| 研究概要 |
シリコン半導体ウエハを中心的な測定対象として,プロセスin-situ温度計測システムを最終的に確立することを目的として次の3項目を中心課題として研究を進めた.
(1)ハイブリッド型表面温度計の精度の向上とセンサ構造の最適化の検討,
(2)偏光輝度比を利用して放射率と温度を同時測定する手法の実用化への展開,
(3)Emissivity-invariant condition(放射率不変条件)の考察と応用.
それぞれの研究課題に対するこれまでの研究実績を列記する.
(1)ライトパイプとしてサファイアロッドと薄膜ハステロイを近接させた接触部先端部を開発し,900〜1000Kの温度領域で,ランダム誤差±0.5K以内の精度を実現した「ハイブリッド型表面温度計」を開発することができた.本センサはすでに他の研究に有効に応用されている.本表面温度計は,in-situ温度計測システムにおいて重要なキャリブレーション用計測機器として今後の研究開発展開が期待できる.
(2)シリコンウエハを測定対象として,「偏光輝度比からp-偏光放射率あるいはs-偏光放射率を同時測定できる手法」に関する実験を進め,本手法が有効な放射測温法となり得ることを確認した.これによって半導体製造プロセスにおけるin-situ温度計測手法への応用として次の段階に進める状況になった.
(3)「Emissivity-invariant condition(放射率不変条件)」を抵抗率1Ωcmのシリコンウエハに対して酸化膜厚によらず実験誤差内で成立することを確認した.さらに異なる抵抗率のウエハに対しても成立するかどうか今後確認することが課題である.本実験が精度よく実行できるようになったのは,(1)のハイブリッド型表面温度計の精度向上によるところが大きい.
以上の研究成果に関連して,国内外の学術誌・学会に研究成果を公開してきたが,現在までに学術誌に論文1件(Optical Engineering)採録され,2006年に掲載予定となっているほか,国際会議で3件,国内学会で7件の発表を行った.また,ハイブリッド型表面温度計に関して1件の特許出願を行った.
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