JPS611101A - マイクロ波処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロ波処理装置に係り、特に効率良く出力
させるための、マイクロ波導波管におけるマイクロ波の
自動調整機構（オートチューニング）に関する。

［産業上の利用分野］ 最近、マイクロ波は通信用としてだけでなく、減圧容器
内でガスプラズマを発生させて、被処理体をエツチング
するプラズマエツチングや、プラズマ化したガスを分解
して、被処理体に被着するプラズマ気相成長などのプラ
ズマ処理装置にマイクロ波エネルギーが利用されており
、特に微細加工の必要な半導体製造技術には必須の製造
装置となってきた。

例えば、従前から用いあれでいた処理装置にレジスト膜
を酸素プラズマで除去するアッシング装置（灰化装置）
があり、最近では塩素系ガスでシリコンをエンチングす
る等のドライエツチング装置が著名である。

一方、マイクロ波を導出する伝送回路には電波の損失や
歪をなくするために、導波−が用いられており、一般に
汎用されているのは方形の導波管で、上記のプラズマ処
理装置にも当然、導波管が設けられている。

本発明はこのプラズマ処理のような、限定された伝送通
路におけるマイクロ波のチューニングに係り、特にスタ
ブチューナー方式に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は従来のプラズマ処理装置（例えばプラズマエツ
チング装置）におけるマイクロ波の伝送通路を示してお
り、１はマグネトロン、２はプラズマ処理室、３は方向
性結合器、４はチューナ一部、　５Ｌ　５２．５３はス
タブ（Ｓｔａｂ）　、　　６は出力検出器で、且つ、出
力検出器６では方向性結合器３からの入射波と反射波と
を入力して、反射を相殺した出力が検出される。

本例は３スタブを用いたチューナ一部を示しており、プ
ラズマ処理装置に用いられるマイクロ波の周波数は２．
４５ＧＨｚ　、その場合の導波管の断面ハ１００ｍｍＸ
ＱＱｍｍ位の矩形状のものが用いられ、スタブは最大５
０龍まで挿入してチューニングが行なわれる。

［発明が解決しようとする問題点］ さて、従来のチューニングには、３本のスタブをそれぞ
れ挿入したり抽出したりして、最も出力が得られる状態
に調整しているが、その最適チューニングはマグネトロ
ン供給電源の入力電圧の変動、マグネトロン（発振部）
の劣化、負荷の変化によって変わってくる。

従って、プラズマ処理の前に、絶えず調整が行なわれて
、そのチューニング調整には多くの時間と工数を要して
いる。それは、複数のスタブに互換性があって、最良の
チューニング条件に設定することか大変比しいからであ
る。そのため、ある調整段階で妥協してプラズマ処理に
移行する場合もあり、これはマグネトロンに余分の負担
を掛ける結果になる。

今、その調整方法を概略説明すると、最初にマグネトロ
ンをオフ（未発振状！ｉ３）にして、総てのスタブを挿
入長さを零としておく。次いで、マグネトロンをオンに
して、出力検出器６の検出値を読む。次いで、マグネト
ロンをオフにして、スタブ５１を一定長さまで挿入し、
再びマグネトロンをオンにして、その時の出力検出器６
の検出値を読む。

このような操作を繰り返して、スタブ５１を最大長さま
で挿入し、その挿入時に最大出力であった長さをチェッ
クしておいて、その長さまで再度挿入して、その挿入長
さに保つ。同様に、スタブ５２゛および５３についても
行なう。

しかし、スタブ５２．５３を挿入したために、スタブ５
１については最大出力の状態が変化し、その長さが変っ
てくるから、再度スタブ５１について調整する。更に、
スタブ５２．５３についても再度、調整する。かくして
、調整を何回も繰り返し、次第に最大出力が得られるよ
うにする。従って、大変に調整が厄介なわけである。　
　　′ 本発明は、このチューニングを解消することを目的に、
自動的な調整を設けたマイクロ波処理装置を提案するも
のである。

［問題点を解決するための手段］ その問題は、スタブチューナー方式をもった導波管にお
いて、出力検出器の検出データによって自動的に複数の
スタブを操作する駆動系と制御系とが設けられ、マイク
ロ波の自動調整機構を有するマイクロ波処理装置によっ
て達成される。

［作用］ 即ち、本発明は制御系によって出力を監視しながら、複
数のスタブを駆動系によって交互に自動的に操作し、最
大の出力を求めるようにしたマイクロ波処理装置である
。

［実施例コ 以下５図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は、第２図に対応した本発明にかかるマイクロ波
の伝送通路図を示しており、１０は制御系。

１１は駆動系で、その他の記号は第２図に付した記号と
同様である。

制御系１０は出力検出器６の検出値とスタブの位置との
関係データを記憶させて、そのデータから個々のスタブ
の最良位置を指示するコンピュータ（マイコンなど）か
らなり、又、マグネトロンをオン・オフするスイッチも
制御系から自動的に与えるようにする。駆動系はこの制
御系の指示で動作するステンピングモータが主体である
。

今、その調整操作の例について、第１図および第３図（
スタブの挿入長と出力との関係図表の例）を参照しなが
ら説明する。

（１）：最初に総てのスタブを挿入長さを零とする。

（２）：マグネトロンをオンにして、出力検出器６の検
出値（出力は第３図のＡ線）を検知する。

（３）：マグネトロンをオフにして、制御系からの指示
で駆動系１１を動かして、スタブ５１を一定長に挿入し
て、検出値を検知する。

（４）ニスタブ５１を挿入する時にはマグネトロンをオ
フにし、マグネトロンをオンにして、検出値を検知し、
このような操作を繰り換えして、スタブ５１について、
その全挿入長さで得られる検出値（第３図のＢ線）を記
憶させる。

（５）：かくして、マグネトロンをオシにして、第３図
のＢ線の最高出力値す点になるようにスタブ５１を挿入
する。そうすると、その出力は第３図のＧ線となる。

（６）：同様のことをスタブ５２について行い、第３図
のＤ線を得る。

（７）：マグネトロンをオフにして、第３図のＤ線の最
高出力値ｄ点になるようにスタブ５２を挿入する。そう
すると、その出力は第３図のＥ線となる。

（８）二次に、同様にスタブ５３について行い、第３図
のＥ線を得る。但し、この時は、最高出力値は挿入長が
Ｏの時であるから、スタブ５３については挿入しない。

（９）二次に、再度、スタブ５１について行い、第３図
のＧ線を得る。

θ０）：マグネトロンをオフにして、第３図のＧ線の最
高出力値ｇ点になるようにスタブ５１を再び挿入調整す
る。そうすると、その出力は第３図のＨ線が得られる。

この例のように、マグネトロンをオンにして、出力検出
器６の検出値を検知し、次にマグネトロンをオフにして
、スタブを一定長さだけ挿入する操作を繰り換えし、最
大長さまでスタブを挿入する。その間に最大出力が得ら
れた長さを記憶させておいて、最後にスタブをその長さ
まで挿入し、その長さに保持しておく。（ここに、マグ
ネトロンをオフにしてスタブを動かす理由は、スパーク
が出て、チューナ一部が傷つかないようにするためであ
る。） 同様に、スタブ５２および５３についても操作し、上記
の操作を再度スタブ５１．５２．５３と順次に繰り換え
しおこなって、総てのスタブが制御系の指示で移動しな
くなった時点でチューニング操作を終了する。

本発明では、これらをすべて自動的に行なう方法である
から、操作が速くなって、又、工数も不要になる。

［発明の効果］ 従って、本発明によればスタブチューニングが容易に、
且つ短時間で終了する。更に、最適のチューニング条件
が得られるため、マグネトロンの負担か軽減されて、そ
の寿命が長くなる利点がある。又、発振のパワーも安定
し易く、プラズマ処理工程の信頼性が高くなる効果も大
きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるプラズマ処理装置の伝送通路図
、第２図は従来のプラズマ処理装置の伝送通路図、第３
図はチューニング時のスタブの挿入長と出力との関係図
表の例である。 図中、１はマグネトロン、２はプラズマ処理室。 ３は方向性結合器、４はチューナー、　５１．５２．５
３はスタブ（Ｓｔａｂ）　、　　６は出力検出器、１０
は制御系。 １１は駆動系を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スタブチューナー方式を有する導波管において、出力検
   出器の検出データによつて自動的に複数のスタブを操作
   する駆動系と制御系とが設けられ、マイクロ波の自動調
   整機構を有していることを特徴とするマイクロ波処理装
   置。