CN103000554B

CN103000554B - 微波处理装置及其控制方法

Info

Publication number: CN103000554B
Application number: CN201210330294.5A
Authority: CN
Inventors: 芦田光利
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: US20130062341A1; EP2568777A1; CN103000554A; JP2013058652A; TW201314821A; JP5955520B2; KR101413933B1; US9337001B2; KR20130028689A; TWI553759B

Abstract

本发明提供一种微波处理装置及其控制方法，能够使多个微波源与处理容器之间的阻抗匹配的精度提高。微波处理装置（1）具备：收容晶片（W）的处理容器（2）；生成用于处理晶片（W）的微波并导入到处理容器（2）的微波导入装置（3）；和控制微波导入装置（3）的控制部（8）。微波导入装置（3）具有：生成微波的多个磁控管（31）；和将在多个磁控管（31）中生成的微波传送到处理容器（2）的多个波导管（32），多个微波能够同时被导入处理容器（2）。控制部（8）在将多个微波同时导入处理容器（2）的第一状态继续的期间，有选择地且暂时地切换为在多个磁控管（31）中的1个中生成微波，仅将该微波导入处理容器（2）的第二状态。

Description

微波处理装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及将微波导入处理容器进行规定的处理的微波处理装置及其控制方法。

背景技术

在半导体设备的制造过程中，对作为被处理基板的半导体晶片实施成膜处理、蚀刻处理、氧化扩散处理、改性处理、退火处理等各种的热处理。这样的热处理，通常使用具备加热用的灯或加热器的基板处理装置，将半导体晶片进行加热。

但是，近年来，作为对半导体晶片实施热处理的装置，公知有代替灯或者加热器而使用微波的装置。例如，在专利文献1中，记载有使用微波能量，进行硬化、回火（anneal）（退火）、膜形成的热处理系统。另外，在专利文献2中记载有，对在表面形成有成膜材料层的半导体晶片照射电磁波（微波），由此对成膜材料加热形成薄膜的热处理装置。在这样的微波处理装置中，尤其，可以说能够抑制杂质的扩散并且形成浅的活性层，能够修复栅格缺损。

虽并不是专利文献1和2中记载的那样的微波处理装置，专利文献3所记载的是具备多个磁控管高频振动部的微波等离子体放电处理装置。另外，在专利文献3中记载有，在该微波等离子体放电处理装置中，通过存在于磁控管高频振动部与设置有处理试样的低密度等离子体区域之间存在的高密度等离子区域来调整匹配阻抗的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特表2009-516375号公报

专利文献2：特开2010-129790号公报

专利文献3：特开2005-259633号公报

发明内容

发明要解决的课题

在微波处理装置中，作为生成微波的微波源，通常使用磁控管。在此，在每一个磁控管的输出对于300mm直径等的大型的半导体晶片来说不足的情况下，设置多个磁控管，多个微波同时导入处理容器。

但是，在微波处理装置中，当对半导体晶片进行处理时，例如，由于半导体晶片的表面状态发生变化，或者半导体晶片的温度发生变化，而使处理容器侧的阻抗发生变化。因此，在对半导体晶片进行处理期间，优选进行微波源与处理容器之间的阻抗匹配。这样的阻抗匹配例如在从处理容器侧向微波源的反射波的电能超过规定的阈值的情况下进行。

在此，如上所述在将多个微波同时导入处理容器的情况下，在微波源与处理容器之间，因为由其它的微波源生成的微波进入，难以正确地检测出反射波。因此，在该情况下，阻抗匹配的精度有可能降低。

在专利文献1和2中，并未记载对阻抗进行匹配的具体的方法。在对比文件3中，如上所述，虽然记载有在等离子体处理装置中对阻抗进行匹配的技术，但是并未记载在等离子体处理装置以外的微波处理装置中对阻抗进行匹配的方法。

本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于，提供一种微波处理装置及其控制方法，其为由多个微波源生成的多个微波同时被导入处理容器的微波处理装置，能够使多个微波源与处理容器之间的阻抗匹配的精度提高。

本发明的微波处理装置包括：

收容被处理体的处理容器；

生成用于处理被处理体的微波并导入处理容器的微波导入装置；和

控制微波导入装置的控制部。

微波导入装置具有：生成微波的多个微波源；和将在多个微波源中生成的微波传送到处理容器的多个传送通路，能够将多个微波同时导入处理容器。

控制部在将多个微波同时导入处理容器的第一状态继续的期间，有选择地且暂时地切换为在多个微波源中的一个微波源中生成微波，仅将该微波导入处理容器的第二状态。

本发明是微波处理装置的控制方法，上述微波处理装置包括：

收容被处理体的处理容器；和

生成用于处理被处理体的微波并导入处理容器的微波导入装置。

依据本发明的控制方法，在将多个微波同时导入处理容器的第一状态继续的期间，有选择地且暂时地切换为在多个微波源中的一个微波源中生成微波，仅将该微波导入处理容器的第二状态。

在本发明的微波处理装置及其控制方法中，微波导入装置还可具有用于检测多个传送通路的来自处理容器的反射波的多个检测器。另外，第一状态可为用于处理被处理体的主要的状态，第二状态可为用于检测传送通路的反射波的状态。

在该情况下，本发明的控制部根据在第二状态中检测出的反射波的功匹配阻抗率量，进行第二状态中生成微波的微波源与处理容器之间的阻抗匹配。另外，本发明的控制部根据在第一状态中检测的反射波的电能，决定在第二状态中生成微波的微波源。同样地，本发明的控制方法根据在第二状态中检测出的反射波的电能，进行第二状态中生成微波的微波源与处理容器之间的阻抗匹配。另外，本发明的控制方法根据在第一状态中检测的反射波的电能，决定在第二状态中生成微波的微波源。

另外，在本发明的微波处理装置及其控制方法中，多个微波源可以包括：多个第一种类的微波源，其将在第一状态中生成微波的状态与不生成微波的状态交替地反复多次；和多个第二种类的微波源，其以在与多个第一种类的微波源同时不生成微波的方式，将在第一状态中生成微波的状态和不生成微波的状态交替地反复多次。在该情况下，从第一状态向第二状态的切换，可以在第二状态中生成微波的微波源从在第一状态中不生成微波的状态切换为生成微波的状态的时刻进行。另外，第二状态继续的时间为，在第二状态中生成微波的微波源，在第一状态中每一次生成微波的状态的时间以下，在从第二状态切换为第一状态的前后，使在第二状态中生成微波的微波源生成微波的状态继续的时间与上述每一次的时间相等。

另外，本发明的微波处理装置及其控制方法中，微波也可为用于对被处理体进行照射来处理被处理体的微波。

发明效果

本发明的微波处理装置及其控制方法中，在第二状态，能够仅在成为阻抗匹配的对象的微波源中使微波生成。由此，依据本发明，能够正确地检测出成为阻抗匹配对象的微波源与处理容器之间的传送通路的反射波。其结果是，依据本发明，能够提高多个微波源与处理容器之间的阻抗匹配的精度。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的微波处理装置的概略结构的截面图。

图2是表示本发明的一个实施方式的微波导入装置的高压电源部的概略结构的说明图。

图3是表示本发明的一个实施方式的微波导入装置的高压电源部的电路结构的一个例子的电路图。

图4是表示图1所示的处理容器的顶棚部的上表面的平面图。

图5是表示图1所示的控制部的结构的说明图。

图6是用于说明生成微波的状态与不生成微波的状态交替地反复多次的状况的说明图。

图7是表示磁控管与处理容器之间的阻抗匹配的程序的一个例子的流程图。

符号说明

1微波处理装置

2处理容器

3微波导入装置

4支承装置

5气体供给装置

6排气装置

8控制部

30微波单元

31磁控管

32波导管

33透过窗

34循环器

35检测器

36调谐器

37假负载

40高压电源部

41AC-DC变换电路

42开关电路

43开关控制器

44升压变压器

45整流电路

81处理控制器

82用户接口

83存储部

W半导体晶片

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

【微波处理装置】

首先，参照图1对关于本发明的一个实施方式的微波处理装置的概略结构进行说明。图1是表示本实施方式的微波处理装置的概略结构的截面图。本实施方式的微波处理装置1为伴随连续的多个动作，例如对半导体设备制造用的半导体晶片（以下简记作“晶片”）W照射微波，实施成膜处理、改性处理、退火处理等规定的处理的装置。

微波处理装置1具备：收容作为被处理体的晶片W的处理容器2；对处理容器2内导入微波的微波导入装置3；在处理容器2内支承晶片W的支承装置4；对处理容器2内供给气体的气体供给装置5；对处理容器2内进行减压排气的排气装置6；和控制这些微波处理装置1的各构成部的控制部8。此外，作为对处理容器2内供给气体的单元，也可以使用未包括在微波处理装置1的构成中的外部的气体供给装置，代替气体供给装置5。

<处理容器>

处理容器2形成为例如大致圆筒形状。处理容器2由金属材料形成。作为形成处理容器2的材料，例如能够使用铝、铝合金、不锈钢等。此外，处理容器2并不限定于圆筒形状，例如也可以形成方矩形管形状。微波导入装置3设置在处理容器2的上部，作为对处理容器2内导入电磁波（微波）的微波导入单元发挥功能。关于微波导入装置3的结构，在后文详细说明。

处理容器2具有：板状的顶棚部11和底部13；连结顶棚部11与底部13的侧壁部12；将顶棚部11以上下贯通的方式设置的多个微波导入端口11a；设置在侧壁部12的搬入搬出口12a；和设置在底部13的排气口13a。搬入搬出口12a用于在与处理容器2相邻的未图示的搬送室之间进行晶片W的搬入搬出。在处理容器2与未图示的搬送室之间设置有闸阀G。闸阀G具有开闭搬入搬出口12a的功能，在关闭状态气密地密封处理容器2，在打开状态在处理容器2与未图示的搬送室之间能够进行晶片W的运送。

<支承装置>

支承装置4具备：配置在处理容器2内的板状且中空的升降板15；从升降板15的上表面向上方延伸的管状的多个支承销14；和从升降板15的下表面贯通底部13延伸至处理容器2的外部的管状的轴16。轴16被固定于在处理容器2的外部未图示的致动器。

多个支承销14用于在处理容器2内与晶片W抵接来支承晶片W。多个支承销14，以其上端部在晶片W的周向上排列的方式配置。另外，多个支承销14、升降板15和轴16以通过未图示的致动器能够使晶片W上下变位的方式构成。

另外，多个支承销14、升降板15和轴16以通过排气装置6能够使晶片W吸附在多个支承销14的方式构成。具体而言，多个支承销14和轴16分别具有与升降板15的内部空间连通的管状的形状。另外，在多个支承销14的上端部，形成有用于吸附晶片W的背面的吸附孔。

多个支承销14和升降板15由电介质材料形成。作为形成多个支承销14和升降板15的材料，例如能够使用石英、陶瓷等。

<排气机构>

微波处理装置1还具备：连接排气口13a与排气装置6的排气管17；连接轴16和排气管17的排气管18；设置在排气管17的途中的压力调整阀19；设置在排气管18的途中的开闭阀20和压力计21。排气管18以与轴16的内部空间连通的方式直接或者间接地与轴16连接。压力调整阀19设置在排气口13a与排气管17、18的连接点之间。

排气装置6具有干泵等的真空泵。通过使排气装置6的真空泵动作，处理容器2的内部空间被减压排气。这时，通过使开闭阀20为打开状态，能够吸引晶片W的背面，将晶片W吸附固定在多个支承销14。

<气体导入机构>

微波处理装置1还具备：在处理容器2内在配置有晶片W的预定的位置的下方配置的喷淋头部22；在喷淋头部22与侧壁部12之间配置的环状的整流板23；连接喷淋头部22与气体供给装置5的配管24；和与气体供给装置5连接的、对处理容器2内导入处理气体的多个配管25。

喷淋头部22，用于在对晶片W实施比较低温的处理的情况下，通过冷却气体对晶片W进行冷却。喷淋头部22具有与配管24连通的气体通路22a，和与气体通路22a连通，朝向晶片W喷出冷却气体的多个气体喷射孔22b。在图1所示的例子中，多个气体喷射孔22b形成于喷淋头部22的上表面侧。喷淋头部22由介电率小的电介质材料形成。作为喷淋头部22的材料，例如能够使用石英、陶瓷等。此外，喷淋头部22并不是微波处理装置1的必须的构成要素，也可以不设置。

整流板23具有以上下贯通整流板23的方式设置的多个整流孔23a。整流板23用于对在处理容器2内配置有晶片W的预定的区域的气氛进行整流的同时使其向排气口13a流动。

气体供给装置5以供给作为处理气体或者冷却气体、例如N₂、Ar、He、Ne、O₂、H₂等的气体的方式构成。此外，在微波处理装置1中进行成膜处理的情况下，气体供给装置5将成膜原料气体供给到处理容器2中。

虽然未图示，但在微波处理装置1中还具备在配管24、25的途中设置的质量流量控制器和开闭阀。供给到喷淋头部22和处理容器2内的气体种类、这些气体的流量等由质量流量控制器和开闭阀控制。

<温度计测部>

微波处理装置1还具备测定晶片W的表面温度的多个放射温度计26，和与多个放射温度计26连接的温度计测部27。此外，在图1中，除了测定晶片W的中央部的表面温度的放射温度计26以外，省略了多个放射温度计26的图示。多个放射温度计26以其上端部与晶片W的背面接近的方式，从底部13向配置有晶片W的预定的位置延伸。

<微波搅拌机构>

微波处理装置1还具备：在处理容器2内配置有晶片W的预定位置的上方配置的、由多个叶片构成的星状物91；在处理容器2的外部设置的旋转电动机93；和贯通顶棚部11将星状物91与旋转电动机93连接的旋转轴92。星状物91用于通过旋转对导入处理容器2内的微波进行反射和搅拌。星状物91的叶片的数量例如为4个。星状物91由介电正接（tanδ）小的介电材料形成，使得与星状物91冲撞的微波不被变换为热或者不被吸收。作为形成星状物91的材料，能够使用例如金属、锆钛酸铅（PZT）等形成的复合陶瓷、石英、蓝宝石等。此外，星状物91的配置并不限定于图1所示的例子。例如，星状物91也可以配置于在处理容器2中配置有晶片W的预定的位置的下方。

<控制部>

微波处理装置1的各构成部分别与控制部8连接，由控制部8控制。控制部8典型的是计算机。图5是表示图1所示的控制部8的结构的说明图。在图5所示的例子中，控制部8包括：具有CPU的处理控制器81；与处理控制器81连接的用户接口82和存储部83。

处理控制器81是在微波处理装置1中将例如与温度、压力、气体流量、微波输出等的处理条件相关的各构成部（例如，微波导入装置3、支承装置4、气体供给装置5、排气装置6、温度计测部27等）一并控制的控制单元。

用户接口82包括：用于工序管理员对微波处理装置1进行管理而执行命令的输入操作等的键盘或触摸板；和用于将微波处理装置1的工作状况可视化显示的设备等。

在存储部83中保存有：用于通过处理控制器81的控制实现在微波处理装置1中执行的各种处理的控制程序（软件）；记录有处理条件数据的方案等。处理控制器81依据来自用户接口82的指示等的需要，从存储部83调出并执行任意的控制程序或方案。由此，在基于程序控制器81的控制下，在微波处理装置1的处理容器2中进行所希望的处理。

作为上述的控制程序和方案，例如可以使用保存在CD-ROM、硬盘、软盘、闪存、DVD、蓝光光盘等的计算机可读存储介质中的状态的程序和方案。另外，上述的方案也能够使用从其他的装置、例如通过专用线路随时传送来的在线的方案。

<微波导入装置>

接着，参照图1和图4，详细说明微波导入装置3的结构。图2是表示微波导入装置3的高压电源部的概略结构的说明图。图3是表示微波导入装置3的高压电源部的电路结构的一个例子的电路图。图4是表示图1所示的处理容器2的顶棚部11的上表面的平面图。

如上所述，微波导入装置3设置在处理容器2的上部，作为向处理容器2内导入电磁波（微波）的微波导入单元发挥功能。如图1所示，微波导入装置3具备：将微波导入到处理容器2中的多个微波单元30；和与多个微波单元30连接的高压电源部40。

（微波单元）

在本实施方式中，多个微波单元30的结构完全相同。各微波单元30具有：生成用于处理晶片W的微波的磁控管31；将在磁控管31中生成的微波传送到处理容器2的导波管32；和以堵塞微波导入端口11a的方式固定在顶棚部11的透过窗33。磁控管31与本发明的微波源对应，导波管32与本发明的传送通路对应。

如图4所示，在本实施方式中，处理容器2具有在顶棚部11中沿着周向等间隔配置的4个微波导入端口11a。另外，在本实施方式中，微波单元30的个数为4个。以下在将4个微波单元30的各自的磁控管31相互区别表示的情况下，分别标注符号31A、31B、31C、31D加以表示。图4中的上侧的微波导入端口11a，例如将由磁控管31A生成的微波导入到处理容器2中。图4中的下侧的微波导入端口11a，例如将由磁控管31B生成的微波导入到处理容器2中。图4中的左侧的微波导入端口11a，例如将由磁控管31C生成的微波导入到处理容器2中。图4中的右侧的微波导入端口11a，例如将由磁控管31D生成的微波导入到处理容器2中。

作为磁控管31，可以使用能够振荡各种频率的微波的磁控管。通过磁控管31生成的微波，针对作为被处理体的晶片W的每一个处理选择最佳的频率，例如在退火处理中优选2.45GHz、5.8GHz等的高频率的微波，更为优选5.8GHz的微波。

波导管32具有截面为矩形且环状的角筒状的形状，从处理容器2的顶棚部11的上表面向上方延伸。磁控管31与波导管32的上端部的附近连接。波导管32的下端部与透过窗33的上表面接触。在磁控管31中生成的微波通过波导管32和透过窗33被导入到处理容器2内。

透过窗33由电介质材料形成。作为透过窗33的材料，例如能够使用石英、陶瓷等。

微波单元30还具有：在波导管32的途中设置的循环器34、检测器35、调谐器36和与循环器34连接的假负载（dummyload）37。循环器34、检测器35和调谐器36从波导管32的上端部侧依次设置。循环器34和假负载37构成将来自处理容器2的反射波分离的隔离器（isolator）。即，循环器34将来自处理容器2的反射波导入假负载37，假负载37将通过循环器34导入的反射波变换为热。

检测器35用于检测波导管32中的来自处理容器2的反射波。检测器35例如为阻抗监视器，具体而言，由检测波导管32中的驻波的电场的驻波监视器构成。驻波监视器例如能够由向波导管32的内部空间突出的3个销构成。通过驻波监视器检测驻波的电场的位置、相位和强度，由此，能够检测来自处理容器2的反射波。另外，检测器35可以由能够检测行波和反射波的方向性耦合器构成。

调谐器36具有将磁控管31和处理容器2之间的阻抗进行匹配的功能。调谐器36例如能够由以可放入波导管32的内部空间和从波导管32的内部空间取出的方式设置的导体板构成。在该情况下，通过控制导体板的、向波导管32的内部空间的突出量，调整反射波的电能，能够调整磁控管31与处理容器2之间的阻抗。此外，关于使用磁控管36对磁控管31与处理容器2之间的阻抗进行匹配的程序，在后文中进行详细的说明。

（高压电源部）

高压电源部40对磁控管31供给用于生成微波的高电压。如图2所示，高压电源部40具有：与商用电源连接的AC-DC变换电路41；与AC-DC变换电路41连接的开关电路42；控制开关电路42的动作的开关控制器43；与开关电路42连接的升压变压器44；和与升压变压器44连接的整流电路45。磁控管31经由整流电路45与升压变压器44连接。

AC-DC变换电路41是对来自商用电源的交流（例如三相200V的交流）进行整流变换为规定的波形的直流的电路。开关电路42是通过AC-DC变换电路41控制被变换的直流的导通、断开的电路。在开关电路42中，通过开关控制器43进行相移型的PWM（PulseWidthModulation：脉冲宽度调制）控制或者PAM（PulseAmplitudeModulation：脉冲幅度调制）控制，生成脉冲状的电压波形。升压变压器44将从开关电路42输出的电压波形升压至规定的大小。整流电路45是对由升压变压器44升压的电压进行整流并供给至磁控管31的电路。

以下，参照图3，说明微波导入装置3具备4个微波单元30（磁控管31）的情况下的高压电源部40的结构的一个例子。在该例子中，高压电源部40具备：一个AC-DC变换电路41；2个开关电路42A、42B；1个开关控制器43；和2个升压变压器44A、44B；和2个整流电路45A、45B。

AC-DC变换电路41具有：与商用电源连接的整流电路51；与整流电路51连接的平滑电路52；与开关电路42连接的平滑电路54；和设置在平滑电路52与平滑电路54之间的用于功率因数改善的功率（power）FET53。整流电路51具有2个输出端。平滑电路52由在与整流电路51的2个输出端连接的2个配线61、62之间设置的电容器构成。功率FET53设置在配线61的途中。平滑电路54由在配线61的途中设置的线圈、和在配线61、62之间设置的电容器构成。

开关电路42A是控制由AC-DC变换电路41变换的直流的导通、断开，并且生成脉冲状的电压波形，对升压变压器44A输出正方向的电流和负方向的电流的电路。开关电路42A具有构成全桥式电路（也称为H桥）的4个开关晶体管55A、56A、57A、58A。开关晶体管55A、56A串联连接，设置在与配线61连接的配线63a和与配线62连接的配线64a之间。开关晶体管57A、58A串联连接，设置在配线63a与配线64a之间。开关电路42A还具有相对于开关晶体管55A~58A分别并列连接的共振电容器。

同样地，开关电路42B是控制由AC-DC变换电路41变换的直流的导通、断开，并且生成脉冲状的电压波形，对升压变压器44B输出正方向的电流和负方向的电流的电路。开关电路42B具有构成全桥式电路的4个开关晶体管55B、56B、57B、58B。开关晶体管55B、56B串联连接，设置在与配线61连接的配线63b和与配线62连接的配线64b之间。开关晶体管57B、58B串联连接，设置在配线63b与配线64b之间。开关电路42B还具有相对于开关晶体管55B~58B分别并列连接的共振电容器。

作为开关晶体管55A~58A、55B~58B，从效率的观点出发能够使用场效应晶体管（FET）。作为用于开关晶体管55A~58A、55B~58B的FET，优选MOSFET，尤其优选功率MOSFET。另外，代替MOSFET，能够使用比MOSFET高耐压的、且适用于高功率的IGBT（绝缘栅极型双极晶体管）。

升压变压器44A具有2个输入端和2个输出端。升压变压器44A的2个输入端的一个连接于开关晶体管55A、56A之间，另一个输入端连接于开关晶体管57A、58A之间。同样地，升压变压器44B具有2个输入端和2个输出端。升压变压器44B的2个输入端的一个连接于开关晶体管55B、56B之间，另一个输入端连接于开关晶体管57B、58B之间。

整流电路45A由与升压变压器44A的2个输出端的一个连接的2个二极管、和与2个输出端的另一个连接的2个二极管构成。磁控管31A经由与升压变压器44A的2个输出端分别连接的2个二极管与升压变压器44A连接。磁控管31B通过与升压变压器44A的2个输出端分别连接的另2个二极管与升压变压器44A连接。整流电路45A的4个二极管以从升压变压器44A向磁控管31A的电流的方向与从升压变压器44A向磁控管31B的电流的方向成为逆向的方式构成。

同样地，整流电路45B由与升压变压器44B的2个输出端的一个连接的2个二极管、和与2个输出端的另一个连接的2个二极管构成。磁控管31C经由与升压变压器44B的2个输出端分别连接的2个二极管与升压变压器44B连接。磁控管31D经由与升压变压器44B的2个输出端分别连接的另2个二极管与升压变压器44B连接。整流电路45B的4个二极管以从升压变压器44B向磁控管31C的电流的方向与从升压变压器44B向磁控管31D的电流的方向成为逆向的方式构成。

【处理顺序】

接着，以对晶片W实施退火处理的情况为例，说明微波处理装置1的处理顺序。首先，例如从用户接口82对处理控制器81输入指令，使在微波处理装置1中进行退火处理。接着，处理控制器81接受该指令，读出在存储部83或者计算机可读存储介质中保存的方案。接着，以根据基于方案的条件执行退火处理的方式，从处理控制器81对微波处理装置1的各终端设备（例如，微波导入装置3、支承装置4、气体供给装置5、排气装置6等）发送控制信号。

接着，使闸阀G为打开状态，通过未图示的搬送装置，将晶片W通过闸阀G和搬入搬出口12a搬入处理容器2中。晶片W被载置于支承销14上。接着，使闸阀G成为关闭状态，通过排气装置6对处理容器2内减压排气。这时，使开闭阀20为打开状态，晶片W的背面被吸引，晶片W被吸附固定在支承销14。接着，通过气体供给装置5，导入规定流量的处理气体和冷却气体。在处理容器2的内部空间，通过调整排气量和气体供给量而调整为规定的压力。

接着，从高压电源部40对磁控管31施加电压生成微波。在磁控管31中生成的微波在波导管32中传播，接着透过透过窗33导入处理容器2内的晶片W的上方空间。在本实施方式中，在多个磁控管31中同时生成多个微波，多个微波同时导入处理容器2内。此外，关于在多个磁控管31中同时生成多个微波的方法，在后文中详细说明。

导入到处理容器2内的多个微波被照射到晶片W的表面，通过焦耳加热、磁性加热、感应加热等的电磁波加热，晶片W被迅速地加热。其结果是，对晶片W实施退火处理。

当从处理控制器81对微波处理装置1的各终端设备发送结束等离子体处理的控制信号时，停止微波的生成，并且停止处理气体和冷却气体的供给，结束对晶片W的退火处理。接着，使闸阀G成为打开状态，通过未图示的搬送装置，晶片W被搬出。

<微波生成方法>

接着，参照图3关于在多个磁控管31中同时生成多个微波的方法进行详细说明。在开关电路42A、42B中，通过开关控制器43进行相移型的PWM控制或者PAM控制，生成脉冲状的电压波形。在相移型的PWM控制的情况下，从开关控制器43对开关晶体管55A~58A、55B~58B分别输入相位（phase：相）被控制的栅极驱动信号。开关电路42A、42B将这些信号合成生成脉冲状的电压波形。

当对开关晶体管55A、58A输入栅极驱动信号时，生成从升压变压器44A看时正方向（电压增加方向）的电压波形，并且电流以依次经由开关晶体管55A、升压变压器44A、开关晶体管58A的方向（正方向）流动。由此，在升压变压器44A的二次侧（输出端侧），在经由磁控管31A的方向上产生电流。另外，升压变压器44A以升压变压器44A的二次侧（输出端侧）的电压变成规定的大小的方式进行升压。如此一来，对磁控管31A供给用于生成微波的高电压，在磁控管31A中生成微波。

对开关晶体管56A、57A输入栅极驱动信号时，生成从升压变压器44A看时为负方向（电压减少的方向）的电压波形，并且电流以依次经由开关晶体管57A、升压变压器44A、开关晶体管56A的方向（负方向）流动。由此，在升压变压器44A的二次侧，在经由磁控管31B的方向上产生电流。另外，升压变压器44A以升压变压器44A的二次侧的电压变成规定的大小的方式进行升压。如此一来，对磁控管31B供给用于生成微波的高电压，在磁控管31B中生成微波。

对开关晶体管55B、58B输入栅极驱动信号时，生成从升压变压器44B看时为正方向的电压波形，并且电流以依次经由开关晶体管55B、升压变压器44B、开关晶体管58B的方向（正方向）流动。由此，在升压变压器44B的二次侧，在经由磁控管31C的方向上产生电流。另外，升压变压器44B以升压变压器44B的二次侧的电压变成规定的大小的方式进行升压。如此一来，对磁控管31C供给用于生成微波的高电压，在磁控管31C中生成微波。

对开关晶体管56B、57B输入栅极驱动信号时，生成从升压变压器44B看时为负方向的电压波形，并且电流以依次经由开关晶体管57B、升压变压器44B、开关晶体管56B的方向（负方向）流动。由此，在升压变压器44B的二次侧，在经由磁控管31D的方向上产生电流。另外，升压变压器44B以升压变压器44B的二次侧的电压变成规定的大小的方式进行升压。如此一来，对磁控管31D供给用于生成微波的高电压，在磁控管31D中生成微波。

在本实施方式中，开关控制器43以在磁控管31A~31D中生成脉冲状的微波的方式控制开关电路42A、42B。即，开关控制器43控制开关电路42A、42B（开关晶体管55A、58A、55B、58B），使得在磁控管31A、31C中生成微波的状态和不生成微波的状态交替地反复多次。另外，开关控制器43控制开关电路42A、42B（开关晶体管56A、57A、56B、57B），以不与磁控管31A、31C同时生成微波的方式，使得在磁控管31B、31D中生成微波的状态和不生成微波的状态交替地反复多次。如此一来，在磁控管31A~31D中同时生成2个微波，2个微波同时被导入处理容器2。此外，开关控制器43通过作为上级的控制器的控制部8的处理控制器81被控制。另外，在上述的例子中，磁控管31A、31C与本发明的第一种类的微波源对应，磁控管31B、31D与本发明的第二种类的微波源对应。

<阻抗匹配的程序>

接着，参照图6和图7，说明使用调谐器36对磁控管31和处理容器2之间的阻抗进行匹配的程序。在以下的说明中，包含本发明的微波处理装置的控制方法的说明。图6是用于说明在磁控管31A~31D中生成微波的状态和不生成微波的状态交替反复多次的说明图。此外，在图6中，“ON”表示磁控管31生成微波的状态，“OFF”表示磁控管31不生成微波的状态。以下，将在磁控管31中生成微波的状态称为开启，将在磁控管31中不生成微波的状态称为关断。此外，在图6中，“第一状态”表示2个微波同时导入处理容器2的状态，“第二状态”表示第一状态继续的期间，选择性地且暂时地、在4个磁控管31A~31D的1个中（图6中为磁控管31A）生成微波，仅该微波导入处理容器2的状态。图7是表示在磁控管31与处理容器2之间的阻抗匹配的顺序的一例的流程图。

如图7所示，阻抗匹配的顺序包括第一步骤S1、第二步骤S2、第三步骤S3、第四步骤S4、第五步骤S5和第六步骤S6。第一步骤S1、第二步骤S2、第三步骤S3和第六步骤S6是执行图6中所示的“第一状态”的步骤。

在第一步骤S1中，通过检测器35检测出波导管32中的来自处理容器2的反射波。反射波的检测在4个磁控管31A~31D所连接的4个波导管32的各个波导管中进行。在第一步骤S1中，基于与该波导管32连接的磁控管31中生成的微波的反射波、和基于在其他的磁控管31中生成的微波的侵入波的合成波，作为来自处理容器2的反射波。

在第二步骤S2中，判断由检测器35检测出的反射波的电能是否比规定的阈值大。该阈值是用于判断从各磁控管31看时的处理容器2侧的阻抗的值变化到允许范围外的情况的值。该阈值是预先设定的值，能够例如作为方案的一部分预先保存在控制部8的存储部83中。另外，第二步骤S2是用于决定作为阻抗匹配的对象的磁控管31、即在第二状态中生成微波的磁控管31（以下，简称为成为阻抗匹配的对象的磁控管31）的步骤。反射波的电能在规定的阈值以下的情况下（No：否），返回第一步骤S1。反射波的电能比规定的阈值大的情况下（Yes：是），移动至第三步骤S3。在图6中表示，判断为磁控管31A在步骤S2中反射波的电能比规定的阈值大（是）。此外，如上所述，在第一步骤S1中，反射波与侵入波的合成波作为来自处理容器2的反射波被检测。但是，合成波中的反射波的比例比侵入波大，因此对于第二步骤的判断不造成障碍。

在第三步骤S3中，将对处理容器2中导入微波的状态，从同时对处理容器2导入2个微波的第一状态切换为在成为阻抗匹配的对象的磁控管31（图6中为磁控管31A）中生成微波，并仅将该微波导入处理容器2的第二状态。

此外，从第一状态向第二状态的切换，在成为阻抗匹配的对象的磁控管31在第一状态中从关断状态切换为开启状态的时刻进行。在图6所示的例子中，从第一状态向第二状态的切换在磁控管31A在第一状态中从关断状态切换为开启状态的时刻进行。当切换为第二状态时，磁控管31A以外的磁控管31B~31D中不生成微波。此外，在上述的时刻，磁控管31B、31D从开启状态切换为关断状态。另外，在上述时刻，磁控管31C本来若是继续第一状态，则从关断状态切换为开启状态，但由于被切换为第二状态，因而维持关断状态。

在第四步骤S4中，通过检测器35检测成为阻抗匹配的对象的磁控管31所连接的波导管32中的来自处理容器2的反射波。在成为阻抗匹配对象的磁控管31以外的磁控管31中，由于不产生微波，因此不受侵入波的影响，能够正确地检测出成为阻抗匹配对象的磁控管31与处理容器2之间的波导管32中的反射波。此外，将微波导入处理容器2的状态是第一状态还是第二状态，即是第一步骤S1还是在第四步骤S4，例如能够通过各波导管32的侵入波的电能判断。

在第五步骤S5中，基于步骤S4中的反射波的检测结果，将向处理容器2导入微波的状态从第二状态切换为第一状态。此外，第二状态继续的时间，优选为成为阻抗匹配的对象的磁控管31每一次在第一状态中生成微波的状态的时间以下。另外，优选在从第二状态切换为第一状态前后，成为阻抗匹配的对象的磁控管31继续生成微波的状态的时间与上述每一次的时间相等。在图6所示的例子中，例如成为阻抗匹配的对象的磁控管31A每一次在第一状态中生成微波的状态的时间为20毫秒，第二状态继续的时间为10毫秒。在该情况下，紧接从第二状态切换为第一状态之后，磁控管31C立即继续生成微波的状态的时间为10毫秒。

在第六步骤S6中，使用调谐器36，在成为阻抗匹配的对象的磁控管31与处理容器2之间进行阻抗匹配。调谐器36由上述的导体板构成的情况下，通过控制导体板的向波导管32的内部空间的突出量进行阻抗匹配。

第一步骤S1、第四步骤S4和第六步骤S6例如通过以进行阻抗匹配的方式作成的控制程序执行。另外，第二步骤S2、第三步骤S3和第五步骤S5例如通过以控制磁控管31的动作的方式作成的控制程序执行。并且，从第一至第六步骤S1~S6的一系列的顺序，通过由控制部8的处理控制器81使这2个控制程序协作而执行。

此外，第一状态是用于处理晶片W的主要的状态，从第一状态切换为第二状态的频率如果变多，则对晶片W的处理的效率可能降低。因此，优选例如通过上述的控制程序，将第二步骤S2的执行限制为规定的时间，使得切换为第二状态的间隔在一定程度上变大，防止对晶片W的处理效率的降低。

接着，说明本实施方式的微波处理装置1及其控制方法的效果。在本实施方式中，在多个微波同时导入处理容器2的第一状态继续的期间中，选择性且暂时地切换为在多个磁控管31中的1个磁控管中生成微波，并仅将该微波导入处理容器2的第二状态。

在本实施方式中，在第二状态，仅在成为阻抗匹配对象的磁控管31中能够产生微波。由此，依据本实施方式，能够不受侵入波的影响，正确地检测出在成为阻抗匹配对象的磁控管31与处理容器2之间的波导管32中的反射波。尤其是，在本实施方式中，基于在第二状态中检测出的反射波的电能，对在第二状态中产生微波的磁控管31与处理容器2之间的阻抗进行匹配。由此，依据本实施方式，能够提高多个磁控管31与处理容器2之间的阻抗匹配的精度。

另外，在本实施方式中，第一状态是用于处理晶片W的主要的状态，第二状态是，用于检测多个波导管32中、传送在第二状态中生成的微波的波导管32中的反射波的状态。如上所述，在第一状态继续的期间选择性地且暂时地切换为第二状态。因此，依据本实施方式，在对晶片W进行处理的期间，能够正确地检测出传送微波的波导管32的反射波，并且能够个别地调整多个磁控管31与处理容器2之间的阻抗。

另外，在本实施方式中，基于在第一状态检测出的反射波的电能，决定在第二状态中生成微波的磁控管31。具体而言，根据在第一状态中检测出的反射波的电能是否比规定的阈值大，决定在第二状态中生成微波的磁控管31。由此，依据本实施方式，在对晶片W进行处理期间，能够决定与处理容器2之间进行阻抗匹配的磁控管31。此外，上述的阈值并不限定于1，也可以是多个。在该情况下，根据反射波的电能的大小能够进行不同种类的阻抗匹配，例如在本实施方式中进行优先对晶片W的处理的阻抗匹配、和相比晶片W的处理使阻抗的匹配优先的阻抗匹配。

另外，在本实施方式中，从第一状态向第二状态的切换是在第二状态中生成微波的磁控管31在第一状态中从关断状态切换为开启状态的时刻进行。另外，第二状态进行的时间为在第二状态中生成微波的磁控管31每一次为第一状态的开启状态的时间以下。另外，在从第二状态切换为第一状态的前后，在第二状态中生成微波的磁控管31使开启状态继续的时间与上述每一次的时间相等。根据这些特征，依据本实施方式，使将用于检测反射波的状态的第二状态继续的时间为最小限，能够防止对晶片W的处理效率降低。

以下，关于本实施方式的其它的效果进行说明。在本实施方式中，微波导入装置3具有多个磁控管31和多个波导管32，能够实现将多个微波同时导入处理容器2。依据本实施方式，即使各磁控管31的输出对于晶片W不足的情况下，通过将多个微波同时输入处理容器2，能够对晶片W进行处理。

另外，在本实施方式中，微波用于照射晶片W对晶片W进行处理。由此，依据本实施方式，与等离子体处理相比，能够对晶片W进行低温的加热处理。

此外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够进行各种变更。例如，本发明的微波处理装置并不限定于将半导体晶片作为被处理体的情况，例如，也可以适用于将太阳电池面板的基板或平板显示器用基板作为被处理体的微波处理装置。

另外，在上述实施方式中，对磁控管31A、31B与升压变压器44A连接，磁控管31C、31D与升压变压器44B连接的例子进行了说明，但也可以是磁控管31A~31D分别连接于不同的升压变压器。在该情况下，可以对同时生成微波的磁控管31A~31D的组合进行任意变更。

另外，微波单元30的数量（磁控管31的数量）、向处理容器2同时导入的微波的数量并不限定于实施方式中说明的数量。

Claims

1.一种微波处理装置的控制方法，所述微波处理装置包括：

收容被处理体的处理容器；和

生成用于处理所述被处理体的微波并导入所述处理容器的微波导入装置，

所述微波导入装置具有：生成所述微波的多个微波源；和将在所述多个微波源中生成的所述微波传送到所述处理容器的多个传送通路，能够将多个所述微波同时导入所述处理容器，

在将多个所述微波同时导入所述处理容器的第一状态继续的期间，有选择地且暂时地切换为在所述多个微波源中的一个微波源中生成所述微波，仅将该微波导入所述处理容器的第二状态，之后，恢复到所述第一状态，进行生成所述微波的微波源与所述处理容器之间的阻抗匹配。

2.如权利要求1所述的微波处理装置的控制方法，其特征在于：

所述微波导入装置还具有用于检测所述多个传送通路的来自所述处理容器的反射波的多个检测器，

所述第一状态为用于处理所述被处理体的主要的状态，

所述第二状态为用于检测所述多个传送通路中的、传送在所述第二状态中生成的所述微波的传送通路的反射波的状态。

3.如权利要求2所述的微波处理装置的控制方法，其特征在于：

根据在所述第二状态中检测出的反射波的电能，进行所述阻抗匹配。

4.如权利要求2或3所述的微波处理装置的控制方法，其特征在于：

根据在所述第一状态中检测的反射波的电能，决定在所述第二状态中生成所述微波的微波源。

5.如权利要求2或3所述的微波处理装置的控制方法，其特征在于：

所述多个微波源包括：

多个第一种类的微波源，其将在所述第一状态中生成所述微波的状态与不生成所述微波的状态交替地反复多次；和

多个第二种类的微波源，其以不与所述多个第一种类的微波源同时生成所述微波的方式，将在所述第一状态中生成所述微波的状态与不生成所述微波的状态交替地反复多次。

6.如权利要求5所述的微波处理装置的控制方法，其特征在于：

从所述第一状态向所述第二状态的切换，在所述第二状态中生成所述微波的微波源从在所述第一状态中不生成所述微波的状态切换为生成所述微波的状态的时刻进行。

7.如权利要求6所述的微波处理装置的控制方法，其特征在于：

所述第二状态继续的时间为，在所述第二状态中生成所述微波的微波源，在所述第一状态中每一次生成所述微波的状态的时间以下，

在从所述第二状态切换为所述第一状态的前后，使在所述第二状态中生成所述微波的微波源生成所述微波的状态继续的时间与所述每一次生成微波的时间相等。

8.如权利要求2或3所述的微波处理装置的控制方法，其特征在于：

所述微波用于对所述被处理体进行照射来处理所述被处理体。