JP6569564B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスクを用いて所望位置にイオン照射を行う半導体装置の製造方法に関するものである。

従来より、インバータ等には、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（以下、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistorの略）という）や還流ダイオード（以下、ＦＷＤ（Free Wheeling Diodeの略）という）などの半導体素子を備えた半導体装置が用いられている。この半導体装置では、スイッチング特性を向上させるために、Ｈｅ（ヘリウム）線照射によるライフタイムコントロールが実施される。従来は、Ｈｅ線照射の方法として、ウェハ全面にＨｅを照射する手法が用いられてきたが、近年ではさらなる半導体装置の特性向上のために、照射したい領域にのみＨｅが照射される「部分照射」が行われるようになっている。「部分照射」は、非照射領域をメタルマスクで覆いつつＨｅ線照射を行うという手法であり、メタルマスクで覆われていない領域にのみＨｅが照射される。

しかしながら、メタルマスクを用いる場合、ウェハの近傍にメタルマスクが配置されることになる。「部分照射」は、メタルマスクの所望位置に開口部を設けて行われ、開口部の加工時にメタルマスクに金属などの汚染物質が付着している。このため、Ｈｅ線照射時に汚染物質が同時にウェハに照射され、ウェハが汚染されるコンタミネーションが生じてしまう。その影響により、デバイス特性の悪化、半導体装置の信頼性低下などの懸念が生じる。また、後工程でのクロスコンタミネーション、すなわち汚染したウェハを後工程の装置内に搬送して後工程を行ったときに、その後工程の装置内に汚染物質を付着させてしまい、後工程の装置から他のウェハへの汚染も起こしてしまう。

これらを解決できる半導体装置の製造方法として、特許文献１に示す製造方法が挙げられる。具体的には、メタルマスクのうちのウェハ側にアルミニウムなどで構成されるアブソーバを配置し、メタルマスクとアブソーバとを一体化した状態でウェハに対するＨｅ線照射を行っている。このように、メタルマスクのうちのウェハ側にアブソーバを配置すると、アブソーバによって汚染物質がウェハに照射されることを抑制できる。

特許２９６３２０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたようにメタルマスクのうちのウェハ側にアブソーバを一体化したものを用いてＨｅ線照射を行う製造方法では、ウェハとメタルマスクとのアライメントを取ることが困難になる。すなわち、メタルマスクに形成される開口部を通じてウェハの素子パターンを確認することでアライメントを行おうとしても、アブソーバによって遮られて確認できず、アライメントを取ることができない。

本発明は上記点に鑑みて、汚染物質がウェハに照射されることを抑制しつつ、メタルマスクのアライメントを的確に取ることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置の製造方法では、半導体装置が形成される半導体基板（１０）を構成するウェハ（４０）を用意することと、イオン照射装置（３０）を用いてウェハに対してイオン照射を行って、半導体基板の所定深さの位置にダメージ領域（２４）の形成することと、を含んでいる。そして、ダメージ領域を形成することでは、ウェハをウェハホルダー（３２）に保持すると共に、開口部（３３ａ）が設けられたメタルマスク（３３）をウェハと対向配置することと、制御部（３６）にてメタルマスクの位置調整を行うことでウェハに対してメタルマスクのアライメントを取り、かつ、アライメントを取ったときのメタルマスクの調整位置に関する情報を制御部に記憶することと、メタルマスクとウェハとの間に、イオン照射の深さの調整を行うアブソーバ（３４）を配置すると共に、制御部にて、記憶している調整位置にメタルマスクの位置合わせを行うことと、位置合わせの後に、メタルマスクとウェハとの間にアブソーバを挟み込んだ状態でメタルマスクおよびアブソーバを通じてイオン照射を行うことと、を行うようにしている。

このように、メタルマスクとウェハとの間にアブソーバを配置した状態でイオン照射を行うようにしている。このため、メタルマスクに開口部を形成したときに付着している汚染物質がアブソーバによって遮られ、ウェハ側に照射されることを防ぐことができる。したがって、ウェハのコンタミネーションを抑制することが可能になると共に、汚染されたウェハが後工程に移行することによって発生するクロスコンタミネーションを抑制することも可能となる。

また、アブソーバを配置する前にウェハに対するメタルマスクのアライメントを取るようにし、制御部にてメタルマスクの調整位置に関する情報を記憶させている。このため、アブソーバをメタルマスクとウェハとの間に配置したときに、制御部に記憶してあるメタルマスクの調整位置に関する情報に基づいて、メタルマスクの位置調整を行うだけで、的確にアライメントを取ることができる。

したがって、汚染物質がウェハに照射されることを抑制しつつ、メタルマスクのアライメントを的確に取ることが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかる半導体装置の断面図である。 Ｈｅ線照射装置の断面図である。 Ｈｅ線照射を行う前に行うウェハに対するメタルマスクのアライメント取りやアブソーバの設置の様子を示した斜視図である。 Ｈｅ線照射によって半導体基板の深い位置にダメージ領域を形成する場合の様子を示した断面図である。 Ｈｅ線照射によって半導体基板の浅い位置にダメージ領域を形成する場合の様子を示した断面図である。 第２実施形態にかかるＨｅ線照射を行う前に行うウェハに対するメタルマスクのアライメント取りやアブソーバの設置の様子を示した斜視図である。 第３実施形態にかかるＨｅ線照射を行う前に行うウェハに対するメタルマスクのアライメント取りの様子を示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態） 第１実施形態について説明する。まず、本実施形態で説明する製造方法により製造される半導体装置として、ＩＧＢＴを備えた半導体装置について説明する。この半導体装置は、例えば、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に使用されるパワースイッチング素子として利用されると好適である。具体的には、本実施形態にかかる半導体装置は、以下のように構成されている。

図１に示される半導体装置は、セル領域とセル領域を囲む外周領域とを備えた構成とされ、図１はそのうちのセル領域に備えられるＩＧＢＴの断面を示している。

図１に示すように、ＩＧＢＴは、半導体基板１０を用いて形成されている。半導体基板１０は、基本的にはＮ^-型のシリコン基板によって構成されており、この基板に対して不純物層の形成プロセスなど、各種半導体プロセスを施すことでＩＧＢＴを構成する各部が形成された構造とされている。

半導体基板１０のうちＮ^-型の部分によってドリフト層１１が構成されており、ドリフト層１１の上、つまり半導体基板１０の一面１０ａ側には、Ｐ型のベース層１２が形成されている。そして、ベース層１２を貫通してドリフト層１１に達するように複数個のトレンチ１３が形成され、このトレンチ１３によってベース層１２が複数個に分離されている。

ベース層１２は、複数個に分離されたもののうちの少なくとも一部がチャネル領域として機能する。具体的には、複数個に分離されたベース領域１２のうちの一部では、後述するトレンチゲート構造と接する部分がチャネル領域として機能する。そして、ベース層１２のうちチャネル領域として機能する部分には、Ｎ⁺型のエミッタ領域１４と、エミッタ領域１４に挟まれるようにＰ⁺型のボディ領域１５とが形成されている。

なお、本実施形態の場合、エミッタ領域１４やボディ領域１５は、トレンチ１３によって分離された複数のベース層１２のうちのチャネル領域として機能する一部にのみ形成されており、残りの部分には形成されていない。このため、ベース層１２のうちのエミッタ領域１４やボディ領域１５が形成された一部のみがＩＧＢＴ動作を行い、残りの部分はチャネル領域が形成されない間引き領域となる。

エミッタ領域１４は、ドリフト層１１よりも高不純物濃度で構成され、ベース層１２内において終端し、かつ、トレンチ１３の側面に接するように形成されている。一方、ボディ領域１５は、ベース層１２よりも高不純物濃度で構成され、エミッタ領域１４と同様に、ベース層１２内において終端するように形成されている。

また、各トレンチ１３内は、各トレンチ１３の内壁表面を覆うように形成されたゲート絶縁膜１６と、このゲート絶縁膜１６の上に形成されたポリシリコン等により構成されるゲート電極１７とにより埋め込まれている。これにより、トレンチゲート構造が構成されている。

半導体基板１０の一面１０ａ側において、ベース層１２の上にはＢＰＳＧ等で構成される層間絶縁膜１８が形成されている。そして、層間絶縁膜１８には、エミッタ領域１４の一部およびボディ領域１５を露出させるコンタクトホール１８ａが形成されている。

層間絶縁膜１８上には上部電極１９が形成されている。この上部電極１９は、コンタクトホール１８ａを介してエミッタ領域１４およびボディ領域１５と電気的に接続されており、ボディ領域１５を介してベース領域１２とも電気的に接続されている。また、間引き領域では、上部電極１９は、コンタクトホール１８ａを介してベース領域１２に直接接続されている。

また、ドリフト層１１のうちのベース層１２側と反対側、つまり半導体基板１０の他面１０ｂ側には、Ｎ型不純物濃度がドリフト層１１よりも高くされたＮ型のフィールドストップ（以下、ＦＳという）層２０が形成されている。このＦＳ層２０は、必ずしも必要なものではないが、空乏層の広がりを防ぐことで耐圧と定常損失の性能向上を図ると共に、半導体基板１０の他面１０ｂ側から注入されるホールの注入量を制御するために備えてある。

そして、ＦＳ層２０を挟んでドリフト層１１と反対側に、Ｐ型のコレクタ層２１が形成されている。

また、コレクタ層２１上、つまり半導体基板１０の他面１０ｂ側には下部電極２３が形成されている。この下部電極２３は、ＩＧＢＴにおいてはコレクタ電極として機能するものである。

さらに、半導体基板１０の一面１０ａ側および他面１０ｂ側には、ダメージ領域２４が形成されている。具体的には、一面１０ａ側および他面１０ｂ側において、ダメージ領域２４は、各トレンチゲート構造のうち間引き領域とされる位置に形成されている。

このようなダメージ領域２４を備えることにより、ＩＧＢＴにおけるドリフト層１１のホール、つまり過剰キャリアがダメージ領域２４と再結合して消滅する。このため、ＩＧＢＴのホールが他の素子、例えばＦＷＤに注入されることを抑制でき、スイッチング特性が向上させられるなど、半導体装置の特性向上を図ることが可能となる。

以上のような構造によって、本実施形態にかかる製造方法により製造される半導体装置が構成されている。このように構成される半導体装置のうちのダメージ領域２４の形成を行う際に、Ｈｅ線照射を行っている。以下、このＨｅ線照射に用いるＨｅ線照射装置の詳細について説明する。

図２に示すように、Ｈｅ線照射装置３０は、チャンバー３１、プレート３２、メタルマスク３３、アブソーバ３４、Ｈｅ線出力部３５および制御部３６などを有した構成とされている。

チャンバー３１は、チップ単位に分割する前の状態のウェハ４０、すなわち上記半導体装置が複数個備えられた基板をプレート３２やメタルマスク３３などと共に収容してＨｅ線照射を行うための容器である。このチャンバー３１の所定位置にプレート３２などが設置されるようになっている。なお、チャンバー３１へのプレート３２が設置はどのような形態であっても構わないが、例えばチャンバー３１の所定位置まで延設された図示しないレールにプレート３２を搭載したのち、レール上においてプレート３２を移動させることで行っている。

プレート３２は、Ｈｅ線照射を行うときに、ウェハ４０を保持するウェハホルダーとなるものである。例えば、プレート３２には、図３に示すように、略円形状のウェハ４０を保持する円環状の保持部３２ａが備えられており、この保持部３２ａに設けられた開口部からウェハ４０の一面が露出させられるようにしてウェハ４０が配置されるようになっている。例えば、ウェハ４０は、プレート３２に対して取り付けられたときに、図１における紙面下方側がプレート３２から露出させられるように配置される。そして、ウェハ４０が配置された状態でプレート３２がチャンバー３１の所定位置に設置されることでＨｅ線照射が行われる。

また、プレート３２には保持片３２ｂが備えられており、この保持片３２ｂにてメタルマスク３３などを保持する。

なお、本実施形態の場合は、プレート３２に保持部３２ａを備えておき、保持部３２ａにウェハ４０を直接保持できる形態を示してあるが、例えばウェハホルダーとして保持部３２ａをプレート３２と別体で構成することもできる。その場合、例えば保持片３２ｂによって保持部３２ａおよびウェハ４０を保持する形態としても良い。勿論、プレート３２に保持片３２ｂではない保持用部品を備え、保持用部品を介して保持部３２ａおよびウェハ４０を保持できる形態にしたり、保持片３２ｂも保持できる形態にすることもできる。また、プレート３２に取り付けるときのウェハ４０の状態としては製造工程中のどの段階であっても構わない。例えば、半導体基板１０の表面側にベース層１２、ボディ領域１５、エミッタ領域１４およびトレンチゲート構造を形成し、半導体基板１０の裏面側にＦＳ層２０やコレクタ層２１およびカソード層２２を形成してから下部電極２３を形成する前の状態が挙げられる。

メタルマスク３３は、Ｈｅ照射を行いたい位置に開口部３３ａが形成された構造とされている。開口部３３ａは、例えば間引き領域と対応する位置に形成されており、メタルマスク３３を構成する円形状の金属板に対して穴あけ加工を行うことによって形成される。このため、開口部３３ａの端面には、穴あけ加工時に付着してしまうアルミニウムなどの汚染物質が存在した状態になっている。なお、メタルマスク３３の厚みは、ウェハ４０に対してＨｅ線照射を行うときに開口部３３ａ以外の位置ではウェハ４０に対してＨｅ線照射が行われない程度の厚みとされている。

また、メタルマスク３３は、プレート３２に対する相対位置調整が可能になっている。具体的には、相対位置調整として、プレート３２の表面をＸＹ平面として、ＸＹ平面上の一方向をＸ方向、Ｘ方向に対して垂直な方向をＹ方向としたＸＹ方向への位置調整と、ＸＹ平面の任意の１点を中心とした周方向の角度調整とが可能となっている。このため、メタルマスク３３は、ＸＹ平面上におけるＸＹ座標およびＸＹ平面の任意の１点を中心とした周方向の角度θが所定の値となるようにして、プレート３２に対する相対位置が決められてプレート３２に保持されるようになっている。

なお、本実施形態では、メタルマスク３３をプレート３２に対して相対位置を決めて保持する形態として、保持片３２ｂを用いてメタルマスク３３をプレート３２に直接取り付ける形態を採用している。しかしながら、これは一例を示したに過ぎず、図示しない保持器具を用いてメタルマスク３３をプレート３２とは独立して保持する形態とすることもできる。また、保持片３２ｂを用いるのではなく、メタルマスク３３およびプレート３２の周囲をクリップで挟持することで、メタルマスク３３をプレート３２に直接取り付けるようにしても良い。勿論、保持片３２ｂを用いる場合でも、クリップを用いてメタルマスク３３およびプレート３２の周囲を挟持することができ、その場合にはメタルマスク３３とプレート３２との相対位置ズレを抑制できる。また、本実施形態の場合、メタルマスク３３は円形状の板状部材で構成されているが、四角形状など他の形状であっても構わない。特に、メタルマスク３３をプレート３２とは独立して保持できる形態とする場合、プレート３２への取り付けを考慮しなくて良いため、メタルマスク３３の形状については任意となる。

アブソーバ３４は、所定厚さで構成された板状部材であり、ウェハ４０に対してＨｅ線照射を行うときにウェハ４０へのＨｅ線照射深さ、つまり飛程を調整するために用いられている。アブソーバ３４は、開口部などが形成されていない板状部材とされている。このため、アブソーバ３４には汚染物質がほとんど存在しておらず、Ｈｅ線照射時にアブソーバを汚染源として汚染物質がウェハ４０に照射されることはない。アブソーバ３４は、メタルマスク３３とプレート３２との間に挟まれて配置され、アブソーバ３４によって少なくともメタルマスク３３の開口部３３ａからはウェハ４０が露出しない状態になる。本実施形態の場合、アブソーバ３４は四角形状の板状部材で構成されているが、円形状など他の形状であっても構わない。

アブソーバ３４は、例えばメタルマスク３３とプレート３２もしくはプレート３２に保持されたウェハ４０との間に挟持される。上記したように、クリップを用いてメタルマスク３３とプレート３２とを挟持する場合、これらに挟み込まれるようにしてアブソーバ３４も挟持される。また、メタルマスク３３をプレート３２から独立して保持する形態とする場合でも、メタルマスク３３とプレート３２との間においてアブソーバ３４が挟持されるようにすれば良い。

Ｈｅ線出力部３５は、イオン照射としてＨｅ線の出力を行うものであり、チャンバー３１内にウェハ４０およびプレート３２を設置したときにウェハ４０に対して対向する位置に配置されている。本実施形態の場合、Ｈｅ線出力部３５として、所定の加速電圧でＨｅ線を出力するものを用いているが、加速電圧が可変にできるものであっても良い。

制御部３６は、メタルマスク３３の位置調整を行うものであり、アライメント時の位置調整も行う。制御部３６は、メタルマスク３３の調整位置に関する情報、すなわちＸＹ平面上におけるＸＹ座標およびＸＹ平面の任意の１点を中心とした周方向の角度θの情報を（ｘ、ｙ、θ）として記憶し、その情報に従ってメタルマスク３３の位置調整を行うことができる。

以上のようにして、Ｈｅ線照射装置３０が構成されている。続いて、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。ただし、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法のうちＨｅ線照射の方法についてのみ従来と異なっているが、Ｈｅ線照射の方法以外については従来と同様である。このため、ここでは上記のように構成されたＨｅ線照射装置３０を用いたＨｅ線照射の方法について主に説明する。

まず、Ｎ^-型の半導体基板１０を用意し、半導体基板１０の表面側に周知の手法によってベース層１２、ボディ領域１５、エミッタ領域１４およびトレンチゲート構造を形成する。そして、半導体基板１０の裏面側にＦＳ層２０やコレクタ層２１を形成し、その後にＨｅ線照射を行うことでダメージ領域２４を形成する。

具体的には、上記ように半導体基板１０の表面側および裏面側に対して各部を形成するプロセスを終えた後のウェハ４０を用意し、図３（ａ）に示すようにウェハ４０をプレート３２に取り付ける。次に、ウェハ４０に対してメタルマスク３３を対向配置し、アライメントを取る。例えば、赤外線を用いてウェハ４０に形成された素子形成パターンを観察し、これに基づいてメタルマスク３３の開口部３３ａの位置とウェハ４０中のダメージ領域２４の形成予定領域の位置合わせを行うことでアライメントを取ることができる。赤外線を用いる場合には、素子形成パターンを透過観察できることから、トレンチゲート構造のパターンを観察してメタルマスク３３のアライメントを取ることができる。または、ウェハ４０のうちＨｅ線照射を行う側の一面にアライメントマークを設けておき、そのアライメントマークを基準としてメタルマスク３３とウェハ４０とのアライメントを取ることもできる。そして、このときに、制御部３６にアライメントを取ったときのメタルマスク３３の調整位置に関する情報として（ｘ、ｙ、θ）を記憶しておく。

その後、図３（ｂ）に示すようにメタルマスク３３をプレート３２から離し、図３（ｃ）に示すようにメタルマスク３３とウェハ４０との間にアブソーバ３４を配置する。そして、制御部３６にて記憶しておいたメタルマスク３３の調整位置に関する情報である（ｘ、ｙ、θ）に基づいて、メタルマスク３３を再度位置合わせし、メタルマスク３３とウェハ４０が設置されたプレート３２との間にアブソーバ３４が挟み込まれるようにする。

このようにすれば、アブソーバ３４がウェハ４０の前に配置されることでウェハ４０の素子形成パターンやアライメントマークなど、アライメントの基準となる部分を確認できない状態となっても、的確にメタルマスク３３のアライメントを取ることができる。

そして、Ｈｅ線出力部３５よりＨｅ線照射を行うことで、メタルマスク３３の開口部３３ａを通じてウェハ４０の所望位置にＨｅ線照射が為される。

ここで、使用するアブソーバ３４の厚みについては、Ｈｅ線照射深さに応じて変更している。すなわち、ダメージ領域２４を半導体基板１０における一面１０ａ側に形成する場合には、より深い位置までＨｅ線照射を行うことになる。このため、例えば、図４Ａに示すように半導体基板１０の厚みが９０μｍの場合において７５μｍの深さのダメージ領域２４を形成する場合には、アブソーバ３４の厚みを２４５μｍに設定している。また、ダメージ領域２４を半導体基板１０における他面１０ｂ側に形成する場合には、比較的浅い位置にＨｅ線照射を行うことになる。このため、例えば、図４Ｂに示すように半導体基板１０の厚みが９０μｍの場合において１０μｍの深さのダメージ領域２４を形成する場合には、アブソーバ３４の厚みを２９０μｍに設定している。このように、Ｈｅ線照射深さを深くしたいときにはアブソーバ３４の厚みを比較的薄くし、浅くしたいときにはアブソーバ３４の厚みをそれよりも厚くしている。

このようにアブソーバ３４の厚みを変更する場合にも、アブソーバ３４の取替えが必要になるため、メタルマスク３３をプレート３２から離してアブソーバ３４を取り外す必要がある。しかしながら、制御部３６にてメタルマスク３３の調整位置に関する情報である（ｘ、ｙ、θ）を記憶してあるため、厚みの異なるアブソーバ３４に取り替えるときにも、メタルマスク３３のアライメントを的確に取ることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、メタルマスク３３とウェハ４０との間にアブソーバ３４を配置した状態でＨｅ線照射を行うようにしている。このため、メタルマスク３３に開口部３３ａを形成したときに付着している汚染物質がアブソーバ３４によって遮られ、ウェハ４０側に照射されることを防ぐことができる。したがって、ウェハのコンタミネーションを抑制することが可能になると共に、汚染されたウェハ４０が後工程に移行することによって発生するクロスコンタミネーションを抑制することも可能となる。

また、アブソーバ３４を配置する前にウェハ４０に対するメタルマスク３３のアライメントを取るようにし、制御部３６にてメタルマスク３３の調整位置に関する情報である（ｘ、ｙ、θ）を記憶させている。このため、アブソーバ３４をメタルマスク３３とウェハ４０との間に配置したときに、制御部３６に記憶してあるメタルマスク３３の調整位置に関する情報に基づいて、メタルマスク３３の位置調整を行うだけで、的確にアライメントを取ることができる。

したがって、本実施形態の製造方法によれば、汚染物質がウェハに照射されることを抑制しつつ、メタルマスクのアライメントを的確に取ることが可能となる。

（第２実施形態） 第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してメタルマスク３３とアブソーバ３４およびプレート３２の配置方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、制御部３６にメタルマスク３３の調整位置に関する情報を記憶させなくてもメタルマスク３３のアライメントを的確に取れるようにする。

具体的には、図５（ａ）に示すように、ウェハ４０に対してメタルマスク３３のアライメントを行う際に、ウェハ４０とメタルマスク３３との間の距離をアブソーバ３４の厚み分以上としておく。例えば、アブソーバ３４の厚みが３１０μｍ程度であれば、ウェハ４０とメタルマスク３３との間の距離を３１０μｍ以上に設定しておく。アライメントの取り方については、第１実施形態と同様の方法を適用できる。

そして、メタルマスク３３のアライメントを取ったのち、図５（ｂ）に示すようにアブソーバ３４をメタルマスク３３とウェハ４０との間に挿入する。このとき、メタルマスク３３とウェハ４０との間にアブソーバ３４の厚み分以上の隙間が設けられていることから、メタルマスク３３を動かすことなくアブソーバ３４をメタルマスク３３とウェハ４０との間に挿入できる。この後については、第１実施形態と同様である。

このように、メタルマスク３３とウェハ４０との間の距離をアブソーバ３４の厚み分以上にしておけば、メタルマスク３３のアライメントを取った後に、メタルマスク３３を移動させないでアブソーバ３４をメタルマスク３３とウェハ４０との間に挿入できる。したがって、メタルマスク３３のアライメントを的確に取ることが可能となり、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態） 第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してメタルマスク３３にアブソーバ３４の機能を持たせたものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６（ａ）に示す本実施形態の半導体装置の製造方法に用いるメタルマスク３３は、第１実施形態で説明したアブソーバ３４としての機能も有するものである。具体的には、メタルマスク３３には、第１実施形態で説明したＨｅ線照射のための開口部３３ａが備えられておらず、代わりに開口部３３ａの位置に凹部３３ｂを備えてある。凹部３３ｂは、メタルマスク３３を部分的に薄くするために形成されており、凹部３３ｂの底部においてメタルマスク３３の厚みがアブソーバ３４に相当する厚みとされている。

また、本実施形態では、メタルマスク３３のうち凹部３３ｂとは別の場所、より詳しくはウェハ４０のうちチップとされる部分よりも外周側の位置において貫通孔とされたアライメント孔３３ｃが形成されている。このアライメント孔３３ｃを通してメタルマスク３３のウェハ４０に対するアライメントが取れるようになっている。例えば、アライメント孔３３ｃを通じてウェハ４０に形成しておいたアライメントマークが確認できるようにしている。

さらに、図６（ｂ）に示すように、メタルマスク３３とウェハ４０との間には、メタルマスク３３のアライメントを取った後にメタルマスク３３とウェハ４０との間に挟むスペーサ３７が備えられている。スペーサ３７は、例えば円環状で構成されており、メタルマスク３３がウェハ４０に接しないようにメタルマスク３３とウェハ４０との間に挟み込まれ、アライメント孔３３ｃを覆って、アライメント孔３３ｃからウェハ４０が露出させられないようにする。

このように、メタルマスク３３にアブソーバ３４としての機能も持たせるようにしている。メタルマスク３３における凹部３３ｂが形成された側の一面には汚染物質が付着した状態になっていたとしても、その反対面側には汚染物質がほとんど付着していない状態となっている。このため、メタルマスク３３を通じてＨｅ線照射を行ったとしても、ウェハ４０に対するコンタミネーションを抑制することが可能となる。

また、メタルマスク３３にアライメント孔３３ｃを形成することで的確にアライメントが取れるようにしている。そして、Ｈｅ線照射時にはスペーサ３７によってアライメント孔３３ｃからウェハ４０が露出することを抑制しつつ、ウェハ４０とメタルマスク３３とが接しないようにしている。このため、メタルマスク３３を通じてＨｅ線照射を行ったとしても、ウェハ４０に対するコンタミネーションを抑制することが可能となる。

（他の実施形態） 本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、ライフタイムコントロールの一例としてＨｅ線照射を例に挙げて説明したが、Ｈｅ線に限らず、他のイオン照射、例えば水素などの軽イオンの照射を行うことによってライフタイムコントロールを行う場合にも本発明を適用できる。

また、半導体装置の製造方法の一例として、ＩＧＢＴを備えたものを例に挙げて説明したが、イオン照射が行われる他の素子、例えばダイオードを備える半導体装置についても、本発明を適用できる。勿論、ＩＧＢＴに加えてＦＷＤが備えられた半導体装置についても本発明を適用できる。

また、上記各実施形態で説明したＨｅ線照射装置３０を構成する各部の材質や形状などは一例を示したに過ぎず、適宜、変更可能である。例えば、プレート３２やメタルマスク３３およびアブソーバ３４をアルミニウムで構成する場合について説明したが、他の材料で構成しても良い。例えば、シリコン（Ｓｉ）や炭化珪素（ＳｉＣ）によってアブソーバ３４を構成することもできる。アブソーバ３４をＳｉＣによって構成する場合には、ＳｉＣが光学的に光を通すことから、アブソーバ３４をメタルマスク３３とウェハ４０との間に挟んだままの状態で、メタルマスク３３のアライメントを取ることも可能となる。このため、より的確にメタルマスク３３のアライメントを取ることが可能になる。

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。例えば、第３実施形態で説明したスペーサ３７を第１、第２実施形態におけるアブソーバ３４とウェハ４０との間に配置し、アブソーバ３４がウェハ４０と接しないようにしても良い。

１０ 半導体基板
２３ ダメージ領域
３０ Ｈｅ線照射装置
３２ プレート
３３ メタルマスク
３３ａ 開口部
３３ｂ 凹部
３３ｃ アライメント孔
３４ アブソーバ
３６ 制御部

Claims (1)

1. 半導体装置の製造方法であって、
   半導体装置が形成される半導体基板（１０）を構成するウェハ（４０）を用意することと、
   イオン照射装置（３０）を用いて前記ウェハに対してイオン照射を行って、前記半導体基板の所定深さの位置にダメージ領域（２４）の形成することと、を含み、
   前記ダメージ領域を形成することでは、
   前記ウェハをウェハホルダー（３２）に保持すると共に、開口部（３３ａ）が設けられたメタルマスク（３３）を前記ウェハと対向配置することと、
   制御部（３６）にて前記メタルマスクの位置調整を行うことで前記ウェハに対して前記メタルマスクのアライメントを取り、かつ、前記アライメントを取ったときの前記メタルマスクの調整位置に関する情報を前記制御部に記憶することと、
   前記メタルマスクと前記ウェハとの間に、前記イオン照射の深さの調整を行うアブソーバ（３４）を配置すると共に、前記制御部にて、記憶している前記調整位置に前記メタルマスクの位置合わせを行うことと、
   前記位置合わせの後に、前記メタルマスクと前記ウェハとの間に前記アブソーバを挟み込んだ状態で前記メタルマスクおよび前記アブソーバを通じて前記イオン照射を行うことと、を行う半導体装置の製造方法。

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