JP5510070B2

JP5510070B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP5510070B2
Application number: JP2010120501A
Authority: JP
Inventors: 義人水野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: JP2011249519A

Description

本発明は、半導体ウエハに荷電粒子を注入する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。

所定のパターンが形成されたマスク部材を半導体ウエハの上方に配置し、マスク部材を通して半導体ウエハに向けて荷電粒子を照射して、半導体ウエハに選択的に荷電粒子を注入する技術が知られている。例えば、特許文献１に示すようなダイオードとＩＧＢＴが１つの半導体ウエハに形成されている素子では、ＩＧＢＴ領域では半導体ウエハの裏面にｐ型領域を形成されており、ダイオード領域では半導体ウエハの裏面にｎ型領域が形成されている。したがって、半導体ウエハの裏面に対してｎ型又はｐ型の不純物イオンを選択的に注入するために、上記の技術が使用される。また、半導体ウエハ中に結晶欠陥を形成するために半導体ウエハに対してヘリウムやプロトン等の荷電粒子を選択的に注入する場合にも、上記の技術が用いられる場合がある。

特開２００８−１９２７３７号

半導体ウエハに荷電粒子を注入する際には、半導体ウエハとマスク部材との相対位置を固定する必要がある。従来は、以下の方法により相対位置を固定していた。
１つの方法は、半導体ウエハに対してマスク部材を接着する方法である。しかしながら、この方法では、荷電粒子の注入後にマスク部材を取り外すと、半導体ウエハに接着剤の残渣が残存する。残渣がダストの発生源となり、各工程で不具合が生じるおそれがあった。
他の１つの方法は、荷電粒子照射装置にマスク部材を取り付ける方法である。ステージ上に半導体ウエハを固定し、取り付けたマスク部材を荷電粒子照射装置の機構によって半導体ウエハ上に配置することで、マスク部材と半導体ウエハの相対位置が固定される。しかしながら、この方法では、別のマスク部材を使用する場合に、取り付けられているマスク部材を荷電粒子照射装置から取り外し、別のマスク部材を荷電粒子照射装置に取り付ける必要がある。荷電粒子照射装置に対してマスク部材を着脱する作業に時間を要するため、多品種の半導体装置の製造に用い難いという問題があった。

上述した実情を鑑みて、本明細書では、接着剤を用いることなく、かつ、容易にマスク部材を着脱することが可能な技術を提供する。

本明細書で開示する半導体装置の製造方法は、第１吸着口と第２吸着口を有するステージと、パターンが形成されているマスク部を有するマスク部材を使用して半導体装置を製造する。この製造方法は、ウエハ固定工程と、マスク部材固定工程と、注入工程を有する。ウエハ固定工程では、第１吸着口が塞がれるようにステージ上に半導体ウエハを載置するとともに、第１吸着口により半導体ウエハを吸着固定する。マスク部材固定工程では、吸着固定されている半導体ウエハの上方にマスク部が位置し、かつ、第２吸着口が塞がれるようにステージ上にマスク部材を載置するとともに、第２吸着口によりマスク部材を吸着固定する。注入工程では、ステージ上に吸着固定されているマスク部材のマスク部を通して、ステージ上に吸着固定されている半導体ウエハに荷電粒子を注入する。
なお、上記の「パターンが形成されているマスク部」は、貫通孔が形成されている領域と貫通孔が形成されていない領域によってパターンが形成されていてもよいし、厚さが厚い領域と厚さが薄い領域によってパターンが形成されていてもよい。すなわち、注入工程において荷電粒子が半導体ウエハに注入される位置を制御できる形状であれば、マスク部はどのような形状であってもよい。

この製造方法では、ステージに対して半導体ウエハが吸着固定されるとともに、ステージに対してマスク部材が吸着固定される。すなわち、半導体ウエハとマスク部材の相対位置が固定される。接着剤を使用することなく、吸着口によって吸着することにより半導体ウエハとマスク部材を固定するので、ダストが生じることが防止される。また、吸着口による吸着を解除すれば、ウエハとマスク部材をステージから容易に取り外すことができる。したがって、マスク部材を容易に変更可能であり、多品種の半導体装置を製造することが容易となる。

半導体ウエハとマスク部材の相対位置を正確に制御するためには、半導体ウエハをステージ上に高い位置精度で固定する必要がある。しかしながら、近年では、半導体装置の性能向上のために、極めて薄い半導体ウエハが用いられることが多くなっている。薄い半導体ウエハは撓みやすいので、薄い半導体ウエハをステージ上に載置する際には位置精度が低くなる。したがって、上述した半導体装置の製造方法は、以下のように構成されている。すなわち、ウエハ固定工程後であってマスク部材固定工程前に、半導体ウエハの上面を研磨するウエハ研磨工程をさらに有している。そして、ウエハ固定工程が終了してから注入工程が終了するまで、ステージ上に半導体ウエハが吸着固定された状態が維持される。
なお、上記の「半導体ウエハの上面」は、半導体ウエハの表面のうち、ステージの上面に接触している表面と反対側の表面を意味する。したがって、上記の「半導体ウエハの上面」は、一般的に裏面といわれる表面（多くの加工が行われる表面と反対側の表面）である場合がある。

この製造方法では、半導体ウエハ固定工程において、薄くする前の比較的厚い半導体ウエハをステージ上に吸着固定する。吸着固定するときの半導体ウエハは厚いので、ここでは高い位置精度で半導体ウエハをステージ上に固定することができる。次に、半導体ウエハをステージ上に吸着固定した状態を維持しながら、半導体ウエハの上面を研磨する。これによって、半導体ウエハを薄くする。半導体ウエハをステージ上に吸着固定した状態が維持されているので、半導体ウエハを薄くした後も、ステージ上における半導体ウエハの位置精度は高い。その後、注入工程が終了するまで半導体ウエハが吸着固定された状態が維持されるので、半導体ウエハの意図した領域内に正確に荷電粒子を注入することができる。

半導体ウエハの上面を研磨すると、上面に位置測定用のアライメントマーク等を形成しておくことができない。このため、半導体ウエハに対してマスク部材を位置合わせしようとすると、半導体ウエハの外形を基準とせざるを得ず、マスク部材を固定するときの位置精度が低下する。したがって、上述した製造方法は、マスク部材固定工程で、マスク部材をステージに対して位置合わせしてマスク部材をステージに吸着固定することが好ましい。

この製造方法では、マスク部材をステージに対して位置合わせする。ステージには、位置合わせ用の構造を形成しておくことができるので、ステージに対してマスク部材を正確に位置合わせすることができる。また、上記の通り、半導体ウエハはステージに対して高い位置精度で固定される。したがって、マスク部材をステージに対して位置合わせすれば、半導体ウエハとマスク部材の相対位置を正確に制御することができる。

マスク部材をステージに対して位置合わせするために、以下の構成を採用することができる。ステージのマスク部材と接触する領域には、凹状又は凸状の第１係合部が形成されている。マスク部材のステージと接触する領域には、第１係合部と係合する凹状又は凸状の第２係合部が形成されている。マスク部材固定工程では、第１係合部を第２係合部と係合させた状態で、マスク部材をステージに吸着固定する。

このような構成によれば、第１係合部と第２係合部を係合させることで、マスク部材をステージに対して高い位置精度で固定することができる。

半導体装置１０の縦断面図。半導体ウエハ１００の縦断面図。ステージ１１０の斜視図。図３のＩＶ−ＩＶ線におけるステージ１１０の縦断面図。ステージ１１０上に半導体ウエハ１００を載置した状態を示す縦断面図。マスク部材１２０の縦断面図。ステージ１１０上に半導体ウエハ１００とマスク部材１２０を載置した状態を示す縦断面図。第１変形例のステージ１１０とマスク部材１２０を示す縦断面図第２変形例のステージ１１０とマスク部材１２０を示す縦断面図

図１は、実施例に係る製造方法により製造される半導体装置１０の断面図を示している。半導体装置１０は、半導体基板１２と、半導体基板１２の第１表面１２ａ上に形成されているエミッタ電極１４及びアノード電極１６と、半導体基板１２の第２表面１２ｂ上に形成されている共通電極１８を備えている。半導体基板１２は、ＩＧＢＴ領域２０とダイオード領域４０を有している。半導体基板１２には、ＩＧＢＴ領域２０からダイオード領域４０に亘ってｎ型のドリフト領域３２が形成されている。ＩＧＢＴ領域２０の第１表面１２ａ側の領域には、ｎ型のエミッタ領域２２、ｐ型のボディ領域２４、ゲート絶縁膜２６、及び、ゲート電極２８が形成されている。エミッタ領域２２とボディ領域２４は、エミッタ電極１４と導通している。ゲート絶縁膜２６は、半導体基板１２の第１表面１２ａに形成されているトレンチの内面に沿って形成されている。ゲート電極２８は、そのトレンチの内部に形成されている。ゲート電極２８は、ゲート絶縁膜２６を介してエミッタ領域２２、ボディ領域２４及びドリフト領域３２と対向している。ゲート電極２８は、エミッタ電極１４から絶縁されている。ＩＧＢＴ領域２０の第２表面１２ｂ側の領域には、ｐ型のコレクタ領域３０が形成されている。コレクタ領域３０は、共通電極１８と導通している。ＩＧＢＴ領域２０内には、エミッタ領域２２、ボディ領域２４、ドリフト領域３２、コレクタ領域３０、ゲート絶縁膜２６、及び、ゲート電極２８によってＩＧＢＴが形成されている。ダイオード領域４０の第１表面１２ａ側の領域には、ｐ型のアノード領域４２が形成されている。アノード領域４２は、アノード電極１６と導通している。ダイオード領域４０の第２表面１２ｂ側の領域には、ドリフト領域３２より不純物濃度が高いｎ型のカソード領域４４が形成されている。カソード領域４４は、共通電極１８と導通している。ダイオード領域４０内には、アノード領域４２、ドリフト領域３２、及び、カソード領域４４によってダイオードが形成されている。

半導体装置１０の製造方法について説明する。半導体装置１０は、図２に示す半導体ウエハ１００から製造される。半導体ウエハ１００は、ドリフト領域３２に相当する不純物濃度を有するｎ型の半導体ウエハである。半導体ウエハ１００は、上述した半導体基板１２よりも厚い。半導体ウエハ１００は、半導体ウエハ１００に撓みが生じない程度に十分に厚い。１つの半導体ウエハ１００から複数の半導体装置１０が製造される。最初に、半導体ウエハ１００の第１表面１００ａ（上述した第１表面１２ａに相当する表面）に、エミッタ領域２２、ボディ領域２４、ゲート絶縁膜２６、ゲート電極２８、エミッタ電極１４、アノード領域４２及びアノード電極１６を形成する。また、半導体ウエハ１００の第１表面１００ａのうち、半導体装置１０とならない範囲内に複数のアライメントマークを形成する。これらを形成する工程は、従来公知であるので、その詳細についての説明を省略する。

次に、半導体ウエハ１００を位置測定用のステージ（図示省略）上に載置する。位置測定用ステージには、第１表面１００ａが下を向くように半導体ウエハ１００を載置する。位置測定用ステージは、第１表面１００ａに形成されているアライメントマークを撮影可能な形状に形成されている。位置測定用ステージ上に半導体ウエハ１００を載置したら、各アライメントマークをカメラで撮影して、各アライメントマークの位置を測定する。これによって、位置測定用ステージ上における半導体ウエハ１００の位置と姿勢が正確に測定される。

次に、半導体ウエハ１００を、図３に示すステージ１１０上に固定する（ウエハ固定工程）。まず、ステージ１１０の構造について説明する。ステージ１１０の上面のうち、図３の点線で囲まれた範囲１１２は、半導体ウエハ１００が載置されるウエハ載置面である。ステージ１１０の上面のうち、ウエハ載置面１１２の外側の範囲１１４は、後述するマスク部材１２０が載置されるマスク部材載置面である。ウエハ載置面１１２には、複数の吸着口１１２ａが開口している。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線におけるステージ１１０の断面図を示している。図４に示すように、ステージ１１０の内部には、排気流路１１６が形成されている。各吸着口１１２ａは、排気流路１１６に接続されている。マスク部材載置面１１４には、複数の凸部１１４ｂが形成されている。各凸部１１４ｂの側面は、上側に向かうほど縮径するテーパ面に形成されている。各凸部１１４ｂの上面は平面状に形成されている。各凸部１１４ｂの上面の中央には、吸着口１１４ａが開口している。各吸着口１１４ａは、排気流路１１６に接続されている。排気流路１１６は、ステージ１１０の側面に設けられている排気口１１８に接続されている。図示していないが、排気口１１８は排気ポンプに接続されている。また、ステージ１１０は、図示しない搬送装置に設置されている。搬送装置によって、ステージ１１０を、研磨装置内、イオン照射装置内、または、各装置の外部に移動させることができる。

ウエハ固定工程では、図示しない搬送機構によって、半導体ウエハ１００を、位置測定用ステージ上からステージ１１０上に移動させる。ここでは、図５に示すように、半導体ウエハ１００を、ステージ１１０のウエハ載置面１１２上に載置する。この際、半導体ウエハ１００の第１表面１００ａ（すなわち、エミッタ電極１４等（図５では図示省略）が形成されている側の表面）がステージ１１０と接触する向きで半導体ウエハ１００を載置する。このとき、搬送機構は、位置測定用ステージ上で測定した半導体ウエハ１００の位置と姿勢に基づいて位置を制御しながら半導体ウエハ１００を載置する。また、上述したように半導体ウエハ１００は十分な厚さを有しており、移動時に半導体ウエハ１００に撓みが生じない。したがって、搬送機構は、高い位置精度でウエハ載置面１１２上に半導体ウエハ１００を載置することができる。ウエハ載置面１１２上に半導体ウエハ１００を載置すると、全ての吸着口１１２ａが半導体ウエハ１００によって塞がれる。次に、排気ポンプを作動させることによって、排気流路１１６内の気圧を減少させる。吸着口１１２ａが半導体ウエハ１００によって塞がれているので、半導体ウエハ１００は吸着口１１２ａによって吸着される。これによって、半導体ウエハ１００がウエハ載置面１１２上に固定される。この後、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂへのイオン注入が完了するまで排気ポンプを継続して作動させるので、半導体ウエハ１００がステージ１１０上に吸着固定された状態が維持される。

次に、半導体ウエハ１００をステージ１１０ごと研磨装置内に搬送する。そして、研磨装置によって、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂを研磨する（研磨工程）。これによって、上述した半導体基板１２の厚さと等しい厚さまで、半導体ウエハ１００を薄くする。研磨工程中においても半導体ウエハ１００はステージ１１０上に吸着固定されているので、研磨工程中に半導体ウエハ１００のステージ１１０上における位置がずれることが防止される。したがって、半導体ウエハ１００が薄くなった状態でも、ステージ１１０に対する半導体ウエハ１００の位置は、ウエハ固定工程において載置された位置に維持される。

次に、半導体ウエハ１００をステージ１１０ごとイオン照射装置内に搬送する。そして、イオン照射装置によって、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂに対してｎ型の不純物イオンを注入する。ここでは、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂの略全域にｎ型の不純物イオンを注入する。また、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂ近傍にｎ型不純物イオンが留まるように、ｎ型不純物イオンを注入する。ｎ型不純物イオンの注入が完了したら、半導体ウエハ１００をステージ１１０ごとイオン照射装置の外部に搬送する。

次に、ステージ１１０のマスク部材載置面１１４上に、マスク部材を固定する（マスク部材固定工程）。まず、マスク部材について説明する。図６は、マスク部材１２０の縦断面図を示している。マスク部材１２０は、略円盤形状を有しており、その直径は半導体ウエハ１００の直径よりも大きい。マスク部材１２０は、シリコンにより構成されている。なお、マスク部材１２０は、金属等（例えば、チタンやステンレス等）により構成されていてもよい。また、シリコンや金属等の表面にダイヤモンド薄膜コーティングを施したものであってもよい。マスク部材１２０は、マスク部材１２０の中央部に形成されているマスク部１２２と、マスク部１２２の外側の外周部１２４を有している。マスク部材１２０の上面は平面状に形成されている。マスク部材１２０の下面の中央には、凹部１２６が形成されている。このため、マスク部１２２は外周部１２４よりも薄い。凹部１２６の内径は、半導体ウエハ１００の直径よりも大きい。マスク部１２２には、複数の貫通孔１２８が形成されている。各貫通孔１２８は、上述したＩＧＢＴ領域２０に対応する形状に形成されている。また、マスク部１２２の下面には、凸部１３０が形成されている。凸部１３０は、凹部１２６の側面に沿ってリング状に伸びている。凸部１３０のリング形状の直径は、半導体ウエハ１００の直径よりもやや小さい。凸部１３０の下端点から外周部１２４の下面までの距離（マスク部材１２０の厚さ方向の距離）は、研磨工程後の半導体ウエハ１００の厚さと略等しい。外周部１２４の下面には、凹部１３２が形成されている。凹部１３２は、ステージ１１０の凸部１１４ｂに対応する位置に形成されている。凹部１３２の内壁は、その底部に向かって縮径するテーパ面である。凹部１３２は、ステージ１１０の凸部１１４ｂと係合することができる。

マスク部材固定工程では、図７に示すように、マスク部材１２０の外周部１２４の下面が、ステージ１１０のマスク部材載置面１１４と接触するように、マスク部材１２０をステージ１１０上に載置する。このとき、マスク部材１２０の凹部１３２がステージ１１０の凸部１１４ｂと係合するように、マスク部材１２０を載置する。凹部１３２が凸部１１４ｂと係合することによって、マスク部材１２０のステージ１１０上における位置が決められる。したがって、マスク部材１２０をステージ１１０上に高い位置精度で載置することができる。排気ポンプが継続して作動しており、ステージ１１０の排気流路１１６内が減圧されているので、マスク部材１２０は吸着口１１４ａに吸着される。したがって、マスク部材１２０がステージ１１０上に固定される。上述したように、凹部１２６の内径は半導体ウエハ１００の直径よりも大きいので、マスク部材１２０が固定されると、半導体ウエハ１００はマスク部材１２０の凹部１２６内に収容される。このため、半導体ウエハ１００の上方にマスク部材１２０のマスク部１２２が位置する。このとき、半導体ウエハ１００のＩＧＢＴ領域２０（すなわち、コレクタ領域３０を形成すべき領域）の直上に、マスク部１２２の各貫通孔１２８が位置する。上述したように、半導体ウエハ１００はステージ１１０上に高い位置精度で載置されており、マスク部材１２０がステージ１１０上に高い位置精度で載置されているので、半導体ウエハ１００とマスク部材１２０の相対位置の位置精度が高い。このため、ＩＧＢＴ領域２０の直上に正確に貫通孔１２８を位置させることができる。また、マスク部材１２０が固定されると、マスク部１２２の下面の凸部１３０が、半導体ウエハ１００の外周近傍の第２表面１００ｂと当接する。これによって、薄い半導体ウエハ１００の外周近傍部分がステージ１１０から浮き上がることが防止される。

次に、半導体ウエハ１００とマスク部材１２０をステージ１１０ごとイオン照射装置内に搬送する。そして、イオン照射装置によって、マスク部材１２０越しに、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂに対してｐ型の不純物イオンを注入する（イオン注入工程）。このとき、半導体ウエハ１００のＩＧＢＴ領域２０以外の領域は、マスク部１２２に覆われている。したがって、ＩＧＢＴ領域２０以外の領域にはｐ型不純物イオンは注入されない。一方、ＩＧＢＴ領域２０の直上には貫通孔１２８が位置しているので、ｐ型不純物イオンがＩＧＢＴ領域２０に注入される。すなわち、ＩＧＢＴ領域２０にのみｐ型不純物イオンが注入される。ここでは、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂ近傍にｐ型不純物イオンが留まるように、ｐ型不純物イオンを注入する。また、上述した第２表面１００ｂへのｎ型不純物イオンの注入よりも高濃度にｐ型不純物イオンを注入する。

次に、半導体ウエハ１００とマスク部材１２０をステージ１１０ごとイオン照射装置の外部に搬送する。そして、排気ポンプを停止させ、マスク部材１２０と半導体ウエハ１００をステージ１１０から取り外す。次に、半導体ウエハ１００を熱処理する。すると、半導体ウエハ１００の第２表面１００ｂに注入されたｎ型不純物とｐ型不純物が活性化する。これにより、半導体ウエハ１００中にコレクタ領域３０とカソード領域４４が形成される。その後、共通電極１８等のその他必要な構造を形成し、その後に半導体ウエハ１００をダイシングする。これによって、半導体装置１０が完成する。

以上に説明したように、この製造方法では、ステージ１１０上に半導体ウエハ１００とマスク部材１２０を吸着固定して、半導体ウエハ１００にｐ型不純物イオンを注入する。接着剤を用いないで半導体ウエハ１００とマスク部材１２０の相対位置を固定できるので、接着剤の残渣等によるダストの問題が生じない。また、排気ポンプの動作によって吸着状態と吸着解除状態を容易に切り換えることができるので、半導体ウエハ１００とマスク部材１２０を容易に着脱することができる。したがって、多品種の半導体装置を製造する場合でも、工程の切り替え（すなわち、マスク部材１２０の変更）が容易である。また、半導体ウエハ１００にストレスを加えることなく半導体ウエハ１００を着脱することができるので、半導体ウエハ１００の割れを防止することができる。

また、この製造方法では、厚さが厚い状態の半導体ウエハ１００をステージ１１０に載置するので、載置するときに半導体ウエハ１００に撓みが生じない。したがって、高い位置精度で半導体ウエハ１００をステージ１１０上に載置することができる。また、ステージ１１０に吸着固定した状態で半導体ウエハ１００を研磨するので、ステージ１１０に対する高い位置精度を維持したまま半導体ウエハ１００を薄くすることができる。この方法によれば、予め薄く形成されている半導体ウエハをステージ上に載置する場合よりも、ステージ１１０に対して高い位置精度で薄い半導体ウエハ１００を位置決めすることができる。その後の工程でも半導体ウエハ１００を吸着固定した状態が維持されるので、半導体ウエハ１００に対して不純物イオンを注入する範囲を正確に制御することができる。

また、この製造方法では、ステージ１１０に吸着固定した状態で半導体ウエハ１００を研磨し、吸着固定した状態を維持したままその後の工程を実施するので、半導体ウエハ１００が薄くなった後でもステージ１１０により半導体ウエハ１００が支持される。すなわち、ステージ１１０によって薄い半導体ウエハ１００が割れることが防止される。このため、半導体ウエハ１００を補強するための部材を半導体ウエハ１００に貼り付ける必要がない。

また、この製造方法では、凹部１２６を凸部１１４ｂと係合させることで、マスク部材１２０をステージ１１０に対して位置決めする。半導体ウエハ１００がステージ１１０に対して高い位置精度で位置決めされ、マスク部材１２０がステージ１１０に対して高い位置精度で位置決めされるので、半導体ウエハ１００とマスク部材１２０の相対位置を高い位置精度で位置決めすることができる。

なお、上述した実施例では、マスク部材１２０を固定したときに、マスク部材１２０の凸部１３０が半導体ウエハ１００に接触した。しかしながら、凸部１３０を設けずに、マスク部材１２０を固定したときにマスク部材１２０と半導体ウエハ１００が非接触となるようにしてもよい。

また、上述した実施例では、吸着口１１２ａと吸着口１１４ａが同一の排気流路１１６に連通していた。しかしながら、吸着口１１２ａに繋がる排気流路と吸着口１１４ａに繋がる排気流路がそれぞれ独立していてもよい。また、上述した実施例では、吸着口１１２ａ、１１４ａがそれぞれ設けられていたが、ステージ１１０またはその一部を構成する部材を多孔質材料とし、多孔質材料中の微小な孔を吸着口として用いてもよい。

また、上述した実施例では、マスク部材１２０を通して半導体ウエハ１００に不純物イオンを注入したが、その他の荷電粒子を注入してもよい。また、上述した実施例では、マスク部１２２に貫通孔１２８が形成されていたが、マスク部１２２に厚い部分と薄い部分が形成されていてもよい。このような構成でも、薄い部分では荷電粒子が貫通して半導体ウエハ１００に注入され、厚い部分では荷電粒子がその内部で停止して半導体ウエハ１００に注入されないことにより、荷電粒子の注入範囲を選択することができる。また、荷電粒子がマスク部内で停止することなく、全範囲で半導体ウエハに荷電粒子が注入されてもよい。このような構成によれば、荷電粒子が通過しやすい部分（貫通孔または薄い部分）を通過した荷電粒子は半導体ウエハの深い位置に注入され、荷電粒子が通過し難い部分（貫通孔でない部分または厚い部分）を通過した荷電粒子は半導体ウエハの浅い位置に注入される。このような構成によると、範囲を選択して荷電粒子の注入深さを制御することができる。

また、上述した実施例では、ステージ１１０に凸部１１４ｂが形成されており、マスク部材１２０に凸部１１４ｂと係合する凹部１３２が形成されていた。しかしながら、ステージ１１０に凹部が形成されており、マスク部材１２０にその凹部と係合する凸部が形成されていてもよい。また、ステージ１１０とマスク部材１２０の双方に互いに係合可能な凹凸形状が形成されていてもよい。また、上述した実施例では、吸着口１１４ａが凸部１１４ｂの上面に開口していた。しかしながら、吸着口１１４ａと凸部１１４ｂ等の係合部は、別の位置に設けられていてもよい。

また、上述した実施例では、ステージ１１０とマスク部材１２０を互いに係合させてマスク部材１２０を位置決めしたが、その他の方法でステージ１１０に対してマスク部材１２０を位置決めしてもよい。
例えば、図８に示すように、マスク部材１２０の上面にアライメントマーク１４２を設けるとともに、ステージ１１０の上面にアライメントマーク１４４を設ける。アライメントマーク１４２、１４４はそれぞれ複数個設ける。そして、各アライメントマーク１４２、１４４をカメラ等で撮影してこれらの位置を検出し、マスク部材１２０とステージ１１０の相対位置・姿勢を特定する。特定した相対位置・姿勢に基づいてマスク部材１２０の位置を補正することで、マスク部材１２０とステージ１１０の相対位置を高精度に制御することができる。
また、マスク部材１２０の側面に複数のアライメントマークを設けるとともに、ステージ１１０の側面に複数のアライメントマークを設け、これらに基づいてマスク部材１２０とステージ１１０の相対位置を制御してもよい。
また、図９に示すように、マスク部材１２０の外周部に貫通孔１４６を設け、ステージ１１０の対応する位置に貫通孔１４８を設けてもよい。貫通孔１４６、１４８はそれぞれ複数個設ける。この場合、光源１５０（レーザ光源等）と受光部１５２を対向して設け、貫通孔１４６、１４８を通して受光部１５２で光源１５０の光を検出できるようにマスク部材１２０とステージ１１０の相対位置を制御してもよい。また、光を用いるのではなく、貫通孔１４６、１４８にピンを挿通して、物理的にマスク部材１２０とステージ１１０の位置合わせを行ってもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：半導体装置
１２：半導体基板
１２ａ：第１表面
１２ｂ：第２表面
１４：エミッタ電極
１６：アノード電極
１８：共通電極
２０：ＩＧＢＴ領域
２２：エミッタ領域
２４：ボディ領域
２６：ゲート絶縁膜
２８：ゲート電極
３０：コレクタ領域
３２：ドリフト領域
４０：ダイオード領域
４２：アノード領域
４４：カソード領域
１００：半導体ウエハ
１００ａ：第１表面
１００ｂ：第２表面
１１０：ステージ
１１２：ウエハ載置面
１１２ａ：吸着口
１１４：マスク部材載置面
１１４ａ：吸着口
１１４ｂ：凸部
１１６：排気流路
１１８：排気口
１２０：マスク部材
１２２：マスク部
１２４：外周部
１２６：凹部
１２８：貫通孔
１３０：凸部
１３２：凹部
１４２：アライメントマーク
１４４：アライメントマーク
１４６：貫通孔
１４８：貫通孔
１５０：光源
１５２：受光部

Claims

第１吸着口と第２吸着口を有するステージと、
パターンが形成されているマスク部を有するマスク部材、
を使用して半導体装置を製造する製造方法であって、
第１吸着口が塞がれるようにステージ上に半導体ウエハを載置するとともに、第１吸着口により半導体ウエハを吸着固定するウエハ固定工程と、
吸着固定されている半導体ウエハの上方にマスク部が位置し、かつ、第２吸着口が塞がれるようにステージ上にマスク部材を載置するとともに、第２吸着口によりマスク部材を吸着固定するマスク部材固定工程と、
ステージ上に吸着固定されているマスク部材のマスク部を通して、ステージ上に吸着固定されている半導体ウエハに荷電粒子を注入する注入工程と、
ウエハ固定工程後であってマスク部材固定工程前に、半導体ウエハの上面を研磨するウエハ研磨工程、
を有し、
ウエハ固定工程が終了してから注入工程が終了するまで、ステージ上に半導体ウエハが吸着固定された状態が維持されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
マスク部材固定工程では、マスク部材をステージに対して位置合わせしてマスク部材をステージに吸着固定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
ステージのマスク部材と接触する領域には、凹状又は凸状の第１係合部が形成されており、
マスク部材のステージと接触する領域には、第１係合部と係合する凹状又は凸状の第２係合部が形成されており、
マスク部材固定工程では、第１係合部を第２係合部と係合させた状態で、マスク部材をステージに吸着固定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。