ランプ熱処理装置における昇温速度の高精度制御方法の検討

摘要

半導体拡散プロセスでは，シリコンウエハを約1000°Cに加熱することにより，不純物（B, P, Asなど）の拡散，結晶の損傷の回復，熱酸化膜の形成などを行う．半導体の高集積化が進み，浅い接合および薄い酸化膜を実現するため，ランプ熱処理装置を用いて100°C/s程度の急速昇温の後に10s程度の短時間熱処理が行われている．熱処理時間が短いために昇温速度の誤差が熱処理誤差に大きく影響し，昇温速度を与える目標条件になるように発熱制御することが重要である．一方，熱処理するウエハの表面状態は個々に異なっており，また外乱の影響もあり，発熱制御は試行錯誤の経験によるところが多い．ランプ発熱制御について，著者らは，放射伝熱解析と最適化計算により，複数ランプゾーンの最適発熱条件を明らかにした．本研究では，ランプ熱処理装置における100°C/sの急速昇温について，各種の制御方法と昇温速度誤差との関係を検討し，昇温速度誤差に及ぼす因子の影響を解析的に明らかにすることを目的とする．