JPH0529264A - 半導体ウエハ処理装置 - Google Patents
半導体ウエハ処理装置Info
- Publication number
- JPH0529264A JPH0529264A JP18145091A JP18145091A JPH0529264A JP H0529264 A JPH0529264 A JP H0529264A JP 18145091 A JP18145091 A JP 18145091A JP 18145091 A JP18145091 A JP 18145091A JP H0529264 A JPH0529264 A JP H0529264A
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- JP
- Japan
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- semiconductor wafer
- temperature
- cooling gas
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- refrigerant
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体ウエハの温度を一定に制御できるように
して、該半導体ウエハに対して高精度の処理を施すこと
ができるようにする。 【構成】下電極4に半導体ウエハ6を載置し、下電極4
内に開口8を設けてこれに冷却用ガスをマスフローコン
トローラ10の流量制御で流し込んで半導体ウエハ6を
裏面から直接冷却する一方、冷媒通路11に冷媒を流し
て間接に半導体ウエハ6を裏面から冷却する。下電極4
内に蛍光温度計12を埋設し、この蛍光温度計12の測
定出力をマスフローコントローラ10に与え、マスフロ
ーコントローラ10は、この測定出力の入力に応答して
半導体ウエハの温度を一定に制御するか、または、この
測定値から冷媒の温度を制御して半導体ウエハの温度を
一定に制御する。
して、該半導体ウエハに対して高精度の処理を施すこと
ができるようにする。 【構成】下電極4に半導体ウエハ6を載置し、下電極4
内に開口8を設けてこれに冷却用ガスをマスフローコン
トローラ10の流量制御で流し込んで半導体ウエハ6を
裏面から直接冷却する一方、冷媒通路11に冷媒を流し
て間接に半導体ウエハ6を裏面から冷却する。下電極4
内に蛍光温度計12を埋設し、この蛍光温度計12の測
定出力をマスフローコントローラ10に与え、マスフロ
ーコントローラ10は、この測定出力の入力に応答して
半導体ウエハの温度を一定に制御するか、または、この
測定値から冷媒の温度を制御して半導体ウエハの温度を
一定に制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ドライエッチング装置
とかイオン注入装置とかその他の半導体ウエハ処理装置
に関する。
とかイオン注入装置とかその他の半導体ウエハ処理装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来例に係る半導体ウエハ処理装
置の一例としてのドライエッチング装置の構造を示す断
面図であり、同図に示された装置において、チャンバ1
の底面と上面とのそれぞれにガスの排気口2と導入口3
とが形成されている。チャンバ1の底面上には下電極4
が配備されている。この下電極4に相対向する上方に上
電極5が配備されている。半導体ウエハ6はプラズマエ
ッチング処理を施すために下電極4の上に載置されてい
る。該半導体ウエハ6はまた、下電極4上の所定の載置
位置から位置ずれしないように半導体ウエハ押さえ7で
押さえられている。下電極4内の中央部分には、半導体
ウエハ6の温度を制御するために該半導体ウエハ6の裏
面側を冷却するための冷却用ガス通路となる、上下に貫
通した開口8が形成されている。冷却用ガス配管9は、
下電極4の開口8に連通接続されているとともに、途中
部に冷却用ガスの流量を一定に制御するマスフローコン
トローラ10が接続されている。下電極4内には、一定
の温度に制御された冷媒が流れる冷媒通路11が設けら
れている。12は下電極4と上電極5との間に発生して
いるプラズマである。
置の一例としてのドライエッチング装置の構造を示す断
面図であり、同図に示された装置において、チャンバ1
の底面と上面とのそれぞれにガスの排気口2と導入口3
とが形成されている。チャンバ1の底面上には下電極4
が配備されている。この下電極4に相対向する上方に上
電極5が配備されている。半導体ウエハ6はプラズマエ
ッチング処理を施すために下電極4の上に載置されてい
る。該半導体ウエハ6はまた、下電極4上の所定の載置
位置から位置ずれしないように半導体ウエハ押さえ7で
押さえられている。下電極4内の中央部分には、半導体
ウエハ6の温度を制御するために該半導体ウエハ6の裏
面側を冷却するための冷却用ガス通路となる、上下に貫
通した開口8が形成されている。冷却用ガス配管9は、
下電極4の開口8に連通接続されているとともに、途中
部に冷却用ガスの流量を一定に制御するマスフローコン
トローラ10が接続されている。下電極4内には、一定
の温度に制御された冷媒が流れる冷媒通路11が設けら
れている。12は下電極4と上電極5との間に発生して
いるプラズマである。
【0003】上記ドライエッチング装置においては、冷
媒通路11に流している冷媒の温度は一定に制御し、そ
の冷媒温度に半導体ウエハ6の温度をあるオフセットを
もって制御するために冷却用ガスを用いている。この場
合の冷却用ガスの流量はマスフローコントローラ10で
もって一定に制御されている。
媒通路11に流している冷媒の温度は一定に制御し、そ
の冷媒温度に半導体ウエハ6の温度をあるオフセットを
もって制御するために冷却用ガスを用いている。この場
合の冷却用ガスの流量はマスフローコントローラ10で
もって一定に制御されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、よく知られ
ているように、ドライエッチングにおいて半導体ウエハ
の温度は、該半導体ウエハに対するエッチングの精度を
大きく左右するものであり、例えば、半導体ウエハの温
度が例えば150℃を越えてしまうと、半導体ウエハ上
のレジストパターンが変質して白濁するから、半導体ウ
エハ6の温度を150℃以下の一定に制御することは重
要なことである。
ているように、ドライエッチングにおいて半導体ウエハ
の温度は、該半導体ウエハに対するエッチングの精度を
大きく左右するものであり、例えば、半導体ウエハの温
度が例えば150℃を越えてしまうと、半導体ウエハ上
のレジストパターンが変質して白濁するから、半導体ウ
エハ6の温度を150℃以下の一定に制御することは重
要なことである。
【0005】しかしながら、上記構造の従来例のドライ
エッチング装置にあっては、下電極4の温度を冷媒で間
接的にモニタしながら例えば20℃に制御していても、
プラズマ12の入熱量によっては半導体ウエハ6の温度
が150℃を越えることがあるように、半導体ウエハ6
の温度を150℃以下の一定に制御することはできず、
高精度のドライエッチングができないという問題があっ
た。
エッチング装置にあっては、下電極4の温度を冷媒で間
接的にモニタしながら例えば20℃に制御していても、
プラズマ12の入熱量によっては半導体ウエハ6の温度
が150℃を越えることがあるように、半導体ウエハ6
の温度を150℃以下の一定に制御することはできず、
高精度のドライエッチングができないという問題があっ
た。
【0006】このようなことは、ドライエッチング装置
に限らず、半導体ウエハに対して温度を制御しながら所
定の処理を施す他の装置においても、同様の問題となっ
ている。
に限らず、半導体ウエハに対して温度を制御しながら所
定の処理を施す他の装置においても、同様の問題となっ
ている。
【0007】したがって、本発明においては、半導体ウ
エハの温度を一定に制御できるようにして、高精度の処
理を施すことができるようにすることを目的としてい
る。
エハの温度を一定に制御できるようにして、高精度の処
理を施すことができるように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】このような目的を達成す
るために、本発明の半導体ウエハ処理装置においては、
電極と、半導体ウエハ温度調整系と、半導体ウエハ温度
制御系とを有しており、該電極は、その上に半導体ウエ
ハが載置されるものであり、該半導体ウエハは該載置状
態でその表面側から所要の処理が施されるものであり、
半導体ウエハ温度調整系は、前記電極内に設けられたも
のであって、冷却用ガス系回路または冷媒系回路で構成
されており、該冷却用ガス系回路は、該電極に形成され
た開口に半導体ウエハを臨ませ、該開口を介して半導体
ウエハの裏面に冷却用ガスを導入して半導体ウエハを直
接に冷却するものであり、該冷媒系回路は、電極内に設
けられた冷媒通路を有し、該冷媒通路に冷媒が流される
ことで間接に半導体ウエハを裏面側から冷却するもので
あり、半導体ウエハ温度制御系は、電極上に載置された
半導体ウエハの温度を直接測定する温度計を備えたもの
であって、該温度計による測定値から冷却用ガス系回路
による冷却用ガスの流量を制御して半導体ウエハの温度
を一定に制御するか、または、この測定値から冷媒系回
路による冷媒の温度を制御して半導体ウエハの温度を一
定に制御するものであることを特徴としている。
るために、本発明の半導体ウエハ処理装置においては、
電極と、半導体ウエハ温度調整系と、半導体ウエハ温度
制御系とを有しており、該電極は、その上に半導体ウエ
ハが載置されるものであり、該半導体ウエハは該載置状
態でその表面側から所要の処理が施されるものであり、
半導体ウエハ温度調整系は、前記電極内に設けられたも
のであって、冷却用ガス系回路または冷媒系回路で構成
されており、該冷却用ガス系回路は、該電極に形成され
た開口に半導体ウエハを臨ませ、該開口を介して半導体
ウエハの裏面に冷却用ガスを導入して半導体ウエハを直
接に冷却するものであり、該冷媒系回路は、電極内に設
けられた冷媒通路を有し、該冷媒通路に冷媒が流される
ことで間接に半導体ウエハを裏面側から冷却するもので
あり、半導体ウエハ温度制御系は、電極上に載置された
半導体ウエハの温度を直接測定する温度計を備えたもの
であって、該温度計による測定値から冷却用ガス系回路
による冷却用ガスの流量を制御して半導体ウエハの温度
を一定に制御するか、または、この測定値から冷媒系回
路による冷媒の温度を制御して半導体ウエハの温度を一
定に制御するものであることを特徴としている。
【0009】
【作用】半導体ウエハ温度調整系においては、冷却用ガ
ス系回路で、該電極に形成された開口を介して半導体ウ
エハの裏面に冷却用ガスを導入して半導体ウエハを直接
に冷却するか、または、冷媒系回路で、冷媒通路に冷媒
が流されることで間接に半導体ウエハを裏面側から冷却
する。
ス系回路で、該電極に形成された開口を介して半導体ウ
エハの裏面に冷却用ガスを導入して半導体ウエハを直接
に冷却するか、または、冷媒系回路で、冷媒通路に冷媒
が流されることで間接に半導体ウエハを裏面側から冷却
する。
【0010】半導体ウエハ温度制御系においては、温度
計による測定値から冷却用ガス系回路による冷却用ガス
の流量を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御する
か、または、この測定値から冷媒系回路による冷媒の温
度を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御する。
計による測定値から冷却用ガス系回路による冷却用ガス
の流量を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御する
か、または、この測定値から冷媒系回路による冷媒の温
度を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。本発明は、実施例においてドライエッチン
グ装置に適用して説明するが、この装置に限らず、広く
半導体ウエハに対して温度制御しながら所要の処理を施
す装置に適用できるものである。
に説明する。本発明は、実施例においてドライエッチン
グ装置に適用して説明するが、この装置に限らず、広く
半導体ウエハに対して温度制御しながら所要の処理を施
す装置に適用できるものである。
【0012】図1は、実施例1に係るドライエッチング
装置の構成を示す断面図であり、従来例に係る図3と同
一ないしは相当する部分には同一の符号を付している。
装置の構成を示す断面図であり、従来例に係る図3と同
一ないしは相当する部分には同一の符号を付している。
【0013】1はチャンバ、2はガス排気口、3はガス
導入口、4は下電極、5は上電極、6は半導体ウエハ、
7は半導体ウエハ押さえ、8は開口、9は冷却用ガス配
管、10はマスフローコントローラである。ここで、開
口8と、冷却用ガス配管9と、マスフローコントローラ
10とでもって、半導体ウエハ6の裏面に開口8を介し
て冷却用ガスを導入して半導体ウエハ6を直接に冷却す
る冷却用ガス系回路(半導体ウエハ温度調整系)を構成
している。このような基本構成は従来例と同様である。
導入口、4は下電極、5は上電極、6は半導体ウエハ、
7は半導体ウエハ押さえ、8は開口、9は冷却用ガス配
管、10はマスフローコントローラである。ここで、開
口8と、冷却用ガス配管9と、マスフローコントローラ
10とでもって、半導体ウエハ6の裏面に開口8を介し
て冷却用ガスを導入して半導体ウエハ6を直接に冷却す
る冷却用ガス系回路(半導体ウエハ温度調整系)を構成
している。このような基本構成は従来例と同様である。
【0014】本実施例1のドライエッチング装置におい
て、上記構成に加えて、半導体ウエハ温度制御系とし
て、蛍光温度計12と、電圧変換回路13とを具備して
いる。この蛍光温度計12は、半導体ウエハ6の温度を
直接測定する非接触型のものであって、下電極4内に埋
設されており、かつ、半導体ウエハ6の温度に対応した
温度出力を出力する。電圧変換回路13は、蛍光温度計
12からの温度出力を電圧に変換してマスフローコント
ローラ10に出力する。
て、上記構成に加えて、半導体ウエハ温度制御系とし
て、蛍光温度計12と、電圧変換回路13とを具備して
いる。この蛍光温度計12は、半導体ウエハ6の温度を
直接測定する非接触型のものであって、下電極4内に埋
設されており、かつ、半導体ウエハ6の温度に対応した
温度出力を出力する。電圧変換回路13は、蛍光温度計
12からの温度出力を電圧に変換してマスフローコント
ローラ10に出力する。
【0015】ここで、マスフローコントローラ10は、
電圧変換回路13を介して与えられた蛍光温度計12か
らの温度出力に応答して、半導体ウエハ6が一定の温度
になるように前記冷却用ガスの流量を制御する。
電圧変換回路13を介して与えられた蛍光温度計12か
らの温度出力に応答して、半導体ウエハ6が一定の温度
になるように前記冷却用ガスの流量を制御する。
【0016】この実施例1においては、蛍光温度計12
で半導体ウエハ6の温度を測定し、その測定値を電圧変
換回路13を介してマスフローコントローラ10に出力
する。マスフローコントローラ10は、この測定値に従
って冷却用ガスの流量を制御し、半導体ウエハ6の温度
を一定に制御する。
で半導体ウエハ6の温度を測定し、その測定値を電圧変
換回路13を介してマスフローコントローラ10に出力
する。マスフローコントローラ10は、この測定値に従
って冷却用ガスの流量を制御し、半導体ウエハ6の温度
を一定に制御する。
【0017】図2は本発明の実施例2に係るドライエッ
チング装置の構成を示す断面図であり、図1と対応する
部分には同一の符号を付している。
チング装置の構成を示す断面図であり、図1と対応する
部分には同一の符号を付している。
【0018】本実施例2において特徴とする構成は、一
方の蛍光温度計12aを下電極4周辺寄りに、他方の蛍
光温度計12bを下電極4の中央付近に、それぞれ、埋
設するとともに、各蛍光温度計12a,12bのそれぞ
れには電圧変換回路13a,13bをそれぞれ接続する
ことで半導体ウエハ温度制御系とし、また、一方の蛍光
温度計12a側の下電極4には該下電極4を上下に貫通
する開口8aを形成し、その開口8aに冷却用ガス配管
9aを連通接続するとともに、その配管9aにマスフロ
ーコントローラ10aを設けている。そして他方の蛍光
温度計12bの温度出力については、電圧変換回路13
bを介して図1と同様のマスフローコントローラ10に
出力するようにしている。
方の蛍光温度計12aを下電極4周辺寄りに、他方の蛍
光温度計12bを下電極4の中央付近に、それぞれ、埋
設するとともに、各蛍光温度計12a,12bのそれぞ
れには電圧変換回路13a,13bをそれぞれ接続する
ことで半導体ウエハ温度制御系とし、また、一方の蛍光
温度計12a側の下電極4には該下電極4を上下に貫通
する開口8aを形成し、その開口8aに冷却用ガス配管
9aを連通接続するとともに、その配管9aにマスフロ
ーコントローラ10aを設けている。そして他方の蛍光
温度計12bの温度出力については、電圧変換回路13
bを介して図1と同様のマスフローコントローラ10に
出力するようにしている。
【0019】したがって、本実施例2においては、半導
体ウエハ6の周辺と中央との温度をより正確に制御する
ことができ、結果として、ドライエッチングの精度を一
層高めることができる。
体ウエハ6の周辺と中央との温度をより正確に制御する
ことができ、結果として、ドライエッチングの精度を一
層高めることができる。
【0020】なお、上記各実施例における半導体ウエハ
温度調整系は、開口8,8a、配管9,9a、およびマ
スフローコントローラ10,10aであったが、下電極
4内も設けられた冷媒通路11を流れる冷媒の温度を制
御して半導体ウエハ6を間接に冷却するものとし、この
冷媒の温度制御部に蛍光温度計12,12a,12bか
らの温度出力をそれぞれ電圧変換回路を介して与えるよ
うにしても同様に実施することができる。
温度調整系は、開口8,8a、配管9,9a、およびマ
スフローコントローラ10,10aであったが、下電極
4内も設けられた冷媒通路11を流れる冷媒の温度を制
御して半導体ウエハ6を間接に冷却するものとし、この
冷媒の温度制御部に蛍光温度計12,12a,12bか
らの温度出力をそれぞれ電圧変換回路を介して与えるよ
うにしても同様に実施することができる。
【0021】なお、上記各実施例では、ドライエッチン
グ装置に適用して説明したが、すべてのCVD装置、ス
パッタリング装置といった堆積装置、あるいは、イオン
注入装置など、半導体ウエハの温度の制御がそのプロセ
ス性能に大きく影響する装置に同様に適用することがで
きることは勿論である。
グ装置に適用して説明したが、すべてのCVD装置、ス
パッタリング装置といった堆積装置、あるいは、イオン
注入装置など、半導体ウエハの温度の制御がそのプロセ
ス性能に大きく影響する装置に同様に適用することがで
きることは勿論である。
【0022】なお、上記各実施例では、平行電極型のプ
ラズマエッチング装置およびリアクティブ・イオン・エ
ッチング(R.I.E)装置を想定したが、他の型のも
の、例えばマイクロ波プラズマエッチング装置とか、マ
グネトロンR.I.E装置とか、エレクトロン・サイク
ロトロン・レゾナンス(E.C.R)装置などのすべて
のドライエッチング装置に適用することができることは
勿論である。
ラズマエッチング装置およびリアクティブ・イオン・エ
ッチング(R.I.E)装置を想定したが、他の型のも
の、例えばマイクロ波プラズマエッチング装置とか、マ
グネトロンR.I.E装置とか、エレクトロン・サイク
ロトロン・レゾナンス(E.C.R)装置などのすべて
のドライエッチング装置に適用することができることは
勿論である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、半導体ウエハ温度調整系においては、
冷却用ガス系回路で、該電極に形成された開口を介して
半導体ウエハの裏面に冷却用ガスを導入して半導体ウエ
ハを直接に冷却するか、または、冷媒系回路で、冷媒通
路に冷媒が流されることで間接に半導体ウエハを裏面側
から冷却し、半導体ウエハ温度制御系においては、温度
計による測定値から冷却用ガス系回路による冷却用ガス
の流量を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御する
か、または、この測定値から冷媒系回路による冷媒の温
度を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御するよう
にしたから、半導体ウエハの温度を精密に制御してそれ
に所要の処理を施すことができるようになった。
本発明によれば、半導体ウエハ温度調整系においては、
冷却用ガス系回路で、該電極に形成された開口を介して
半導体ウエハの裏面に冷却用ガスを導入して半導体ウエ
ハを直接に冷却するか、または、冷媒系回路で、冷媒通
路に冷媒が流されることで間接に半導体ウエハを裏面側
から冷却し、半導体ウエハ温度制御系においては、温度
計による測定値から冷却用ガス系回路による冷却用ガス
の流量を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御する
か、または、この測定値から冷媒系回路による冷媒の温
度を制御して半導体ウエハの温度を一定に制御するよう
にしたから、半導体ウエハの温度を精密に制御してそれ
に所要の処理を施すことができるようになった。
【図1】本発明の実施例1に係るドライエッチング装置
の断面図である。
の断面図である。
【図2】本発明の実施例2に係るドライエッチング装置
の断面図である。
の断面図である。
【図3】従来例に係るドライエッチング装置の断面図で
ある。
ある。
4 下電極 6 半導体ウエハ 8 開口 9 冷却用ガス配管 10,10a マスフローコントローラ 11 冷媒通路 12,12a,12b 蛍光温度計 13,13a,13b 電圧変換回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 電極と、半導体ウエハ温度調整系と、半
導体ウエハ温度制御系とを有しており、 該電極は、その上に半導体ウエハが載置されるものであ
り、該半導体ウエハは該載置状態でその表面側から所要
の処理が施されるものであり、 半導体ウエハ温度調整系は、前記電極内に設けられたも
のであって、冷却用ガス系回路または冷媒系回路で構成
されており、 該冷却用ガス系回路は、該電極に形成された開口に半導
体ウエハを臨ませ、該開口を介して半導体ウエハの裏面
に冷却用ガスを導入して半導体ウエハを直接に冷却する
ものであり、 該冷媒系回路は、電極内に設けられた冷媒通路を有し、
該冷媒通路に冷媒が流されることで間接に半導体ウエハ
を裏面側から冷却するものであり、 半導体ウエハ温度制御系は、電極上に載置された半導体
ウエハの温度を直接測定する温度計を備えたものであっ
て、該温度計による測定値から冷却用ガス系回路による
冷却用ガスの流量を制御して半導体ウエハの温度を一定
に制御するか、または、この測定値から冷媒系回路によ
る冷媒の温度を制御して半導体ウエハの温度を一定に制
御するものであることを特徴とする半導体ウエハ処理装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18145091A JPH0529264A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 半導体ウエハ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18145091A JPH0529264A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 半導体ウエハ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0529264A true JPH0529264A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16100983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18145091A Pending JPH0529264A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 半導体ウエハ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0529264A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07169825A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Nec Corp | 静電吸着装置 |
US5881208A (en) * | 1995-12-20 | 1999-03-09 | Sematech, Inc. | Heater and temperature sensor array for rapid thermal processing thermal core |
US5948283A (en) * | 1996-06-28 | 1999-09-07 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for enhancing outcome uniformity of direct-plasma processes |
JP2020202318A (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 日新電機株式会社 | 基板ホルダおよびプラズマ処理装置 |
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JPH02125425A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-05-14 | Fujitsu Ltd | エッチング方法 |
JPH03108323A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-08 | Watkins Johnson Co | ヒータ組立体及び基板の加熱方法 |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP18145091A patent/JPH0529264A/ja active Pending
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