JP2015206678A - Probe and method for detecting electric field, and processor using microwave - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電界検知用のプローブ、電界を検知する方法、及び、マイクロ波を用いた処理装置に関するものである。 Embodiments described herein relate generally to a probe for detecting an electric field, a method for detecting an electric field, and a processing apparatus using a microwave.
電磁波が伝播する空間内において電界を計測する技術に対する要求が存在している。例えば、電子機器の周囲における電磁波ノイズの影響を把握するために、電界を計測する技術が必要とされている。また、処理容器内に収容された半導体基板といった被処理体を、マイクロ波によって処理する処理装置においても、処理容器内での電界を計測する技術が必要とされている。 There is a need for a technique for measuring an electric field in a space where electromagnetic waves propagate. For example, in order to grasp the influence of electromagnetic wave noise around an electronic device, a technique for measuring an electric field is required. In addition, a technique for measuring an electric field in a processing container is also required in a processing apparatus that processes an object to be processed such as a semiconductor substrate accommodated in the processing container by using a microwave.
このような要求に応えるために、下記の特許文献1〜3に記載されているように、種々の電界検知用のプローブが提案されている。これら文献に記載されたプローブは、同軸構造を有している。具体的に、これらプローブは、中心導体、当該中心導体の外周を覆う誘電体、当該誘電体の外周を覆う外側導体、及び、当該外側導体の外周を覆う外皮を有している。プローブの先端では、中心導体、誘電体、及び外側導体が露出されており、このプローブの先端は、電界を検知するセンサ部を構成している。
In order to meet such a demand, various electric field detection probes have been proposed as described in
上述した従来の電界検知用のプローブでは、同軸管の先端から当該同軸管の内部に伝播し得る全ての方向の成分を含む電界が検出される。したがって、従来の電界検知用のプローブでは、特定の方向成分の電界を高精度に検知することはできない。したがって、所期の方向成分の電界を検知することを可能とすることが要請されている。 In the conventional electric field detection probe described above, an electric field including components in all directions that can propagate from the tip of the coaxial tube into the coaxial tube is detected. Therefore, a conventional electric field detection probe cannot detect an electric field having a specific direction component with high accuracy. Therefore, it is required to be able to detect the electric field of the desired direction component.
一側面においては、電界検知用のプローブが提供される。このプローブは、同軸構造のプローブであり、同軸管、及び、センサ部を備えている。同軸管は、先端部を有している。また、同軸管は、中心導体、誘電体、外側導体、及び、電磁波吸収体を有している。誘電体は中心導体の外周を覆っており、外側導体は誘電体の外周を覆っており、電磁波吸収体は外側導体の外周を覆っている。中心導体は、同軸管の先端部において外側導体に短絡されている。同軸管は、先端部から離れた位置にセンサ部を有している。センサ部では、同軸管の中心軸線に対して周方向に延びて誘電体を露出させるスロットが電磁波吸収体及び外側導体に形成されている。 In one aspect, an electric field sensing probe is provided. This probe is a probe having a coaxial structure, and includes a coaxial tube and a sensor unit. The coaxial tube has a tip portion. Further, the coaxial tube has a center conductor, a dielectric, an outer conductor, and an electromagnetic wave absorber. The dielectric covers the outer periphery of the central conductor, the outer conductor covers the outer periphery of the dielectric, and the electromagnetic wave absorber covers the outer periphery of the outer conductor. The center conductor is short-circuited to the outer conductor at the tip of the coaxial tube. The coaxial tube has a sensor portion at a position away from the tip portion. In the sensor unit, a slot that extends in the circumferential direction with respect to the central axis of the coaxial waveguide and exposes the dielectric is formed in the electromagnetic wave absorber and the outer conductor.
一側面に係る電界検知用のプローブでは、センサ部において、スロットの両側の外側導体の二つの端面が互いに対面しており、当該二つの端面が対面する方向の成分の電界が主として検知される。したがって、これら端面が対向する方向を、検知すべき電界の成分の方向に合わせることにより、所期の方向成分の電界を検知することが可能となる。また、電磁波吸収体によってセンサ部以外の領域において電磁波が吸収されるので、センサ部において検知すべき電界に対する外乱の影響を抑制することが可能となる。 In the electric field detection probe according to one aspect, in the sensor unit, the two end faces of the outer conductor on both sides of the slot face each other, and the electric field of the component in the direction in which the two end faces face each other is mainly detected. Therefore, it is possible to detect the electric field of the desired direction component by matching the direction in which these end faces face each other to the direction of the electric field component to be detected. In addition, since the electromagnetic wave is absorbed by the electromagnetic wave absorber in a region other than the sensor unit, it is possible to suppress the influence of disturbance on the electric field to be detected by the sensor unit.
一形態においては、同軸管の長手方向における該同軸管の先端からセンサ部までの距離は、λg/4×A−0.1×λg以上、λg/4×A+0.1×λg以下の範囲内の距離であり、ここで、λgは検知される電磁波の前記誘電体内における波長であり、Aは1以上の整数である。この形態のプローブでは、Aが偶数であれば、プローブから出力される信号の強度が大きくなる。また、Aが奇数であれば、プローブ内を流れる電流が小さくなる。したがって、プローブが配置された空間の電磁場が乱されることが抑制され得る。 In one embodiment, the distance from the tip of the coaxial tube to the sensor portion in the longitudinal direction of the coaxial tube is λ g /4×A−0.1×λ g or more, λ g /4×A+0.1×λ g The distance in the following range, where λ g is the wavelength of the detected electromagnetic wave in the dielectric, and A is an integer of 1 or more. In the probe of this form, if A is an even number, the intensity of the signal output from the probe increases. If A is an odd number, the current flowing in the probe is small. Therefore, disturbance of the electromagnetic field in the space where the probe is arranged can be suppressed.
一形態においては、スロットはセンサ部において誘電体の全周を露出させていてもよい。この形態によれば、プローブから出力される信号の強度が大きくなる。一方、別の実施形態では、スロットはセンサ部において誘電体を部分的に露出させていてもよい。換言すると、センサ部では、電磁波吸収体及び外側導体が部分的に取り去られていてもよい。 In one form, the slot may expose the entire periphery of the dielectric in the sensor section. According to this form, the intensity of the signal output from the probe increases. On the other hand, in another embodiment, the slot may partially expose the dielectric in the sensor portion. In other words, in the sensor unit, the electromagnetic wave absorber and the outer conductor may be partially removed.
一形態においては、同軸管の長手方向におけるスロットの幅は、1mm以上2mm以下であってもよい。スロットの幅を1mm以上に設定することにより、外側導体の端面間での放電を抑制することが可能となる。また、スロットの幅を2mm以下に設定することにより、所期の方向成分以外の方向成分の電界の検知を抑制することが可能となる。 In one form, the width | variety of the slot in the longitudinal direction of a coaxial tube may be 1 mm or more and 2 mm or less. By setting the slot width to 1 mm or more, it is possible to suppress discharge between the end faces of the outer conductor. Further, by setting the slot width to 2 mm or less, it becomes possible to suppress the detection of the electric field of the direction component other than the intended direction component.
別の側面においては、電界を検知する方法が提供される。この方法は、電磁波が発生している空間に上述した一側面又は種々の形態の何れかのプローブを配置することを含む。 In another aspect, a method for sensing an electric field is provided. This method includes placing the probe in one of the above-described aspects or various forms in a space where electromagnetic waves are generated.
更に別の側面においては、マイクロ波を用いて被処理体を処理する処理装置が提供される。この処理装置は、処理容器と、該処理容器内において被処理体を支持するホルダと、処理容器内にマイクロ波を導入する手段と、を備える。また、この処理装置は、上述した一側面又は種々の形態の何れかのプローブであり、処理容器内にセンサ部が位置するように設けられた該プローブを更に備える。 In yet another aspect, a processing apparatus for processing an object to be processed using a microwave is provided. This processing apparatus includes a processing container, a holder that supports an object to be processed in the processing container, and means for introducing a microwave into the processing container. In addition, the processing apparatus is a probe of one of the above-described side surfaces or various forms, and further includes the probe provided so that the sensor unit is positioned in the processing container.
以上説明したように、所期の方向成分の電界を検知することが可能となる。 As described above, it is possible to detect an electric field of a desired direction component.
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図1は、一実施形態に係るプローブの斜視図である。また、図2は、一実施形態に係るプローブの断面図である。図1及び図2に示すプローブ1は、電磁波が伝搬している空間内に配置され、電界を検知するためのプローブである。このプローブ1は、同軸構造を有しており、先端部2aを有する同軸管2、及びセンサ部3を備えている。
FIG. 1 is a perspective view of a probe according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of a probe according to an embodiment. A
同軸管2は、中心導体4、誘電体5、外側導体6、及び、電磁波吸収体7を有している。中心導体4は、導電材料から構成されている。中心導体4は、細長い円柱形状を有しており、同軸管2の中心軸線AXが延びる方向(以下、「軸線方向」という)において、先端部2aから延びている。中心導体4の中心軸線は、同軸管2の中心軸線AXと略一致している。
The
誘電体5は、中心導体4の外周を覆っている。即ち、誘電体5は略筒状をなしており、その内面は中心導体4の外周面に接している。誘電体5は、2.0〜2.2の比誘電率を有する材料から構成され得る。例えば、誘電体5は、ポリテトラフルオロエチレン、又は、ポリエチレンから構成され得る。
The dielectric 5 covers the outer periphery of the
外側導体6は、導電材料から構成されている。この外側導体6は、誘電体5の外周を覆っている。即ち、外側導体6は略筒状をなしており、その内面は誘電体5の外周面に接している。また、外側導体6は、先端部2aにおいて軸線AXに交差する方向に延在している。即ち、外側導体6は、先端部2aにおいて閉じられた形状を有している。この外側導体6には、先端部2aにおいて、中心導体4が短絡されている。即ち、先端部2aにおいて、中心導体4は外側導体6に結合している。
The
電磁波吸収体7は、電磁波を吸収する材料から構成されている。一実施形態では、電磁波吸収体7は、カーボンマイクロコイル(CMC)から構成されている。この電磁波吸収体7は、外側導体6の外周を覆っている。電磁波吸収体7は、先端部2aにおいて閉じられた略筒形状を有しており、外側導体6の軸線方向に延びる外周面、及び、先端部2aにおける外側導体6の外面を覆っている。なお、電磁波吸収体7としては、カーボンマイクロコイル(CMC)の他に、磁性損失材料(フェライト系電波吸収体、合金電波吸収体、希土類磁石化合物等)や誘電損失材料(電波吸収体、高分子材料等)を用いることが可能である。
The
同軸管2は、先端部2aから軸線方向に離れた位置に、センサ部3を有している。センサ部3には、スロットSLが形成されている。このスロットSLは、軸線AXに対して周方向に延びるように電磁波吸収体7及び外側導体6に形成されており、誘電体5を露出させている。したがって、電磁波吸収体7は、第1部分7a及び第2部分7bを有している。第1部分7aは、スロットSLに対して先端部2a側で延在しており、第2部分7bは、第1部分7aと当該第2部分7bとの間にスロットSLを挟むように延在している。
The
また、外側導体6は、第1部分6a及び第2部分6bを有している。第1部分6aは、スロットSLに対して先端部2a側で延在しており、第2部分6bは、第1部分6aと当該第2部分6bとの間にスロットSLを挟むように延在している。また、外側導体6は、端面6e及び端面6fを有している。端面6eは、第1部分6aの端面であり、端面6fは、第2部分6bの端面である。これら端面6e及び端面6fは、スロットSLを介して互いに対面している。
The
このプローブ1では、端面6eと端面6fとの間の電界が検知され、当該電界に基づく信号が出力される。したがって、プローブ1では、端面6eと端面6fとが対面する方向、即ち、軸線方向の成分を主とする電界が検知される。また、プローブ1では、内部の同軸ケーブル構造が電磁波吸収体7で覆われているので、センサ部3において検知すべき電界に対する外乱の影響を抑制することが可能である。
In the
一実施形態では、スロットSLは、センサ部3において誘電体5の全周を露出させるように形成されている。この形態によれば、プローブ1から出力される信号の強度が大きくなる。別の実施形態では、スロットSLは、センサ部3において誘電体5を部分的に露出させていてもよい。即ち、スロットSLは、周方向において外側導体6及び電磁波吸収体7が部分的に取り去られることによって形成されていてもよい。
In one embodiment, the slot SL is formed so as to expose the entire circumference of the dielectric 5 in the
また、一実施形態では、同軸管2の長手方向、即ち軸線方向における先端2dからスロットSL(スロットSLの中心位置)までの距離L1は、λg/4×A−0.1×λg以上、λg/4×A+0.1×λg以下の範囲内の距離であってもよい。ここで、λgは電磁波の誘電体5内における波長であり、Aは1以上の整数である。Aが偶数であれば、プローブ1から出力される信号の強度が大きくなる。一方、Aが奇数であれば、プローブ1内を流れる電流が小さくなる。したがって、プローブ1が配置された空間の電磁場が乱されることが抑制され得る。なお、誘電体5が、ポリテトラフルオロエチレンから構成されており、電磁波の周波数が5.8GHzの場合には、誘電体5の比誘電率は約2であるので、λgは約37mmである。より詳細な一例では、Aが3であり、距離L1は約27mmである。
In one embodiment, the distance L1 from the
また、一実施形態では、同軸管2の長手方向、即ち軸線方向におけるスロットSLの幅L2は、1mm以上2mm以下であってもよい。スロットSLの幅を1mm以上に設定することにより、外側導体6の端面6eと端面6fとの間での放電を抑制することが可能となる。また、スロットSLの幅を2mm以下に設定することにより、所期の方向成分以外の方向成分の電界の検知を抑制することが可能となる。
In an embodiment, the width L2 of the slot SL in the longitudinal direction of the
以上説明したプローブ1を用いて電界を検知する方法では、電磁波が発生している空間内の所望の位置にセンサ部3を配置する。また、検出すべき電界の成分の方向にプローブ1の長手方向を概ね一致させる。これにより、所望の位置で所期の方向成分の電界を検知することが可能となる。そして、プローブ1に接続された信号処理装置に、当該プローブ1からの信号を入力することにより、所期の方向成分の電界強度を計測することが可能となる。
In the method of detecting an electric field using the
以下、プローブ1の評価のために行ったシミュレーションについて説明する。まず、図3に示すように、矩形導波管の入力端に入力電力1Wで5.8GHzの周波数の電磁波EMを伝播させ、当該導波管内にプローブ1のセンサ部3を挿入した状態を模擬した。なお、矩形導波管の終端は、無反射終端に設定した。そして、このシミュレーションでは、プローブ1の先端2dからスロットSLまでの距離を種々に変更した場合にプローブ1内を流れる電流(以下、「プローブ電流」という)を求めた。
Hereinafter, a simulation performed for evaluating the
図4は、シミュレーション結果を示すグラフである。図4において、横軸は距離L1であり、縦軸はプローブ電流である。図4に示すように、シミュレーションの結果、距離L1がλg/4の奇数倍であるときに、プローブ電流が低くなっていた。また、距離L1が、λg/4の奇数倍に対して大凡λgの±10%の範囲内の距離である場合に、プローブ電流が低くなっていた。したがって、距離L1がλg/4×A−0.1×λg以上、λg/4×A+0.1×λg以下の範囲内の距離であるときに、プローブ電流を減少させることができ、プローブ1が配置された空間の電磁場が乱されることが抑制されることが確認された。
FIG. 4 is a graph showing simulation results. In FIG. 4, the horizontal axis is the distance L1, and the vertical axis is the probe current. As shown in FIG. 4, as a result of the simulation, the probe current was low when the distance L1 was an odd multiple of λ g / 4. In addition, the probe current was low when the distance L1 was within a range of approximately ± 10% of λ g with respect to an odd multiple of λ g / 4. Therefore, the distance L1 is λ g /4×A-0.1×λ g or more, when the distance in the range of λ g /4×A+0.1×λ g, it is possible to reduce the probe current It was confirmed that the electromagnetic field in the space in which the
次いで、図5の(a)に示すように、矩形導波管の入力端に入力電力1Wで5.8GHzの周波数の電磁波EMを伝播させ、矩形導波管の長手方向と電界Eの方向とに直交する方向にプローブ1の長手方向を一致させて、図中のD1方向にプローブ1を移動させたときの、プローブ電流をシミュレーションによって求めた。なお、このシミュレーションでは、プローブ1の距離L1を15mmに設定し、矩形導波管の高さ方向(図5の(a)の高さ方向)の中央レベルにセンサ部3の位置を一致させた。また、図5の(b)に示すように、矩形導波管の入力端に入力電力1Wで5.8GHzの周波数の電磁波EMを伝播させ、電界Eの方向にプローブ1の長手方向を一致させて、図中のD2方向にプローブ1を移動させたときの、プローブ電流をシミュレーションによって求めた。なお、このシミュレーションにおいても、矩形導波管の高さ方向(図5の(b)の高さ方向)の中央レベルにセンサ部3の位置を一致させた。
Next, as shown in FIG. 5A, an electromagnetic wave EM having a frequency of 5.8 GHz is propagated to the input end of the rectangular waveguide at an input power of 1 W, and the longitudinal direction of the rectangular waveguide and the direction of the electric field E are The probe current when the longitudinal direction of the
図6はシミュレーションの結果を示すグラフであり、図5の(a)を用いて説明したシミュレーションの結果を示すグラフが図6の(a)に示されており、図5の(b)を用いて説明したシミュレーションの結果を示すグラフが図6の(b)に示されている。図6の(a)のグラフにおいて、横軸のY0は、図5の(a)のD1方向において対面する矩形導波管の一対の面のうち一方の面のD1方向の位置を原点(Y0=0mm)としたときのD1方向におけるセンサ部3の位置であり、縦軸はプローブ電流である。なお、Y0が15mmであることは、センサ部3の位置が矩形導波管の上記一方の面の位置に一致していることを示している。また、図6の(b)のグラフにおいて、横軸のY2は、図5の(b)のD2方向において対面する矩形導波管の一対の面の間の中央位置を原点(Y2=0mm)としたときのD2方向におけるセンサ部3の位置であり、縦軸はプローブ電流である。図6の(a)に示すように、シミュレーションの結果、プローブ1によれば、当該プローブ1の長手方向が電界Eの方向と直交する場合には、電界が検知されないことが確認された。また、図6の(b)に示すように、プローブ1によれば、当該プローブ1の長手方向が電界Eの方向と一致する場合には、電界が検知されることが確認された。このことから、プローブ1によれば、所期の方向の電界を検知することが可能であることが確認された。
FIG. 6 is a graph showing the result of the simulation. The graph showing the result of the simulation described with reference to FIG. 5A is shown in FIG. 6A, and FIG. A graph showing the result of the simulation described above is shown in FIG. In the graph of FIG. 6A, the horizontal axis Y0 is the origin (Y0) of the position in the D1 direction of one of the pair of surfaces of the rectangular waveguide facing in the D1 direction of FIG. = 0 mm) is the position of the
以下、マイクロ波を用いた処理装置の実施形態について説明する。図7は、一実施形態に係る処理装置を示す図である。図7に示す処理装置10は、被処理体(以下、「ウエハW」ということがある)に対して加熱処理を施すための装置であり、プローブ1を採用し得る処理装置の一例である。
Hereinafter, an embodiment of a processing apparatus using microwaves will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a processing apparatus according to an embodiment. A
処理装置10は、処理容器12、導入部14、ホルダ16、及び、回転駆動部18を備えている。処理容器12は、処理空間Sを画成している。処理装置10では、処理空間S内においてウエハWに対して加熱処理が行われる。処理容器12は、例えば、金属材料によって構成されている。例えば、処理容器12は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等から構成され得る。
The
処理容器12は、側壁部12a、天井部12b、及び、底部12cを含んでいる。天井部12bは、処理空間Sを上方から画成している。天井部12bには、複数のマイクロ波導入ポート12dが形成されている。底部12cは、処理空間Sを下方から画成している。底部12cには、排気口12eが形成されている。側壁部12aは、処理空間Sを側方から画成しており、天井部12bと底部12cとの間に介在している。側壁部12aには、ポート12fが形成されている。ポート12fは、当該ポート12fを介してウエハWを搬入及び搬出するための通路である。このポート12fは、ゲートバルブGVによって開閉することが可能となっている。
The
一例において、側壁部12aは、角筒状をなしている。この例では、処理空間Sは、立方体形状の空間となっている。側壁部12aの内面は、マイクロ波の反射面として機能する。例えば、側壁部12aの内面、更には天井部12b及び底部12cの内面には、鏡面加工が施されている。これにより、ウエハWからの輻射熱の反射効率を向上させることが可能となる。また、これにより、処理容器12の内面の表面積が小さくなるので、処理容器12の各壁部によるマイクロ波の吸収を低減し、マイクロ波の反射効率を向上させることができる。その結果、ウエハWの加熱効率が高くなる。
In one example, the
処理容器12内には、ホルダ16が設けられている。ホルダ16は、ウエハWを支持するよう構成されている。このホルダ16は、シャフト22によって支持されている。シャフト22は、底部12cを貫通して、鉛直方向に延びている。シャフト22の上端部は、ホルダ16の略中心に結合している。また、シャフト22の下端部は、可動連結部24に結合している。この可動連結部24は、昇降駆動部26及び回転駆動部18を連結している。昇降駆動部26は、シャフト22を鉛直方向において上下に変位させるよう構成されている。また、回転駆動部18は、シャフト22を当該シャフト22の中心軸線(即ち、回転軸線)を中心にして回転させるよう構成されている。この回転駆動部18がシャフト22を回転させることにより、ホルダ16は、当該ホルダ16の中心周りに回転するようになっている。なお、処理容器12の底部12cには、シャフト22が通る孔を封止するために、ベローズといったシール機構12gが設けられていてもよい。
A
また、底部12cの排気口12eには、排気装置28が接続されている。排気装置28は、ドライポンプ等の真空ポンプを有している。排気装置28は、圧力調整バルブ30及び排気管32を介して排気口12eに接続され得る。なお、この処理装置10は、大気圧環境下においてウエハWを加熱してもよい。この場合には、排気装置28として、真空ポンプに代えて、処理装置10が設置される施設に設けられた排気設備を用いることも可能である。
An
また、処理装置10は、ガス供給機構34を更に備え得る。ガス供給機構34は、ガス源、流量制御器、及びバルブを含み得る。ガス供給機構34は、一以上の配管36を介して処理容器12の内部に接続されている。ガス供給機構34は、ガス源からのガスの流量を制御して、当該ガスを処理容器12内に供給することができる。このガス供給機構34は、処理ガス又は冷却ガスとして、N2、Ar、He、Ne、O2、H2といったガスを供給することができる。
The
また、処理装置10は、整流板38を更に備え得る。整流板38は、ホルダ16と側壁部12aとの間に設けられている。整流板38には、鉛直方向に延びる複数の貫通孔38aが形成されている。整流板38は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属材料から構成され得る。
In addition, the
導入部14は、上述したマイクロ波導入ポート12dを介してマイクロ波を処理容器12内に導入する。導入部14は、一以上のマイクロ波ユニットMU、及び高電圧電源部PSを有している。図7に示す一例においては、導入部14は、複数のマイクロ波ユニットMUを有している。
The
マイクロ波ユニットMUは、マグネトロン40、導波管41、及び透過窓42を有している。マグネトロン40は、高電圧電源部PSに接続されている。図8は、高電圧電源部PSの構成を例示する図である。図8に示すように、高電圧電源部PSは、AC−DC変換回路51、スイッチング回路52、スイッチングコントローラ53、及び、昇圧トランス54、及び整流回路55を有している。
The microwave unit MU includes a
AC−DC変換回路51は、商用電源からの交流(例えば、三相200Vの交流)を整流して、所定の波形の直流に変換する回路である。AC−DC変換回路51は、スイッチング回路52に接続されている。スイッチング回路52は、AC−DC変換回路51によって変換された直流のオン・オフを制御する回路である。スイッチング回路52では、スイッチングコントローラ53によってフェーズシフト型のPWM(Pulse Width Modulation)制御又はPAM(Pulse Amplitude Modulation)制御が行われて、パルス状の電圧が生成される。昇圧トランス54は、スイッチング回路52から出力された電圧を所定の大きさの電圧に昇圧するものである。整流回路55は、昇圧トランス54によって昇圧された電圧を整流して、整流した電圧をマグネトロン40に供給する回路である。
The AC-
マグネトロン40は、高電圧電源部PSから印加される高電圧に基づき、マイクロ波を発生する。このマイクロ波の周波数は、例えば、2.45GHz又は5.8GHzといった周波数である。マグネトロン40には、導波管41が接続されている。
The
導波管41は、マグネトロン40によって生成されたマイクロ波を処理容器12内に伝送する。透過窓42は、マイクロ波導入ポート12dを塞ぐように天井部12bに固定されている。透過窓42は、誘電体から構成されている。例えば、透過窓42は、石英から構成されている。導波管41によって伝送されるマイクロ波は、この透過窓42を介して、処理容器12内に導入される。
The
マイクロ波ユニットMUは、更に、サーキュレータ43、検出器44、チューナ45、及びダミーロード46を有している。サーキュレータ43は、マグネトロン40からのマイクロ波を処理容器12に向けて導き、一方、処理容器12からの反射波をダミーロード46に導く。ダミーロード46は、サーキュレータ43から導かれる反射波を熱に変換する。
The microwave unit MU further includes a
検出器44は、導波管41における反射波を検出するためのものである。検出器44は、例えばインピーダンスモニタ、例えば、定在波モニタによって構成され得る。定在波モニタは、導波管41における定在波の電界を検出する。この定在波モニタの検出結果に基づき、反射波を検出することができる。なお、検出器44は、進行波と反射波を検出することが可能な方向性結合器によって構成されていてもよい。
The
チューナ45は、マグネトロン40と処理容器12との間のインピーダンスを整合させる。チューナ45によるインピーダンス整合は、検出器44の検出結果に基づいて行われる。例えば、チューナ45は、導波管41内への導体板の突出量を調整することにより、インピーダンスを調整することが可能である。
The
処理装置10は、一以上の放射温度計RTを更に備え得る。放射温度計RTは、ウエハWの近傍に設けられた受光端RTEを有している。また、放射温度計RTは、光検出器を有し、受光端RTEで受光した光の強度に応じた信号を当該光検出器から出力する。また、放射温度計RTは、光検出器からの信号に基づき、ウエハWの温度を算出する温度算出部を有する。
The
また、この処理装置10は、上述したプローブ1を更に備えている。プローブ1は、センサ部3が処理容器12内に位置するように、設けられている。なお、図7に示す実施形態では、プローブ1は側壁部12aを通っており、プローブ1の長手方向が水平方向に一致するよう、センサ部3が処理容器12内に配置されている。しかしながら、プローブ1の配置は、電界を検知すべき処理容器12内の位置、及び、検知すべき電界成分の方向に応じて、変更され得るものである。また、処理装置10に備えられるプローブ1の個数は、電界を検知すべき位置の個数に応じて、変更され得るものである。
The
プローブ1には、信号処理装置9が接続されている。信号処理装置9は、プローブ1から出力される信号を受け、当該信号を、制御部Cntに入力する信号に変換する。例えば、信号処理装置9は、A−D変換器といった種々のユニットを有し得る。
A signal processing device 9 is connected to the
また、処理装置10は、制御部Cntを更に備え得る。制御部Cntは、例えば、コンピュータ装置から構成され得る。制御部Cntは、処理装置10の各部を制御する。具体的には、制御部Cntは、ガス流量、処理容器12内の圧力、ホルダ16の回転速度、排気装置28の排気量等を制御するために、処理装置10の各部に制御信号を送出する。また、制御部Cntは、信号処理装置9からの信号、及び/又は、放射温度計RTからの信号を受けて、処理容器12内に導入するマイクロ波出力を調整することが可能である。即ち、制御部Cntは、処理容器12内の電界に対応する信号、及び/又は、ウエハWの温度に対応する信号を受けて、処理容器12内に導入するマイクロ波出力を調整することが可能である。
Further, the
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した処理装置10は加熱処理装置であったが、プローブ1は、マイクロ波を用いて被処理体を処理する任意の処理装置の処理容器内において電界を検知するために、用いることが可能である。
Although various embodiments have been described above, various modifications can be made without being limited to the above-described embodiments. For example, although the
1…プローブ、2…同軸管、2a…先端部、2d…先端、3…センサ部、4…中心導体、5…誘電体、6…外側導体、6e,6f…端面、7…電磁波吸収体、SL…スロット、9…信号処理装置、10…処理装置、12…処理容器、14…導入部、16…ホルダ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
先端部を有する同軸管と、
前記同軸管に設けられたセンサ部と、
を備え、
前記同軸管は、
中心導体と、
前記中心導体の外周を覆う誘電体と、
前記誘電体の外周を覆う外側導体と、
前記外側導体の外周を覆う電磁波吸収体と、
を有し、
前記中心導体は、前記先端部において前記外側導体に短絡されており、
前記同軸管は、前記先端部から離れた位置にセンサ部を有しており、
前記センサ部において、前記同軸管の中心軸線に対して周方向に延びて前記誘電体を露出させるスロットが前記電磁波吸収体及び前記外側導体に形成されている、
プローブ。 A coaxial probe for electric field detection,
A coaxial tube having a tip, and
A sensor unit provided in the coaxial tube;
With
The coaxial tube is
A central conductor;
A dielectric covering the outer periphery of the central conductor;
An outer conductor covering the outer periphery of the dielectric;
An electromagnetic wave absorber covering the outer periphery of the outer conductor;
Have
The central conductor is short-circuited to the outer conductor at the tip;
The coaxial tube has a sensor part at a position away from the tip part,
In the sensor unit, a slot is formed in the electromagnetic wave absorber and the outer conductor that extends in a circumferential direction with respect to the central axis of the coaxial waveguide and exposes the dielectric.
probe.
処理容器と、
前記処理容器内において被処理体を支持するホルダと、
前記処理容器内にマイクロ波を導入する手段と、
請求項1〜5の何れか一項に記載のプローブであり、前記処理容器内にセンサ部が位置するように設けられた該プローブと、
を備える処理装置。 A processing apparatus for processing an object to be processed using a microwave,
A processing vessel;
A holder for supporting an object to be processed in the processing container;
Means for introducing microwaves into the processing vessel;
The probe according to any one of claims 1 to 5, wherein the probe is provided so that a sensor unit is positioned in the processing container;
A processing apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014087165A JP2015206678A (en) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | Probe and method for detecting electric field, and processor using microwave |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014087165A JP2015206678A (en) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | Probe and method for detecting electric field, and processor using microwave |
Publications (1)
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ID=54603569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014087165A Pending JP2015206678A (en) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | Probe and method for detecting electric field, and processor using microwave |
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Country | Link |
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2014
- 2014-04-21 JP JP2014087165A patent/JP2015206678A/en active Pending
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