(57)【要約】【課題】  エピタキシャル成長時の基板温度を間接測定するアッパパイロメータを比較的短時間にかつ正確に校正して、エピタキシャル基板の品質を向上する。【解決手段】  温度校正用サセプタ１７に取付けた熱電対２６によりアッパパイロメータ２２を校正した後に、ロアパイロメータ２３の測定値をアッパパイロメータの校正値に一致させる。次にサンプル基板１２上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータにより間接測定した基板温度とエピタキシャル成長直後に測定したサンプル用基板のヘイズとの相関線を設定し、量産用基板上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータにより基板温度Ｔｘを間接測定する。更にエピタキシャル成長直後に測定した量産用基板のヘイズを上記相関線に当てはめて量産用基板上へのエピタキシャル成長時の基板温度Ｔｙを推定した後に、この推定温度Ｔｙにアッパパイロメータの測定温度Ｔｘを一致させる。【選択図】  図１
2007116094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量産用サセプタ(18)の上方にアッパパイロメータ(22)及び下方にロアパイロメータ(23)をそれぞれ有し、前記両パイロメータ(22,23)に基づいて前記サセプタ(18)に載せられた量産用基板(13)上にエピタキシャル層(13a)を成長させるエピタキシャル成長装置(11)の温度管理を行う方法において、
前記量産用サセプタ(18)の代わりに予め設けた温度校正用サセプタ(17)に取付けた熱電対(26)により前記アッパパイロメータ(22)を校正する工程と、
前記アッパパイロメータ(22)の校正された値に前記ロアパイロメータ(23)の測定値を一致させる工程と、
前記量産用基板(13)の代わりに前記量産用サセプタ(18)に予め載せたサンプル基板(12)上へのエピタキシャル成長時に前記アッパパイロメータ(22)により間接測定した基板温度とエピタキシャル成長直後に測定したサンプル用基板(12)のヘイズとの相関線を設定する工程と、
前記量産用基板(13)上へのエピタキシャル成長時に前記アッパパイロメータ(22)により基板温度(Tx)を間接測定する工程と、
前記エピタキシャル成長直後に測定した量産用基板(13)のヘイズを前記相関線に当てはめて前記量産用基板(13)上へのエピタキシャル成長時の基板温度(Ty)を推定する工程と、
前記推定温度(Ty)に前記アッパパイロメータ(22)の測定温度(Tx)を一致させる校正を行う工程と
を含むことを特徴とするエピタキシャル成長装置の温度管理方法。
【請求項２】
エピタキシャル成長直後のサンプル用基板(12)のヘイズとエピタキシャル成長直後の量産用基板(13)のヘイズとをレーザ表面検査装置によりそれぞれ測定する請求項１記載のエピタキシャル成長装置の温度管理方法。
【請求項３】
アッパパイロメータ(22)により間接測定されたエピタキシャル成長時の量産用基板(13)の温度(Tx)と、前記量産用基板(13)のヘイズを相関線に当てはめて推定されたエピタキシャル成長時の前記量産用基板(13)の温度(Ty)との差が、５℃以上になったときに、前記推定された量産用基板(13)の温度(Ty)に前記間接測定された量産用基板(13)の温度(Tx)を一致させる校正を行う請求項１記載のエピタキシャル成長装置の温度管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャル成長装置を用いて基板上にエピタキシャル層を成長させるときの温度を管理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱手段によりエピタキシャル成長装置の処理チャンバ内を加熱し、この加熱された処理チャンバ内に基板を搬送し、更に搬送中に基板の反りを防止すべく基板の表面と裏面との間における温度差が小さくなるように加熱手段による加熱を制御するウェーハ取扱方法（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。このウェーハ取扱方法では、加熱手段が処理チャンバの上部及び下部に配置されたハロゲンランプであり、このハロゲンランプにより加熱された処理チャンバ内の基板やこの基板を支持するサセプタの表面温度がパイロメータにより測定される。具体的には、パイロメータは処理チャンバ内の基板やサセプタからの熱放射エネルギを受けてこれらの表面温度を測定するように構成される。また処理チャンバに基板を搬送するために、搬送ロボットやリフト機構などが用いられる。
このように構成されたウェーハ取扱方法では、パイロメータの検出出力に基づいてハロゲンランプが制御される、即ち搬送中の基板の表面及び裏面間の温度差が小さくなるようにハロゲンランプによる加熱が制御されるので、処理チャンバに基板を搬送する際に、搬送ロボットやリフト機構などで支持された基板に反りが生ずるのを防止できるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２６９１３７号公報（請求項４、段落［００１６］〜段落［００２２］、段落［００３７］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の特許文献１に示されたウェーハ取扱方法では、放射温度計であるパイロメータを用いており、この放射温度計の特性上の理由、即ち赤外線エネルギと外的要因によって変動してしまう放射率とを用いて温度を算出しているという理由から、放射温度計による間接測定温度が経時的に変化して実際の基板温度とずれるため、定期的に、熱電対を取付けたサセプタを用いて、処理チャンバ内の基板温度を直接測定し、放射温度計を校正する必要があった。この放射温度計の校正には、極めて多くの時間（２〜３日間）を要するため、毎回、エピタキシャル成長処理後の放射温度計の校正を行うことはできず、また、この放射温度計の校正作業中は量産用基板にエピタキシャル層を成長させることができない問題点があった。このことから、例えば、２年に１回の定期整備時や、エピタキシャル層を成長させた量産用基板の極端な品質異常の発生時に、温度の確認作業や放射温度計の校正作業を行うのみで、これらの作業の頻度が低くなるとともに、放射温度計による間接測定温度の実際の基板温度とのずれをモニタリングすることができないため、エピタキシャル層を成長させた量産用基板の品質が次第に低下してしまう問題点があった。
また、上記従来の特許文献１に示されたウェーハ取扱方法では、処理チャンバ内の基板温度を石英製の透明上壁及び透明下壁をそれぞれ透過して放射温度計により間接測定しており、透明上壁及び透明下壁が汚れると、放射温度計による間接測定温度が実際の基板温度からずれてしまい、エピタキシャル基板の品質が低下する問題点もあった。
本発明の目的は、エピタキシャル成長時の基板温度を間接測定するアッパパイロメータ（放射温度計）を数時間という比較的短時間で正確に校正することができ、これによりエピタキシャル層を成長させた量産用基板の品質を向上できる、エピタキシャル成長装置の温度管理方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、実生産の操業過程において、量産用基板にエピタキシャル層を成長させながら、アッパパイロメータ（放射温度計）による間接測定温度の実際の基板温度とのずれをモニタリングすることができ、これにより設定温度に極めて近い温度で量産用基板にエピタキシャル成長を実施できる、エピタキシャル成長装置の温度管理方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、エピタキシャル成長直後のサンプル用基板のヘイズとエピタキシャル成長直後の量産用基板のヘイズとをレーザ表面検査装置によりそれぞれ測定することにより、正確にヘイズを測定できる、エピタキシャル成長装置の温度管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に係る発明は、図１〜図３に示すように、量産用サセプタ１８の上方にアッパパイロメータ２２及び下方にロアパイロメータ２３をそれぞれ有し、上記両パイロメータ２２，２３に基づいてサセプタ１８に載せられた量産用基板１３上にエピタキシャル層１３ａを成長させるエピタキシャル成長装置１１の温度管理を行う方法の改良である。
その特徴ある構成は、量産用サセプタ１８の代わりに予め設けた温度校正用サセプタ１７に取付けた熱電対２６によりアッパパイロメータ２２を校正する工程と、アッパパイロメータ２２の校正された値にロアパイロメータ２３の測定値を一致させる工程と、量産用基板１３の代わりに量産用サセプタ１８に予め載せたサンプル基板１２上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータ２２により間接測定した基板温度とエピタキシャル成長直後に測定したサンプル用基板１２のヘイズとの相関線を設定する工程と、量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータ２２により基板温度Ｔｘを間接測定する工程と、エピタキシャル成長直後に測定した量産用基板１３のヘイズを上記相関線に当てはめて量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時の基板温度Ｔｙを推定する工程と、この推定温度Ｔｙにアッパパイロメータ２２の測定温度Ｔｘを一致させる校正を行う工程とを含むところにある。
【０００５】
この請求項１に記載されたエピタキシャル成長装置の温度管理方法では、サンプル用基板１２上へのエピタキシャル成長時の基板温度とエピタキシャル成長直後のサンプル用基板１２のヘイズとの相関関係を求めておき、以後、量産用基板１３上へのエピタキシャル成長直後の量産用基板１３のヘイズを測定することにより、上記相関関係から量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時の基板温度を正確に推定できる。これにより量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時の基板の設定温度と実際の温度とのずれをモニタリングできるとともに、アッパパイロメータ２２を短時間で校正できる。また、実生産の操業過程において、量産用基板１３にエピタキシャル層１３ａを成長させながら、アッパパイロメータ２２による間接測定温度Ｔｘの実際の基板温度とのずれをモニタリングすることができるので、設定温度に極めて近い温度で量産用基板１３にエピタキシャル成長を実施できる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１〜図３に示すように、エピタキシャル成長直後のサンプル用基板１２のヘイズとエピタキシャル成長直後の量産用基板１３のヘイズとをレーザ表面検査装置２７によりそれぞれ測定することを特徴とする。
通常、エピタキシャル成長処理後に洗浄処理が行われるけれども、洗浄条件によってヘイズ値も変化してしまうため、この請求項２に記載されたエピタキシャル成長装置の温度管理方法では、レーザ表面検査装置２７により、エピタキシャル成長直後であって洗浄処理前のサンプル用基板１２のヘイズと、エピタキシャル成長直後の量産用基板１３のヘイズとがそれぞれ測定されるので、正確にヘイズを測定することができる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１〜図３に示すように、アッパパイロメータ２２により間接測定されたエピタキシャル成長時の量産用基板１３の温度Ｔｘと、量産用基板１３のヘイズを相関線に当てはめて推定されたエピタキシャル成長時の量産用基板１３の温度Ｔｙとの差が、５℃以上になったときに、上記推定された量産用基板１３の温度Ｔｙに上記間接測定された量産用基板１３の温度Ｔｘを一致させる校正を行うことを特徴とする。
この請求項３に記載されたエピタキシャル成長装置の温度管理方法では、上記エピタキシャル成長時の量産基板１３の間接測定温度Ｔｘと、エピタキシャル成長時の量産基板１３の推定温度Ｔｙとの差が、５℃以上になったときに、上記推定温度Ｔｙに上記間接測定温度Ｔｘを一致させる校正を行うので、設定温度に対して±５℃以内の温度で量産用基板にエピタキシャル成長を実施できる。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように、本発明によれば、温度校正用サセプタに取付けた熱電対によりアッパパイロメータを校正した後に、ロアパイロメータの測定値をアッパパイロメータの校正値に一致させ、サンプル基板上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータにより間接測定した基板温度とエピタキシャル成長直後に測定したサンプル用基板のヘイズとの相関線を設定し、量産用基板上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータにより基板温度を間接測定し、エピタキシャル成長直後に測定した量産用基板のヘイズを上記相関線に当てはめて量産用基板上へのエピタキシャル成長時の基板温度を推定し、更に上記推定温度にアッパパイロメータの測定温度を一致させる校正を行うので、量産用基板上へのエピタキシャル成長時において基板の設定温度と実際の温度のずれをモニタリングできるとともに、アッパパイロメータを短時間で校正できる。この結果、設定温度を実際の温度に一致させた状態で量産用基板にエピタキシャル成長を行うことができるので、エピタキシャル基板の品質を向上できる。また、実生産の操業過程において、量産用基板にエピタキシャル層を成長させながら、アッパパイロメータによる間接測定温度の実際の基板温度とのずれをモニタリングすることができるので、設定温度に極めて近い温度で量産用基板にエピタキシャル成長を実施できる。この結果、エピタキシャル層にスリップが発生するのを抑制でき、オートドープ量増加に起因する比抵抗分布を均一にすることができ、酸化膜除去不足に起因するＬＰＤ（Light Point Defect）を減少できる。ここで、ＬＰＤとは、光散乱式パーティクルカウンタを用いてエピタキシャル層表面上で観察される表面欠陥すべてを意味する。
【０００９】
またエピタキシャル成長直後のサンプル用基板のヘイズとエピタキシャル成長直後の量産用基板のヘイズとをレーザ表面検査装置にてそれぞれ測定することにより、洗浄処理によるヘイズ変化の悪影響を排除することができ、正確にヘイズを測定することができる。この結果、ヘイズの相関線の精度を向上できる。
更にアッパパイロメータにより間接測定されたエピタキシャル成長時の量産用基板の温度と、量産用基板のヘイズを相関線に当てはめて推定されたエピタキシャル成長時の量産用基板の温度との差が、５℃以上になったときに、上記推定された量産用基板の温度に上記間接測定された量産用基板の温度を一致させる校正を行えば、設定温度に対して±５℃以内の温度で量産用基板にエピタキシャル成長を実施できる。この結果、上記効果、即ちエピタキシャル層へのスリップの発生を抑制でき、オートドープ量増加に起因する比抵抗分布を均一にすることができ、酸化膜除去不足に起因するＬＰＤを減少できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、サンプル用のシリコン基板１２（以下、単にサンプル用基板という）及び量産用のシリコン基板１３（以下、単に量産用基板という）の上面には、エピタキシャル成長装置１１を用いてエピタキシャル層を成長させる。サンプル用基板１２及び量産用基板１３は同一材質により同一形状に形成される。このエピタキシャル成長装置１１は、サンプル用基板１２又は量産用基板１３を収容する処理チャンバ１４と、この処理チャンバ１４内を加熱する加熱手段１６と、サンプル用基板１２又は量産用基板１３を載置する温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８と、温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８を支持して昇降回転を行う昇降回転手段１９と、サンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面にエピタキシャル層を成長させるためのガスを処理チャンバ１４に給排するガス給排手段２１と、処理チャンバ１４内のサンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面の温度を間接測定するアッパパイロメータ２２と、処理チャンバ１４内の温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８の下面の温度を間接測定するロアパイロメータ２３と、アッパパイロメータ２２及びロアパイロメータ２３の各検出出力に基づいて加熱手段１６を制御するコントローラ２４とを備える。
【００１１】
上記処理チャンバ１４は、サンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面を覆う石英製の透明上壁１４ａと、サンプル用基板１２又は量産用基板１３の下面を覆う石英製の透明下壁１４ｂと、サンプル用基板１２又は量産用基板１３の周面を覆う石英製の側壁１４ｃとを有する。また透明下壁１４ｂは、サンプル用基板１２又は量産用基板１３を処理チャンバ１４に収容し又は処理チャンバ１４から取出すための開口部１４ｄが形成された固定下壁１４ｅと、開口部１４ｄを開放可能に閉止する可動下壁１４ｆとからなる。加熱手段１６は、透明上壁１４ａの上方にこの透明上壁１４ａに沿って所定の間隔をあけて配設されたハロゲンランプからなるアッパランプ１６ａと、透明下壁１４ｂの下方にこの透明下壁１４ｂに沿って所定の間隔をあけて配設されたハロゲンランプからなるロアランプ１６ｂとを有する。また昇降回転手段１９は、温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８を保持する複数の受け具１９ａと、これらの受け具１９ａを支持する支軸１９ｂと、この支軸１９ｂを回転可能に保持する保持筒１９ｃと、保持筒１９ｃの上端に嵌着され開口部１４ｄを開放可能に閉止する上記透明下壁１４ｆと、保持筒１９ｃを移動させる移動手段（図示せず）と、移動手段に設けられ支軸１９ｂを回転させる回転手段（図示せず）とを有する。なお、上記温度校正用サセプタ１７には熱電対２６（図１）が取付けられ、この熱電対２６により処理チャンバ１４に収容されかつ加熱手段１６により加熱された温度校正用サセプタ１７の温度を直接測定できるようになっている。この実施の形態では、熱電対２６は温度校正用サセプタ１７の外周面から中心に向って形成された穴１７ａに挿入される。
【００１２】
一方、ガス給排手段２１は、側壁１４ｃの上部に形成されサンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面にシリコン単結晶を堆積させるためのシランガス等の原料ガスとキャリアガスを処理チャンバ１４に導入する導入口２１ａと、側壁１４ｃの下部に形成され処理チャンバ１４内のサンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面を通った原料ガス及びキャリアガスを処理チャンバ１４から排出する排出口２１ｂとを有する。またアッパパイロメータ２２はアッパランプ１６ａより上方であってかつ処理チャンバ１４内のサンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面に向って設けられ、ロアパイロメータ２３はロアランプ１４ｂより下方であってかつ処理チャンバ１４内の温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８の下面に向って設けられる。アッパパイロメータ２２は、アッパランプ１６ａにより加熱されて高温になったサンプル用基板１２又は量産用基板１３の発する放射エネルギを受熱板で受けて、その温度上昇を内蔵された熱電対により熱起電力に変換してサンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面温度を測定するものであり、熱電対を間接的に利用してサンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面温度を間接的に測定する放射温度計である。ロアパイロメータ２３は、ロアランプ１６ｂにより加熱されて高温になった温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８の発する放射エネルギを受熱板で受けて、その温度上昇を内蔵された熱電対により熱起電力に変換して温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８の下面温度を測定するものであり、熱電対を間接的に利用して温度校正用サセプタ１７又は量産用サセプタ１８の下面温度を間接的に測定する放射温度計である。上記アッパパイロメータ２２及びロアパイロメータ２３の各検出出力はコントローラ２４に制御入力に接続され、コントローラ２４の制御出力はアッパランプ１６ａ及びロアランプ１６ｂにそれぞれ接続される。なお、上記アッパパイロメータ２２及びロアパイロメータ２３はその特性上の理由、即ち赤外線エネルギと外的要因によって変動してしまう放射率を用いて温度を算出しているという理由から、アッパパイロメータ２２又はロアパイロメータ２３による間接測定温度が経時的に変化して実際の基板温度とずれてしまうため、定期的に校正する必要がある。
【００１３】
一方、図３に示すように、サンプル用基板１２又は量産用基板１３の上面にエピタキシャル層１２ａ，１３ａを成長させてその成長工程が完了した直後には、レーザ表面検査装置２７を用いてエピタキシャル層１２ａ，１３ａ上面のヘイズを測定する。このレーザ表面検査装置２７は、レーザ光を発生させる光発生手段（レーザ管）と、エピタキシャル層１２ａ，１３ａの上面に接近して設けられ光発生手段が発生しかつ入力光反射鏡２８が反射したレーザ光を屈折・集光させてエピタキシャル層１２ａ，１３ａの上面に照射するレンズ２９と、エピタキシャル層１２ａ，１３ａの上面に照射されてエピタキシャル層１２ａ，１３ａの上面から様々な方向に反射するレーザ光の大部分を集めるワイド凹面鏡３１と、このワイド凹面鏡３１により集められたレーザ光を受けて電気信号に変換するワイド光電変換素子３２とを備える。ワイド凹面鏡３１はその中心軸がレンズ２９の中心軸と一致するようにエピタキシャル層１２ａ，１３ａの上方に配置される。また図３の符号３３はエピタキシャル層１２ａ，１３ａの上面に照射されてエピタキシャル層１２ａ，１３ａの上面から略垂直方向に反射する光のみを集めるナロー反射鏡であり、符号３４はナロー反射鏡３３により集められたレーザ光を受けて電気信号に変換するナロー光電変換素子である。
【００１４】
このように構成されたエピタキシャル成長装置１１及びレーザ表面検査装置２７を用いて処理チャンバ１４内の温度を管理する方法を図１〜図６に基づいて説明する。
先ず、量産用サセプタ１８の代わりに予め設けた温度校正用サセプタ１７に取付けた熱電対２６によりアッパパイロメータ２２を校正する。具体的には、温度校正用サセプタ１７の穴１７ａに熱電対２６を挿入し、かつこのサセプタ１７の上面にサンプル用基板１２を載せた状態で、サンプル用基板１２の上面及びサセプタ１７の下面をアッパランプ１６ａ及びロアランプ１６ｂによりそれぞれ加熱する（図１）。このときアッパランプ１６ａに所定の電力を所定時間だけ供給し続けた後にこの電力を段階的に変化させて、サンプル用基板１２の上面温度を段階的に変化させ、アッパパイロメータ２２により間接的に測定されたサンプル用基板１２の上面温度と、熱電対２６により直接的に測定された温度校正用サセプタ１７の厚さ方向の中央の温度とを比較する。ここで、アッパランプ１６ａに所定の電力を供給し続ける時間は、少なくとも温度校正用サセプタ１７の厚さ方向の中央部の温度がサンプル用基板１２の上面温度に一致するまでの時間である。そしてサンプル用基板１２の上面温度を間接的に測定するアッパパイロメータ２２の測定値を、温度校正用サセプタ１７の厚さ方向の中央の温度を直接的に測定する熱電対２６の測定値に一致させる校正を行う。
【００１５】
次いでアッパパイロメータ２２の校正された値にロアパイロメータ２３の測定値を一致させる。具体的には、処理チャンバ１４からサンプル用基板１２を載せた温度校正用サセプタ１７を取出し、温度校正用サセプタ１７を、熱電対２６の取付けられていない量産用サセプタ１８に交換するとともに、この量産用サセプタ１８上にサンプル用基板１２を載せた状態で、アッパランプ１６ａ及びロアランプ１６ｂに電力を供給してサンプル用基板１２の上面及び量産用サセプタ１８の下面をそれぞれ加熱する。所定時間が経過してサンプル用基板１２の上面温度と量産用サセプタ１８の下面温度が同一になったとき、即ち処理チャンバ１４内が熱的に平衡な状態になったときに、量産用サセプタ１８の下面温度を間接的に測定するロアパイロメータ２３の測定値をアッパパイロメータ２２の校正値に一致させる。
【００１６】
次に量産用サセプタ１８に載せたサンプル基板１２上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータ２２により間接測定した基板温度とエピタキシャル成長直後に測定したサンプル用基板１２のヘイズとの相関線を設定する。具体的には、先ずサンプル用基板１２の上面温度を所定値に保った状態で、サンプル用基板１２上にエピタキシャル層１２ａを成長させた後に、レーザ表面検査装置２７を用いてサンプル用基板１２のエピタキシャル層１２ａ上面のヘイズを測定する（図２及び図３）。このヘイズの測定を詳しく説明すると、先ず光発生手段が発生したレーザ光を入力光反射鏡２８で反射させ更にレンズで屈折・集光させてエピタキシャル層１２ａ上面に照射する。次にエピタキシャル層１２ａ上面で反射したレーザ光をワイド凹面鏡３１により集め、この集められたレーザ光をワイド光電変換素子３２が受けて電気信号に変換する。これによりサンプル用基板１２のエピタキシャル層１２ａ上面のヘイズ（面荒れ）が測定される。上記測定を複数回繰り返す。即ち、サンプル用基板１２の上面温度を変更して、サンプル基板１２のエピタキシャル層１２ａ上面のヘイズの測定を複数回繰返す。これによりサンプル用基板１２の上面温度とエピタキシャル層１２ａ上面のヘイズとの関係を示す複数ポイントが得られる。この結果、これらのポイントに基づいてサンプル用基板１２の上面温度とサンプル用基板１２のヘイズとの相関線（図４）を設定することができる。上記レーザ表面検査装置２７により、エピタキシャル成長直後であって洗浄処理前のサンプル用基板１２のヘイズとエピタキシャル成長直後の量産用基板１３のヘイズとをそれぞれ測定したので、正確にヘイズを測定することができる。この結果、ヘイズの相関線の精度を向上できる。なお、上記サンプル用基板１２のヘイズの値は、レーザ表面検査装置２１のレーザ発生手段（レーザ管）に依存する値であるため、上記相関線から求まる相関式はレーザ管毎に必要となる。また、この相関式は２次式にて近似でき、その際の相関係数は０．９９以上（図４では０．９９８である。）である。更に、上記相関線は曲線であっても直線であってもよい。
【００１７】
上記相関線の設定が完了した後、量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時にアッパパイロメータ２２により基板温度Ｔｘを間接測定する。具体的には、量産用基板１３を処理チャンバ１４に収容し、この量産用基板１３上にエピタキシャル層１３ａを成長させる（図２及び図３）。このエピタキシャル成長１３ａ時の基板温度Ｔｘをアッパパイロメータ２２により間接的に測定する。次にエピタキシャル成長直後に測定した量産用基板１３のヘイズを上記相関線に当てはめて量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時の基板温度Ｔｙを推定する。具体的には、量産用基板１３上へのエピタキシャル層１３ａの成長が完了した直後に、レーザ表面検査装置２７を用いてエピタキシャル層１３ａ上面に光を照射して量産用基板１３のヘイズを測定する（図３）。この量産用基板１３のヘイズは上記サンプル用基板１２のヘイズの測定方法と同様にして測定する。そして量産用基板１３のヘイズを上記相関線に当てはめて量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時の基板温度Ｔｙを推定した後、上記アッパパイロメータ２２による間接測定温度Ｔｘと上記相関線に当てはめた推定温度Ｔｙとの差を求める。更に上記間接測定温度Ｔｘと上記推定温度Ｔｙとの差θが所定値以上になったときに、アッパパイロメータ２２の測定温度Ｔｘを上記推定温度Ｔｙに一致させる校正を行う。具体的には、間接測定温度Ｔｘと上記推定温度Ｔｙとの差θが発生する頻度と、温度の推定精度とを考慮した上で、上記差θが例えば５℃以上になったときに、上記推定温度Ｔｙにアッパパイロメータ２２の測定温度Ｔｘを一致させる校正を行う。これにより設定温度に対して±５℃以内の温度で量産用基板にエピタキシャル成長を実施できるので、エピタキシャル層１３ａへのスリップの発生を抑制でき、オートドープ量増加に起因する比抵抗分布を均一にすることができ、酸化膜除去不足に起因するＬＰＤを減少できる。
【００１８】
このように構成されたエピタキシャル成長装置１１の温度管理方法では、サンプル用基板１２上へのエピタキシャル成長時の基板温度とエピタキシャル成長直後のサンプル用基板１２のヘイズとの相関関係から、量産用基板１３上へのエピタキシャル成長直後の量産用基板１３のヘイズを測定することにより、エピタキシャル成長時の基板温度を正確に推定できる。これにより量産用基板１３上へのエピタキシャル成長時の基板の設定温度と実際の温度とのずれをモニタリングできるとともに、アッパパイロメータ２２を短時間（約３０分間）で校正できる。この結果、設定温度を実際の温度に一致させた状態で、量産用基板１３にエピタキシャル層１３ａを成長させることができるので、エピタキシャル基板の品質を向上できる。また、実生産の操業過程において、量産用基板１３にエピタキシャル層１３ａを成長させながら、アッパパイロメータ２２による間接測定温度Ｔｘの実際の基板温度とのずれをモニタリングすることができるので、設定温度に極めて近い温度で量産用基板にエピタキシャル成長を実施できる。この結果、上記効果、即ちエピタキシャル層１３ａへのスリップの発生を抑制でき、オートドープ量増加に起因する比抵抗分布を均一にすることができ、酸化膜除去不足に起因するＬＰＤを減少できるという効果を得られる。
なお、上記実施の形態では、基板としてシリコン基板を挙げたが、ＳｉＧｅ基板、ＳｉＣ基板、Ｇｅ基板等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明実施形態のエピタキシャル成長装置の処理チャンバに温度校正用サセプタ及びサンプル用基板を収容した状態を示す要部断面構成図である。
【図２】処理チャンバに量産用サセプタとサンプル用基板又は量産用基板を収容した状態を示す要部断面構成図である。
【図３】エピタキシャル成長直後のエピタキシャル層上面のヘイズをレーザ表面検査装置により測定している状態を示す構成図である。
【図４】エピタキシャル成長時の基板温度とエピタキシャル成長直後のヘイズの平均値との相関関係を示す図である。
【図５】本発明の温度管理方法の前半を示すフローチャートである。
【図６】本発明の温度管理方法の後半を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１１  エピタキシャル成長装置
１２  サンプル用基板
１３  量産用基板
１３ａ  エピタキシャル層
１７  温度校正用サセプタ
１８  量産用サセプタ
２２  アッパパイロメータ
２３  ロアパイロメータ
２６  熱電対
２７  レーザ表面検査装置
Ｔｘ  アッパパイロメータにより間接測定された量産用基板の温度
Ｔｙ  相関線に当てはめて推定された量産用基板の温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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