JPH07142410A - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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Publication number
JPH07142410A
JPH07142410A JP5312666A JP31266693A JPH07142410A JP H07142410 A JPH07142410 A JP H07142410A JP 5312666 A JP5312666 A JP 5312666A JP 31266693 A JP31266693 A JP 31266693A JP H07142410 A JPH07142410 A JP H07142410A
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JP
Japan
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substrate
processing
chamber
plasma
substrate processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP5312666A
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English (en)
Inventor
Takahiro Nakahigashi
孝浩 中東
So Kuwabara
創 桑原
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理室内における基板処理部付近のプラズマ
の状態、パーティクルの発生状況および基板処理部の汚
れ度合を基板の処理中に目視で確認することができる基
板処理装置を提供する。 【構成】 真空雰囲気中でプラズマを用いて基板2を処
理する各処理室16a〜16dの壁面部に、各処理室内
の基板処理部付近を撮影するCCDカメラ30および増
幅型CCDカメラ32をそれぞれ設けた。また、各処理
室16a〜16dの壁面部に、各処理室内におけるプラ
ズマ発光のスペクトル強度を測定する分光器34をそれ
ぞれ設けた。そして、このような各CCDカメラ30お
よび各増幅型CCDカメラ32で撮影した画像ならびに
各分光器34で測定したデータを、表示装置に表示させ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、真空雰囲気中でプラ
ズマを用いて基板に対して例えばプラズマCVDによる
成膜、高周波スパッタリングによる成膜、プラズマエッ
チング等の処理を施す1以上の処理室を有する基板処理
装置に関し、より具体的には、その各処理室内において
どのような状況で基板が処理されているかを目視で確認
できるようにする手段に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の基板処理装置の処理室内におけ
るプラズマの状態は、従来は、プラズマ生成用に高周波
電源から処理室内へ供給する高周波電力のピーク値や、
処理室内に設けられたプラズマ生成用の高周波電極にプ
ラズマ生成に伴って発生する自己バイアス電圧で評価し
ていた。
【0003】また、処理室内に発生するパーティクル
(ゴミ)の発生状況は、従来の装置ではそれを確認する
手段がなく、そのため、処理室内のパーティクルによる
膜剥がれ等を防止するためのメインテナンスは、経験的
時間で決定したり、処理された基板を用いて作るデバイ
スの歩留り低下で時期を決めていた。
【0004】また、従来の装置では、処理室内の高周波
電極等の汚れ度合を処理中に確認する手段がないため、
定期的に処理室を開けて高周波電極等の汚れ度合等を確
認していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の供給
高周波電力のピーク値や高周波電極の自己バイアス電圧
でプラズマ状態を評価するという手段では、あくまでも
間接的にしかプラズマ状態を評価することができず、本
当のプラズマ状態は分からないという問題がある。
【0006】また、上記の経験的時間やデバイスの歩留
り低下でメインテナンス時期を決めるという手段では、
装置や処理の異常を早期に発見することができず、かつ
デバイスの歩留りが悪化するという問題がある。
【0007】また、上記の定期的に処理室を開けて高周
波電極等の汚れ度合を確認するという手段では、処理室
開放に伴うベント(大気圧状態に戻すこと)、再真空排
気、基板加熱部の降温および昇温等に多くの時間がかか
るため、一度開放した処理室を再び処理ができる状態に
戻すのに多くの時間がかかり、装置の稼働率が低下する
という問題がある。
【0008】そこでこの発明は、処理室内における基板
処理部付近のプラズマの状態、パーティクルの発生状況
および基板処理部の汚れ度合を基板の処理中に目視で確
認することができる基板処理装置を提供することを主た
る目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の基板処理装置は、前記各処理室の壁面部
にそれぞれ設けられていて各処理室内の基板処理部付近
をそれぞれ撮影するCCDカメラと、この各CCDカメ
ラで撮影した画像を表示する表示装置とを備えることを
特徴とする。
【0010】また、前記各処理室の壁面部にそれぞれ設
けられていて各処理室内の基板処理部付近をそれぞれ撮
影するものであって、プラズマ発光を除去するフィルタ
を取り付けた増幅型CCDカメラを更に設け、この各増
幅型CCDカメラで撮影した画像を前記表示装置に表示
させるようにしても良い。
【0011】また、前記各処理室の壁面部にそれぞれ設
けられていて各処理室内におけるプラズマ発光のスペク
トル強度を測定する分光器を更に設け、この各分光器で
測定したデータを前記表示装置に表示させるようにして
も良い。
【0012】
【作用】上記CCDカメラと表示装置とを設けることに
より、CCDカメラで各処理室内における基板処理部付
近のプラズマの状態、パーティクルの発生状況および基
板処理部の汚れ度合を撮影し、そしてその画像を表示装
置に表示することができる。それによって、これらの状
況を基板の処理中に目視で確認することができる。
【0013】また、上記増幅型CCDカメラを更に設け
ることにより、同増幅型CCDカメラで、プラズマ発光
を除去してプラズマ近傍におけるパーティクルの発生状
況をより明確に撮影し、そしてその画像を上記表示装置
に表示することができる。それによって、パーティクル
の発生状況を基板の処理中により明確に目視で確認する
ことができる。
【0014】更に、上記分光器を更に設けることによ
り、分光器で、プラズマ発光のスペクトル強度を測定
し、そしてそのデータを上記表示装置に表示することが
できる。それによって、プラズマの状態を基板の処理中
により明確に目視で確認することができる。
【0015】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係る基板処理
装置を示す平面図である。図2は、図1の装置をP方向
に見た部分的な側面図である。図3は、図1中の線A−
Aに沿う拡大断面図である。
【0016】この基板処理装置は、液晶ディスプレイの
薄膜トランジスタ形成等に用いられる、いわゆるマルチ
プロセス装置と呼ばれるものであり、プラズマCVD装
置の一種である。
【0017】即ちこの基板処理装置は、基板2の予備加
熱を行う予備加熱室12aと、この予備加熱室12aに
弁19を介して隣接されていて基板2の搬送を行うため
の第1の真空搬送室14aと、この真空搬送室14aに
弁20、21をそれぞれ介して隣接されていて基板2の
処理をそれぞれ行う第1および第2の処理室16aおよ
び16bと、真空搬送室14aに弁22を介して隣接さ
れていて基板2の搬送を行うための第2の真空搬送室1
4bと、この真空搬送室14bに弁23、24をそれぞ
れ介して隣接されていて基板2の処理をそれぞれ行う第
3および第4の処理室16cおよび16dと、真空搬送
室14bに弁25を介して隣接されていて処理後の基板
2の冷却を行う冷却室12bとを備えている。予備加熱
室12aおよび冷却室12bと大気中との間には弁18
および26がそれぞれ設けられている。
【0018】各部屋12a、12b、14a、14b、
16a〜16dは、図示しない真空排気装置によってそ
れぞれ所定の真空度に真空排気される。
【0019】予備加熱室12aの手前側には、複数枚の
基板2を収納可能なカセット4aと、このカセット4a
から基板2を1枚ずつ水平状態で取り出してそれを垂直
に立てて基板着脱装置8aに渡す基板搬送ロボット6a
と、その基板2をトレイ10の側面に装着する基板着脱
装置8aとが設けられている。
【0020】トレイ10は、拡大断面を図3に示すよう
に、断面U字状をしており、その両外側の側面に基板2
を1枚ずつ装着可能である。このように基板2を2枚装
着可能にしたのは、一度に2枚の基板2を処理可能にし
てスループットを高めるためである。
【0021】冷却室12bの手前側には、トレイ10か
ら基板2を取り外す基板着脱装着8bと、複数枚の基板
2を収納可能なカセット4bと、基板着脱装置8bから
基板2を1枚ずつ垂直状態で受け取ってそれを水平状態
にしてカセット4b内へ収納する基板搬送ロボット6b
とが設けられている。
【0022】基板着脱装置8aから予備加熱室12a、
真空搬送室14a、14b、冷却室12bおよび基板着
脱装置8bにかけての部分、ならびに、真空搬送室14
aと処理室16a、16b間および真空搬送室14bと
処理室16c、16d間には、トレイ10を搬送するト
レイ搬送機構(図示省略。但し図3のトレイ搬送機構4
0はその一部分を成す)が設けられている。
【0023】予備加熱室12a内には、トレイ10上の
基板2を予備加熱するヒータ(図示省略)が設けられて
いる。またこの例では、この予備加熱室12aは、基板
2を大気中から真空搬送室14aへ搬送するための真空
予備室を兼ねている。
【0024】処理室14a内には、図3に示すように、
中央部に天井から吊り下げられたヒータ44およびその
両外側に多孔の高周波電極42が1枚ずつ設けられてい
る。このヒータ44を両側から覆うように、トレイ10
がトレイ搬送機構40によって搬入される。このトレイ
10は電気的に接地されており、それと両高周波電極4
2間に、図示しない高周波電源から高周波電力が供給さ
れる。また、両高周波電極42とトレイ10間に、両高
周波電極42の孔を通して反応ガス48が供給される。
このような構成によって、処理室16aにおいてプラズ
マCVD装置が形成されている。
【0025】処理室16bおよび16c内の構成も処理
室16a内と同じであり、両処理室16bおよび16c
においてプラズマCVD装置がそれぞれ形成されてい
る。
【0026】処理室16d内の構成も処理室16aと同
じであるが、ここでは、反応ガス48を導入する代わり
にエッチングガスを導入するようにしており、それによ
ってこの処理室16dにおいてプラズマエッチング装置
を形成している。
【0027】冷却室12bでは、トレイ10上の基板2
に例えばヘリウム、窒素等のガスを吹き付けて、処理後
の熱い基板2を強制的に冷却するよう構成されている。
またこの例では、この冷却室12bは、基板2を真空搬
送室14bから大気中へ搬送するための真空予備室を兼
ねている。
【0028】なお、図1中の28は壁であり、それより
手前側はクリーンルーム内に、向こう側は通用の機械室
内に配置されている。
【0029】この基板処理装置の全体的な動作例を簡単
に説明すると、まず基板搬送ロボット6aによってカセ
ット4aから未処理の基板2を1枚取り出し、それを基
板着脱装置8aに渡し、それによってトレイ10の側面
に装着する。これを2回行って、トレイ10の両側面に
基板2を装着する。
【0030】次いで、トレイ10を矢印のように回転さ
せ、予備加熱室12a内へ搬送してそこで基板2の予備
加熱を行い、それが完了したら同トレイ10を真空搬送
室14a内へ搬送する。
【0031】次いで、トレイ10を処理室16a内へ搬
送し、そこで基板2を処理、この例ではプラズマCVD
法によって基板2の表面に薄膜(例えばSiNx薄膜)を
形成する。それが完了したら、トレイ10を一旦真空搬
送室14a内へ戻した後に処理室16b内へ搬送し、そ
こで基板2を再び処理、この例ではプラズマCVD法に
よって基板2上に薄膜(例えばa−Si 薄膜)を形成す
る。
【0032】それが完了したら、トレイ10を一旦真空
搬送して14a内へ戻した後、真空搬送室14b内へ搬
送し、かつ処理室16c内へ搬送して、そこで基板2を
再度処理、この例ではプラズマCVD法によって基板2
上に薄膜(例えばSiNx薄膜)を形成する。
【0033】それが完了したら、トレイ10を真空搬送
室14b内へ戻し、冷却室12b内へ搬送して基板2の
冷却を行い、更に基板着脱装置8bの手前まで搬送す
る。そして、トレイ10から基板着脱装置8bによって
基板2を取り外し、それを基板搬送ロボット6bへ渡
し、それによってカセット4b内へ収納する。
【0034】以降は、上記と同様の動作が適宜繰り返さ
れる。
【0035】なお、処理室16dは、トレイ10にパー
ティクルが付着して汚れ度合が大きくなった場合に、そ
れをエッチングによって清掃するのに使用される。
【0036】次に、各処理室16a〜16d内をモニタ
する手段について説明すると、この実施例では、各処理
室16a〜16dの側壁上部に窓を設け、そこに、各処
理室内の図3に示した両高周波電極42間の上半部付近
を横から撮影するCCDカメラ30をそれぞれ取り付け
ている。
【0037】また、この実施例では、各処理室16a〜
16dの上壁後部に窓を設け、そこに、各処理室内の図
3に示した両高周波電極42間の後半部付近を上から撮
影する増幅型CCDカメラ(以下、ICCDカメラとい
う)32をそれぞれ取り付けている。この各ICCDカ
メラ32には、プラズマ発光を除去するフィルタをそれ
ぞれ取り付けている。
【0038】更に、この実施例では、各処理室16a〜
16dの上壁前部に窓を設け、そこに、各処理室内にお
けるプラズマ発光のスペクトル強度を測定する分光器3
4をそれぞれ取り付けている。
【0039】そして、このような各CCDカメラ30お
よび各ICCDカメラ32で撮影した画像ならびに各分
光器34で測定したデータを、この実施例では図5に示
すような表示装置50のモニタ70に表示させるように
している。
【0040】この表示装置50は、各CCDカメラ30
からの画像を処理する画像処理ボード52a、その画像
データを切り換えてバス58へ送るマルチプレクサ56
a、各ICCDカメラ32からの画像を処理する画像処
理ボード52b、その画像データを切り換えてバス58
へ送るマルチプレクサ56b、各分光器34からのデー
タをA/D変換するA/D処理ボード54、そのデータ
を切り換えてバス58へ送るマルチプレクサ56c、演
算処理用のCPU60、データ格納用のメモリ62、画
像等の表示用のモニタ70、このモニタ70におけるマ
ルチ表示を可能にするマルチ表示ボード66、およびこ
のモニタ70の画面部に設けられたタッチセンサーを制
御するタッチセンサー制御ボード68を備えている。
【0041】図5は、モニタ70における表示画面の一
例を示すものであり、この例では、左上にプロセスモニ
タ部72、左下にトレイ位置モニタ部74、右上にパー
ティクルモニタ部76および右下にプラズマモニタ部7
8が割り当てられている。
【0042】プラズマモニタ部72には、後述するよう
にして選択された処理室における圧力(真空度)、高周
波(RF)電力、ガス流量等の処理条件が表示される。
【0043】トレイ位置モニタ部74には、図1の装置
の概略構成およびトレイ10の存在位置が表示される。
トレイ10は、図1では説明の便宜上四つ図示している
が、実際上は同時に扱うのは二つであり、その位置がセ
ンサーによって検出されてこのトレイ位置モニタ部74
に表示される。これによって、トレイ10の位置を目視
確認することができる。また、各処理室16a〜16d
の表示部分にはタッチセンサー75がそれぞれ設けられ
ており、対応するタッチセンサー75に触れることによ
って、目視確認する処理室を択一的に切り換えることが
できる。即ち、どの処理室における処理条件および画像
等をプロセスモニタ部72、パーティクルモニタ部76
およびプラズマモニタ部78に表示させるかを択一的に
切り換えることができる。
【0044】パーティクルモニタ部76には、選択され
た処理室内の両高周波電極42間の部分を前述したCC
Dカメラ30およびICCDカメラ32で撮影した画像
が切り換えて表示される。このCCDカメラ30とIC
CDカメラ32との切り換えは、例えばタッチセンサー
やキーボード等を用いて行われる。CCDカメラ30を
用いれば、プラズマ46の状態、高周波電極42および
トレイ10の汚れ度合、更にはパーティクルの発生状況
をそのまま見ることができる。ICCDカメラ32は、
CCDカメラよりも高感度であり、しかもプラズマ発光
除去用のフィルタを取り付けているので、これを用いれ
ば、プラズマ発光を除去して、プラズマ46中のあるい
はその付近におけるパーティクルの発生状況をより明確
に見ることができる。
【0045】プラズマモニタ部78には、選択された処
理室内におけるプラズマ発光のスペクトル強度を前述し
た分光器34で測定し、そのデータをこの例では主な発
光種ごとの時間経過で表すように処理したデータが表示
される。図5に示したデータは、a−Si 成膜時の例で
ある。
【0046】また、この実施例では、必須ではないが、
図1の装置の天井部に2台のCCDカメラ36aおよび
36bを設けて、一方は壁28の手前側の装置を、他方
は壁28の奥側の装置を撮影するようにしており、両C
CDカメラ36a、36bで撮影したこの基板処理装置
全体の画像を、前記モニタ70に、図5のような表示と
は切り換えて表示させるようにしている。その表示の例
を図6に示す。このようにすると、この基板処理装置の
周りの状況、例えばどこに人がいるか、どの部分を分解
しているか等を目視で確認することができる。上記表示
の切り換えは、例えばタッチセンサーやキーボード等を
用いて行われる。
【0047】上記のようにCCDカメラ30と表示装置
50とを設けることにより、CCDカメラ30で撮影し
た各処理室16a〜16d内における両高周波電極42
間のプラズマ46の状態、高周波電極42およびトレイ
10の汚れ度合、更にはその付近のパーティクルの発生
状況を、基板2の処理中に目視で確認することができ
る。
【0048】その結果、装置や処理の異常を早期に発見
することができ、ひいてはデバイスの歩留りを向上させ
ることができる。
【0049】また、装置のメインテナンスの時期を、従
来のように経験的に決めるのではなく、装置の実状を確
認することによって適切に決定することができるので、
メインテナンスを適切に行うことができ、装置の稼働率
が向上する。また、デバイスの歩留り向上にも寄与す
る。
【0050】また、上記のようにICCDカメラ32を
更に設けることにより、各処理室16a〜16d内にお
けるパーティクルの発生状況を基板2の処理中により明
確に目視で確認することができる。その結果、装置や処
理の異常等をより確実に発見することができるようにな
り、デバイスの歩留り向上、メインテナンス時期の適切
化等に一層寄与することができる。
【0051】更に、上記のように分光器34を更に設け
ることにより、各処理室16a〜16d内におけるプラ
ズマ46の状態を基板2の処理中により明確に目視で確
認することができる。その結果、装置や処理の異常等を
より確実に発見することができるようになり、デバイス
の歩留り向上等に一層寄与することができる。
【0052】更により具体的な実施例を説明すると、基
板2に360×450mm角のガラス基板を用い、図1
の装置の各処理室16a〜16cにおける成膜条件を次
のようにして、プラズマCVD法によってSiNx、a−
Si およびSiNxの成膜を行い、ガラス基板上に液晶デ
ィスプレイ用の多数の薄膜トランジスタを形成した。
【0053】(1)処理室16a 形成する膜:SiNx 高周波電極:600×800mm 高周波電力:200W 圧膜圧力:0.8Torr 使用ガス:SiH4 60ccm NH3 200ccm 基板温度:250℃
【0054】(2)処理室16b 形成する膜:a−Si 高周波電極:600×800mm 高周波電力:100W 圧膜圧力:0.35Torr 使用ガス:SiH4 100ccm H2 400ccm 基板温度:230℃
【0055】(3)処理室16c 形成する膜:SiNx 高周波電極:600×800mm 高周波電力:200W 圧膜圧力:0.8Torr 使用ガス:SiH4 60ccm NH3 200ccm 基板温度:250℃
【0056】その結果、上記のようなCCDカメラ3
0、ICCDカメラ32、分光器34および表示装置5
0を設けていない従来の装置では薄膜トランジスタの歩
留り(動作率)が40%程度であったのが、上記実施例
の装置ではそれを60%程度に向上させることができ
た。これは、各処理室内の汚れ度合等を目視で確認する
ことができ、メインテナンス時期の適切化や処理の異常
を早期に発見することができる結果によるものである。
【0057】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
【0058】請求項1の基板処理装置によれば、CCD
カメラで各処理室内における基板処理部付近のプラズマ
の状態、パーティクルの発生状況および基板処理部の汚
れ度合を撮影し、そしてその画像を表示装置に表示する
ことができるので、これらの状況を基板の処理中に目視
で確認することができる。その結果、装置や処理の異常
を早期に発見することができ、ひいてはデバイスの歩留
りを向上させることができる。また、装置のメインテナ
ンスの時期を、従来のように経験的に決めるのではな
く、装置の実状を確認することによって適切に決定する
ことができるので、メインテナンスを適切に行うことが
でき、装置の稼働率が向上する。また、デバイスの歩留
り向上にも寄与する。
【0059】請求項2の基板処理装置によれば、上記C
CDカメラに加えて、増幅型CCDカメラで、プラズマ
発光を除去して、プラズマ近傍におけるパーティクルの
発生状況をより明確に撮影し、そしてその画像を上記表
示装置に表示することができるので、パーティクルの発
生状況を基板の処理中により明確に目視で確認すること
ができる。その結果、装置や処理の異常等をより確実に
発見することができるようになり、デバイスの歩留り向
上、メインテナンス時期の適切化等に一層寄与すること
ができる。
【0060】請求項3の基板処理装置によれば、上記C
CDカメラ等に加えて、分光器で、プラズマ発光のスペ
クトル強度を測定し、そしてそのデータを上記表示装置
に表示することができるので、プラズマの状態を基板の
処理中により明確に目視で確認することができる。その
結果、装置や処理の異常等をより確実に発見することが
できるようになり、デバイスの歩留り向上等に一層寄与
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る基板処理装置を示す
平面図である。
【図2】図1の装置をP方向に見た部分的な側面図であ
る。
【図3】図1中の線A−Aに沿う拡大断面図である。
【図4】表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図5】モニタに表示される画面の一例を示す図であ
る。
【図6】モニタに表示される画面の他の例を示す図であ
る。
【符号の説明】
2 基板 10 トレイ 12a 予備加熱室 12b 冷却室 14a,14b 真空搬送室 16a〜16d 処理室 30 CCDカメラ 32 ICCDカメラ(増幅型CCDカメラ) 34 分光器 42 高周波電極 46 プラズマ 50 表示装置 70 モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23F 4/00 F 8417−4K H04N 5/225 C 7/18 D

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空雰囲気中でプラズマを用いて基板を
    処理する1以上の処理室を有する基板処理装置におい
    て、前記各処理室の壁面部にそれぞれ設けられていて各
    処理室内の基板処理部付近をそれぞれ撮影するCCDカ
    メラと、この各CCDカメラで撮影した画像を表示する
    表示装置とを備えることを特徴とする基板処理装置。
  2. 【請求項2】 前記各処理室の壁面部にそれぞれ設けら
    れていて各処理室内の基板処理部付近をそれぞれ撮影す
    るものであって、プラズマ発光を除去するフィルタを取
    り付けた増幅型CCDカメラを更に備え、この各増幅型
    CCDカメラで撮影した画像を前記表示装置に表示させ
    るようにした請求項1記載の基板処理装置。
  3. 【請求項3】 前記各処理室の壁面部にそれぞれ設けら
    れていて各処理室内におけるプラズマ発光のスペクトル
    強度を測定する分光器を更に備え、この各分光器で測定
    したデータを前記表示装置に表示させるようにした請求
    項1または2記載の基板処理装置。
JP5312666A 1993-11-18 1993-11-18 基板処理装置 Pending JPH07142410A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5312666A JPH07142410A (ja) 1993-11-18 1993-11-18 基板処理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003013215A (ja) * 2001-06-26 2003-01-15 Anelva Corp スパッタリング装置
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