余政靖臺灣大學：化學工程學研究所李柏齊Li, Bo-ChiBo-ChiLi2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/52388近年來，半導體產業的驅勢大多以單晶圓、大尺寸製程以及線寬之窄化。而由於快速熱製程(rapid thermal process，簡稱RTP)的處理時間較短，熱效率高且為單晶製程，近年來已被廣泛使用在半導體工業上。特別因積體電路線寬窄化，在快速升溫退火製程(rapid thermal annealing，簡稱RTA)中漸漸以尖峰式退火(spike annealing)來取代浸入式退火(soak annealing)。換句話說，是以一個如同三角形的溫度設定方式，並以相當快速的升溫(200~350Continuing downsizing of the integrated circuit (IC) critical dimension (CD) leads to stringent requirement in temperature control of rapid thermal processor (RTP). In particular, for rapid thermal annealing, the spike annealing becomes the standard practice instead of soak temperature program. In other words, a triangular type of temperature program is executed with extremely fast ramp-up (200~350誌謝 I 中文摘要 III 英文摘要 IX 附圖目錄 VII 附表目錄 XIII 第一章 1 第二章 19 2.1 快速升溫爐系統描述 19 2.1.1物理模式 20 2.1.2模式線性化 22 2.2 控制問題描述 23 2.3 控制器設計-PI 控制器 24 2.3.1使用PI控制器之系統描述 25 2.3.1溫度軌線的的推導 27 2.3.3控制器參數設定 28 2.3.4討論取樣時間的影響 30 2.3.5討論時間延遲對控制結果的影響以及改進方法 32 2.3.6討論模式誤差的影響 35 2.3.7 可行性之分析 37 2.4 控制器設計-PI2D控制器 38 2.4.1使用PI2D之系統描述 38 2.4.2 溫度軌線之推導 40 2.4.3控制器參數設定 40 2.4.4討論取樣時間對控制結果的影響 42 2.4.5模式誤差對於控制結果的影響 44 2.4.6討論時間延遲對於使用PI2D控制器的影響 46 2.5控制器設計- 48 模式預測控制(Model predict controller ,MPC) 48 2.5.1討論使用MPC控制架構 48 2.5.2使用模式預測控制器之參數設定 49 2.5.3討論模式誤差之影響 51 2.6結果討論 53 第三章 54 3.1真實RTP系統描述與控制規範 54 3.2多變數控制方法與選擇 56 3.2.1使用IMC控制架構 56 3.2.2去耦合控制器方法 59 3.2.3 簡化後的IMC控制器 60 3.2.4討論非線性程度 63 3.2.5非線性控制(non-linear control) 69 3.2.6模式誤差的討論: 72 3.3 控制器設計 77 3.3.1討論非方陣之程序及控制模式 77 3.3.2討論方陣之程序及控制模式 79 3.3.3量測點選擇方法: 81 3.3.4燈圈配置 82 3.3.5利用群組化方法找尋最佳的燈圈配置 86 3.4結果與討論 99 第四章 100 參考文獻 102 符號說明: 106 英文符號 106 希臘文符號 1081530342 bytesapplication/pdfen-US熱積存thermal budgetthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/52388/1/ntu-96-R94524065-1.pdf