JPH05195256A - 恒温槽の液量管理方法 - Google Patents

恒温槽の液量管理方法

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JPH05195256A
JPH05195256A JP571692A JP571692A JPH05195256A JP H05195256 A JPH05195256 A JP H05195256A JP 571692 A JP571692 A JP 571692A JP 571692 A JP571692 A JP 571692A JP H05195256 A JPH05195256 A JP H05195256A
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JP
Japan
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liquid
tank
temperature
constant temperature
amount
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JP571692A
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Satoshi Mihara
智 三原
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、恒温槽の液量管理方法に関し、で
きるだけ恒温槽の蓋を開けないで冷媒の液面に氷を浮か
すことなく液面低下を感知することができるとともに、
恒温槽の故障を未然に防ぐことができ、装置の信頼性及
び装置の稼動効率を向上させることができる恒温槽の液
量管理方法を提供することを目的とする。 【構成】 恒温槽のタンク内の液面の下限付近の液温を
測定する温度計を設け、該温度計により経時変化に対す
る液面付近の液温を測定し、測定された該液温変動量に
基づいて該タンク内の液量の減りを監視するように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、恒温槽の液量管理方法
に係り、詳しくは、例えば半導体集積回路の製造におけ
る真空処理装置に適用することができ、特に、安定した
冷却を必要とされるエッチング装置における恒温槽の液
面低下を感知して管理することができる恒温槽の液量管
理方法に関する。
【0002】近年、高集積化が進むにつれて、より高精
度なエッチング方法が求められている。このため、エッ
チング工程においても、より高精度なエッチングを行う
ために、エッチング中の表面反応を制御した技術が開発
されている。この中の一つとして、被処理基板の温度制
御を行ってマスク材及びエッチング対象物の下地層との
選択性を高くし、異方性形状を得る方法として低温エッ
チング技術が着目されている。特にこの方法では、0℃
以下に冷却してエッチングを行う必要がある。
【0003】
【従来の技術】図3は従来のエッチング装置の構成を示
す概略図である。図3において、31はカソード電極であ
り、このカソード電極31は恒温槽32により冷却されるよ
うになっており、−60℃まで冷却可能となっている。エ
ッチング手順としては、カソード電極31上の静電チャッ
ク33に被処理基板34が搬送され、被処理基板34が静電チ
ャック33上に吸着されて保持される。次に、被処理基板
34裏面からHeガス供給口35を介しHeガスが導入され
てガス冷却が行われる。次に、エッチングを行うための
エッチングガスがガス供給口36から導入され、高周波電
源37によりプラズマが印加されて被処理基板34のエッチ
ングが行われる。なお、38は静電チャック33内の電極39
と接続されたDC電源であり、40は被処理基板34裏面か
ら導入されたHeガスを排気するHeガス排気口であ
り、41はカソード電極31と対向するように設けられた対
向電極である。そして、42、43は各々蛍光光ファイバー
温度計、絶縁物部材である。
【0004】次に、図4は図3に示す恒温槽32の構成を
示す詳細図である。図4において、51は恒温槽32の蓋で
あり、52はタンク50内の液を温めるヒーターであり、53
はタンク50内の液量を調節するポンプである。そして、
54はタンク50内の液温を計測する温度計であり、55は恒
温槽32内の液を冷却する冷却コイル56を有する冷凍機で
あり、57はタンク50内の液を攪拌する攪拌機である。
【0005】ここでの恒温槽32の温度は、液中の温度を
温度計54により測定し、冷凍機55とヒーター52により一
定の温度に保つように制御されており、冷却用冷媒には
フッ素系不活性液体が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の恒温槽の液量管理方法では、恒温槽32を冷却す
るのをフッ素系不活性液体を用いて行っていたため、こ
のフッ素系不活性液体の蒸発量が大きく、使用している
うちにフッ素系不活性液体が蒸発して液面の低下を招い
てしまう。しかも、フッ素系不活性液体と水とは互いに
混じらないため、0℃以下で用いた場合には、大気中の
水分が結露してフッ素系不活性液体の液面に氷が浮いて
しまい、液面低下によりポンプ部材に氷が混入して恒温
槽が故障してしまったり、液面が低下して空気が混入し
十分な流量が得られなくなってしまったりしていた。こ
のため、定期的に恒温槽32の蓋51を開けて確認したり、
冷媒を補充したりする必要があった。しかしながら、度
々蓋51を開けると、空気が混入して空気中に含まれる水
分が結露し、氷が混入し易くなってしまっていた。そし
て、冷媒の補充を忘れた場合は、ポンプの故障を招いて
しまっていた。
【0007】このように、従来の恒温槽の液量管理方法
では、液面の低下が判らず、ポンプの故障やポンプによ
り送り出される冷媒の流量不足等といった問題を生じて
いた。そこで、本発明は、できるだけ恒温槽の蓋を開け
ないで冷媒の液面に氷を浮かすことなく液面低下を感知
することができるとともに、恒温槽の故障を未然に防ぐ
ことができ、装置の信頼性及び装置の稼動効率を向上さ
せることができる恒温槽の液量管理方法を提供すること
を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による恒温槽の液
量管理方法は上記目的達成のため、恒温槽のタンク内の
液面の下限付近の液温を測定する温度計を設け、該温度
計により経時変化に対する液面付近の液温を測定し、測
定された該液温変動量に基づいて該タンク内の液量の減
りを監視するものである。
【0009】本発明による恒温槽の液量管理方法は上記
目的達成のため、恒温槽のタンク内液内の上下方向でず
れた位置の液温を測定する温度計を少なくとも2つ以上
設け、少なくとも2つ以上の該温度計により経時変化に
対する上下方向でずれた位置の液温を測定し、測定され
た上下方向でずれた位置の液温差に基づいて該タンク内
の液量の減りを監視するものである。
【0010】本発明においては、前記恒温槽には、タン
ク内の液の対流を起こす対流発生手段が設けられている
場合であってもよく、この場合、液面を揺らすことがで
きるため、温度計が液面にきた時に敏感に温度を変動さ
せることができ、検出温度を向上させることができ好ま
しい。また、前記恒温槽は、0℃以下に冷却されている
場合に好ましく適用させることができる。例えば、恒温
槽はエッチング装置の電極を冷却させる場合に好ましく
適用させることができる。
【0011】
【作用】まず、請求項1記載の発明の作用について説明
する。本発明者は、上記課題が冷媒の液面低下のセンサ
ーを使用していないために発生していることに着目し、
恒温槽のタンク内の液量の減りを温度計の変動を監視す
ることにより解決した。具体的には、タンク内の液量の
減りを、タンク容量の下限の位置に温度計を設置してこ
の温度計の変動を監視することにより行う。ここで、エ
ッチング装置等の機器の冷却に用いるためには、ポンプ
で冷却を行う必要がある。そして、攪拌器等で冷媒の対
流を起こすことによりタンク内の冷媒の温度を均一に保
つようにする。すると、液面の高さは一定にならず微妙
に変動し揺れるため、温度計が液面ギリギリにくると、
冷媒の温度と冷媒の液面上部の空気の温度との測定を繰
り返す。このため、温度の上下変動を生じる。一方、冷
媒の液中に温度計がある場合は、温度は一定であるた
め、急激な温度変動を生じることはない。
【0012】従って、液面付近の経時変化に対する温度
計の温度変動量を測定し、この測定された温度変動量に
基づいてタンク内の液量が十分であるか否かを感知する
ことができ、液面低下を未然に感知することができる。
このように、本発明では、恒温槽を使用する装置におい
て、タンク内の液量の減りを、液面付近の経時変化に対
する温度計の温度変動量を測定し、この測定された温度
変動量に基づいて監視するようにしたため、できるだけ
恒温槽の蓋を開けないで冷媒の液面に氷を浮かすことな
く液面低下を感知することができるとともに、恒温槽の
故障を未然に防ぐことができる。従って、装置の信頼性
及び装置の稼動効率を向上させることができる。
【0013】次に、請求項2記載の発明の作用について
説明する。本発明者は、冷媒の液面低下のセンサーを使
用していないために発生していることに着目し、上記課
題が恒温槽のタンク内の液量の減りを2つ以上の温度計
を用いることにより解決した。具体的には、1本の温度
計は、冷媒中の温度を測定するように設置し、他の1本
の温度計は温度計のセンサー部を液面の低下限界にくる
ように設置し、その2本の温度差をモニターすること
で、液面低下を未然に防止することができる。
【0014】このように請求項2記載の発明では、恒温
槽を使用する装置において、恒温槽のタンク内液内の上
下方向でずれた位置の液温を各々測定する温度計を少な
くとも2つ以上設け、この少なくとも2つ以上の温度計
により経時変化に対する上下方向でずれた位置の液温を
測定し、この測定された上下方向でずれた位置の液温差
に基づいてタンク内の液量の減りを監視するようにした
ため、できるだけ恒温槽の蓋を開けないで冷媒の液面に
氷を浮かすことなく液面低下を感知することができると
ともに、恒温槽の故障を未然に防ぐことができる。従っ
て、装置の信頼性及び装置の稼動効率を向上させること
ができる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例に則した恒温槽の構成
を示す詳細図である。図1において、1aは恒温槽1の
タンクであり、1bは恒温槽1の蓋であり、2はタンク
1a内の液を温めるヒーターであり、3はタンク1a内
の液量を調節するポンプである。そして、4はタンク1
a内の液面付近よりも内部の液量を測定する熱電対等の
第1の温度計であり、5は液面付近の液温を測定する熱
電対等の第2の温度計であり、6はタンク1a内の液を
冷却する冷却コイン7を有する冷凍機であり、8はタン
ク1a内の液を攪拌する攪拌機である。なお、冷媒には
フッ素系不活性液を用いた。
【0016】本実施例では、図3で示した従来のエッチ
ング装置と同様な装置を用いて、トリレベルレジストの
エッチングを行った。エッチング条件は下記の通りであ
る。 rfパワー 500W 圧力 0.1Torr ガス O2 320cc/分 電極温度 −40℃ 恒温槽温度 −47℃ エッチング時間 3分〜5分 以上の条件で、エッチングを行い、数箇月装置の稼動状
況を観察した。そして、図1に示す如く、恒温槽1の冷
媒の温度は、熱電対の第1の温度計4で測定されるとと
もに、恒温槽1のヒーター2と冷凍機6により適宜制御
される。一方、タンク1a内の液面付近の温度が測定で
きるように恒温槽1に更にもう1本の第2の温度計5を
設置した。すると、時間が経過するとともに、タンク1
a内部の冷媒の液面が低下し、図2に示す如く、経時変
化に対する液面付近の温度が測定された。ここで示した
温度変動量は± 0.5℃程度であり、更に時間が経過する
と温度変動量は増加する傾向にある。この温度変動量が
所定の値、例えばA地点の如く±2℃の変動に達した
時、恒温槽1の蓋1bを開けて冷媒量を確認したとこ
ろ、液面の低下が見られ、しかも液面の高さは、熱電対
の第2の温度計5部分の位置付近と一致しており、液面
の高さの警報装置として使用できることが判った。
【0017】このように本実施例では、恒温槽1を使用
するエッチング装置において、タンク1a液面付近に第
2の温度計5を設け、液面付近の経時変化に対する第2
の温度計5の温度変動量を測定し、この測定された温度
変動量に基づいてタンク1a内の液量の減りを監視する
ようにしたため、できるだけ恒温槽の蓋を開けないで冷
媒の液面に氷を浮かすことなく液面低下を感知すること
ができるとともに、恒温槽の故障を未然に防ぐことがで
きる。従って、装置の信頼性及び装置の稼動効率を向上
させることができる。
【0018】なお、上記実施例では、恒温槽1による経
時変化に対する液面付近の液温を測定し、この測定され
た液温変動量に基づいてタンク1a内の液量の減りを監
視する場合について説明したが、恒温槽のタンク内液内
の上下方向でずれた位置の液温を測定する温度計を少な
くとも2つ以上設け、この少なくとも2つ以上の温度計
により経時変化に対する上下方向でずれた位置の液温を
測定し、測定された上下方向でずれた位置の液温差に基
づいてタンク内の液量の減りを監視するようにしてもよ
い。具体的には、図1に示す如く、タンク1a内液内の
上下方向でずれた位置の液温を測定するように、タンク
1a内液面付近の液温を測定する第1の温度計4と液面
付近よりも内部の液温を測定する第2の温度計5とを設
け、この第1、第2の温度計4、5により経時変化に対
する上下方向でずれた位置の液温を測定する。次いで、
この測定された上下方向でずれた伝達の液温差が3℃以
上開いた時点で恒温槽の蓋を開け、冷媒の量を確認した
ところ、液面の低下が見られ、しかも液面の高さは、第
2の温度計5部分の位置付近と一致しており、液面の高
さの警報装置として使用できることが判った。
【0019】上記各実施例では、熱電対からなる第1、
第2の温度計4、5を用いる場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、蛍光式光ファ
イバー温度計を用いる場合であってもよい。上記各実施
例では、恒温槽1をエッチング装置に適用させる例で述
べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、恒温
槽を用いて冷却する各種の装置に適用させることができ
ることは言うまでもない。
【0020】上記各実施例では、0℃以下でフッ素系不
活性液体を冷媒に用いる場合について述べたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、その他の(メタノー
ル、エタノール)等のアルコール等を同様に使用できる
ことは言うまでもない。更に、0℃以上で使用する冷媒
も同様に用いることができることは言うまでもない。以
上のように全ての恒温槽の液面監視装置として使用する
ことが可能であるが、氷の結露や氷を生じ易い0℃以下
に冷却して使用する恒温槽に特に有効である。
【0021】そして、以上の各実施例に基づき、第2の
温度計5による温度の変動量をパソコンに取り込みデー
タ処理をし、変動量が所定の値に達した時点に警報を発
するようにしたところ、液面の高さ限界を容易に感知す
ることができた。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、できるだけ恒温槽の蓋
を開けないで冷媒の液面に氷を浮かすことなく液面低下
を感知することができるとともに、恒温槽の故障を未然
に防ぐことができ、装置の信頼性及び装置の稼動効率を
向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に則した恒温槽の構成を示す
詳細図である。
【図2】図1に示す恒温槽タンク内の液面付近の経時変
化に対する温度測定結果を示す図である。
【図3】従来例のエッチング装置の構成を示す概略図で
ある。
【図4】図3に示す恒温槽の構成を示す詳細図である。
【符号の説明】
1 恒温槽 1a タンク 1b 蓋 2 ヒーター 3 ポンプ 4 第1の温度計 5 第2の温度計 6 冷凍機 7 冷却コイル 8 攪拌機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 恒温槽のタンク内の液面の下限付近の液
    温を測定する温度計を設け、該温度計により経時変化に
    対する液面付近の液温を測定し、測定された該液温変動
    量に基づいて該タンク内の液量の減りを監視することを
    特徴とする恒温槽の液量管理方法。
  2. 【請求項2】 恒温槽のタンク内液内の上下方向でずれ
    た位置の液温を測定する温度計を少なくとも2つ以上設
    け、少なくとも2つ以上の該温度計により経時変化に対
    する上下方向でずれた位置の液温を測定し、測定された
    上下方向でずれた位置の液温差に基づいて該タンク内の
    液量の減りを監視することを特徴とする恒温槽の液量管
    理方法。
  3. 【請求項3】 前記恒温槽には、タンク内の液の対流を
    起こす対流発生手段が設けられていることを特徴とする
    請求項1乃至2記載の恒温槽の液量管理方法。
JP571692A 1992-01-16 1992-01-16 恒温槽の液量管理方法 Withdrawn JPH05195256A (ja)

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