては、半導体基板１の第２の主面１ｂの大部分が、基板支持面２ａに接しているため、静電容量が最大値に漸近する。

次に、吸着用電極３に対して電圧を印加するタイミングを決定する方法について説明する。

図１４および図１０を参照して、半導体基板１を基板支持面２ａ上に配置した後、ある時点（たとえば第２時点ｔ２）において半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量（たとえばＣ２）が測定される。次に、第２時点よりも後の時点（たとえば第３時点ｔ３）における静電容量（たとえばＣ３）が測定される（Ｓ６０）。静電容量の測定は、静電容量測定部５（図１参照）において行われる。静電容量測定部５により測定された静電容量のデータは、演算部６ｂに送られる。演算部６ｂにおいて、上記２つの時点間（たとえば第２時点ｔ２と第３時点ｔ３との時間）の静電容量の差（たとえばＣ３−Ｃ２）が計算される（Ｓ６０）。次に、演算部６ｂで計算された静電容量の差のデータが、判定部６ａに送られる。判定部６ａにおいて、静電容量の差の値が基準値以下かどうか判定される（Ｓ７０）。静電容量の差の値が基準値よりも大きいと判定された場合、再度、静電容量の値が静電容量測定部５により測定される。たとえば第３時点ｔ３よりも後の第４時点ｔ４における静電容量Ｃ４が静電容量測定部５により測定される（Ｓ５０）。次に、静電容量測定部５により測定された静電容量のデータは、演算部６ｂに送られる。演算部６ｂにおいて、上記２つの時点間（たとえば第３時点ｔ３と第４時点ｔ４との時間）の静電容量の差（たとえばＣ４−Ｃ３）が計算される（Ｓ６０）。次に、演算部６ｂで計算された静電容量の差のデータが、判定部６ａに送られる。判定部６ａにおいて、静電容量の差の値が基準値以下かどうか判定される（Ｓ７０）。静電容量の差が基準値以下であると判定された場合、吸着用電極３に対して電圧が印加される。これにより、半導体基板１が基板支持部２の基板支持面２ａに吸着されて支持される。静電容量の差が基準値以下であると判定されるまで、静電容量を測定する工程（Ｓ５０：図１０）と、静電容量の差を計算する工程（Ｓ６０：図１０）と、静電容量の差が基準値以下かどうかを判定する工程（Ｓ７０：図１０）とが繰り返し実行される。

次に、半導体基板を処理する工程（Ｓ４０：図３）が実施される。具体的には、半導体基板１が基板支持面２ａに吸着された状態で、半導体基板１が処理される。半導体基板を処理する工程は、第１の実施形態で説明した通りである。

次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置の作用効果について説明する。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、加熱部９により半導体基板１を加熱しながら半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量が測定される。静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着されて支持される。半導体基板１が基板支持面２ａに吸着された状態で、半導体基板１が処理される。これにより、半導体基板１の反りが経時的に変化している場合において、静電容量の時間変化量に基づいて半導体基板１を基板支持部２に吸着するのに適したタイミングを決定することができるので、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

また本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着されて支持される工程は、半導体基板１と吸着用電極３との間の第１静電容量と、第１静電容量を測定した後に測定された半導体基板と吸着用電極との間の第２静電容量との差を計算する工程と、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったかどうかを判定する工程とを含む。判定する工程において、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となったと判定された場合に、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着して支持される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、判定する工程において、第１静電容量と第２静電容量との差が、基準値以下になったと判定されるまで、第１静電容量と第２静電容量との差を計算する工程と、第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下になったかどうかを判定する工程とが繰り返し実行される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングをより精度よく決定することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１を基板支持面２ａに吸着して支持する工程は、静電容量を時間で微分した値を計算する工程と、静電容量を時間で微分した値を判定する工程とを含む。判定する工程において、静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、吸着用電極３に対して電圧を印加することにより半導体基板１が基板支持面２ａに吸着して支持される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、判定する工程において、静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化したと判断されるまで、静電容量を時間で微分した値を計算する工程と、静電容量を時間で微分した値を判定する工程とが繰り返し実行される。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングをより精度よく決定することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板を処理する工程は、半導体基板１に対してイオン注入を行う工程を含む。これにより、半導体基板１が強固に基板支持部２に吸着された状態でイオン注入を行うことができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、断面視において、基板支持面２ａは凹状であり、半導体基板１は、基板支持面２ａに対して突出するように湾曲している。これにより、半導体基板１が基板支持面２ａに対して突出するように湾曲している場合において、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板１は、炭化珪素を含む。基板支持面２ａと接触する半導体基板１の面は、炭素面または炭素面から８°以下オフした面である。これにより、炭化珪素を含み、かつ炭素面または炭素面から８°以下オフした面を有する半導体基板１を、強固に基板支持部２に吸着することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、断面視において、基板支持面２ａは凸状または平坦であり、かつ半導体基板１は、基板支持面２ａの反対側に突出するように湾曲している。これにより、半導体基板１は、基板支持面２ａの反対側に突出するように湾曲している場合において、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板１は、炭化珪素を含む。基板支持面２ａと接触する半導体基板１の面は、珪素面または珪素面から８°以下オフした面である。これにより、炭化珪素を含み、かつ珪素面または珪素面から８°以下オフした面を有する半導体基板１を、強固に基板支持部２に吸着することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板１は、炭化珪素または窒化ガリウムを含む。炭化珪素および窒化ガリウムなどの化合物半導体は、珪素に比べて反りが大きくなる。上記半導体装置の製造方法は、反りが大きい半導体基板に対してより好適に用いられる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０によれば、静電容量測定部５は、加熱部９により半導体基板１を加熱しながら半導体基板１と吸着用電極３との間の静電容量を測定可能に構成されている。電圧印加部４は、吸着用電極３に電圧を印加可能に構成されている。制御部６は、静電容量測定部５により測定された静電容量の時間変化量に基づいて、電圧印加部４を制御可能に構成されている。基板処理部８は、半導体基板１に対して処理を実行可能に構成されている。制御部６は、静電容量の時間変化量に基づいて、吸着用電極３に対して電圧を印加するかどうかを判定可能に構成された判定部６ａを含む。これにより、半導体基板１の反りが経時的に変化している場合において、静電容量の時間変化量に基づいて半導体基板１を基板支持部２に吸着するのに適したタイミングを決定することができるので、半導体基板１を強固に基板支持部２に吸着することができる。

また本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０によれば、制御部６は、半導体基板１と吸着用電極３との間の第１静電容量と、第１静電容量を測定した後に測定された半導体基板１と吸着用電極３との間の第２静電容量との差を計算可能に構成された演算部６ｂを含み、かつ演算部６ｂにより計算された第１静電容量と第２静電容量との差が基準値以下となった場合に、電圧印加部４を制御することにより吸着用電極３に対して電圧を印加可能に構成されている。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０によれば、制御部６は、静電容量を時間で微分した値を計算可能に構成された演算部６ｂを含み、かつ演算部６ｂにより計算された静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、電圧印加部４を制御することにより吸着用電極３に対して電圧を印加可能に構成されている。これにより、半導体基板１を吸着するのに適したタイミングを精度よく決定することができる。

さらに本実施の形態に係る半導体装置の製造装置１０によれば、基板処理部８は、イオン注入部である。これにより、半導体基板１が強固に基板支持部２に吸着された状態でイオン注入を行うことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 半導体基板
１ａ 第１の主面
１ｂ 第２の主面
２ 基板支持部
２ａ 基板支持面
２ａ１ 曲面部分
２ａ２ 平坦部分
３ 吸着用電極
３ａ 第１吸着用電極
３ｂ 第２吸着用電極
４ 電圧印加部
５ 静電容量測定部
６ 制御部
６ａ 判定部
６ｂ 演算部
７ 電源
８ 基板処理部
９ 加熱部
１０ 製造装置
１１ 単結晶基板
１２ エピタキシャル層
１３ 不純物領域
２０ チャンバ
２１ イオン注入マスク
ｔ１ 第１時点
ｔ２ 第２時点
ｔ３ 第３時点
ｔ４ 第４時点
ｔ５ 第５時点
ｔ６ 第６時点

Claims (15)

1. 吸着用電極と加熱部とを含み、かつ基板支持面を有する基板支持部を準備する工程と、
   前記基板支持面上に半導体基板を配置する工程と、
   前記加熱部により前記半導体基板を加熱しながら前記半導体基板と前記吸着用電極との間の静電容量を測定する工程と、
   前記静電容量の時間変化量に基づいて、前記吸着用電極に対して電圧を印加することにより前記半導体基板を前記基板支持面に吸着して支持する工程と、
   前記半導体基板が前記基板支持面に吸着された状態で、前記半導体基板を処理する工程とを備えた、半導体装置の製造方法。
2. 前記静電容量の時間変化量に基づいて、前記吸着用電極に対して電圧を印加することにより前記半導体基板を前記基板支持面に吸着して支持する工程は、
   前記半導体基板と前記吸着用電極との間の第１静電容量と、前記第１静電容量を測定した後に測定された前記半導体基板と前記吸着用電極との間の第２静電容量との差を計算する工程と、
   前記第１静電容量と前記第２静電容量との差が基準値以下となったかどうかを判定する工程とを含み、
   前記判定する工程において、前記第１静電容量と前記第２静電容量との差が基準値以下となったと判定された場合に、前記吸着用電極に対して電圧を印加することにより前記半導体基板が前記基板支持面に吸着して支持される、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記判定する工程において、前記第１静電容量と前記第２静電容量との差が、前記基準値以下になったと判定されるまで、前記第１静電容量と前記第２静電容量との差を計算する工程と、前記第１静電容量と前記第２静電容量との差が基準値以下になったかどうかを判定する工程とが繰り返し実行される、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記静電容量の時間変化量に基づいて、前記吸着用電極に対して電圧を印加することにより前記半導体基板を前記基板支持面に吸着して支持する工程は、
   前記静電容量を時間で微分した値を計算する工程と、
   前記静電容量を時間で微分した値を判定する工程とを含み、
   前記判定する工程において、前記静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、前記吸着用電極に対して電圧を印加することにより前記半導体基板が前記基板支持面に吸着して支持される、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記判定する工程において、前記静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化したと判断されるまで、前記静電容量を時間で微分した値を計算する工程と、前記静電容量を時間で微分した値を判定する工程とが繰り返し実行される、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記半導体基板を処理する工程は、前記半導体基板に対してイオン注入を行う工程を含む、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
7. 断面視において、前記基板支持面は凹状であり、前記半導体基板は、前記基板支持面に対して突出するように湾曲している、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記半導体基板は、炭化珪素を含み、
   前記基板支持面と接触する前記半導体基板の面は、炭素面または炭素面から８°以下オフした面である、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 断面視において、前記基板支持面は凸状または平坦であり、かつ前記半導体基板は、前記基板支持面の反対側に突出するように湾曲している、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記半導体基板は、炭化珪素を含み、
    前記基板支持面と接触する前記半導体基板の面は、珪素面または珪素面から８°以下オフした面である、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記半導体基板は、炭化珪素または窒化ガリウムを含む、請求項１〜請求項７および請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
12. 吸着用電極と加熱部とを含み、かつ基板支持面を有する基板支持部と、
    前記加熱部により半導体基板を加熱しながら前記半導体基板と前記吸着用電極との間の静電容量を測定可能に構成された静電容量測定部と、
    前記吸着用電極に電圧を印加可能に構成された電圧印加部と、
    前記静電容量測定部により測定された前記静電容量の時間変化量に基づいて、前記電圧印加部を制御可能に構成された制御部と、
    前記半導体基板に対して処理を実行可能に構成された基板処理部とを備え、
    前記制御部は、前記静電容量の時間変化量に基づいて、前記吸着用電極に対して電圧を印加するかどうかを判定可能に構成された判定部を含む、半導体装置の製造装置。
13. 前記制御部は、前記半導体基板と前記吸着用電極との間の第１静電容量と、前記第１静電容量を測定した後に測定された前記半導体基板と前記吸着用電極との間の第２静電容量との差を計算可能に構成された演算部を含み、かつ前記演算部により計算された前記第１静電容量と前記第２静電容量との差が基準値以下となった場合に、前記電圧印加部を制御することにより前記吸着用電極に対して電圧を印加可能に構成されている、請求項１２項に記載の半導体装置の製造装置。
14. 前記制御部は、前記静電容量を時間で微分した値を計算可能に構成された演算部を含み、かつ前記演算部により計算された前記静電容量を時間で微分した値が正の値から負の値に変化した場合に、前記電圧印加部を制御することにより前記吸着用電極に対して電圧を印加可能に構成されている、請求項１２項に記載の半導体装置の製造装置。
15. 前記基板処理部は、イオン注入部である、請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。

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