半导体装置的制造方法及半导体制造装置与流程

1.本发明涉及半导体装置的制造方法及半导体制造装置。


背景技术：

2.作为半导体装置的制造工序之一的激光退火工序是使用激光局部地对半导体基板进行加热而进行例如半导体层的激活的工序。当前，为了应对低损耗的市场要求，半导体基板的薄化正在发展。在进行了薄化的情况下，半导体基板的厚度厚的部位和薄的部位处的热容的区别变得显著，例如，担心半导体层的激活程度变得不均匀。
3.在专利文献1中公开了如下方法，即，对被照射物的高度进行测定，创建对与基于被照射物的高度得到的被照射物的膜厚对应的激光进行驱动的电流值的数据库，以基于电流值的激光输出进行激光退火。
4.专利文献1：日本特开2009
‑
64944号公报
5.但是，在专利文献1的方法中，在进行激光退火处理时针对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，还存在利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点的余地。


技术实现要素：

6.本发明就是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于，提供半导体装置的制造方法以及适合于半导体装置的制造方法的半导体制造装置，在该半导体装置的制造方法中，在进行激光退火处理时针对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点。
7.在本发明的半导体装置的制造方法中，准备多个半导体基板，针对多个半导体基板中的至少1个半导体基板，各自基于该半导体基板的厚度的测定结果的数据即自身厚度数据、多个半导体基板中的该半导体基板之外的至少1个半导体基板的厚度的测定结果的数据即参考厚度数据，对照射至该半导体基板的激光进行控制而进行激光退火处理。
8.另外，本发明的半导体制造装置对半导体基板进行激光退火处理，该半导体制造装置具有：工作台，其对半导体基板进行保持；照射部，其对由工作台保持的半导体基板照射激光；测定部，其对半导体基板的厚度进行测定；以及控制部，其对照射部进行控制，控制部在对某个半导体基板进行激光退火处理时，基于由测定部对某个半导体基板的厚度进行测定而得到的结果的数据即自身厚度数据、由测定部对某个半导体基板之外的至少1个半导体基板的厚度进行测定而得到的结果的数据即参考厚度数据，对激光进行控制。
9.发明的效果
10.本发明的半导体装置的制造方法为如下半导体装置的制造方法，即，准备多个半导体基板，针对多个半导体基板中的至少1个半导体基板，各自基于该半导体基板的厚度的测定结果的数据即自身厚度数据、多个半导体基板中的该半导体基板之外的至少1个半导体基板的厚度的测定结果的数据即参考厚度数据，对照射至该半导体基板的激光进行控制而进行激光退火处理。由此，本发明的半导体装置的制造方法是在进行激光退火处理时针
对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点的半导体装置的制造方法。
11.另外，在本发明的半导体制造装置中，控制部在对某个半导体基板进行激光退火处理时，基于由测定部对某个半导体基板的厚度进行测定而得到的结果的数据即自身厚度数据、由测定部对某个半导体基板之外的至少1个半导体基板的厚度进行测定而得到的结果的数据即参考厚度数据，对激光进行控制。由此，本发明的半导体制造装置是适合于如下半导体装置的制造方法的半导体制造装置，其中，在该半导体装置的制造方法中，在进行激光退火处理时针对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点。
附图说明
12.图1是半导体基板的俯视图。
13.图2是示意性地表示半导体基板的厚度与激光退火处理中的输入热量的关系的图。
14.图3是实施方式1至5涉及的半导体装置的制造方法的流程图。
15.图4是表示通过实施方式1至5涉及的半导体装置的制造方法进行的半导体装置的制造过程中的状态的图。
16.图5是表示通过实施方式1至5涉及的半导体装置的制造方法进行的半导体装置的制造过程中的状态的图。
17.图6是实施方式1至6涉及的半导体制造装置的示意图。
18.图7是示意性地表示半导体基板的元件构造与激光退火中的输入热量校正量的关系的图。
19.图8是实施方式1至5涉及的激光退火处理的流程图。
具体实施方式
20.<a.实施方式1>
21.<a－1.结构>
22.图6是本实施方式的作为半导体制造装置的激光退火装置100的示意图。
23.如图6所示，激光退火装置100具有照射部101、控制部102、作为测定部的膜厚计103、工作台29。另外，在图6中还示出激光退火装置100所没有包含的半导体基板28。
24.控制部102对照射部101及膜厚计103进行控制。控制部102例如为cpu(中央处理装置)、微型计算机。
25.激光退火装置100通过工作台29对半导体基板28进行保持。只要能够确保半导体基板28的平坦性，则工作台29可以是真空卡盘、静电卡盘、或机械卡盘中的任意者。工作台29具有对半导体基板28的水平面内的角度进行调整的角度调节机构、对半导体基板28的高度即与主面垂直的方向上的位置进行调整的高度调整机构。角度调节机构及高度调整机构例如用于使用后述的半导体基板28的第一主面侧的校准标识而实施的半导体基板28的对位。
26.工作台29具有显微镜30。显微镜30例如用于隔着在第一主面侧形成的保护膜15对
第一主面侧被工作台29保持的半导体基板28的第一主面侧的校准标识的位置进行测量。
27.膜厚计103例如为分光干涉式的膜厚计。由于在本实施方式中设想的是膜厚的波动为几μm～几十μm的情况，因此优选膜厚计103足以对该膜厚的波动进行测量。
28.照射部101具有激光振荡器23、衰减器25、电控反射镜26、fθ透镜27。照射部101还具有使透过的光的光量分布均匀化的例如像均化器那样的均匀光学系统和聚光透镜，但在图6中进行了省略。在图6中示出激光24。在图6中由虚线示出通过电控反射镜26改变了激光24的在半导体基板28之上的照射位置的情况下的激光24的路径。如图6的虚线所示，照射部101能够通过电控反射镜26和fθ透镜27，在保持相对于半导体基板28的照射角度的同时对激光24进行扫描。
29.激光退火装置100向由工作台29保持的半导体基板28通过照射部101对激光24进行照射而进行扫描，进行激光退火处理。作为激光退火处理中改变输入热量的方法，优选使用由电控反射镜26进行的扫描速度变更、或由衰减器25进行的激光24的功率调整、或这两者的机构。
30.在本实施方式中，由于将激光的扫描速度设想为几百mm/s～几千mm/sec，因此输入热量的调整所要求的响应速度为几μsec～几msec，优选如衰减器25、电控反射镜26那样的使用了响应性高的电动机的调整机构。另外，在使用电控反射镜26的情况下，为了对激光24的照射角度进行校正，优选与fθ透镜27并用。在高速地改变扫描速度的情况下，如果考虑响应性，则由工作台29的动作实现的扫描是不现实的，但在仅通过衰减器25进行输入热量调整的情况下，也可以采用由工作台29的动作实现的激光扫描机构。
31.<a
‑
2.半导体装置的制造方法、激光退火装置的动作>
32.参照图4，以对rc
‑
igbt(reverse conducting insulated gate bipolar transistor：反向导通绝缘栅双极晶体管)进行制造的半导体装置的制造方法为例，对本实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。另外，在该半导体装置的制造方法的说明中，对激光退火装置100的动作进行说明。
33.在与半导体装置的制造方法相关的下面的说明中记载了rc
‑
igbt的有源区域的制造方法，省略了末端区域及栅极信号接收区域等的制造方法。
34.在各实施方式的半导体装置的制造方法中，将多个半导体基板28作为1个组而对半导体装置进行制造。如图1所示，在多个半导体基板28各自形成至少1个半导体元件40。在制造中途，将与各半导体元件40对应的区域各自称为半导体元件形成区域。
35.以下，关注由图1所记载的a
‑
a线所示的剖面而对半导体装置的制造方法进行说明。
36.图3示出实施方式1涉及的半导体装置的制造方法的流程图。实施方式1涉及的半导体装置的制造方法包含半导体基板准备工序、第一主面侧半导体层形成工序、第一主面侧沟槽形成工序、第一主面侧栅极电极及电极形成工序、第一主面侧保护膜形成工序、第二主面侧研磨工序、第二主面侧光刻工序、第二主面侧杂质注入工序、第二主面侧激光退火工序、第二主面侧电极形成工序、第一主面侧保护膜除去工序、切割工序。
37.在半导体基板准备工序中，准备多个图4(a)所示的成为n型漂移层9的半导体基板28(步骤s1)。下面，除了第二主面侧激光退火工序之外，对单独的半导体基板28进行说明。另外，不仅包含在步骤s1中准备好的状态，还包含在下面的制造工序中在漂移层9形成了其
它半导体层、电极等的状态，称为半导体基板28。
38.在第一主面侧半导体层形成工序中，通过将施主、受主以各自深度不同的方式离子注入至漂移层9的单侧的主面即第一主面侧，实施加热处理，从而如图4(b)所示形成p型的第一主面侧p层10和n型的第一主面侧n层11(步骤s2)。第一主面侧p层10和n型的第一主面侧n层11的杂质浓度各自比漂移层9的杂质浓度高。作为施主例如使用砷、磷等，但作为受主例如使用硼、铝等。通过使用掩模选择性地注入施主及受主，从而以相同图案形成与在半导体基板28的面内形成的多个半导体元件40对应的多个第一主面侧p层10和第一主面侧n层11。
39.第一主面侧沟槽形成工序(步骤s3)包含加热工序、曝光工序、蚀刻工序。在加热工序中，在半导体基板28的第一主面侧形成成为蚀刻掩模的氧化膜。在曝光工序中，使用光掩膜在氧化膜处形成投射图案而设为具有开口的蚀刻掩模。在蚀刻工序中，使用该蚀刻掩模对半导体基板28的第一主面侧进行蚀刻，形成达到漂移层9的深度的沟槽13。在第一主面侧沟槽形成工序中，经过加热工序、曝光工序和蚀刻工序，如图4(c)所示在第一主面侧形成沟槽(槽)13。
40.第一主面侧栅极电极及电极形成工序(步骤s4)包含多晶硅沉积工序、蚀刻工序、电极金属成膜工序。在多晶硅沉积工序前，在包含氧的环境中对半导体基板28进行加热而在沟槽13的内壁形成氧化膜14a。此时，在半导体基板28的第一主面也形成氧化膜。在多晶硅沉积工序中，在内壁形成了氧化膜14a的沟槽13内，通过cvd(chemical vapor deposition)等沉积掺杂了n型或p型杂质的多晶硅，在沟槽13内形成栅极电极14。在蚀刻工序中，通过蚀刻除去在半导体基板28的第一主面形成的氧化膜。在电极金属成膜工序中，在半导体基板28的第一主面上侧的选择性的区域形成电极12。通过第一主面侧栅极电极及电极形成工序，半导体基板28成为图4(d)的状态。在该第一主面侧栅极电极及电极形成工序中，作为实施后续工序即第二主面侧杂质注入工序和第二主面侧激光退火工序时的对位机构，需要预先形成校准标识。
41.在第一主面侧保护膜形成工序中，如图4(e)所示，形成用于抑制第一主面侧的损伤的保护膜15(步骤s5)。优选保护膜15的材料为胶带、聚酰亚胺类的材料。
42.在第二主面侧研磨工序中，通过研磨装置的工作台对形成了保护膜15的半导体基板28的第一主面侧进行吸附，从半导体基板28的与第一主面相反侧的主面即第二主面侧，例如研磨为半导体基板28的厚度小于或等于50μm(步骤s6)。通过第二主面侧研磨工序，如图4(f)所示，成为在半导体基板28的面内厚度产生了波动的状态。在图4(f)中，虚线示出研磨前的半导体基板28的区域。
43.在图5中示出在第二主面侧研磨工序中的研磨时在半导体基板28的面内产生厚度的波动的过程。在图5中，为了简单，以第一主面侧p层10、第一主面侧n层11、氧化膜14a、及栅极电极14都包含于漂移层9的方式示出，仅示出漂移层9、电极12和保护膜15。图5(a)示出第二主面侧研磨工序前的半导体基板28的状态。图5(b)示出通过研磨装置的工作台对半导体基板28的第一主面进行吸附时的半导体基板28的情况(研磨装置未图示)。如果半导体基板28的厚度薄，则在基底仅具有保护膜15的区域、具有保护膜15和电极12的区域，施加于半导体基板28的压力差的影响大，在半导体基板28的第二主面侧产生台阶21a。如果在维持吸附的状态下进行研磨，则台阶21a被削去而变得平坦。通过在研磨后取消吸附，如图5(c)所
示在第二主面侧研磨工序后的半导体基板28的第二主面产生台阶21b。该台阶21b是图4(f)所示的半导体基板28的第二主面侧的凹凸。由于研磨后的半导体基板28的第二主面侧在表层残留有损伤层，因此优选通过蚀刻将其去除。
44.在第二主面侧光刻工序(步骤s7)中，在第二主面侧形成掩模。
45.在第二主面侧杂质注入工序(步骤s8)中，通过在第二主面侧光刻工序中形成的掩模的开口对施主和受主进行注入，在深度几μm的区域形成成为n型的阴极层17、n型的缓冲层18、p型的集电极层19的杂质注入层(参照图4(g))。阴极层17、缓冲层18、集电极层19各自的杂质浓度比漂移层9的杂质浓度高。作为施主例如使用砷、磷等，但作为受主例如使用硼、铝等。当如rc
‑
igbt那样在多个半导体区域制作半导体元件40的情况下，重复实施第二主面侧光刻工序和第二主面侧注入工序。
46.在第二主面侧激光退火工序(步骤s9)中，使在第二主面侧杂质注入工序中形成的第二主面侧的杂质注入层的杂质激活。图8示出第二主面侧激光退火工序的流程图。如图8所示，第二主面侧激光退火工序包含作为代表的半导体基板的厚度测定工序、作为代表的半导体基板的厚度登记工序、处理方案设定工序、半导体基板设置工序、单独厚度测定工序、详细厚度图创建工序、校正方案创建工序、激光照射工序。
47.下面，设想使用激光退火装置100进行的情况而对第二主面侧激光退火工序进行说明。
48.在第二主面侧激光退火工序中，进行作为代表的半导体基板的厚度测定工序中的测定、单独厚度测定工序中的测定这2种厚度测定。然后，针对某个半导体基板28，基于在单独厚度测定工序中对该某个半导体基板28本身的厚度进行测定而得到的结果即自身厚度数据、在作为代表的半导体基板的厚度测定工序中对该某个半导体基板28之外的至少1个半导体基板28的厚度进行测定而得到的结果即参考厚度数据，在激光照射工序中对激光进行控制而进行该半导体基板28的激光退火处理。测定的半导体基板28的厚度例如是连同半导体层之外也全部包括在内的整体的厚度，但当如本实施方式所述在半导体基板28设置有金属的电极12和如保护膜15那样将金属的电极12覆盖的膜的情况下，也可以设为是除了金属的电极12和将金属的电极12覆盖的膜之外的部分的厚度。
49.在作为代表的半导体基板的厚度测定工序(步骤s91)中，从在步骤s1中准备好的多个半导体基板28中选择1个或多个作为代表的半导体基板28，对被选择的作为代表的半导体基板28各自的厚度进行测定。在该厚度的测定中，为了掌握半导体基板28的基板面内的厚度波动而进行充分数量的测定部位的厚度例如基板面内的大于或等于几千个部位的厚度的测定。就作为代表的半导体基板的厚度测定工序中的测定而言，通过将测定部位设得比单独厚度测定工序中的厚度测定多，从而创建包含与台阶的位置、高度差量相关的信息的作为代表的半导体基板的厚度信息5。如果将测定了厚度的部位的坐标设为x
i
(i为对测定部位进行指定的下标)，则厚度信息5例如是作为各x
i
处的厚度w(x
i
)而提供的。这里，由于目的在于对厚度进行测定，因此不需要激光退火处理。如果考虑各个基板的波动的影响，则优选例如选择多块作为代表的半导体基板28而对厚度进行测定，作为平均的厚度分布来取得厚度信息5。图2(b)示出图1的a
‑
a线处的厚度信息5的例子。在图2中，将沿a
‑
a线的方向作为激光的扫描方向示出。厚度信息5在图2(b)中是设想为x
i
的数量充分多而作为连续的函数示出的，另外，设想为取多个作为代表的半导体基板28的平均而作为平滑的函数示出。
图2(a)～(c)以容易观察的方式在各个纵轴方向错开地进行描绘。
50.通过以半导体基板28的第一主面侧朝向工作台29侧的方式由工作台29对半导体基板28进行保持而进行半导体基板28的厚度的测定。隔着保护膜15通过显微镜30对半导体基板28的第一主面侧的校准标识的位置进行测量，以校准标识的位置为基准使工作台29移动而进行对位。
51.在作为代表的半导体基板的厚度登记工序(步骤s92)中，在作为代表的半导体基板的厚度测定工序中创建出的厚度信息5被登记于激光退火装置100的未图示的存储区域。
52.在处理方案设定工序(步骤s93)中，控制部102基于厚度信息5设定对步骤s94～步骤s98中的处理的方法进行指定的处理方案。处理方案例如是作为之后的校正方案的基准，对基于厚度信息5的各坐标处的输入热量进行指定。另外，处理方案例如对单独厚度测定工序中的厚度的测定部位进行指定。测定部位例如是各个半导体元件形成区域各自的1个部位、半导体元件形成区域的中央部分的预先确定的部位、基于预先确定的基准和厚度信息5选择出的部位。基于预先确定的基准和厚度信息5选择出的部位例如是基于预先确定的基准和厚度信息5判断为平坦的部位。这样的测定部位的选择例如是控制部102基于预先确定的基准和厚度信息5进行的。通过使自身厚度数据包含基于预先确定的基准和厚度信息5选择出的部位的厚度的测定结果的数据，从而得到对于提高后述的详细厚度图6的精度这一目的来说更恰当的部位处的半导体基板28a的厚度的信息。
53.在半导体基板设置工序(步骤s94)中，通过手动或由激光退火装置100自动地将半导体基板28输送至工作台29，由工作台29对半导体基板28进行保持。在后述的步骤s95～步骤s98中，将作为对象的半导体基板28设为半导体基板28a而进行说明。但是，实际的处理也可以针对多个半导体基板28同时进行。
54.在单独厚度测定工序(步骤s95)中，控制部102基于处理方案，在半导体基板28a的各个半导体元件形成区域各自的1个部位处，例如在基于预先确定的基准和厚度信息5判断为平坦的部位处，对半导体基板28a的厚度进行测定。在半导体基板28a的面内对几十～几千个点处的厚度进行测定。在图2(a)示出图1的a
‑
a线上的半导体基板28a的实际的厚度分布1的例子。
55.在详细厚度图创建工序(步骤s96)中，控制部102基于在单独厚度测定工序中针对半导体基板28a测定出的厚度、厚度信息5，对半导体基板28a的详细厚度图6进行创建。详细厚度图6是通过使用在作为代表的半导体基板的厚度测定工序中取得的厚度信息5对在半导体基板28a的单独厚度测定工序中没有测定的部位的厚度进行补充而创建的。详细厚度图6例如是通过如下方式得到的，即，针对各半导体元件形成区域，对厚度信息5和在单独厚度测定工序中测定出的厚度进行比较，针对厚度信息5，以在单独厚度测定工序中测定出的坐标处的厚度的偏差成为0的方式施加调整。针对所关注的半导体元件形成区域，如果将单独厚度测定工序中测定了厚度的部位的坐标设为x2，将单独厚度测定工序中测定出的x2处的厚度设为v(x2)，将详细厚度图6所表示的各x
i
处的厚度设为u(x
i
)，则例如为u(x
i
)＝w(x
i
)
‑
w(x2) v(x2)。图2(c)示出图1的a
‑
a线上的详细厚度图6。
56.在校正方案创建工序(步骤s97)中，控制部102基于针对半导体基板28a的详细厚度图6，由控制部102生成针对半导体基板28a的校正方案。校正方案例如对半导体基板28a的面内的各坐标处的输入热量8进行指定。在图2(d)中示出图1的a
‑
a线上的输入热量8的例
子。输入热量8能够通过改变激光的功率、扫描速度而改变。另外，校正方案也可以不仅对输入热量8进行指定，还对激光的波长、分布等更详细的激光照射条件进行指定。根据详细厚度图6生成输入热量8等的方法例如能够预先进行测试而确定。
57.在激光照射工序(步骤s98)中，控制部102基于校正方案，通过照射部101的控制而对激光进行控制，将激光照射至半导体基板28a的第二主面侧，进行激光退火处理。
58.不需要针对在步骤s1中准备好的全部半导体基板28进行步骤s95，例如，也可以针对在作为代表的半导体基板的厚度测定工序中测定了厚度的半导体基板28，省略单独厚度测定工序。
59.如以上说明所述，在本实施方式的半导体装置的制造方法中，针对多个半导体基板28中的至少1个半导体基板28的每一者即半导体基板28a，基于作为半导体基板28a的厚度的测定结果的数据即自身厚度数据的v(x2)、作为半导体基板28a之外的至少1个半导体基板28的厚度的测定结果的数据即参考厚度数据的厚度信息5，对照射至半导体基板28a的激光进行控制而进行激光退火处理。由此，本实施方式的半导体装置的制造方法是在进行激光退火处理时针对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点的半导体装置的制造方法。
60.另外，在使用激光退火装置100而进行第二主面侧激光退火工序(步骤s9)的情况下，控制部102在对半导体基板28进行激光退火处理时，基于由膜厚计103对某个半导体基板即半导体基板28a的厚度进行测定而得到的结果的数据即自身厚度数据、由膜厚计103对半导体基板28a之外的至少1个半导体基板28的厚度进行测定而得到的结果的数据即参考厚度数据，对激光进行控制。这样，激光退火装置100是适合于如下半导体装置的制造方法的半导体制造装置，在该半导体装置的制造方法中，在进行激光退火处理时针对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点。
61.通过使参考厚度数据包含比自身厚度数据更多的部位处的厚度的测定结果的数据，能够减少单独厚度测定工序(步骤s95)中的测定时间。与对半导体基板28a各自进行详细的厚度测定的情况相比，例如能够基于参考厚度数据以更短的时间考虑基于在半导体元件形成区域设置的元件构造的台阶的位置、高度差量。由此，有望能够对高精度的详细厚度图6进行创建。
62.通过以上的第二主面侧激光退火工序，从而在第二主面侧杂质注入工序中形成的杂质注入层的杂质被激活，半导体基板28成为图4(g)的状态。
63.返回到图3，在第二主面侧电极形成工序(步骤s10)中对第二主面侧的电极20进行成膜。由此，半导体基板28成为图4(h)的状态。电极20例如通过溅射装置进行成膜。电极20的材料例如为铝。
64.在第一主面侧保护膜除去工序(步骤s11)中，除去半导体基板28的第一主面侧的保护膜15。由此，半导体基板28成为图4(i)的状态。
65.在切割工序(步骤s12)中，将半导体基板28分割为各半导体元件40。
66.经过以上工序，得到作为半导体装置的半导体元件40。但是，通过本实施方式的半导体装置的制造方法制造的作为对象的半导体装置可以是在半导体元件40设置例如导线等而由封装树脂封装后的半导体模块，也可以进一步是组装有该半导体模块的半导体装置。
67.<a－3.效果>
68.在本实施方式的半导体装置的制造方法中，针对多个半导体基板28中的至少1个半导体基板28的每一者即半导体基板28a，基于作为半导体基板28a的厚度的测定结果的数据即自身厚度数据的v(x2)、作为半导体基板28a之外的至少1个半导体基板28的厚度的测定结果的数据即参考厚度数据的厚度信息5，对照射至半导体基板28a的激光进行控制而进行激光退火处理。由此，本实施方式的半导体装置的制造方法是在进行激光退火处理时针对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点的半导体装置的制造方法。
69.通过使自身厚度数据包含基于预先确定的基准和厚度信息5选择出的部位的厚度的测定结果的数据，从而得到对于提高详细厚度图6的精度这一目的来说更恰当的部位处的半导体基板28a的厚度的信息。
70.与自身厚度数据相比，参考厚度数据包含半导体基板28的面内的更多部位处的厚度的测定结果的数据。由此，相比于对半导体基板28a各自进行详细的厚度的测定的情况，有望能够以短的时间对高精度的详细厚度图6进行创建。
71.控制部102在对半导体基板28进行激光退火处理时，基于由膜厚计103对某个半导体基板即半导体基板28a的厚度进行测定而得到的结果的数据即自身厚度数据、由膜厚计103对半导体基板28a之外的至少1个半导体基板28的厚度进行测定而得到的结果的数据即参考厚度数据，对激光进行控制。这样，激光退火装置100是适合于如下半导体装置的制造方法的半导体制造装置，在该半导体装置的制造方法中，在进行激光退火处理时针对多个半导体基板进行厚度的测定的情况下，利用进行厚度测定的半导体基板有多个这一点。
72.<b.实施方式2>
73.在实施方式1中，为了使详细厚度图6的精度提高，优选步骤s95的单独厚度测定工序中的厚度测定部位为半导体元件形成区域内平坦性高的区域。在实施方式1的半导体装置的制造方法中，将由处理方案指定的测定部位设为例如基于预先确定的基准和厚度信息5判断为平坦的部位，但在本实施方式中对判断为平坦的该预先确定的基准的例子进行说明。关于其它方面，本实施方式的半导体装置的制造方法与实施方式1的半导体装置的制造方法相同。
74.图2(a)示出在单独厚度测定工序中测定厚度的作为对象的半导体基板28a的实际的厚度分布1的例子。也想到半导体基板28a的厚度在局部具有波动。在图2(a)所示的例子中，在x4附近形成于半导体第一主面侧的半导体元件构造的凹凸被转印下来，产生凹陷。如果基于x4处的厚度和厚度信息5对详细厚度图6进行创建，则详细厚度图6的相对于实际的厚度分布1的偏差变大。通过对能够确保平坦性的坐标x3进行指定，从而详细厚度图6的精度提高，能够以更恰当的条件进行激光退火处理。
75.判断为平坦的预先确定的基准例如是在各半导体元件形成区域，以厚度信息5所包含的测定部位中的在激光扫描方向上连续的3个部位为1组，选择3个部位处的厚度的标准偏差最低的组，将该标准偏差最低的组的3个部位中的厚度与该3个部位的厚度的平均值最接近的部位判断为平坦。也可以替代3个部位处的厚度的标准偏差，使用将3个部位处的厚度的标准偏差除以3个部位处的厚度的平均值而得到的值。认为如在实施方式1中说明过的第二主面侧研磨工序中产生的台阶21b那样，对于以相同工序制成的多个半导体基板28，
容易在相同的部位形成凹凸，因此能够通过该基准，基于厚度信息5将半导体基板28a的更平坦的部位选择为测定部位。
76.如以上说明所述，在本实施方式中，半导体基板28a的自身厚度数据包含半导体基板28a的基于作为参考厚度数据的厚度信息5选择出的部位处的厚度的测定结果的数据，该选择出的部位为基于预先确定的基准和厚度信息5判断为平坦的部位。由此，详细厚度图6的精度提高，能够以更恰当的条件进行激光退火处理。例如，能够更均匀地将半导体基板28的第二主面侧的杂质注入层的杂质激活。
77.<c.实施方式3>
78.本实施方式的半导体装置的制造方法为如下半导体装置的制造方法，即，相对于实施方式1或2的半导体装置的制造方法，变更为在单独厚度测定工序(步骤s95)中在各半导体元件形成区域的多个部位处对厚度进行测定，使用该测定结果即自身厚度数据、作为参考厚度数据的厚度信息5而对详细厚度图6进行创建，改变输入热量8等激光的照射条件而进行激光退火。在其它方面，本实施方式的半导体装置的制造方法与实施方式1或2的半导体装置的制造方法相同。
79.如在实施方式2的说明中也提及过那样，也想到在单独厚度测定工序(步骤s95)中测定厚度的作为对象的半导体基板28a的厚度在局部具有波动。因此，通过在相同的半导体元件形成区域内在多个部位处对厚度进行测定，从而能够减轻半导体基板28a的厚度的局部波动的影响，以更合适的照射条件实施激光退火处理。由此，例如，能够更均匀地将在第二主面侧杂质注入工序中形成的杂质注入层的杂质激活。
80.例如，由于在图2所示的坐标x4处，厚度局部地变薄，因此如果使用x4处的厚度对详细厚度图6进行创建，则产生与实际的厚度分布1的偏差。因此，通过在相同的半导体元件形成区域内例如将x2追加为测定点，从而能够减轻半导体基板28a的厚度的局部波动的影响。例如，以单独厚度测定工序中的测定对象的多个部位处的详细厚度图6的厚度的平均与单独厚度测定工序中测定出的该测定对象的多个部位处的厚度的平均一致的方式，对厚度信息5施加常数量的调整而得到详细厚度图6。如果将单独厚度测定工序中测定出的x2和x4处的厚度各自设为v(x2)和v(x4)，将厚度信息5所表示的各部位x
i
处的厚度设为w(x
i
)，则例如通过u(x
i
)＝w(x
i
) (
‑
w(x2)
‑
w(x4) v(x2) v(x4))/2得到详细厚度图6所表示的各部位x
i
处的厚度u(x
i
)。
81.在将本实施方式的结构与实施方式2组合的情况下，例如，在单独厚度测定工序(步骤s95)中，在各半导体元件形成区域各自中从平坦性高的部位起依次选择出的多个部位处对厚度进行测定。就平坦性而言，例如，在半导体元件形成区域各自中，将参考厚度数据所包含的测定部位的在激光的扫描方向上连续的3个部位作为1组，在3个部位处的厚度的标准偏差更低的情况下，将该3个部位中的厚度与该3个部位的厚度的平均值最接近的部位判断为平坦性更高。通过选定多个被判断为平坦性高的部位而进行单独厚度测定工序(步骤s95)中的厚度的测定，从而能够进一步对厚度的面内的局部波动的影响进行抑制，对更与实际的厚度分布1接近的详细厚度图6进行创建。
82.<d.实施方式4>
83.本实施方式的半导体装置的制造方法为实施方式1至3中任意者的半导体装置的制造方法，是基于电极12、保护膜15的热容对激光进行控制而进行激光照射工序(步骤s98)
的激光退火处理的半导体装置的制造方法。
84.在执行激光照射工序(步骤s98)时，在半导体基板28a的第一主面侧设置有电极12、覆盖电极12的膜即保护膜15。在图3所示的流程图的步骤s6的第二主面侧研磨工序中，除了半导体基板28的厚度的波动之外，在将半导体基板28研磨至无法忽略形成于半导体基板第一主面侧的电极12、保护膜15的热容的影响的薄度的情况下，也能够通过使电极12、保护膜15的热容反映于输入热量等激光照射条件，从而以更合适的照射条件实施激光退火处理。由此，例如，能够更均匀地将在第二主面侧杂质注入工序中形成的杂质注入层的杂质激活。
85.为了考虑电极12、保护膜15的热容，预先对形成于半导体基板28的电极12、保护膜15的膜厚进行测定。例如，想到如下方法，即，就热容而言，预先通过荧光x射线装置对电极12、保护膜15的膜厚进行测定，基于各材料的物性值对热容和与其对应的校正输入热量进行计算而反映于校正方案。与半导体基板28的厚度相同地，也可以是通过针对各基板在各半导体元件40的区域处以1个点或多个点对厚度进行测定，将针对作为代表的基板测定出的电极12、保护膜15的基板面内的更详细的膜厚分布组合起来而进行补充，由此求出电极12、保护膜15的膜厚。
86.如以上说明所述，在本实施方式的半导体装置的制造方法中，对电极12及保护膜15的膜厚进行测定，基于电极12及保护膜15的膜厚的测定结果的数据对激光进行控制而进行激光退火处理。由此，能够以更合适的照射条件实施激光退火处理。
87.<e.实施方式5>
88.就本实施方式的半导体装置的制造方法而言，除了前述实施方式1～4之外，针对形成有多个元件构造的半导体基板28，在激光照射工序(步骤s98)的激光退火处理中基于元件构造对激光进行控制。在其它方面，本实施方式的半导体装置的制造方法与实施方式1～4的任意者相同。
89.图7图示出由图1所记载的a
‑
a线所示的剖面中的二极管区域31、igbt区域33、末端区域35各区域、激光照射工序(步骤s98)中的各个区域处的输入热量的校正量即输入热量校正量。二极管区域31为在俯视观察时与图4(g)的阴极层17对应的区域，igbt区域33为在俯视观察时与图4(g)的缓冲层18及集电极层19对应的区域。
90.如图7所示，半导体基板28各自在半导体元件形成区域分别设置有多个元件构造，即，二极管区域31、igbt区域33、末端区域35。
91.在本实施方式中，除了前述实施方式1～4之外，以多个元件构造在激光的扫描方向上排列的方式在工作台29配置半导体基板28，进行激光照射工序(步骤s98)的激光退火处理。
92.在本实施方式中，控制部102除了实施方式1～4中的基于半导体基板28的厚度、电极12及保护膜15的膜厚的激光控制之外，还基于被照射激光的区域的元件构造为多个元件构造中的哪一个而对激光进行控制，进行激光退火处理。
93.为了将二极管区域31、igbt区域33、末端区域35各区域、其边界区域32、34设为所期望的扩散构造，例如，将针对由实施方式1～4的校正方案创建工序(步骤s97)决定的激光退火处理中的输入热量加上图7所示的输入热量校正量而得到的值，作为在本实施方式的校正方案创建工序(步骤s97)中求出的激光退火处理中的输入热量。在图7中示出边界区域
32、34处的输入热量校正量各自为其两侧的区域处的输入热量校正量的中间程度的情况，但还想到边界区域32、34的输入热量校正量比其高的情况、比其低的情况。
94.通过基于被照射激光的区域的元件构造为多个元件构造中的哪一个而对激光进行控制，从而能够以对于各元件构造来说更适合的照射条件实施激光退火处理。
95.<f.实施方式6>
96.在实施方式1至5中，设想在半导体基板第二主面侧研磨后的离子注入工序后通过激光退火处理来形成扩散层的情况而对各实施方式涉及的半导体装置的制造方法进行了说明，但激光退火处理也可以用于在半导体基板之上设置的非晶质膜的晶化、半导体基板第二主面侧电极形成后的欧姆电极形成工序。另外，例如，在用于欧姆电极形成工序的情况下，也可以是不仅考虑半导体基板28的厚度，还考虑电极的厚度。
97.此外，可以将各实施方式自由地组合，对各实施方式适当进行变形、省略。
98.标号的说明
99.1实际的厚度分布，5厚度信息，6厚度图，8输入热量，9漂移层，10第一主面侧p层，11第一主面侧n层，12电极，13沟槽，14栅极电极，14a氧化膜，15保护膜，17阴极层，18缓冲层，19集电极层，20电极，21a、21b台阶，23激光振荡器，24激光，25衰减器，26电控反射镜，27fθ透镜，28、28a半导体基板，29工作台，30显微镜，31二极管区域，32边界区域，33igbt区域，34边界区域，35末端区域，40半导体元件，100激光退火装置，101照射部，102控制部，103膜厚计。