KR20040057930A - 마스크, 그 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

휘어짐이나 변형이 생기는 일 없이 고정밀도로 신뢰성이 높은 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 이온 주입 기술에 있어서, 고정밀도의 이온 주입을 행할 수 있는 (스텐실)마스크를 제공한다. 레지스트 패턴의 형성을 필요로 하는 일 없이 고정밀도로 신뢰성이 높은 이온 주입 방법을 제공한다.

마스크 패턴부와, 적어도 하나의 pn 접합부를 구비한 판형상체와, 상기 pn 접합부에 전류 공급을 행하는 전류 공급부를 구비하고, 상기 pn 접합부에 통전함으로써 펠티에 효과를 일으키고, 상기 마스크 패턴부의 온도를 제어할 수 있는 마스크를 제공한다. 또한, 이 마스크를 이용하여 레지스트 패턴을 형성하는 일 없이 신뢰성이 높은 이온 주입 영역을 형성할 수 있게 된다.

Description

마스크, 그 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법{MASK, METHOD FOR PRODUCING THEREOF AND PROCESS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 마스크, 그 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 특히 처리 공정에 있어서 마스크의 온도 상승에 의한 왜곡의 절감에 관한 것이다.

근래 반도체 장치의 미세화, 고집적화는 진행되고 있는 한편, 서브쿼터미크론의 가공을 고정밀도이면서 양호한 재현성으로 행하는 기술이 필요해지고 있다.

예를 들면, 반도체 집적 회로(LSI)를 형성하는 경우, 웰의 형성, 채널부의 형성, 소스ㆍ드레인 영역의 형성, 콘택트 영역의 형성 등 LSI의 형성 공정에 있어서는 수회 내지 10회의 이온 주입 공정을 필요로 한다. 통상은 기판 표면에 레지스트를 도포하여 선택 노광을 행하고, 현상 공정을 거쳐서 포토 리소그래피법에 의하여 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 이용하여 이온 주입을 행함으로써 레지스트 패턴의 개구 영역에 이온 주입이 이루어진다.

예를 들면 도 18(a) 내지 (e)에서 이 이온 주입 공정의 예를 나타낸다. 도 18(a)에 나타낸 바와 같이 실리콘 기판(11) 표면에 LOCOS법에 의하여 소자 분리 절연막(12)을 형성하고, 소자 영역을 분리한 후 기판 표면 전체에 레지스트 R을 도포한다.

이 후, 도 18(b)에 나타낸 바와 같이 포토 마스크를 이용하여 노광을 행하여 감광 영역을 형성하고, 도 18(c)에 나타낸 바와 같이 감광 영역의 레지스트를 현상에 의해 제거하고 레지스트 패턴 R을 형성한다.

그리고, 도 18(d)에 나타낸 바와 같이 레지스트 패턴 R을 이용하여 이온 주입을 행하고, 이온 주입 영역(13)을 형성한다.

마지막으로, 레지스트 패턴 R을 제거하여 열 확산을 행하고, 도 18(e)에 나타낸 바와 같이 원하는 깊이의 이온 주입 영역(13)(확산 영역)을 형성한다.

이처럼, 레지스트 도포, 노광ㆍ현상에 의한 패터닝, 그리고 이온 주입후에 박리할 필요가 있는 경우가 많고, 많은 공정을 필요로 할 뿐더러, 웨트(WET) 공정을 거치기 때문에 기판 표면의 오염도 큰 문제로 되고 있다.

또한, 이와 같은 리소그래피 공정을 거쳐서 패턴 형성을 행하는 경우, 노광용 마스크에 일단 소성된 패턴을 이용하여 노광을 행하기 때문에 전사에 의한 정밀도의 저하도 문제가 된다.

그런데, 반도체 제조 기술 중의 하나인 하전 입자ㆍ전자선 등의 노광장치용으로 스텐실 마스크가 제안되고 있다.

전자선 등을 주사하고, 웨이퍼(반도체 기판)에 미세 패턴을 직접 그려 넣는 직묘 기술은 처리시간이 대단히 길기 때문에, 전자선 등을 패턴대로 주사하는 것을 중지하고, 개구 패턴을 갖는 마스크(스텐실 마스크)를 이용하여, 웨이퍼(반도체 기판)에 전자선 등이 선택적으로 조사되는 구성으로 함으로써 처리시간의 단축화를노리고 있다.

이 마스크 기술을 이온 주입 기술에 응용하면, 이온 주입시 레지스트 마스크를 이용하지 않고 스텐실 마스크를 이용하는 것으로 이온 빔을 웨이퍼(기판)내에 선택적으로 도입할 수 있다. 이에 의해 레지스트 도포ㆍ노광ㆍ현상에 의한 패터닝과, 이온 주입후의 레지스트 박리 등의 공정을 삭감할 수 있는 동시에 웨트 공정을 거치지 않기 때문에, 웨이퍼 표면 오염이 없고 단시간의 패턴 형성 처리가 가능해진다.

그렇지만, 이 경우 이온이 마스크에 직접 조사되기 때문에 마스크 온도가 크게 상승하고, 마스터 구성재가 크게 팽창하여 휘어짐이나 왜곡 등을 일으키고, 패턴 정밀도가 저하되는 문제가 있다.

도 20(a) 및 (b)에서, 상온시와 고온시의 스텐실 마스크 M의 변위를 모식적으로 나타낸다. 고온시에는 변위 d(마스크의 휨)가 커지고, 패턴의 개구 위치ㆍ개구정밀도의 어긋남은 극히 큰 것으로 되는 것을 알 수 있다.

예를 들면 도 19에 나타낸 바와 같이 30mm²두께 1Oum의 멤브레인부의 중앙에 열전대 K를 배치한 스텐실 마스크 M을 통하여 웨이퍼(반도체 기판) 표면에 이온 주입을 행하고, 스텐실 마스크의 온도 상승 및 멤브레인부의 변위(휨)를 측정한 결과를 도 21, 22에 나타낸다.

이 때의 이온 주입 조건은 브롬을 에너지 90keV, 도즈량 2E13ions/cm²로 하고, 빔 파워를 변화시켜서 주입을 실시하였다.

도 21, 22에 명백히 도시된 바와 같이, 빔의 주입에 의하여 스텐실 마스크의 온도가 크게 상승하고, 변위가 발생하고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 종래의 기술에서 스텐실 마스크는 고정밀도의 패턴 형성을 할 수 없는 문제가 있었다.

이 문제는 이온 주입, 이온 빔 에칭 등 이온이 관여하는 기술 뿐만 아니라, 하전 입자ㆍ전자선 등의 노광 공정이나 에칭 공정이나 성막 공정에 있어서도 동일하며, 패턴의 미세화에 수반하여 근소하는 온도 변화도 큰 문제로 되는 것을 알 수 있다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 휘어짐이나 변형이 생기는 일 없이 고정밀도로 신뢰성이 높은 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 이온 주입 기술에 있어서, 고정밀도의 이온 주입을 행할 수 있는 (스텐실)마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 고정밀도 패턴을 형성할 수 있는 반도체 처리 공정용 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이, 제조가 용이하고 신뢰성이 높은 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 레지스트 패턴의 형성을 필요로 하는 일 없이 고정밀도로 신뢰성이 높은 이온 주입 방법 및 이온 주입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 레지스트 패턴의 형성을 필요로 하는 일 없이 고정밀도로 신뢰성이 높은 에칭 방법 또는 성막 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그래서 본 발명의 마스크는 마스크 패턴부와, pn 접합부를 구비한 판형상체와 상기 pn 접합부에 전류 공급을 행하는 전류 공급부를 구비하고, 상기 pn 접합부에 통전함으로써 펠티에 효과를 발생하고, 상기 마스크 패턴부의 온도를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 pn 접합부에 전류를 흘려서 펠티에 효과를 발생시킴으로써, 마스크 자체의 온도를 제어하도록 한 것이다. 즉, pn 접합부에 대하여, n형 영역으로부터 p형 영역으로 향하는 방향으로 전류를 흘리면, 전자는 접합면(측의 전극)으로부터 n형 영역으로 이동하고, n형 영역을 통과하기 위한 에너지를 접합면측의 전극으로부터 흡수하여 통과하고, n형 영역의 다른 단측의 전극(통전 전극)에 이 에너지를 방출하여 통과한다. 한편 정공은 접합면(측의 전극)으로부터 p형 영역으로 이동하고, p형 영역을 통과하기 위한 에너지를 접합면측의 전극으로부터 흡수하여 통과하고, p형 영역의 다른 단측의 전극(통전 전극)에 이 에너지를 방출하여 통과한다. 그 결과, 접합면측에서 에너지가 부족하고, 온도가 내려간다. 따라서, pn 접합에 주는 전류의 방향 또는 전류량을 제어함으로써 열의 수송을 조정하고, 마스크의 온도를 원하는 온도로 조정할 수 있게 된다. 이는 전기적인 제어에 의하여 용이하게 제어 가능하기 때문에, 고정밀도의 온도 조정이 가능해지고, 마스크 위의 패턴의 어긋남을 막고, 고정밀도의 패턴 형성을 실현할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 특히 이온 주입용의 마스크 등의 이온의 충돌에 의한 온도 상승이 생기기 쉬운 용도로 사용되는 마스크에 대하여, 마스크 패턴부가 펠티에 효과에 의하여 냉각 가능면으로 되도록 구성되어 있으면, 휘어짐이나 일그러짐을방지하고 신뢰성이 높은 패턴 형성을 행할 수 있게 되어 특히 유효하다.

특히 이 판형상체는 마스크 패턴부를 갖는 막두께가 얇은 멤브레인부와, 상기 멤브레인부의 주연에 형성된 프레임 형상의 지지부를 구비하도록 하면, 취급이 용이하다. 또 CM0S 디바이스의 형성의 경우 p웰과 n웰을 형성할 필요가 있으나, 2 회의 레지스트 패턴의 형성 공정이 필요해진다. 즉, 종래의 방법에서는 한쪽의 도전형의 불순물 이온을 주입하기 위한 레지스트 도포ㆍ패터닝 공정을 거쳐서 이온 주입을 행한 후 레지스트를 제거한다. 그리고, 이 후 다시 도전형의 불순물 이온을 주입하기 위한 레지스트 도포ㆍ패터닝 공정을 거쳐서 이온 주입을 행하여 레지스트를 제거한다. 이 때문에, 웨이퍼를 여러 번 웨트 프로세스를 통과시킬 필요가 있을 뿐더러, 챔버로부터의 출납시에도 오염의 원인이 다수 존재한다.

그렇지만 본 발명의 마스크를 이용하도록 하면, 이 지지부를 잡고 이온 주입 장치등의 처리 장치내에서 마스크의 착탈이 자유롭다. 따라서, 양호한 작업성으로 마스크를 교환하여 순차적으로 수회 이온 주입이 가능해지고, 대폭적인 작업성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 바람직하게는 멤브레인부와 지지부는 한 장의 반도체 기판으로 구성하면 열전도에 의하여 온도 제어가 용이해지고, 열에 의한 일그러짐의 발생도 억제할 수 있다.

또한, 상기 멤브레인부는 실리콘 기판으로 구성하면, 통상의 반도체 프로세스로 용이하게 양호한 정밀도로 pn 접합을 형성할 수 있게 된다. 또, 반도체 프로세스에서 마스크로 사용할 때에도 피처리물과 동일한 원소이기 때문에 이온 주입장치등의 처리 장치내의 오염 원인으로 되지 않는다.

또한, pn 접합부는 상기 판형상체의 표면에 서로 평행이 되도록 형성된 스트라이프 형상의 p형 불순물 영역과 n형 불순물 영역으로 구성하고, pn 접합부를 멤브레인부의 표면과 수직의 면상에 형성되어 있도록 하면, 미세 가공을 시행함으로써 접합 주위 길이를 길게 할 수 있고, 온도 제어 효율이 높은 마스크를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, pn 접합부를 도 11에 나타낸 바와 같이 상기 판형상체의 표면에 비교적 깊게 형성된 웰 영역내에 빗살 형상의 비교적 얕은 확산 패턴으로 구성하면, pn 접합부의 면적을 최대한으로 크게 할 수 있고, 효율적으로 온도 제어를 행할 수 있게 된다.

또한, pn 접합부를 판형상체의 표면으로부터 소정의 깊이 위치에서 표면에 평행하게 형성한 경우는 pn 접합이 표면에 대하여 균일한 밀도로 존재하기 때문에, 면 방향의 온도 분포를 균일하게 할 수 있게 되는 동시에, 심부에 pn 접합이 형성되기 때문에 멤브레인 표면 부근의 이온 빔 불순물의 잔류에 의한 pn 접합 특성에의 영향을 받기 어렵고, 온도 제어 특성이 안정된 신뢰성이 높은 마스크를 제공할 수 있게 된다.

바람직하게는, 마스크를 구성하는 실리콘 기판상에 pn 접합부로 이루어지는 온도 검출부를 형성하면, 고정밀도로 온도 검출을 행할 수 있고, 효율적으로 고정밀도의 온도 제어를 행할 수 있게 된다.

또한, 온도 검출부의 pn 접합부를 상기 멤브레인부의 pn 접합부를 구성하는확산층과 동일 공정으로 형성된 불순물 영역에서 구성하면, 보다 용이하게 고정밀도의 온도 검출을 행할 수 있다. 그리고, 효율적으로 온도 제어를 행할 수 있기 때문에 휘어짐이나 일그러짐이 없는 고정밀도의 마스크를 형성할 수 있게 된다.

바람직하게는 온도 검출부를 멤브레인부보다 두께가 커지도록 형성된 지지부(대들보나 틀)표면에 형성하면, 강도적으로 안정된 마스크를 제공할 수 있게 된다.

또한, pn 접합부는 마스크 패턴부에 형성되도록 하면, 처리 공정중에 실제로 온도 변화가 생기기 쉬운 영역인 마스크 패턴 형성부의 온도를 고정밀도로 검출할 수 있기 때문에, 보다 고정밀도의 온도 제어가 가능해지고 어긋남이나 변형이 없는 마스크를 제공할 수 있다.

또한, pn 접합부는 상기 멤브레인부의 개구부를 제외한 영역에 형성되고, 상기 프레임 형상의 지지부와 거의 동일한 두께를 갖는 부분 지지부(대들보)에 형성되도록 하면, 지지부를 겸하여 온도 제어부가 형성되고 강성과 신뢰성이 높은 마스크를 구성할 수 있게 된다.

또한 이 pn 접합부는 상기부분 지지부(대들보)안에 상기 멤브레인부의 심부에 표면과 평행한 면에 형성되도록 하면, 멤브레인 표면 부근의 이온 빔 불순물의 잔류에 의한 pn 접합 특성에의 영향을 받기 어려운, 보다 긴 수명의 마스크를 제공할 수 있게 된다.

그리고, pn 접합부는 상기부분 지지부(대들보)안에 상기 멤브레인부의 표면과 수직의 면상에 형성되도록 하면, 미세 가공을 실시함으로써 접합 주위 길이를길게 할 수 있고 냉각 효율이 높은 마스크를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 상기 멤브레인부는 실리콘 카바이드 기판에서 구성하면, 비교적 정밀도가 높지 않는 전류 제어나 온도 제어라도 변형이 적은 마스크로 할 수 있기 때문에 보다 간단한 구성의 신뢰성이 높은 마스크로 할 수 있다.

그리고, 상기 멤브레인부는 다이아몬드 기판에서 구성하면, 딱딱하게 스패터 되기 어렵고, 안정적이기 때문에 오염 원인으로 되는 어렵다고 하는 특징이 있다.

또한, 열전도성이 양호할 뿐더러, 전기적으로는 절연성을 유지할 수 있기 때문에 마스크 설계에 자유도가 크다.

또한, 본 발명의 마스크의 제조 방법에서는 반도체 기판 표면에 불순물 이온을 주입하고 적어도 하나의 pn 접합부를 형성하는 공정과, 상기 반도체 기판 표면에 패턴부를 형성하는 공정과, 상기 pn 접합부에 통전함으로써 펠티에 효과를 발생할 수 있도록 전류 공급을 행하는 전류 공급부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 이 마스크의 패턴부는 개구부의 집합체로 구성되나, 사용 조건에 의해서는 빛 또는 이온의 투과 영역과 비투과 영역으로 구성되어 있으면 되고, 반드시 구멍이 아니라도 된다.

이러한 방법에 의하면, 통상의 박막 프로세스로 용이하게 마스크를 형성할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 상기 마스크를 피처리 기판 표면에 위치 맞춤하여 장착하는 공정과, 상기 마스크를 이용하여 상기 피처리 기판에 대해 물리적 또는 화학적 처리를 선택적으로 실시하는 처리 공정을 포함하는 것을특징으로 한다.

이러한 방법에 의하면, 포토 리소그래피 공정을 거치지 않고 펠티에 효과를 이용한 마스크를 통해 마스크 표면의 온도 제어를 행하면서, 원하는 패턴을 고정밀도로 형성할 수 있다. 여기서, 처리는 성막, 에칭, 개질(감광 또는 주입 등)의 처리를 나타내며, 물리적 처리에는 노광등의 광학적 처리, 스패터링 등, 화학적 처리에는 CVD 등의 성막 처리 또는 RIE 등의 에칭 처리 등이 있다.

또한, 이 처리 공정에서는 이 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 선택적으로 이온 주입을 행하도록 하면, 펠티에 효과를 이용하여 마스크 온도의 상승을 막고 휘어짐도 비뚤어짐도 없는 상태에서 이온 주입을 행할 수 있게 된다.

추가로, 이 처리 공정이 원하는 개구부 패턴이 형성된 제1 마스크를 상기 피처리 기판 표면에 장착하고, 상기 제1 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 제1 불순물 이온을 주입하는 공정과, 제1 마스크에 대신하여 제2 마스크를 상기 제1 불순물 이온이 주입된 피처리 기판 표면에 장착하고, 상기 제2 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 제2 불순물 이온을 주입하는 공정을 포함하도록 하면, CM0S 공정에 있어서 이온 주입이 극히 간략화되고, 고정밀도로 신뢰성이 높은 불순물 영역을 양호한 작업성으로 형성할 수 있게 된다.

바람직하게는, 상기 처리 공정은 상기 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 형성된 레지스트를 선택적으로 노광하는 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 전자 빔(EB)노광 등의 노광용 마스크로 하여 이용하는 것으로 이 구성에서는 항상 마스크가 일정 온도로 유지되므로 열에 의한 비뚤어짐도 없기 때문에 고정밀도의 마스크 패턴을 유지할 수 있다. 따라서 빔 주사에 의하여 그리고 있던 노광 공정이 마스크를 통한 전면 노광에 의하여 달성할 수 있기 때문에, 극히 작업성이 좋고 단시간에 노광 가능할 뿐더러 재현성 및 제어성이 높은 것으로 된다.

바람직하게는, 이 처리 공정에서 상기 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면을 선택적으로 에칭 하는 공정을 포함하도록 하면, 포토 리소그래피 공정을 거치는 일 없이 에칭이 가능해진다. 특히 기상 에칭의 경우에는 웨트 공정이 불필요해지기 때문에, 오염을 방지하고 신뢰성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

바람직하게는, 처리 공정은 상기 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 선택적으로 박막을 형성하는 성막 공정을 포함하도록 하면, 포토 리소그래피 공정도 패턴 에칭 공정도 불필요하고, 신뢰성이 높은 패턴 형성을 행할 수 있게 된다.

본 발명의 반도체 제조 장치에 의하면, 상기 마스크와, 상기 마스크를 피처리 기판 표면에 위치 맞춤하여 장착하는 위치 맞춤 수단과, 상기 마스크를 이용하여 상기 피처리 기판 표면에 불순물 이온을 주입하는 이온 주입 수단과, 상기 마스크의 온도가 일정하게 되도록 상기 pn 접합부에의 통전을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 장치에 의하면, 고정밀도로 신뢰성이 높은 이온 주입 영역의 형성이 극히 양호한 작업성으로 실현할 수 있게 된다.

또한, 온도 제어를 행하면서 처리를 행하는 경우, 미리 어느 정도의 온도 상승이 생기는가를 측정하도록 하면 원하는 온도차를 발생시킬 수 있을 정도의 전류 공급을 행하면 되고, 양호한 작업성으로 온도 제어를 행하여 일정 온도에서의 제어를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에서 사용되는 마스크를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서 사용되는 마스크를 나타내는 도면.

도 3은 동일 마스크의 설명도.

도 4는 동일 마스크의 단면도.

도 5는 동일 마스크의 제조 공정도.

도 6은 동일 마스크를 이용한 이온 주입 장치를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 제1 실시형태의 이온 주입 방법을 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 제1 실시형태의 이온 주입 방법을 나타내는 도면.

도 9는 본 발명의 제1 실시형태의 이온 주입 방법을 이용한 경우의 도즈양과 마스크의 변위와의 관계를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명의 제2 실시형태의 마스크를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명의 제3 실시형태의 마스크를 나타내는 도면.

도 12는 본 발명의 제4 실시형태의 마스크를 나타내는 도면.

도 13은 본 발명의 제4 실시형태의 마스크의 제조 공정을 나타내는 도면.

도 14는 본 발명의 제5 실시형태의 마스크를 나타내는 도면.

도 15는 본 발명의 제6 실시형태의 마스크를 나타내는 도면.

도 16은 본 발명의 제7 실시형태의 마스크를 나타내는 도면.

도 17은 본 발명의 제8 실시형태의 마스크를 나타내는 도면.

도 18은 종래 예의 이온 주입 방법을 나타내는 도면.

도 19는 종래 예의 이온 주입 공정에 있어서 스텐실 마스크의 변형을 나타내는 도면.

도 20은 동일 스텐실 마스크의 변형에 있어서 마스크 패턴의 어긋남을 나타내는 설명도.

도 21은 멤브레인부 온도와 빔 파워와의 관계를 나타내는 도면.

도 22는 마스크의 휨량과 빔 파워와의 관계를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 실리콘 기판 2 : 산화 실리콘 막

3 : 논 도프 실리콘 층 4 : n형 불순물 영역

5 : p형 불순물 영역 6 : 알루미늄 배선

6N, 6P : 콘택트 6C : 펠티에용 메탈

7 : 콘택트 영역 10 : 피처리 기판

R : 레지스트 100 : 마스크

10Op : 마스크 패턴부 1OOm : 멤브레인부

1OOn : 형상 지지부 10Oc : 온도 측정부

10OS : 지지부 101 : 패드

500 : 위치 맞춤용 광원 600 : CCD 카메라

700 : 통전 제어부 800 : 마스크 지지부

다음에 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

(제1 실시형태)

먼저, 도 1 및 도 2(도 1은 사시도, 도 2는 이면으로부터의 사시도임)에 나타낸 바와 같이, 제1 실시형태의 불순물 주입용 마스크(100)는 SOI 기판에서 구성되어 있고, 중앙에 구멍 h에 의하여 패턴을 형성한 마스크 패턴부(100p)를 구비하는 멤브레인부(1OOm)와, 그 주위에 형성된 프레임 형상의 지지부(100n)를 구비하여 이루어지는 것이다. 이 멤브레인부가 거의 전면에 걸쳐 도 3에 개념도를 나타낸 바와 같이 pn 접합부를 가진 펠티에 소자를 구성하고, 이 pn 접합부에 전류 공급을 행함으로써 pn 접합부에 전류가 흘러서 펠티에 효과를 발생시키고, 이 멤브레인부의 온도를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이 pn 접합부에의 전류 공급은 도 2에 마스크의 이면측으로부터 본 사시도를 나타낸 바와 같이 마스크 이면에 형성된 패드(101)를 이용하여 이루어진다. 또한 이 프레임 형상의 지지부(100n)의 외측 또는 상측에 열적으로 접촉하도록 수냉 기구를 설치하도록 하여 고온측을 방열한다.

이 불순물 주입용 마스크는 도 4에 주요부분의 단면도에 나타낸 바와 같이, 실리콘 기판(1) 표면에 산화 실리콘막(2)을 이용하여 형성된 논 도프 실리콘층(3) 표면에 스트라이프 형상을 이루도록 n형 불순물 영역(4)과 p형 불순물 영역(5)을 교대로 형성하고, 기판 표면으로부터 소정의 깊이까지 기판 표면에 따라 평행한 pn 접합부를 형성하여 이루어지는 것이다. 6P, 6N은 알루미늄 층으로 이루어지는 콘택트 패턴이다. 또 n형 불순물 영역(4)과 p형 불순물 영역(5)에 걸치도록 n형 불순물 영역(4)과 p형 불순물 영역(5)의 양쪽에 오믹(ohmic) 접촉을 취하기 위한 금속층으로 이루어지는 펠티에용 패턴(6C)이 형성되고 있다.

또한, 이 펠티에용 메탈(6C)은 없어도 pn 접합을 브레이크 다운 시킬 수 있는 전압역에서 사용하면 펠티에 동작이 가능하다. pn 접합은 1E15 정도로 7V 정도, 1E16 정도로 1V 정도라도 브레이크 다운하므로, pn 접합의 항복 전압에 의하여 펠티에 소자로서의 사용 전압역을 결정하면 된다.

다음에 이 불순물 주입용 마스크의 제조 방법에 대하여 도 5(a) 내지 (e)를 참조하면서 설명한다.

먼저, 직접 접합법에 의하여 실리콘 기판(1) 표면에 형성된 산화 실리콘막(2)을 통하여 언-도프(un-doped)의 실리콘 기판을 접합하고, 원하는 두께로 연마함으로써 논 도프 실리콘층(3)을 형성한다(SOI 기판의 형성).

이 SOI 기판을 출발 재료로 하여, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 포토 리소그래피법을 이용하여 제1 레지스트 패턴 R1을 형성하고, 이 제1 레지스트 패턴 R1을마스크로 하여 n형의 불순물 이온을 주입하고, n형 불순물 영역(4)을 형성한다.

계속하여, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이 이 레지스트 패턴 R1을 박리 제거하고, 다시 포토 리소그래피법을 이용하여 제2 레지스트 패턴 R2를 형성하고, 이 제2 레지스트 패턴 R2를 마스크로 하여 p형 불순물 이온을 주입하고, p형 불순물 영역(5)을 형성한다.

그리고, 이 레지스트 패턴 R2를 박리 제거하고, 1000℃, 30초 정도의 RTA 등의 활성화를 행한 후, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이 다시 포토 리소그래피법을 이용하여 마스크 패턴 형성용의 제3 레지스트 패턴 R3을 형성한다.

이 후, 이 제3 레지스트 패턴 R3을 마스크로 하여, 산화 실리콘막(2)을 에칭 스토퍼로 하여 RIE에 의해 에칭을 행하고 홀 h를 형성한다.

그리고 이 제3 레지스트 패턴 R3을 에칭 제거하고, 스퍼터링법이나 CVD법에 의해 알루미늄 등의 메탈층(6)을 형성한다. 이 메탈층의 막 두께는 사용 전류에 의하여 결정되나, 두꺼울수록 정도 방열 효과가 좋고 배선의 신뢰성도 높아진다. 그리고 다시 도 5(d)에 나타낸 바와 같이 포토 리소그래피법을 이용하여 메탈층(6) 패터닝용의 제4 레지스트 패턴 R4를 형성한다.

그리고, RIE등의 에칭에 의하여 메탈층(6)을 패터닝한다. 마지막으로, 이면에 레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 이것을 마스크로 하여 에칭을 행하고, 멤브레인(박막)부를 형성한다. 이 에칭 공정에서도 산화 실리콘막(2)을 에칭 스토퍼로서 이용함으로써, 오버 에칭을 막고 양호한 제어성으로 고정밀도로 패턴을 형성할 수 있다.

이와 같이 하여 불순물 주입용 마스크(100)가 형성된다.

다음에 이 불순물 주입용 마스크(100)를 이용한 이온 주입 방법에 대하여 설명한다.

이 불순물 주입용 마스크(100)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같은 이온 주입장치에 장착되어서 이온 주입시의 마스크로서 사용된다. 도 6은 사시도, 도 7은 주요부분 단면도이다.

이 이온 주입 장치는 이 불순물 주입용 마스크(100)와, 이 이온 주입용 마스크(100)에 피처리 기판(300)의 위치 맞춤을 행하는 XYθ스테이지를 갖는 기판 지지대(200)와 이온원(400)을 구비하고, 이온원(400)으로부터 이 불순물 주입용 마스크(100)를 통하여, 피처리 기판(300)에 이온 주입을 행하는 것이다. 마스크 얼라인먼트는 이 위치 맞춤용 광원(500) 및 CCD 카메라(600)에 의하여 이루어진다. 이 불순물 주입용 마스크(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이 멤브레인부에 펠티에 소자를 형성하는 동시에, 통전 제어부(700)에 의하여 멤브레인부가 원하는 온도를 유지할 수 있도록 이 펠티에 소자에의 통전량을 조정하고 있다. 800은 마스크 지지부이다.

위치 맞춤에 대해서는 얼라인먼트용 광학계(500)를 이용하여 불순물 주입용 마스크의 주연부에 형성된 개구 A를 통하여 피처리 기판(10)에 형성된 얼라인먼트 마크에 대하여 위치 맞춤을 행할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이온원(400)은 고 에너지용 ECR 이온원과 고전류용 버나스 이온원 등, 다른 2개 이상의 이온원을 착탈 자유롭게 장착하여 형성하도록 하면, 용이하게 원하는 이온 주입을 실현할 수 있게된다.

이 이온 주입 장치를 이용하여 도 8에 나타낸 바와 같이 소자 분리용 절연막(12)이 형성된 실리콘 기판(11)에 이온 주입을 행하여 불순물 영역(13)을 형성한다.

상기 방법에 의하면 도 18(a) 내지 (e)에 도시된 종래 예의 방법과의 비교에 의해 명백해진 바와 같이, 이온 주입 공정전에 필요했던 레지스트 패턴의 형성도, 이온 주입 공정의 후에 필요했던 박리도 필요하지 않고, 대폭적인 공정의 간략화를 도모할 수 있다. 또, 극히 클린한 환경에서 효율적으로 이온 주입을 행할 수 있다.

또한, 이 방법에 의하면 p형 불순물 이온을 주입하여 p웰을 형성한 후, 마스크를 교환하고, n형 불순물 이온을 주입하여 n웰을 형성하는 공정을 레지스트 패턴의 형성 없이 행할 수 있기 때문에, 이 이온 주입 장치로부터 피처리 기판을 인출하는 일 없이 마스크의 교체만으로 효율 좋게 순차적으로 다른 도전형의 이온을 주입할 수 있게 된다.

이와 같이 하여 이온 주입을 행할 때의 도즈량과 마스크 표면의 온도와의 관계를 도 9에 나타낸다. 이 도면에 명백히 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이온 주입 중, 마스크 표면에 형성한 펠티에 소자에 의하여 마스크 표면을 냉각하고 있기 때문에 온도 상승도 없이 마스크를 유지할 수 있다. 따라서, 점 A에 나타낸 바와 같이 마스크의 휘어짐도 비뚤어짐도 없이 고정밀도로 패턴 제어가 이루어진 이온 주입 패턴을 형성할 수 있다.

이에 대하여, 펠티에 소자를 구동하는 일 없이 동일 조건으로 이온 주입을 행한 경우, 도 9에 선 B로 나타낸 바와 같이 마스크와 웨이퍼의 거리가 상승하고 있다. 이 때문에 마스크에 휘어짐이 생기고, 패턴 오차가 생기고 있음을 알 수 있다.

(제2 실시형태)

다음에, 제2 실시형태에 대하여 설명한다.

이 예에서는 이온 주입용의 마스크의 기판 표면에 형성한 온도 센서에 의해 마스크 표면의 온도를 측정하면서, 이온 주입용 마스크의 표면 온도를 일정하게 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.

이 이온 주입용 마스크는 도 10에 나타낸 바와 같이, 펠티에 소자(100PE)를 구성하는 p형 불순물 영역(5) 및 n형 불순물 영역(4)과 동일 공정으로 형성한 pn 접합을 이용한 온도 센서(100c)이고, 이 센서에 흐르는 전류와 양단간의 전위차 를 측정함으로써 온도차를 측정하도록 하는 것이다. 반도체의 pn 접합에 순방향으로 정전류를 흘렸을 때의 양단간의 전위차의 온도 의존성은 반도체 기판의 물성에 의하여 거의 결정되고, 실리콘의 경우 약 -2mV/℃이다. 온도 센서에 정전류를 흘리고 그 양단의 전위차를 측정함으로써 온도 변화를 용이하게 모니터할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 동일 기판상에 온도 제어용의 펠티에 소자 100PE를 구성하는 pn 접합부와, 동일 공정으로 형성한 센서부(100C)에서 마스크 표면의 온도를 측정하기 때문에 고정밀도의 온도 제어가 가능해지고, 패턴 오차가 없는 포토 마스크를 얻을 수 있게 된다.

(제3 실시형태)

다음에, 제3 실시형태에 대하여 설명한다.

이 예에서는 이온 주입용 마스크의 pn 접합부를 크게 한 패턴의 예에 대하여 설명한다. 도 11에 나타낸 바와 같이 비교적 깊게 형성된 웰 영역(35)내에 빗살 형상의 비교적 얕은 확산 패턴(34)을 형성한 것으로, 이에 의해 pn 접합면의 면적은 상기 제1 실시형태에서 설명한 예에 비해 대폭적으로 증대할 수 있다.

여기서, 36P는 웰 측 콘택트, 36N은 빗살측 콘택트이다.

이 예에서는 pn 접합부의 면적을 최대한으로 크게 할 수 있기 때문에 효율적으로 온도 제어를 행할 수 있게 된다.

(제4 실시형태)

다음에, 제4 실시형태에 대하여 설명한다.

이 예에서는 도 12에 나타낸 바와 같이 이온 주입용 마스크의 pn 접합부를 깊이 방향으로 형성한 것이다.

이 구성에서는 기판 표면으로부터 소정의 깊이에 n형 불순물 영역(4)을 형성하는 동시에, 다시 그 하층에 pn 접합면을 형성하도록 p형 불순물 영역(5)을 형성하고, 단자(16a, 16b)에 의하여 전류를 흐르게 하여 접합면을 냉각하도록 구성한 것이다.

이 때 p형 영역과 n형 영역의 관계는 영역(4)이 p형 영역(5)이 n 형이라도 무방하다.

이로 인해, 패턴 형성면상에서 pn 접합을 균일하게 형성할 수 있고, 면내에서의 온도의 편차를 경감할 수 있다.

다음에 이 이온 주입용 마스크의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 13(a) 내지 (b)는 이 제조 공정을 나타내는 도면이다.

먼저, 상기 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 직접 접합법 등에 의해 실리콘 기판(1) 표면에 형성된 산화 실리콘막(2)을 통하여 논 도프 실리콘 기판을 접합하고, 원하는 두께로 연마함으로써 언-도프(un-doped) 실리콘층(3)을 형성한다(SOI 기판의 형성).

이 SOI 기판을 출발 재료로 하고, 도 13(a)에 나타낸 바와 같이 언-도프 실리콘층(3)의 소정의 깊이에 pn 접합면을 형성하도록 먼저 레지스트 패턴(미도시)을 마스크로 하여 p형의 불순물 이온을 주입하고, p형 불순물 영역(5)을 형성한다. 다음에 다른 레지스트 패턴(미도시)을 마스크로 하여 n형의 불순물 이온을 주입하고, n형 불순물 영역(4)을 형성한다.

그리고, 이 레지스트 패턴 R을 박리 제거하고, 1000℃, 30초 정도의 RTA 등의 활성화를 행한 후, 계속해서 도 13(b)에 나타낸 바와 같이 다시 콘택트 형성용의 레지스트 패턴 R을 형성하고, RIE로 콘택트 홀을 형성하여 알루미늄 등의 금속 전극을 콘택트 홀 안에 충전함으로써 콘택트층(7)이 형성된다.

또한, 콘택트 층에 대신하여 고농도 불순물 영역에서 구성해도 된다. 이 경우는 각각 p형 불순물 영역 및 n형 불순물 영역에 콘택트하도록 순차적으로 p측의 콘택트층(7) 및 n 측에 콘택트층(7)을 형성한다.

그 후, 새롭게 마스크 패턴 형성용의 레지스트 패턴을 형성하고, 산화 실리콘막(2)을 에칭 스토퍼로 하여 RIE에 의해 에칭을 행하고 홀 h를 형성한다.

그리고 콘택트층(7)에 알루미늄층 등의 배선층을 형성하고, 단자(16a, 16b)를 형성한다. 마지막으로, 도 12에 나타낸 바와 같이 이면에 레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 이것을 마스크로 하여 에칭을 행하고 멤브레인부를 구성하는 얇은 영역을 형성한다. 이 에칭 공정에서도 산화 실리콘막(2)을 에칭 스토퍼로 하여 이용함으로써 오버 에칭을 막고, 양호한 제어성으로 고정밀도로 패턴을 형성할 수 있다. 이 때 p형 영역과 n형 영역의 관계는 반대라도 무방하다.

이같이 하여 불순물 주입용 마스크가 형성된다.

(제5 실시형태)

다음에, 제5 실시형태에 대하여 설명한다.

상기 실시형태에서는 멤브레인부(1OOm)를 구성하는 면에 pn 접합을 형성하여 냉각을 행하도록 하였으나, 이 예에서는 도 14에 나타낸 바와 같이 이온 주입용 마스크의 멤브레인부에 부분 지지부(1OOS)를 남기고, 이 지지부에 pn 접합부를 형성하여 냉각을 행하도록 한 것이다.

제조에 있어서는 실리콘 기판의 이면측에 이온 주입에 의하여 p형 불순물 영역 및 n형 불순물 영역을 형성해 두도록 하고, 멤브레인부 형성을 위한 에칭 공정에 있어서 프레임 형상의 지지부와 함께 이부분 지지부를 남기는 것과 같은 레지스트 패턴을 형성하고 에칭을 행함으로써 형성된다.

이 pn 접합부는 부분 지지부내의 심부에 상기 멤브레인부의 표면과 평행한 면에 형성되어 있도록 하면, 멤브레인 표면 부근의 이온 빔 불순물의 잔류에 의한pn 접합 특성에의 영향을 받기 어려운, 보다 긴 수명의 신뢰성이 높은 스텐실 마스크를 제공할 수 있게 된다.

(제6 실시형태)

다음에, 제6 실시형태에 대하여 설명한다.

상기 제5 실시형태에서는 지지부(100S)에서 면에 평행한 pn 접합면을 형성하였으나, 이 예에서는 도 15에 나타낸 바와 같이 지지부(100S)에 면에 수직인 pn 접합면을 형성한 것이다.

타부에 대해서는 상기 제5 실시형태와 동일하다.

이 예에서는 pn 접합부는 부분 지지부내에 멤브레인부의 표면과 수직인 면상에 형성되어 있기 때문에, 미세 가공을 함으로써 접합 주위 길이를 보다 길게 할 수 있고, 냉각 효율이 높은 마스크를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

(제7 실시형태)

다음에, 제7 실시형태에 대하여 설명한다.

또한, 복수의 패턴 영역에서 구성하는 마스크의 경우에도 적용 가능하다. 도 16에 나타낸 바와 같이 패턴에 의해서는 다수의 패턴 영역으로 분할하고, 지지부(100S)에 의해 지지된 복수의 멤브레인부 1OOm을 격자 형상으로 형성해도 된다. 1OOn은 프레임 형상의 지지부이다. 이 경우는 웨이퍼의 다이싱 영역이 이 지지부에 상당하도록 형성하면, 프로세스에의 영향은 없고, 수율은 좋은 웨이퍼 처리가 가능해진다.

(제8 실시형태)

다음에, 제8 실시형태에 대하여 설명한다.

또한, 패턴에 의해서는 형성할 수 없도록 된 형상이나, 이 경우는 도 17(a) 내지 (c)에 나타낸 바와 같이 분할 형상을 이루도록 해도 무방하다.

따라서 이와 같이 하여 형성된 스텐실 마스크를 이용하여, 포토 리소그래피 공정을 거치는 일 없이 양호한 작업성으로 연속적으로 고정밀도의 불순물 프로파일을 얻을 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고정밀도로 신뢰성이 높은 마스크를 형성할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 통상의 실리콘 등을 이용한 반도체 프로세스에 의하여 용이하게 고정밀도의 마스크를 형성할 수 있게 된다.

본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에 의하면, 레지스트 패턴의 형성 공정이나, 패턴 노광 공정, 레지스트 패턴의 박리 공정을 거치는 일 없이 이온 주입 영역등의 형성을 용이하게 행할 수 있게 된다.

또한, 다른 도전형의 이온을 주입하는 경우에도, 동일 챔버 안에서 진공을 파괴하는 일 없이 연속적으로 주입할 수 있고, 작업성이 극히 양호한 동시에, 오염의 우려도 없고, 신뢰성이 높은 반도체 장치의 제공이 가능하게 된다.

Claims (26)

1. 마스크 패턴부와, pn 접합부를 구비한 판형상체와,

   상기 pn 접합부에 전류 공급을 행하는 전류 공급부를 구비하고,

   상기 pn 접합부에 통전함으로써, 펠티에 효과를 발생하고, 상기 마스크 패턴부의 온도를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 마스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마스크 패턴부는 개구부를 통하여 이온이 통과하도록 구성된 이온 주입용의 스텐실 마스크인 것을 특징으로 하는 마스크.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 마스크 패턴부는 상기 펠티에 효과에 의하여 냉각면으로 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 마스크.
4. 제1항에 있어서,

   상기 판형상체는 마스크 패턴부를 갖는 막두께가 얇은 멤브레인부와, 상기 멤브레인부의 주연에 형성된 프레임 형상의 지지부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크.
5. 제4항에 있어서,

   상기 멤브레인부와 상기 지지부는 1장의 반도체 기판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
6. 제5항에 있어서,

   상기 멤브레인부는 실리콘 박막으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
7. 제5항에 있어서,

   상기 멤브레인부는 실리콘 카바이드 박막으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
8. 제5항에 있어서,

   상기 멤브레인부는 다이아몬드 박막으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
9. 제1항에 있어서,

   상기 pn 접합부는 상기 판형상체의 표면에 서로 평행으로 되도록 형성된 스트라이프 형상의 p형 불순물 영역과 n형 불순물 영역에 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
10. 제1항에 있어서,

    상기 pn 접합부는 상기 판형상체의 표면에 비교적 깊게 형성된 웰 영역내에 빗살 형상의 비교적 얕은 확산 패턴으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
11. 제1항에 있어서,

    상기 pn 접합부는 상기 판형상체의 표면으로부터 소정의 깊이 위치에 표면에 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 마스크.
12. 제1항에 있어서,

    상기 반도체 기판상에 pn 접합부로 이루어지는 온도 검출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
13. 제12항에 있어서,

    상기 온도 검출부의 pn 접합부는 상기 멤브레인부의 pn 접합부를 구성하는 확산층과 동일 공정에서 형성된 확산층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
14. 제12항에 있어서,

    상기 온도 검출부는 상기 멤브레인부보다 두께가 커지도록 형성된 프레임 형상의 지지부(대들보)표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
15. 제1항에 있어서,

    상기 pn 접합부는 상기 마스크 패턴부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
16. 제1항에 있어서,

    상기 pn 접합부는 상기 마스크 패턴부의 개구부를 제외한 영역에 형성되고, 상기 프레임 형상의 지지부와 거의 동일 두께를 갖는 부분 지지부(대들보)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
17. 제16항에 있어서,

    상기 pn 접합부는 상기부분 지지부내에 상기 멤브레인부의 표면과 평행한 면상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
18. 제16항에 있어서,

    상기 pn 접합부는 상기부분 지지부내에 상기 멤브레인부의 표면과 수직인 면상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
19. 반도체 기판 표면에 불순물 이온을 주입하고, 적어도 하나의 pn 접합부를 형성하는 공정과,

    상기 반도체 기판 표면에 개구부를 형성하고 마스크 패턴부를 형성하는 공정과,

    상기 pn 접합부에 통전하고, 펠티에 효과를 발생시키는 전류 공급부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조 방법.
20. 제1항에 기재된 마스크를 피처리 기판 표면에 위치 맞춤하여 장착하는 공정과,

    상기 피처리 기판에 대하여, 상기 마스크를 통하여 물리적 또는 화학적 처리를 선택적으로 실시하는 처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
21. 제20항에 있어서,

    상기 처리 공정은 상기 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 선택적으로 이온 주입을 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
22. 제20항에 있어서,

    상기 처리 공정은 원하는 개구부 패턴이 형성된 제1 마스크를 상기 피처리기판 표면에 장착하고, 상기 제1 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 제1 불순물 이온을 주입하는 공정과,

    상기 제1 마스크에 대신하여 제2 마스크를 상기 제1 불순물 이온이 주입된 피처리 기판 표면에 장착하고, 상기 제2 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 제2 불순물 이온을 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
23. 제20항에 있어서,

    상기 처리 공정은 상기 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면을 선택적으로 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
24. 제20항에 있어서,

    상기 처리 공정은 상기 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 선택적으로 박막을 형성하는 성막 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
25. 제20항에 있어서,

    상기 처리 공정은 상기 마스크의 개구부에 상당하는 영역의 상기 피처리 기판 표면에 형성된 레지스트를 선택적으로 노광하는 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
26. 제1항 내지 제18항에 기재된 마스크와,

    상기 마스크를 피처리 기판 표면에 위치 맞춤하여 장착하는 위치 맞춤 수단과,

    상기 마스크를 통하여 상기 피처리 기판 표면에 불순물 이온을 주입하는 이온 주입 수단과,

    상기 마스크의 온도가 일정하게 되도록 상기 pn 접합부에의 통전을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.