JP2007109457A

JP2007109457A - プラズマ処理装置用自動整合器の制御方法

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Publication number: JP2007109457A
Application number: JP2005297345A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Kito; 了治木藤; Takehiro Okamura; 健広岡村; Akihiro Kubota; 章裕久保田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd; Nagano Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd; Nagano Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2025-10-12
Also published as: JP5089032B2

Abstract

【課題】
プラズマ処理チャンバ(負荷)のインピーダンスがプラズマの着火などにより大幅に変動した際にも整合制御がループ状態に陥ることなく自動整合することが可能な制御方法を提供する。
【解決手段】
スラグチューナの同一設定位置における反射率の偏差が所定値以上である場合、プラズマ処理チャンバ(負荷)のインピーダンスが大きく変動したと判定し、再現性がなくなった負荷変動前の反射率最良位置の情報をリセットし、現時点を新たな反射率最良位置とすることで自動整合の制御をループ状態に陥らせることなく、逐次変動する負荷に対応した自動整合を可能としている。

【選択図】図５

Description

本発明はプラズマ処理チャンバ(以後負荷とも称する)とマイクロ波電源間の整合を取る自動整合器の制御方法に関するものである。

例えば特開２００３−３４４４６５にあるように、従来のスラグチューナを用いたプラズマ処理装置の自動整合器の制御方法は方向性結合器で得られた進行波と反射波の検出値を元に進行波と反射波の相対振幅値(以後、反射率とも称す)と相対位相から自動整合器の入力インピーダンスを計算し、次いで図９に示す制御方法を用いて自動整合器のスラグ位置設定等から負荷のインピーダンスを計算し、整合が取れる新たなスラグ位置設定値を計算しスラグを制御する自動整合器の制御手法を用いていた。

また、特許番号第２７７９４７９号にあるように、図１０に示すようなスタブ整合器(Ｅ／Ｈチューナ)を用いた自動整合器では図１１に示すような自動整合器の制御方法が適用されている。図１０で２００はＥ／Ｈチューナ、２０１は導波管、２００ａは導波管２０１に伝播している電磁波の電界方向に接続されたＥ面スタブ、２００ｂは導波管２０１に伝播している電磁波の磁界方向に接続されたＨ面スタブである。図１１に示すようにこの制御方法はマイクロ波電源と負荷との間で検出される入射電力と反射電力から反射率を求め、現在位置から２つのスタブ軸を摺動させ周囲４点のサンプリングを行い４方向の移動率テーブルを作成することで所望反射率を得るに最適な位置にスラブを駆動させ、この制御を反復制御する自動整合器の制御手法を用いていた。
特開２００３−３４４４６５特許番号第２７７９４７９号

従来の自動制御手法である特開２００３−３４４４６５の問題点について図１２を用いて説明を行う。図１２は従来技術を変動する負荷に対して適用したときの自動整合器入力端におけるインピーダンスを示した図であり、中心は整合が取れた状態を示している。従来の制御方法は負荷が固定負荷ならば現在のインピーダンスとスラグの位置の情報を元に整合が取れるスラグ位置を算出してスラグを制御しているので１回の整合動作で予測値通りのインピーダンスとなり整合が取れる。しかしプラズマ処理チャンバのように負荷が変動する場合には問題があり、整合を取るべくスラグの位置を計算してスラグを移動するとスラグの移動中や移動後に負荷変動が生じ、移動後のインピーダンスは予測値から外れ整合は取れない。再び予測・移動を繰り返すがその都度の負荷変動により予測値と異なるインピーダンスになってしまい、結局、整合状態になるには何度も制御が必要であるか、最悪整合状態に至らない場合があった。

また、特許番号第２７７９４７９号にある自動制御手法は、負荷の状態を観察しながら整合制御を行う点では変動する負荷に対して有効であるが、制御対象がスタブチューナのスタブであり、スラグチューナのスラグの制御にはそのまま適用不可能であるという問題点があった。その上、プラズマにはヒステリシス性があり、現在位置から周囲４点をサンプリングする際に負荷変動が生じるためサンプリング後の現在位置のインピーダンスはサンプリング前とは異なる場合がある。つまり、従来の制御では、例えば３点目のサンプル取得時にプラズマの状態が劇的に変化(プラズマが着火等)した場合は１点目と２点目の反射率はすでに再現性がなくなっており、これらの不適切なサンプリング値を用いることにより整合制御がループ状態に陥る場合があり問題点であった。

また、上記従来技術において自動整合制御を開始する手段は明記されておらず、一般的には外部（例えばマイクロ波電源）からの制御信号をトリガとして自動整合制御を開始しており、例えばマイクロ波電源が異なる場合、トリガとなる制御信号が得られず自動整合制御ができない、または、別の制御信号出力器を備える必要があった。

上記目的を達成すべく請求項１記載のプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法は、プラズマ処理装置のマイクロ波電源とプラズマ処理チャンバ間に設置される自動整合器であって、前記マイクロ波電源と前記プラズマ処理チャンバ間で検出される反射波のレベルを用い、更に少なくとも２つ以上のスラグを有するプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法において、前記複数のスラグの現在位置における前記反射波のレベルを測定した後、前記複数のスラグを移動させて移動位置における前記反射波のレベルを測定し、前記現在位置における前記反射波のレベルに対し一定量以上の低減があるか否か判定し、少なくとも一定量以上の低減がない場合は前記スラグを前記現在位置に戻し、前記反射波のレベルを再度測定し、当初の現在位置における当初の反射波のレベルと比較することで負荷の状態を判断し、当該判断に基づいて自動整合制御を行うことを特徴とする。

上記目的を達成すべく請求項２記載のプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法は、請求項１記載のプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法において、プラズマ処理装置用自動整合器に備えた方向性結合器から出力される進行波電力の検出値をプラズマ処理装置用自動整合器に備えた制御部に加えその値が一定値以上となることをトリガとしてスラグチューナの整合制御を開始することを特徴とする。

上記目的を達成すべく請求項３記載のプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法は、請求項１記載のプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法において、複数のスラグの移動は、スラグチューナの原点から複数のスラグ中間点の距離（Ｓ）とスラグの離間距離（Ｄ）からなる２つの動作パラメータを使用し、複数のスラグを現在位置から２つの動作パラメータのいずれか一方を増加または減少させるべくスラグの位置を移動する４つの移動ステップを有することを特徴とする。

上述の通り、請求項１記載の発明によれば、スラグを移動させて反射波に一定量以上の低減があるか判定し、なければスラグを移動前の位置に再移動し、移動前の位置における反射波を再移動の前後で比較することで、予測制御で自動整合ができない場合があった変動する負荷に対して自動整合することが可能であり、かつ、負荷がプラズマの着火などにより大幅に変動した際にも整合制御がループ状態に陥ることなく自動整合することが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、自動整合器内部の方向性結合器から出力される進行波電力の検出値を自動整合器の制御部に加えその値が一定値以上となることをトリガとしてスラグチューナの整合制御を開始ことにより、外部からの整合開始信号なしに自動整合制御を開始することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、最大４つの移動ステップのみで自動整合を行ってゆくことが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

図１はマイクロ波を使用したプラズマ処理装置の要部構成図である。図１において、１はマイクロ波電力を出力するマイクロ波電源であり、２は自動整合制御中の自動整合器３からマイクロ波電源１方向に反射するマイクロ波電力を吸収するアイソレータであり、３は方向性結合器４とスラグチューナ５と検波部７と制御部８とを備えプラズマ処理チャンバ６（以後、負荷とも称する）とマイクロ波電源１との整合を取る自動整合器であり、４はマイクロ波電源１からスラグチューナ５の方向に進行するマイクロ波（以後、進行波とも称する）とスラグチューナ５からマイクロ波電源１の方向に反射するマイクロ波（以後、反射波とも称する）の電力を検出する方向性結合器であり、５は内部に備えた２つ以上のスラグを制御し自動整合器３内で自動整合動作を行うスラグチューナであり、６はマイクロ波電源１から自動整合器３を介して入力されたマイクロ波によって発生したプラズマによって例えば被処理体をプラズマエッチング処理するためのプラズマ処理チャンバであり、７は方向性結合器４の進行波と反射波の検出値を検波する検波部であり、８は検波部７の出力を受けてスラグチューナ５を制御する制御部である。

まず、マイクロ波電源１から出力されたマイクロ波電力がアイソレータ２を介して方向性結合器４に入力されると方向性結合器４は進行波の検出値を検波部７に出力し、検波部７は検出値を検波し制御部８に出力する。制御部８は進行波が一定値以上であることを判定してスラグチューナ５に整合動作の開始信号を送る。その後、方向性結合器４から出力される進行波と反射波の検出値を検波部７で検波し、制御部８は検波部７の検波値を参照して反射波を進行波で除した値である反射率が所望値以下になるべく制御を行う。この制御動作中には自動整合器３の入力端（マイクロ波電源１側の接続部）からレベルの高い反射波がマイクロ波電源１の方向に加わるためアイソレータ２を接続することでマイクロ波電源１の反射波による破壊を防止している。

図２はスラグチューナ５の断面図である。スラグチューナ５は同軸線路内部導体９と同軸線路外部導体１０とフレーム１１と第１スラグ１６と第２スラグ１７と第３スラグ１８と第４スラグ１９を有し、更に第１スラグ１６と第２スラグ１７を連結する第１連結金具２０と第３スラグ１８と第４スラグ１９を連結する第２連結金具２１とを基本構成として有する。同軸線路内部導体９と同軸線路外部導体１０は伝送路の特性インピーダンスが略５０Ωになるべく寸法が決定されており、第１スラグ１６から第４スラグ１９は伝送路の特性インピーダンスが少なくとも５０Ωより小さくなるべく寸法と誘電体部材の比誘電率とが決定されている。スラグチューナ５はマイクロ波電源１側の構成が接続される入力部１２と負荷６が接続される出力部１３との同軸形状の入出力部を有し、その入出力部から少なくともスラグチューナ５の内部側に設置された入力基準点１４と出力基準点１５（原点とも称する）によりそれぞれ第１スラグ１６と第４スラグ１９の基準点が決定されている。スラグチューナ５の制御パラメータは第２スラグ１７の出力部側の一端から第３スラグ１８の入力部側の一端までの距離であるスラグ間距離（以後、距離Ｄとも称する）と原点１５から距離Ｄの中点までの距離（以後、距離Ｓとも称する）であり、例えば不図示のステッピングモータと不図示のプーリーと不図示のワイヤの組み合わせにより第１連結金具２０と第２連結金具２１とを入力部１２側、または出力部１３側に移動させることにより距離Ｓと距離Ｄの位置を制御している。

次にスラグチューナ５の使用方法を図３と図４を用いて説明する。図３はスラグチューナ５が整合した際の距離Ｄと負荷６の反射係数（振幅）との関係を示すグラフであり、図４はスラグチューナ５が整合した際の距離Ｓと負荷６の反射係数（位相）との関係を示すグラフである。
なお、図３と図４は、図２における原点１５から負荷６の方向を見たインピーダンスＺｌに対してスラグチューナ５の入力部１２側に接続されているマイクロ波電源１（出力インピーダンスは略５０Ωである）を整合させた場合の一例である。また、図４に記載した電気長（δＳ／λ_０）の定義は下記式（１）で表記される。
（δＳ／λ_０）＝Ｓ−（λ_ｇ／２＋λ_０／４＋Ｄｍａｘ／２）・・（１）
ここでλ_ｇは第１スラグ１６から第４スラグ１９の実効波長でありλ_０は空間波長である。Ｄｍａｘはスラグ間距離Ｄの最大設定可能距離であり、略λ_０／２と算出される。

また、図４に記載した負荷６の反射係数の振幅Γｌと負荷６の反射係数の位相量φはインピーダンスＺｌから式（２）、（３）、（４）を適用して式（５）、（６）のように算出した値である。
Ｚｌ／Ｚ０＝ｒ＋ｊｘ・・・・・・・・・・・・・（２）
ｕ＝（ｒ^２＋ｘ^２−１）／（（ｒ＋１）^２＋ｘ^２）・・（３）
ｖ＝２ｘ／（（ｒ＋１）^２＋ｘ^２）・・・・・・・（４）
Γｌ＝（ｕ^２＋ｖ^２）^１／２・・・・・・・・・・（５）
φ＝ｔａｎ^−１（ｖ／ｕ）・・・・・・・・・・（６）
ここでＺ０は特性インピーダンスであり、ｊは虚数単位である。

また、電気長（Ｄ／λ_０）を変化させたときには反射係数の位相量φに略変化はなく、同様に電気長（δＳ／λ_０）を変化させたときには反射係数の振幅Γｌに略変化はないため図による表記は省略している。

理解を深めるためにインピーダンスＺｌが１００Ω＋ｊ０Ωのときを一例として図３、図４から整合が取れたときの距離Ｄと距離Ｓの算出を行う。まず、インピーダンスＺｌ＝１００Ω＋ｊ０Ωを式（２）に代入して特性インピーダンスＺ０＝５０Ωとして式（３）、（４）からｕとｖを算出すると、ｕ＝０．３３、ｖ＝０となる。次いで式（５）、（６）から反射係数Γｌと位相φを算出するとΓｌ＝０．３３、φ＝０°となり、図３からＤ／λ_０＝０．４７、図４からδＳ／λ_０＝０．１２となり、マイクロ波電源１の発振周波数から波長λ_０を求めることで距離Ｄと距離Ｓの算出に至る。

ここで、図３、図４に示す各特性図を作成するためのデータは、例えば、実験的または理論的に（一例として回路シミュレータによって）予め取得することができる。

図３と図４に示すとおり、スラグチューナ５の距離Ｓと距離Ｄを制御することにより負荷６に対してスラグチューナ５の整合が取れる負荷６の反射係数の振幅Γlと反射係数の位相量φを略独立して制御が可能で、距離Ｄを増す・距離Ｄを減らす・距離Ｓを増す・距離Ｓを減らすの４つの制御を行うことでベクトルが直交（または反転）している方向の調整ができ、つまり４方向の制御することで少なくとも１点以上の方向で反射率を改善することができる。

図５は本発明の自動整合制御のフローチャートである。１００は進行波が一定値以上か判断して自動整合動作を開始するマイクロ波ＯＮ判定であり、１０１はマイクロ波ＯＮの場合、反射率が所望値以下か（例えば４％以下か）判定する第１反射率所望値判定であり、すでにこのとき反射率が所望値以下であれば整合終了ステップ１０７に制御ステップを移行して自動整合動作を終了させる。

このような制御を行うことにより、方向性結合器４からの進行波の検出値を用いてスラグチューナ５にマイクロ波電力が入力されたことを検知することにより、外部からの整合開始信号なしに自動整合制御を開始することが可能である。

１０２は反射率所望値判定１０１で反射率が所望値以下でないときに移行するステップであり、例えば距離Ｓを一定量増加させる方向にスラグを移動させる第１移動ステップである。

１０３はスラグを移動させた後に次に行う制御ステップを決定するための判定ルーチンであり、１０３ａはスラグが移動した後の反射率を測定してその反射率が所望値以下であるか判定する第２反射率所望値判定であり、所望値以下であれば整合終了ステップ１０７に移行する。１０３ｂは第２反射率所望値判定１０３ａでスラグが移動した後の反射率が所望値以下でないときにその反射率がスラグ移動前の反射率に対して一定値以上改善（例えば０．４％以上の低減）しているか判定する反射率改善判定であり、改善している場合は現時点までに反射率が最良であるとして記憶している現在位置と現在位置の反射率を移動後の位置と反射率に更新して同一の移動ステップに制御ステップを戻す。

１０３ｃは反射率改善判定１０３ｂで改善していないと判定した場合に移動前の現在位置に戻る現在位置再移動ステップであり、次いで１０３ｄは現在位置再移動ステップ後に現在位置の反射率を再測定し所望値以下であるか判定する第３反射率所望値判定であり、所望値以下であれば整合終了ステップ１０７に移行する。１０３ｅは第３反射率所望値判定１０３ｄでスラグが現在位置に再移動したとき反射率が所望値以下でないときにその反射率とスラグ移動前の現在位置（同一設定位置）で測定した反射率との偏差を計算し、その差が所定量以上（例えば０．４％以上の増減）であるか判定する現在位置反射率偏差判定であり、１０３ｆは現在位置反射率偏差判定１０３ｅで偏差が所定量以上のときに現在記憶している現在位置の反射率を再移動したときの反射率に更新する反射率更新ステップであり、更新後、判定ルーチン１０３を終了して次の移動ステップに移行する。現在位置反射率偏差判定１０３ｅで偏差が所定量以上でなかった場合はそのまま次の移動ステップに移行する。

現在位置反射率偏差判定１０３ｅと反射率更新ステップ１０３ｆは、負荷６がプラズマの着火や消失やゆらぎによって変動した際にプラズマのヒステリシス性により負荷６のインピーダンスに再現性がなくなることを考慮した制御ステップである。この制御ステップではスラグチューナの同一設定位置における反射率の偏差が所定値以上である場合、負荷６が大きく変動したと判定し、再現性がなくなった負荷変動前の反射率最良位置の情報をリセットし、現時点を新たな反射率最良位置とすることで自動整合の制御をループ状態に陥らせることなく、逐次変動する負荷６に対応した自動整合を可能としている。

次いで、１０４は第１移動ステップ１０２の後の判定ルーチン１０３で反射率が所望値以下とならなかったときに移行するステップであり、例えば距離Ｓを一定量減少させる方向にスラグを移動させる第２移動ステップである。第２移動ステップ１０４の後にも第１移動ステップ１０２と同様に判定ルーチン１０３を適用する。次いで、１０５は第２移動ステップ１０４の後の判定ルーチン１０３で反射率が所望値以下とならなかったときに移行するステップであり、例えば距離Ｄを一定量増加させる方向にスラグを移動させる第３移動ステップである。１０６は同様に例えば距離Ｄを一定量減少させる方向にスラグを移動させる第４移動ステップである。

第４移動ステップ１０６の後の判定ルーチン１０３で反射率が所望値以下とならなかったときには再び第１反射率所望値判定１０１に戻り、更に反射率を改善すべく制御を繰り返す。

このように、スラグの位置を移動するたびに逐次反射率を実測して改善する位置に移動することを反復する自動整合制御をすることで、変動する負荷に対して少ない制御回数で整合状態にすることが可能であり、１回の制御量が少ないことから負荷の変動を少なくすることが可能であり着火したプラズマを消失しづらい特徴を有する。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。例えば、図６は本発明の自動整合制御フローチャートの一部に第１の付加機能を加えたフローチャートであり、図６に示すようにマイクロ波ＯＮ判定１００と第１反射率所望値判定１０１の処理の間にあらかじめ設定しておいたスラグチューナ５の距離Ｓ・距離Ｄとウェイト時間に従って順じスラグチューナ５を制御する処理（以後、スケジュールモードと称する）を入れてもよい。

図６において１０８は本発明の自動整合動作を開始する前にスケジュールモードを使用することが選択されているか判定するスケジュールモードＯＮ判定であり、１０９はあらかじめ設定しておいた、例えば、プラズマを着火させるのに最適な整合位置であるスラグチューナ５の距離Ｓ・距離Ｄに設定する制御を行う第１設定位置移動ステップであり、１１０は第１設定位置移動ステップ１０９にスラグチューナ５のスラグを移動させた後に、例えば、負荷６にプラズマが発生するまで制御を待機させる第１ウェイトである。１１１はあらかじめ設定しておいた、例えば、プラズマ着火後の最適な整合位置であるスラグチューナ５の距離Ｓ・距離Ｄに設定する制御を行う第２設定位置移動ステップであり、１１２は第２設定位置移動ステップ１１１にスラグチューナ５のスラグを移動させた後に、例えば、負荷６のプラズマが安定するまで制御を待機させる第２ウェイトである。第２ウェイト１１２の後、第１反射率所望値判定１０１を実施し、反射率が所望値以下であれば整合終了ステップ１０７に制御ステップを移行して自動整合終了となる。

このような制御を行うことにより、プラズマ処理チャンバ６内の構造やガス種類・ガス流量やマイクロ波電力等が毎回同一であるプラズマ処理に対して高速で安定した整合を行うことができる。

また、例えば、図７は本発明の自動整合制御フローチャートの一部に第２の付加機能を加えたフローチャートであり、図７に示すように負荷６のＶＳＷＲが非常に高く反射率が所望値以下にならない場合にスラグチューナ５の可動可能範囲全点に対して移動と測定を行いそのデータを元に最適な設定値にスラグチューナ５を制御する処理（以後、オールスキャンモードと称する）を入れてもよい。

図７において１１３は第１移動ステップ１０２と第２移動ステップ１０４と第３移動ステップ１０５と第４移動ステップ１０５の各判定ルーチン１０３で１回以上反射率の改善があったか判定し、あれば第１反射率所望値判定１０１に制御ステップを移行し、なければ可動可能範囲全点移動ステップ１１４に制御ステップを移行するオールスキャンモードＯＮ判定である。１１４はスラグチューナ５の可動可能範囲全点に移動しその都度反射率を測定して反射率の改善があるか判定し、あればその反射率と反射率最良位置を更新し、なければ次の位置に移動をする制御を繰り返す可動可能範囲全点移動ステップであり、１１５は可動可能範囲全点移動ステップ１１４で得られた反射率最良位置にスラグチューナ５を設定する制御を行う最適値移動ステップであり、１１６は最適値移動ステップ１１５の制御後に移行しスラグチューナ５の制御を停止させる最適整合終了ステップである。

このような制御を行うことにより、負荷６のＶＳＷＲが非常に高く反射率を所望値以下にできない場合でもスラグチューナ５で設定できる最適な反射率に自動整合することができ、整合制御を収束させることができる。

また、上記発明の実施の形態では、スラグチューナ５の構成に４つのスラグを用いる場合について説明したが、少なくとも２つ以上のスラグを有するスラグチューナ５であればよい。例えば図８に示すように２つのスラグであってもよく、負荷６のＶＳＷＲが低い場合や第１スラグ１６と第２スラグ１７の特性インピーダンスを４つのスラグを用いる場合に対して低くすることにより上記発明の実施の形態と同様の効果を奏する。

また、上記発明の実施の形態では、自動整合器３に方向性結合器４とスラグチューナ５と検波部７と制御部８とを備えている場合について説明したが、方向性結合器４と検波部７と制御部８は自動整合器３の外部に備えることにより上記発明の実施の形態と同様の効果を奏し、外部に備えた場合は自動整合器本体の小型化・軽量化を実施できる効果も生じる。

また、上記発明の実施の形態では、進行波の検出値を方向性結合器４から得る場合について説明したが、マイクロ波電源１とアイソレータ２間に設けた不図示の方向性結合器、または、マイクロ波電源１内部に備えた方向性結合器から進行波の検出値を得ることにより上記発明の実施の形態と同様の効果を奏する。

本発明のプラズマ処理装置の要部構成図である。スラグチューナの断面図である。スラグチューナが整合した際のスラグ間距離Ｄと負荷の反射係数（振幅）との関係を示すグラフである。スラグチューナが整合した際の原点からスラグ間距離の中点までの距離Ｓと負荷の反射係数（位相）との関係を示すグラフである。本発明の自動整合制御のフローチャートである。本発明の自動整合制御のフローチャートの一部に第１の付加機能を加えたフローチャートである。本発明の自動整合制御のフローチャートの一部に第２の付加機能を加えたフローチャートである。２スラグ型スラグチューナの断面図である。第１の従来技術の自動整合制御の一例である。第２の従来技術のチューナの斜視図である。第２の従来技術の自動整合制御の一例である。第１の従来技術を変動する負荷に対して適用したときの自動整合器入力端におけるインピーダンスを示した図である。

符号の説明

１マイクロ波電源
２アイソレータ
３自動整合器
４方向性結合器
５スラグチューナ
６プラズマ処理チャンバ（負荷）
７検波部
８制御部
９同軸線路内部導体
１０同軸線路外部導体
１１フレーム
１２入力部
１３出力部
１４入力基準点
１５出力基準点（原点）
１６第１スラグ
１７第２スラグ
１８第３スラグ
１９第４スラグ
２０第１連結金具
２１第２連結金具
Ｄスラグ間距離
Ｓ原点からスラグ間距離の中点までの距離
δＳ距離差
１００マイクロ波ＯＮ判定
１０１第１反射率所望値判定
１０２第１移動ステップ
１０３判定ルーチン
１０３ａ第２反射率所望値判定
１０３ｂ反射率改善判定
１０３ｃ現在位置移動再移動ステップ
１０３ｄ第３反射率所望値判定
１０３ｅ現在位置反射率偏差判定
１０３ｆ反射率更新ステップ
１０４第２移動ステップ
１０５第３移動ステップ
１０６第４移動ステップ
１０７整合終了ステップ
１０８スケジュールモードＯＮ判定
１０９第１設定位置移動ステップ
１１０第１ウェイト
１１１第２設定位置移動ステップ
１１２第２ウェイト
１１３オールスキャンモードＯＮ判定
１１４可動可能範囲全点移動ステップ
１１５最適値移動ステップ
１１６最適整合終了ステップ
２００Ｅ／Ｈチューナ
２００ａＥ面スタブ
２００ｂＨ面スタブ
２０１導波管

Claims

プラズマ処理装置のマイクロ波電源とプラズマ処理チャンバ間に設置される自動整合器であって、前記マイクロ波電源と前記プラズマ処理チャンバ間で検出される反射波のレベルを用い、更に少なくとも２つ以上のスラグを有するプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法において、
前記複数のスラグの現在位置における前記反射波のレベルを測定した後、前記複数のスラグを移動させて移動位置における前記反射波のレベルを測定し、前記現在位置における前記反射波のレベルに対し一定量以上の低減があるか否か判定し、少なくとも一定量以上の低減がない場合は前記スラグを前記現在位置に戻し、前記反射波のレベルを再度測定し、当初の現在位置における当初の反射波のレベルと比較することで負荷の状態を判断し、当該判断に基づいて自動整合制御を行うことを特徴とするプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法。
前記プラズマ処理装置用自動整合器に備えた方向性結合器から出力される進行波電力の検出値を前記プラズマ処理装置用自動整合器に備えた制御部に加えその値が一定値以上となることをトリガとして前記スラグチューナの整合制御を開始することを特徴とした請求項１記載のプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法。
前記複数のスラグの移動は、スラグチューナの原点から前記複数のスラグ中間点の距離（Ｓ）とスラグの離間距離（Ｄ）からなる２つの動作パラメータを使用し、前記複数のスラグを前記現在位置から前記２つの動作パラメータのいずれか一方を増加または減少させるべくスラグの位置を移動する４つの移動ステップを有することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置用自動整合器の制御方法。