JPS6244981A - インピ−ダンス整合装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明はマイクロ波立体回路におけるインピーダンス整
合技術に関するもので、たとえば、マイクロ波加熱装置
、マイクロ波プラズマ反応処理装置等のマイクロ波を利
用した装置に適用して有効な技術に関する。

〔背景技術〕

マイクロ波応用技術は電子レンジの例にみるように加熱
装置への応用をはじめとして、半導体装置製造における
不純物イオン打込み装置の不純物イオン発生に利用され
ているマイクロ波プラズマ反応処理装置等のプラズマ反
応処理装置にも適用されている。

これらの装置において、マイクロ波を効率的に伝送する
手段として、たとえば、日本ニス・ニス・ティ株式会社
発行［ソリッド　ステート　テクノロジー（ｓｏｌｉｄ
　　５ｔａｔｅ　　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）日本版Ｊ１
９Ｂ１１０００号、昭和５６年１０月１５日発行、Ｐ６
３〜Ｐ７ｏに記載されているように、金属のネジ機構に
よってマイクロ波伝送路上のインピーダンス整合がとら
れている。

このような従来装置では、インピーダンス整合状態は一
度調整されると、その後は固定化されるため、被処理物
体のインピーダンスが微妙に変化するものの加熱処理に
あって６オ、インピーダンス整合状態が悪くなり、有効
かつ安定したマイクロ波伝送が行い難くなって、加熱効
率の低下やプラスマ反応効率低下および処理精度低下等
を招くことが本発明者によってあきらかとされた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、異ｆｒるマイクロ波立体回路間のイン
ピーダンス整合を自重ｊ１的に行うことのできるインピ
ーダンス整合装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、マイクロ波立体回路間のインピー
ダンス整合を常時維持することによって、マイクロ波伝
送効率の向１−を図り、使用電装置の低減を達成するこ
とにある。

本発明の他の目的は、マイクロ波立体回路間のインピー
ダンス整合を常時維持することによって、処理精度の向
ｌ−を達成することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡ｆｉＶに説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明のインピーダンス整合装置にあっては
、インピーダンスの異なるマイク「Ｊ波）”ｆ体回路間
に両マイクロ波立体回路間のインピーダンス整合が可能
なインピーダンス可変制御機構が設けられているととも
に、両マイクロ波立体回路のインピーダンスを計測する
計測部およびこの計測部による情報に基いて７１社算処
理して、インピーダンス差分量を求める演算部を有して
いて、前記インピーダンス差分量が最小となるように・
インピーダンス可変制御機構が制御されることから、両
マイクロ波立体回路のインピーダンス１；セ合信［常に
一致するため、安定した再現１件の良いマイクロ波加熱
処理が達成できるとともに、使用電力の軽減化、これに
よる装置の小型化も達成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の自動インピーダンス整合装置を半導体
うエバ加熱処理装置に適用した例を示す模式図である。

具体的には本発明を半導体装置製造における半導体薄板
（ウェハ）のアニーリング装置に適用した例である。す
なわち、ウェハにイオンプランテーションを施した場合
、イオンプランテーションが施されたウェハ表層部には
結晶ダメージが発生するため、アニーリングによってこ
の結晶ダメージを消失させる必要が生しる。

以下、装置構成について説明する。マイクロ波発生側導
波管１はマイクロ波発生部であるマグネトロン２が接続
されており、マイクロ波３が発生ずる。発生したマイク
ロ波３は処理側導波管４に伝送される。処理側導波管４
には表面に結晶ダメージを受けている半導体薄板（ウェ
ハ）５がステージ６上にセットされている。ステージ６
はステージモータ７によって回転制御される。また、ウ
ェハ５の温度はメ晶度モニタ８によって計測されるよう
になっている。

一方、マイクロ波発生側導波管１と処理側導波管４との
間にはそれぞれのりニアモータ９，１０によって相互に
＾Ｕ反接近する一対の可動絞り１１゜１２が配設され、
マイクロ波３のｉｍｍ郡部開口面積を制′４ｆｆｌｌで
きるようになっている。また、前記マイクロ波発生側導
波管ｌおよび処理側導波管４には、マイクロ波発生側導
波管ｌおよび処理側導波管４内の電力を１測する電力計
１３．１４が配設されている。また、このインピーダン
ス整合装置は演算部１５が設けられていて、ＯＩｉ記電
力ａＬ］３゜１４による電力情報に基づいて、マイクロ
波発生側導波管】内のインピーダンスと処理側導波管４
内のインピーダンス差分量が求められ、その結果が制御
部１６に伝送されるようになっている。前記制御部１６
では、前記温度モニタ８Ｇこよるウェハ温度情報と、処
理条件情報１７に基づいて、前記マグネトロン２の出力
量を制御すると同時に、演算部１５からのマイクロ波発
生側導波管１と処理側導波管４のインピーダンス差分量
に応して、リニアモータ９，１０を駆動さセ、可動絞り
１１゜１２で構成される開口面積を制御するようになっ
ている。

つぎに、このような・インピーダンス整合装置によって
、ウェハ５の表面十に発生した結晶ダメージをアニール
する力法に一ついて説明する。ウェハ５のアニール処理
条件情報イ１情７である処理温度。

処理時間２　ステージ回転数等を制御部１６に設定する
とともに、ウェハ５をフチ−シロにセットして始動さ−
ｌると、マグネ１・じ１ン２から所定のマイク［１波３
が照射される。

この際、マイクロ波発生側導波管１と処理側導波管４内
のマイクロ波電力が、電力旧１３．１４によって計測さ
れる。電力旧１３．１４で得られた情を旧Ｊ演算部１５
に送られるとともに、この演算部１５でマイクロ波発生
側導波管１と処理側導波管４間のインピーダンス差分量
が演算される。

このインピーダンス差分りは制御部１６に送られる。制
御部１６では、前記インピーダンス差分量を基に可動絞
り１１．１２を作動させて開口面積を制御し、前述のイ
ンピーダンス差分量が最小になるようにクローズトルー
プ制御を行い、マイクロ波発生側導波管１と処理側導波
管４のインピーダンス整合を自動的に行う。このインピ
ーダンス整合装置は常にマイクロ波発生側導波管１と処
理側導波管４とのインピーダンス整合状態が保たれる。

また、この状態下でウェハ５の温度が温度モニタ８によ
って計測され、その結果は制御部１６で処理条件情ｌ８
１７と比較されろ。制御部１６は前述ａ１測情報と処理
条件情報１７との比較に基いてマグネトロン２から発生
ずるマイクロ波３の出力計を制御し所定温度で所定時間
アニーリング処理する。この結果、このインピーダンス
整合装置によれば、ウェハ５に新な熱的損傷を生じさせ
ることなく、イオンプランテーションによって生じたウ
ェハ５の表面の結晶ダメージを完全に消失させることが
できる。また、このインピーダンス整合装置は処理側導
波管４内で加熱処理されるウェハ５の比抵抗がその加工
バラツキによって変動し、処理側導波管４内のインピー
ダンスが変動しても、マイクロ波発４Ｖ側導波管１内の
インピーダンスと処理側導波管４内のインピーダンスが
自動的に８１測され、これに基づいてインピーダンス整
合が保たれるため、安定したマイクロ波電力がウェハ５
に照射される結果、高効率でかつ再現１）［の高いアニ
ーリング処理が可能となる。

〔効果〕 （１）本発明のインピーダンス整合装置は、マイクロ波
伝送路における２つの異なるインピーダンスを有するマ
イクロ波立体回路間にインピーダンス調整用のインピー
ダンス可変制御機構が設けられていて、各マイクロ波立
体回路のインピーダンスは常時自動的に開側されるとと
もに、インピーダンス差分量が求められ、ごのインピー
ダンス差分量に基づいて前記インピーダンス可変制御機
構が制御されるため、迅速かつ正確に両マイクロ波立体
回路間のインピーダンス整合が行えるという効果が得ら
れる。

（２）上記（１）により、本発明のインピーダンス整合
装置は、マイクロ波伝送効率が大幅に向」−するため、
最小のマイクロ波処理で最大の処理効果が１１Ｊ１待で
きるという効果が得られる。

（３）上記（１）により、本発明のインピーダンス整合
装置は、被処理物によって片方のマイクロ波立体回路の
インピーダンスが変化しても、常にインピーダンス整合
が保たれるようになっているため、常に安定した高品質
なマイクロ波処理が可能となるという効果が得られる。

（４）上記（２）により、本発明のインピーダンス整合
装置は、マイクロ波出力星を最小にできることから、マ
イクロ波発振電源容量を小さくできるため、低電源化が
達成できるという効果が得られる。

（５）」−記（１）〜（４）により、本発明のインピー
ダンス整合装置によれば、効率的で高歩留りなマイクロ
波加熱処理化、使用電力の低減化、設備の小型化等によ
ってマイクロ波加熱処理コストの低減化が達成できると
いう相乗効果が得られる。

以」二、本発明者によってなされた発明を実施例にもと
づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能であることは言ろまでもない、たとえば、２
つの異なるインピーダンスを計測する手段として、マイ
クロ波入射電力とマイクロ波反射電力との電力差から、
２つの異なるインピーダンスを算出しても前記実施例同
様な効果が得られる。

また、マイクロ波発生源への入力電力を一定に保ち、処
理側の被処理物に作用するマイクロ波強度を、加熱処理
の場合は加熱温度、プラズマ処理の場合は反応強度でそ
れぞれ相対比較しても前記実施例同様な効果が得られる
。

また、自動インピーダンス可変制御手段としては、たと
えば、第２図に示されるように、ベロー形１／４波長チ
ョークによる自動インピーダンス可変制御手段でも、前
記実施例同様な効果が得られる。すなわち、この自動イ
ンピーダンス可変制御手段は、一対のベロー１８．１９
内にエアー発生部２０によって所望圧のエアー２１を供
給することによって、ベロー間隔ｄを調整してマイクロ
波発生側導波管１と処理側導波管４のインピーダンス整
合をとるものである。

なお、自動インピーダンス可変制御手段としては、自動
可変制御型Ｅｌ＋千ユーナ、自動可変制御型１／４波Ｎ
整合導波管５自動町変制御バ１１スタブチューナ等があ
り、自動的にインピーダンスを可変できる。

「利用分野〕 １太］−の説明では主として本発明者によってなされた
発明をその背景となった利用分野である半導体装置製造
におけるウェハ表面の結晶ダメージをアニール処理する
アニール処理装置に本発明を適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではなく、たとえば、ド
ライエツチング処理やｃｖｎ処理等のプラズマ反応処理
装置に適用しても有効的である。

また、マイクロ波ｉ１信やマイクロ波電力伝送回路に本
発明を応用することにより、極めて高いマイクロ波伝送
効率が回持できる。

本発明は少なくともマイクロ波を使用する技術には適用
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるインピーダンス整合装
置の概要を示す模式図、 第２図は本発明の他の実施例によるインピーダンス整合
装置におけるインピーダンス可変制御機構を示す模式図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インピーダンスの異なるマイクロ波立体回路間のイ
   ンピーダンスを整合する装置であって、前記マイクロ波
   立体回路間に配設されたインピーダンス可変制御機構と
   、前記各マイクロ波立体回路内のインピーダンスを計測
   する計測部と、この計測部による情報に基づいて前記マ
   イクロ波立体回路間のインピーダンス差分量を自動的に
   求める演算部と、この演算部による情報に基づいて前記
   インピーダンス整合機構を制御する制御部と、を有する
   ことを特徴とするインピーダンス整合装置。 ２、前記制御部は前記インピーダンス差分量が最小とな
   るようにインピーダンス可変制御機構を制御することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインピーダンス
   整合装置。