KR102419026B1 - 마이크로파 출력 장치 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시형태의 마이크로파 출력 장치에서는, 마이크로파 발생부로부터 출력부까지 전파하는 진행파의 일부가 방향성 결합기로부터 출력된다. 제1 측정부에서는, 다이오드 검파에 의하여 진행파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호가 생성되고, 당해 아날로그 신호가 디지털값으로 변환된다. 또, 마이크로파 출력 장치에 지정된 마이크로파의 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대응된 하나 이상의 보정 계수가 선택된다. 선택된 하나 이상의 보정 계수가 디지털값과 곱해짐으로써, 측정값이 결정된다.

Description

마이크로파 출력 장치 및 플라즈마 처리 장치
본 개시의 실시형태는, 마이크로파 출력 장치 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치에는, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치와 같은 다양한 타입의 플라즈마 처리 장치가 있지만, 마이크로파를 이용하여 가스를 여기시키는 타입의 플라즈마 처리 장치가 이용되도록 되고 있다.
통상, 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 단일 주파수의 마이크로파를 출력하는 마이크로파 출력 장치가 사용되지만, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 대역폭을 갖는 마이크로파를 출력하는 마이크로파 출력 장치가 사용되는 경우도 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개공보 2012-109080호
마이크로파 출력 장치는, 마이크로파 발생부 및 출력부를 갖는다. 마이크로파는, 마이크로파 발생부에 의하여 발생되고, 도파로를 전파한 후에, 출력부로부터 출력되도록 되어 있다. 플라즈마 처리 장치에서는, 이 출력부에 부하가 결합된다. 따라서, 플라즈마 처리 장치의 챔버 본체 내에서 발생하는 플라즈마를 안정시키기 위해서는, 출력부에 있어서의 마이크로파의 파워를 적절히 설정할 필요가 있다. 이를 위해서는, 출력부에 있어서의 마이크로파의 파워, 특히 진행파의 파워를 측정하는 것이 중요하다.
진행파의 파워를 측정하기 위하여, 마이크로파 출력 장치에서는, 일반적으로, 마이크로파 발생부와 출력부의 사이에 방향성 결합기가 마련되고, 이 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부의 파워의 측정값이 구해진다. 그러나, 출력부에 있어서의 진행파의 파워와 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 진행파의 파워의 측정값의 사이에는 오차가 발생할 수 있다.
따라서, 출력부에 있어서의 진행파의 파워와 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 진행파의 파워의 측정값의 사이의 오차를 저감시키는 것이 필요하다.
일 양태에 있어서는 마이크로파 출력 장치가 제공된다. 마이크로파 출력 장치는, 마이크로파 발생부, 출력부, 제1 방향성 결합기, 및 제1 측정부를 구비한다. 마이크로파 발생부는, 제어기로부터 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 각각 대응된 주파수, 파워, 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키도록 구성되어 있다. 마이크로파 발생부로부터 전파된 마이크로파는 출력부로부터 출력된다. 제1 방향성 결합기는, 마이크로파 발생부로부터 출력부에 전파되는 진행파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제1 측정부는, 제1 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여, 출력부에 있어서의 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 제1 측정부는, 제1 검파부, 제1 A/D 변환기, 및 제1 처리부를 갖는다. 제1 검파부는, 다이오드 검파를 이용하여, 제1 방향성 결합기로부터의 진행파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호를 생성하도록 구성되어 있다. 제1 A/D 변환기는, 제1 검파부에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 디지털값으로 변환한다. 제1 처리부는, 제1 A/D 변환기에 의하여 생성되는 디지털값을 출력부에 있어서의 진행파의 파워로 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제1 보정 계수로부터, 제어기에 의하여 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대응된 하나 이상의 제1 보정 계수를 선택하며, 선택된 하나 이상의 제1 보정 계수를 제1 A/D 변환기에 의하여 생성된 디지털값에 곱함으로써, 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있다.
제1 검파부에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 제1 A/D 변환기에 의하여 변환함으로써 얻어지는 디지털값은, 출력부에 있어서의 진행파의 파워에 대하여 오차를 갖는다. 당해 오차는, 마이크로파의 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대하여 의존성을 갖는다. 상기 실시형태의 마이크로파 출력 장치에서는, 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 의존하는 상기 오차를 저감시키기 위한 하나 이상의 제1 보정 계수를 선택 가능하게 하기 위하여, 복수의 제1 보정 계수가 미리 준비되어 있다. 이 마이크로파 출력 장치에서는, 당해 복수의 제1 보정 계수로부터, 제어기에 의하여 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대응된 하나 이상의 제1 보정 계수가 선택되고, 당해 하나 이상의 제1 보정 계수가 제1 A/D 변환기에 의하여 생성된 디지털값에 곱해짐으로써 제1 측정값이 구해진다. 따라서, 출력부에 있어서의 진행파의 파워와 제1 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 제1 측정값의 사이의 오차가 저감된다.
일 실시형태에 있어서, 복수의 제1 보정 계수는, 복수의 설정 주파수에 각각 대응된 복수의 제1 계수, 복수의 설정 파워에 각각 대응된 복수의 제2 계수, 및 복수의 설정 대역폭에 각각 대응된 복수의 제3 계수를 포함하고 있다. 제1 처리부는, 하나 이상의 제1 보정 계수로서, 복수의 제1 계수 중 제어기에 의하여 지시된 설정 주파수에 대응된 제1 계수, 복수의 제2 계수 중 제어기에 의하여 지정된 설정 파워에 대응된 제2 계수, 및 복수의 제3 계수 중 제어기에 의하여 지정된 설정 대역폭에 대응된 제3 계수를, 제1 A/D 변환기에 의하여 생성된 디지털값에 곱함으로써, 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 이 실시형태에서는, 복수의 제1 보정 계수의 개수는, 설정 주파수로서 지정 가능한 주파수의 개수와, 설정 파워로서 지정 가능한 파워의 개수와, 설정 대역폭으로서 지정 가능한 대역폭의 개수의 합이 된다. 따라서, 이 실시형태에 의하면, 설정 주파수로서 지정 가능한 주파수의 개수와, 설정 파워로서 지정 가능한 파워의 개수와, 설정 대역폭으로서 지정 가능한 대역폭의 개수의 곱인 개수분의 제1 보정 계수를 준비하는 경우에 비하여, 복수의 제1 보정 계수의 개수가 적어진다.
일 실시형태에 있어서, 마이크로파 출력 장치는, 제2 방향성 결합기 및 제2 측정부를 더 구비한다. 제2 방향성 결합기는, 출력부로 되돌려진 반사파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제2 측정부는, 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여, 출력부에 있어서의 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 제2 측정부는, 제2 검파부, 제2 A/D 변환기, 및 제2 처리부를 구비한다. 제2 검파부는, 다이오드 검파를 이용하여 반사파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호를 생성하도록 구성되어 있다. 제2 A/D 변환기는, 제2 검파부에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 디지털값으로 변환하도록 구성되어 있다. 제2 처리부는, 제2 A/D 변환기에 의하여 생성되는 디지털값을 출력부에 있어서의 반사파의 파워로 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제2 보정 계수로부터, 제어기에 의하여 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대응된 하나 이상의 제2 보정 계수를 선택하며, 선택된 하나 이상의 제2 보정 계수를 제2 A/D 변환기에 의하여 생성된 디지털값에 곱함으로써, 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있다.
제2 검파부에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 제2 A/D 변환기에 의하여 변환함으로써 얻어지는 디지털값은, 출력부에 있어서의 반사파의 파워에 대하여 오차를 갖는다. 당해 오차는, 마이크로파의 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대하여 의존성을 갖는다. 상기 실시형태의 마이크로파 출력 장치에서는, 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 의존하는 상기 오차를 저감시키기 위한 하나 이상의 제2 보정 계수를 선택 가능하게 하기 위하여, 복수의 제2 보정 계수가 미리 준비되어 있다. 이 마이크로파 출력 장치에서는, 당해 복수의 제2 보정 계수로부터, 제어기에 의하여 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대응된 하나 이상의 제2 보정 계수가 선택되고, 당해 하나 이상의 제2 보정 계수가 제2 A/D 변환기에 의하여 생성된 디지털값에 곱해짐으로써 제2 측정값이 구해진다. 따라서, 출력부에 있어서의 반사파의 파워와 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여 구해지는 제2 측정값의 사이의 오차가 저감된다.
일 실시형태에 있어서, 복수의 제2 보정 계수는, 복수의 설정 주파수에 각각 대응된 복수의 제4 계수, 복수의 설정 파워에 각각 대응된 복수의 제5 계수, 및 복수의 설정 대역폭에 각각 대응된 복수의 제6 계수를 포함하고 있다. 제2 처리부는, 하나 이상의 제2 보정 계수로서, 복수의 제4 계수 중 제어기에 의하여 지시된 설정 주파수에 대응된 제4 계수, 복수의 제5 계수 중 제어기에 의하여 지정된 설정 파워에 대응된 제5 계수, 및 복수의 제6 계수 중 제어기에 의하여 지정된 설정 대역폭에 대응된 제6 계수를 제2 A/D 변환기에 의하여 생성된 디지털값에 곱함으로써, 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 이 실시형태에서는, 복수의 제2 보정 계수의 개수는, 복수의 설정 주파수의 개수와, 복수의 설정 파워의 개수와, 복수의 대역폭의 개수의 합이 된다. 따라서, 이 실시형태에 의하면, 복수의 설정 주파수의 개수와, 복수의 설정 파워의 개수와, 복수의 대역폭의 개수의 곱인 개수분의 제2 보정 계수를 준비하는 경우에 비하여, 복수의 제2 보정 계수의 개수가 적어진다.
다른 양태에서는, 마이크로파 출력 장치가 제공된다. 마이크로파 출력 장치는, 마이크로파 발생부, 출력부, 제1 방향성 결합기, 및 제1 측정부를 구비하고 있다. 마이크로파 발생부는, 제어기로부터 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 각각 대응된 중심 주파수, 파워, 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키도록 구성되어 있다. 마이크로파 발생부로부터 전파된 마이크로파는 출력부로부터 출력된다. 제1 방향성 결합기는, 마이크로파 발생부로부터 출력부에 전파되는 진행파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제1 측정부는, 제1 방향성 결합기로부터의 진행파의 일부에 근거하여, 출력부에 있어서의 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 제1 측정부는, 제1 스펙트럼 해석부 및 제1 처리부를 갖고 있다. 제1 스펙트럼 해석부는, 스펙트럼 해석에 의하여, 진행파의 일부에 포함되는 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구하도록 구성되어 있다. 제1 처리부는, 제1 스펙트럼 해석부에 의하여 구해지는 복수의 디지털값을 출력부에 있어서의 진행파의 복수의 주파수 성분의 파워로 각각 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제1 보정 계수를 상기 복수의 디지털값에 각각 곱함으로써 얻어지는 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구함으로써, 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있다.
상기 다른 양태에 관한 마이크로파 출력 장치에서는, 제1 스펙트럼 해석부에서의 스펙트럼 해석에 의하여 얻어지는 복수의 디지털값의 각각에 복수의 제1 보정 계수가 곱해진다. 이로써, 출력부에 있어서 얻어지는 진행파의 복수의 주파수 성분의 파워에 대하여 오차를 저감시킨 복수의 곱이 얻어진다. 그리고, 당해 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구하여 제1 측정값을 결정함으로써, 출력부에 있어서의 진행파의 파워와 제1 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 제1 측정값의 사이의 오차가 저감된다.
일 실시형태에 있어서, 마이크로파 출력 장치는, 제2 방향성 결합기 및 제2 측정부를 더 구비한다. 제2 방향성 결합기는, 출력부로 되돌려진 반사파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제2 측정부는, 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여, 출력부에 있어서의 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 제2 측정부는, 제2 스펙트럼 해석부 및 제2 처리부를 갖는다. 제2 스펙트럼 해석부는, 스펙트럼 해석에 의하여, 반사파의 일부에 포함되는 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구하도록 구성되어 있다. 제2 처리부는, 제2 스펙트럼 해석부에 의하여 구해지는 복수의 디지털값을 출력부에 있어서의 반사파의 복수의 주파수 성분의 파워로 각각 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제2 보정 계수를 상기 복수의 디지털값에 각각 곱함으로써 얻어지는 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구함으로써, 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있다.
상기 실시형태에서는, 제2 스펙트럼 해석부에서의 스펙트럼 해석에 의하여 얻어지는 복수의 디지털값의 각각에 복수의 제2 보정 계수가 곱해진다. 이로써, 출력부에 있어서 얻어지는 반사파의 하나 이상의 주파수 성분의 파워에 대하여 오차를 저감시킨 복수의 곱이 얻어진다. 그리고, 당해 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구하여 제2 측정값을 결정함으로써, 출력부에 있어서의 반사파의 파워와 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여 구해지는 제2 측정값의 사이의 오차가 저감된다.
또 다른 양태에서는, 마이크로파 출력 장치가 제공된다. 마이크로파 출력 장치는, 마이크로파 발생부, 출력부, 제1 방향성 결합기, 및 제1 측정부를 구비하고 있다. 마이크로파 발생부는, 제어기로부터 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 각각 대응된 중심 주파수, 파워, 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키도록 구성되어 있다. 마이크로파 발생부로부터 전파된 마이크로파는 출력부로부터 출력된다. 제1 방향성 결합기는, 마이크로파 발생부로부터 출력부에 전파되는 진행파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제1 측정부는, 제1 방향성 결합기로부터 진행파의 일부에 근거하여, 출력부에 있어서의 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 제1 측정부는, 제1 스펙트럼 해석부 및 제1 처리부를 갖고 있다. 제1 스펙트럼 해석부는, 스펙트럼 해석에 의하여, 진행파의 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구한다. 제1 처리부는, 제1 스펙트럼 해석부에 의하여 구해진 복수의 디지털값의 제곱 평균 제곱근과 미리 정해진 제1 보정 계수의 곱을 구함으로써 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있다.
상기 또 다른 양태에 관한 마이크로파 출력 장치에서는, 상기 제곱 평균 제곱근을 출력부에 있어서의 진행파의 파워로 보정하기 위한 제1 보정 계수가 미리 준비되어 있다. 이 제1 보정 계수와 제곱 평균 제곱근의 곱에 의하여 제1 측정값이 결정된다. 따라서, 출력부에 있어서의 진행파의 파워와 제1 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 제1 측정값의 사이의 오차가 저감된다.
일 실시형태에 있어서, 마이크로파 출력 장치는, 제2 방향성 결합기 및 제2 측정부를 더 구비한다. 제2 방향성 결합기는, 출력부로 되돌려진 반사파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제2 측정부는, 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여, 출력부에 있어서의 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 제2 측정부는, 제2 스펙트럼 해석부 및 제2 처리부를 갖는다. 제2 스펙트럼 해석부는, 스펙트럼 해석에 의하여, 반사파의 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구하도록 구성되어 있다. 제2 처리부는, 제2 스펙트럼 해석부에 의하여 구해진 복수의 디지털값의 제곱 평균 제곱근과 미리 정해진 제2 보정 계수의 곱을 구함으로써, 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있다. 이 마이크로파 출력 장치에서는, 상기 제곱 평균 제곱근을 출력부에 있어서의 반사파의 파워로 보정하기 위한 제2 보정 계수가 미리 준비되어 있다. 이 제2 보정 계수와 제곱 평균 제곱근의 곱에 의하여 제2 측정값이 결정된다. 따라서, 출력부에 있어서의 반사파의 파워와 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여 구해지는 제2 측정값의 사이의 오차가 저감된다.
일 실시형태에 있어서, 마이크로파 발생부는, 제1 측정값과 제2 측정값의 차를 제어기에 의하여 지정된 설정 파워에 가까워지도록, 당해 마이크로파 발생부가 발생시키는 마이크로파의 파워를 조정하는 파워 제어부를 갖는다. 이 실시형태에서는, 마이크로파 출력 장치의 출력부에 결합되는 부하에 공급되는 마이크로파의 로드 파워가, 설정 파워에 가까워진다.
또 다른 양태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 본체 및 마이크로파 출력 장치를 구비한다. 마이크로파 출력 장치는, 챔버 본체 내에 공급되는 가스를 여기시키기 위한 마이크로파를 출력하도록 구성되어 있다. 이 마이크로파 출력 장치는, 상술한 복수의 양태 및 복수의 실시형태 중 어느 하나의 마이크로파 출력 장치이다.
이상 설명한 바와 같이, 마이크로파 출력 장치의 출력부에 있어서의 진행파의 파워와 방향성 결합기로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 진행파의 파워의 측정값의 사이의 오차를 저감시키는 것이 가능해진다.
도 1은 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 나타내는 도이다.
도 2는 제1예의 마이크로파 출력 장치를 나타내는 도이다.
도 3은 파형 발생부에 있어서의 마이크로파의 생성 원리를 설명하는 도이다.
도 4는 제2예의 마이크로파 출력 장치를 나타내는 도이다.
도 5는 제3예의 마이크로파 출력 장치를 나타내는 도이다.
도 6은 제1예의 제1 측정부를 나타내는 도이다.
도 7은 제1예의 제2 측정부를 나타내는 도이다.
도 8은 복수의 제1 보정 계수를 준비할 때의 마이크로파 출력 장치를 포함하는 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
도 9는 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)를 준비하는 방법의 흐름도이다.
도 10은 복수의 제2 보정 계수를 준비할 때의 마이크로파 출력 장치를 포함하는 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
도 11은 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)를 준비하는 방법의 흐름도이다.
도 12는 복수의 제1 보정 계수로서, 복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)를 준비하는 방법의 흐름도이다.
도 13은 복수의 제2 보정 계수로서, 복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)를 준비하는 방법의 흐름도이다.
도 14는 제2예의 제1 측정부를 나타내는 도이다.
도 15는 제2예의 제2 측정부를 나타내는 도이다.
도 16은 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)를 준비하는 방법의 흐름도이다.
도 17은 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)를 준비하는 방법의 흐름도이다.
도 18은 제1 보정 계수 Kf를 준비하는 방법의 흐름도이다.
도 19는 제2 보정 계수 Kr을 준비하는 방법의 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은, 일 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버 본체(12), 및 마이크로파 출력 장치(16)를 구비하고 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 스테이지(14), 안테나(18), 및 유전체창(20)을 더 구비할 수 있다.
챔버 본체(12)는, 그 내부에 처리 공간(S)을 제공하고 있다. 챔버 본체(12)는, 측벽(12a) 및 바닥부(12b)를 갖고 있다. 측벽(12a)은, 대략 통 형상으로 형성되어 있다. 이 측벽(12a)의 중심 축선은, 연직 방향으로 뻗는 축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 바닥부(12b)는, 측벽(12a)의 하단 측에 마련되어 있다. 바닥부(12b)에는, 배기용 배기 구멍(12h)이 마련되어 있다. 또, 측벽(12a)의 상단부는 개구되어 있다.
측벽(12a)의 상단부 위에는 유전체창(20)이 마련되어 있다. 이 유전체창(20)은, 처리 공간(S)에 대향하는 하면(20a)을 갖는다. 유전체창(20)은, 측벽(12a)의 상단부의 개구를 폐쇄하고 있다. 이 유전체창(20)과 측벽(12a)의 상단부의 사이에는 O링(19)이 개재되어 있다. 이 O링(19)에 의하여, 챔버 본체(12)의 밀폐가 보다 확실해진다.
스테이지(14)는, 처리 공간(S) 내에 수용되어 있다. 스테이지(14)는, 연직 방향에 있어서 유전체창(20)과 대면하도록 마련되어 있다. 또, 스테이지(14)는, 유전체창(20)과 당해 스테이지(14)의 사이에 처리 공간(S)을 사이에 두도록 마련되어 있다. 이 스테이지(14)는, 그 위에 재치되는 피가공물(WP)(예를 들면, 웨이퍼)을 지지하도록 구성되어 있다.
일 실시형태에 있어서, 스테이지(14)는, 기대(基臺)(14a) 및 정전 척(14c)을 포함하고 있다. 기대(14a)는, 대략 원반 형상을 갖고 있고, 알루미늄과 같은 도전성의 재료로 형성되어 있다. 기대(14a)의 중심 축선은, 축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 이 기대(14a)는, 통상 지지부(48)에 의하여 지지되어 있다. 통상 지지부(48)는, 절연성의 재료로 형성되어 있고, 바닥부(12b)로부터 수직 상방으로 뻗어 있다. 통상 지지부(48)의 외주에는, 도전성의 통상 지지부(50)가 마련되어 있다. 통상 지지부(50)는, 통상 지지부(48)의 외주를 따라 챔버 본체(12)의 바닥부(12b)로부터 수직 상방으로 뻗어 있다. 이 통상 지지부(50)와 측벽(12a)의 사이에는, 환상의 배기로(51)가 형성되어 있다.
배기로(51)의 상부에는, 배플판(52)이 마련되어 있다. 배플판(52)은, 환 형상을 갖고 있다. 배플판(52)에는, 당해 배플판(52)을 판두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 배플판(52)의 하방에는 상술한 배기 구멍(12h)이 마련되어 있다. 배기 구멍(12h)에는, 배기관(54)을 통하여 배기 장치(56)가 접속되어 있다. 배기 장치(56)는, 자동 압력 제어 밸브(APC: Automatic Pressure Control valve)와, 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프를 갖고 있다. 이 배기 장치(56)에 의하여, 처리 공간(S)을 원하는 진공도까지 감압할 수 있다.
기대(14a)는, 고주파 전극을 겸하고 있다. 기대(14a)에는, 급전봉(62) 및 매칭 유닛(60)을 통하여, RF 바이어스용 고주파 전원(58)이 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(58)은, 피가공물(WP)에 끌어들이는 이온의 에너지를 제어하는 데에 적합한 일정한 주파수, 예를 들면 13.65MHz의 고주파(이하 적절히 "바이어스용 고주파"라고 함)를, 설정된 파워로 출력한다. 매칭 유닛(60)은, 고주파 전원(58) 측의 임피던스와, 주로 전극, 플라즈마, 챔버 본체(12)와 같은 부하 측의 임피던스의 사이에 정합을 취하기 위한 정합기를 수용하고 있다. 이 정합기 안에는 자기 바이어스 생성용 블로킹 콘덴서가 포함되어 있다.
기대(14a)의 상면에는, 정전 척(14c)이 마련되어 있다. 정전 척(14c)은, 피가공물(WP)을 정전 인력으로 유지한다. 정전 척(14c)은, 전극(14d), 절연막(14e), 및 절연막(14f)을 포함하고 있고, 대체로 원반 형상을 갖고 있다. 정전 척(14c)의 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 이 정전 척(14c)의 전극(14d)은, 도전막에 의하여 구성되어 있고, 절연막(14e)과 절연막(14f)의 사이에 마련되어 있다. 전극(14d)에는, 직류 전원(64)이 스위치(66) 및 피복선(68)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 정전 척(14c)은, 직류 전원(64)에 의하여 인가되는 직류 전압에 의하여 발생하는 정전 인력에 의하여, 피가공물(WP)을 당해 정전 척(14c)에 끌어당겨, 당해 피가공물(WP)을 유지할 수 있다. 또, 기대(14a) 상에는, 포커스 링(14b)이 마련되어 있다. 포커스 링(14b)은, 피가공물(WP) 및 정전 척(14c)을 둘러싸도록 배치된다.
기대(14a)의 내부에는, 냉매실(14g)이 마련되어 있다. 냉매실(14g)은, 예를 들면 축선(Z)을 중심으로 뻗어 있도록 형성되어 있다. 이 냉매실(14g)에는, 칠러 유닛으로부터의 냉매가 배관(70)을 통하여 공급된다. 냉매실(14g)에 공급된 냉매는, 배관(72)을 통하여 칠러 유닛으로 되돌려진다. 이 냉매의 온도가 칠러 유닛에 의하여 제어됨으로써, 정전 척(14c)의 온도, 나아가서는 피가공물(WP)의 온도가 제어된다.
또, 스테이지(14)에는, 가스 공급 라인(74)이 형성되어 있다. 이 가스 공급 라인(74)은, 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 정전 척(14c)의 상면과 피가공물(WP)의 이면의 사이에 공급하기 위하여 마련되어 있다.
마이크로파 출력 장치(16)는, 챔버 본체(12) 내에 공급되는 처리 가스를 여기시키기 위한 마이크로파를 출력한다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 주파수, 파워, 및 대역폭을 가변으로 조정하도록 구성되어 있다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 예를 들면 마이크로파의 대역폭을 대략 0으로 설정함으로써, 단일 주파수의 마이크로파를 발생시킬 수 있다. 또, 마이크로파 출력 장치(16)는, 그 중에 복수의 주파수 성분을 갖는 대역폭을 가진 마이크로파를 발생시킬 수 있다. 이들 복수의 주파수 성분의 파워는 동일한 파워여도 되고, 대역 내의 중심 주파수 성분만이 다른 주파수 성분의 파워보다 큰 파워를 갖고 있어도 된다. 일례에 있어서, 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 파워를 0W~5000W의 범위 내에서 조정할 수 있고, 마이크로파의 주파수 또는 중심 주파수를 2400MHz~2500MHz의 범위 내에서 조정할 수 있으며, 마이크로파의 대역폭을 0MHz~100MHz의 범위 내에서 조정할 수 있다. 또, 마이크로파 출력 장치(16)는, 대역 내에 있어서의 마이크로파의 복수의 주파수 성분의 주파수의 피치(캐리어 피치)를 0~25kHz의 범위 내에서 조정할 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 도파관(21), 튜너(26), 모드 변환기(27), 및 동축 도파관(28)을 더 구비하고 있다. 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부는, 도파관(21)의 일단에 접속되어 있다. 도파관(21)의 타단은, 모드 변환기(27)에 접속되어 있다. 도파관(21)은, 예를 들면 직사각형 도파관이다. 도파관(21)에는, 튜너(26)가 마련되어 있다. 튜너(26)는, 가동판(26a) 및 가동판(26b)을 갖고 있다. 가동판(26a) 및 가동판(26b)의 각각은, 도파관(21)의 내부 공간에 대한 그 돌출량을 조정 가능하도록 구성되어 있다. 튜너(26)는, 기준 위치에 대한 가동판(26a) 및 가동판(26b)의 각각의 돌출 위치를 조정함으로써, 마이크로파 출력 장치(16)의 임피던스와 부하, 예를 들면 챔버 본체(12)의 임피던스를 정합시킨다.
모드 변환기(27)는, 도파관(21)으로부터의 마이크로파의 모드를 변환하고, 모드 변환 후의 마이크로파를 동축 도파관(28)에 공급한다. 동축 도파관(28)은, 외측 도체(28a) 및 내측 도체(28b)를 포함하고 있다. 외측 도체(28a)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 그 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 내측 도체(28b)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 외측 도체(28a)의 내측에서 뻗어 있다. 내측 도체(28b)의 중심 축선은, 축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 이 동축 도파관(28)은, 모드 변환기(27)로부터의 마이크로파를 안테나(18)에 전송한다.
안테나(18)는, 유전체창(20)의 하면(20a)의 반대 측의 면(20b) 상에 마련되어 있다. 안테나(18)는, 슬롯판(30), 유전체판(32), 및 냉각 재킷(34)을 포함하고 있다.
슬롯판(30)은, 유전체창(20)의 면(20b) 상에 마련되어 있다. 이 슬롯판(30)은, 도전성을 갖는 금속으로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 슬롯판(30)의 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 슬롯판(30)에는, 복수의 슬롯 구멍(30a)이 형성되어 있다. 복수의 슬롯 구멍(30a)은, 일례에 있어서는, 복수의 슬롯쌍을 구성하고 있다. 복수의 슬롯쌍의 각각은, 서로 교차하는 방향으로 뻗는 대략 긴 구멍 형상의 2개의 슬롯 구멍(30a)을 포함하고 있다. 복수의 슬롯쌍은, 축선(Z) 둘레의 하나 이상의 동심원을 따라 배열되어 있다. 또, 슬롯판(30)의 중앙부에는, 후술하는 도관(36)이 통과 가능한 관통 구멍(30d)이 형성된다.
유전체판(32)은, 슬롯판(30) 상에 마련되어 있다. 유전체판(32)은, 석영과 같은 유전체 재료로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 이 유전체판(32)의 중심 축선은 축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 냉각 재킷(34)은, 유전체판(32) 상에 마련되어 있다. 유전체판(32)은, 냉각 재킷(34)과 슬롯판(30)의 사이에 마련되어 있다.
냉각 재킷(34)의 표면은, 도전성을 갖는다. 냉각 재킷(34)의 내부에는, 유로(34a)가 형성되어 있다. 이 유로(34a)에는, 냉매가 공급되도록 되어 있다. 냉각 재킷(34)의 상부 표면에는, 외측 도체(28a)의 하단이 전기적으로 접속되어 있다. 또, 내측 도체(28b)의 하단은, 냉각 재킷(34) 및 유전체판(32)의 중앙 부분에 형성된 구멍을 통하여, 슬롯판(30)에 전기적으로 접속되어 있다.
동축 도파관(28)으로부터의 마이크로파는, 유전체판(32) 내를 전파하여, 슬롯판(30)의 복수의 슬롯 구멍(30a)으로부터 유전체창(20)에 공급된다. 유전체창(20)에 공급된 마이크로파는, 처리 공간(S)에 도입된다.
동축 도파관(28)의 내측 도체(28b)의 내부 구멍에는, 도관(36)이 통과하고 있다. 또, 상술한 바와 같이, 슬롯판(30)의 중앙부에는, 도관(36)이 통과 가능한 관통 구멍(30d)이 형성되어 있다. 도관(36)은, 내측 도체(28b)의 내부 구멍을 통하여 뻗어 있고, 가스 공급계(38)에 접속되어 있다.
가스 공급계(38)는, 피가공물(WP)을 처리하기 위한 처리 가스를 도관(36)에 공급한다. 가스 공급계(38)는, 가스원(38a), 밸브(38b), 및 유량 제어기(38c)를 포함할 수 있다. 가스원(38a)은, 처리 가스의 가스원이다. 밸브(38b)는, 가스원(38a)으로부터의 처리 가스의 공급 및 공급 정지를 전환한다. 유량 제어기(38c)는, 예를 들면 매스 플로 컨트롤러이며, 가스원(38a)으로부터의 처리 가스의 유량을 조정한다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 인젝터(41)를 더 구비할 수 있다. 인젝터(41)는, 도관(36)으로부터의 가스를 유전체창(20)에 형성된 관통 구멍(20h)에 공급한다. 유전체창(20)의 관통 구멍(20h)에 공급된 가스는, 처리 공간(S)에 공급된다. 그리고, 유전체창(20)으로부터 처리 공간(S)에 도입되는 마이크로파에 의하여, 당해 처리 가스가 여기된다. 이로써, 처리 공간(S) 내에서 플라즈마가 생성되고, 당해 플라즈마로부터의 이온 및/또는 라디칼과 같은 활성종에 의하여, 피가공물(WP)이 처리된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 제어기(100)를 더 구비하고 있다. 제어기(100)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 각부를 통괄 제어한다. 제어기(100)는, CPU와 같은 프로세서, 유저 인터페이스, 및 기억부를 구비할 수 있다.
프로세서는, 기억부에 기억된 프로그램 및 프로세스 레시피를 실행함으로써, 마이크로파 출력 장치(16), 스테이지(14), 가스 공급계(38), 배기 장치(56) 등의 각부를 통괄 제어한다.
유저 인터페이스는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(1)를 관리하기 위하여 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드 또는 터치 패널, 플라즈마 처리 장치(1)의 가동 상황 등을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함하고 있다.
기억부에는, 플라즈마 처리 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서의 제어에 의하여 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어), 및 처리 조건 데이터 등을 포함하는 프로세스 레시피 등이 보존되어 있다. 프로세서는, 유저 인터페이스로부터의 지시 등, 필요에 따라 각종 제어 프로그램을 기억부로부터 호출하여 실행한다. 이와 같은 프로세서의 제어하에서, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 원하는 처리가 실행된다.
[마이크로파 출력 장치(16)의 구성예]
이하, 마이크로파 출력 장치(16)의 3개의 예의 상세에 대하여 설명한다.
[마이크로파 출력 장치(16)의 제1예]
도 2는, 제1예의 마이크로파 출력 장치를 나타내는 도이다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파 발생부(16a), 도파관(16b), 서큘레이터(16c), 도파관(16d), 도파관(16e), 제1 방향성 결합기(16f), 제1 측정부(16g), 제2 방향성 결합기(16h), 제2 측정부(16i), 및 더미 로드(16j)를 갖고 있다.
마이크로파 발생부(16a)는, 파형 발생부(161), 파워 제어부(162), 감쇠기(163), 증폭기(164), 증폭기(165), 및 모드 변환기(166)를 갖고 있다. 파형 발생부(161)는, 마이크로파를 발생시킨다. 파형 발생부(161)는, 제어기(100) 및 파워 제어부(162)에 접속되어 있다. 파형 발생부(161)는, 제어기(100)에 의하여 지정되는 설정 주파수, 설정 대역폭, 및 설정 피치에 각각 대응된 주파수(또는 중심 주파수), 대역폭, 및 캐리어 피치를 갖는 마이크로파를 발생시킨다. 또한, 제어기(100)이 대역 내의 복수의 주파수 성분의 파워를 파워 제어부(162)를 통하여 지정하고 있는 경우에는, 파형 발생부(161)는, 제어기(100)에 의하여 지정된 복수의 주파수 성분의 파워를 반영한 파워를 각각 갖는 복수의 주파수 성분을 가진 마이크로파를 발생시켜도 된다.
도 3은, 파형 발생부에 있어서의 마이크로파의 생성 원리를 설명하는 도이다. 파형 발생부(161)는, 예를 들면 기준 주파수와 위상을 동기시킨 마이크로파를 발진하는 것이 가능한 PLL(Phase Locked Loop) 발진기와, PLL 발진기에 접속된 IQ 디지털 변조기를 갖는다. 파형 발생부(161)는, PLL 발진기에 있어서 발진되는 마이크로파의 주파수를 제어기(100)로부터 지정된 설정 주파수로 설정한다. 그리고, 파형 발생부(161)는, PLL 발진기로부터의 마이크로파와, 당해 PLL 발진기로부터의 마이크로파와는 90°의 위상차를 갖는 마이크로파를, IQ 디지털 변조기를 이용하여 변조한다. 이로써, 파형 발생부(161)는, 대역 내에 있어서 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파, 또는 단일 주파수의 마이크로파를 생성한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 파형 발생부(161)는, 예를 들면 N개의 복소 데이터 심볼에 대한 역이산 푸리에 변환을 행하여 연속 신호를 생성함으로써, 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파를 생성하는 것이 가능하다. 이 신호의 생성 방법은, 디지털 텔레비전 방송 등에서 이용되는 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 변조 방식과 동일한 방법일 수 있다(예를 들면 일본 특허공보 5320260호 참조).
일례에서는, 파형 발생부(161)는, 미리 디지털화된 부호의 열로 나타난 파형 데이터를 갖고 있다. 파형 발생부(161)는, 파형 데이터를 양자화하고, 양자화한 데이터에 대하여 역푸리에 변환을 적용함으로써, I 데이터와 Q 데이터를 생성한다. 그리고, 파형 발생부(161)는, I 데이터 및 Q 데이터의 각각에, D/A(Digital/Analog) 변환을 적용하여, 2개의 아날로그 신호를 얻는다. 파형 발생부(161)는, 이들 아날로그 신호를, 저주파 성분만을 통과시키는 LPF(로 패스 필터)에 입력한다. 파형 발생부(161)는, LPF로부터 출력된 2개의 아날로그 신호를, PLL 발진기로부터의 마이크로파, PLL 발진기로부터의 마이크로파와는 90°의 위상차를 갖는 마이크로파와 각각 믹싱한다. 그리고, 파형 발생부(161)는, 믹싱에 의하여 생성된 마이크로파를 합성한다. 이로써, 파형 발생부(161)는, 하나 또는 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파를 생성한다.
파형 발생부(161)의 출력은, 감쇠기(163)에 접속되어 있다. 감쇠기(163)에는, 파워 제어부(162)가 접속되어 있다. 파워 제어부(162)는, 예를 들면 프로세서일 수 있다. 파워 제어부(162)는, 제어기(100)로부터 지정된 설정 파워에 따른 파워를 갖는 마이크로파가 마이크로파 출력 장치(16)로부터 출력되도록, 감쇠기(163)에 있어서의 마이크로파의 감쇠율을 제어한다. 감쇠기(163)의 출력은, 증폭기(164) 및 증폭기(165)를 통하여 모드 변환기(166)에 접속되어 있다. 증폭기(164) 및 증폭기(165)는, 마이크로파를 각각에 소정의 증폭률로 증폭하도록 되어 있다. 모드 변환기(166)는, 증폭기(165)로부터 출력되는 마이크로파의 모드를 변환하도록 되어 있다. 이 모드 변환기(166)에 있어서의 모드 변환에 의하여 생성된 마이크로파는, 마이크로파 발생부(16a)의 출력 마이크로파로서 출력된다.
마이크로파 발생부(16a)의 출력은 도파관(16b)의 일단에 접속되어 있다. 도파관(16b)의 타단은, 서큘레이터(16c)의 제1 포트(261)에 접속되어 있다. 서큘레이터(16c)는, 제1 포트(261), 제2 포트(262), 및 제3 포트(263)를 갖고 있다. 서큘레이터(16c)는, 제1 포트(261)에 입력된 마이크로파를 제2 포트(262)로부터 출력하고, 제2 포트(262)에 입력한 마이크로파를 제3 포트(263)로부터 출력하도록 구성되어 있다. 서큘레이터(16c)의 제2 포트(262)에는 도파관(16d)의 일단이 접속되어 있다. 도파관(16d)의 타단은, 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부(16t)이다.
서큘레이터(16c)의 제3 포트(263)에는, 도파관(16e)의 일단이 접속되어 있다. 도파관(16e)의 타단은 더미 로드(16j)에 접속되어 있다. 더미 로드(16j)는, 도파관(16e)을 전파하는 마이크로파를 받아, 당해 마이크로파를 흡수하도록 되어 있다. 더미 로드(16j)는, 예를 들면 마이크로파를 열로 변환한다.
제1 방향성 결합기(16f)는, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되고, 출력부(16t)에 전파하는 마이크로파(즉, 진행파)의 일부를 분기시켜, 당해 진행파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제1 측정부(16g)는, 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력된 진행파의 일부에 근거하여, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정한다.
제2 방향성 결합기(16h)는, 출력부(16t)로 되돌려진 마이크로파(즉, 반사파)의 일부를 분기시켜, 당해 반사파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제2 측정부(16i)는, 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력된 반사파의 일부에 근거하여, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정한다.
제1 측정부(16g) 및 제2 측정부(16i)는 파워 제어부(162)에 접속되어 있다. 제1 측정부(16g)는, 제1 측정값을 파워 제어부(162)에 출력하고, 제2 측정부(16i)는, 제2 측정값을 파워 제어부(162)에 출력한다. 파워 제어부(162)는, 제1 측정값과 제2 측정값의 차, 즉 로드 파워가, 제어기(100)에 의하여 지정되는 설정 파워에 일치하도록, 감쇠기(163)를 제어하고, 필요에 따라 파형 발생부(161)를 제어한다.
제1예에 있어서는, 제1 방향성 결합기(16f)는, 도파관(16b)의 일단과 타단의 사이에 마련되어 있다. 제2 방향성 결합기(16h)는, 도파관(16e)의 일단과 타단의 사이에 마련되어 있다.
[마이크로파 출력 장치(16)의 제2예]
도 4는, 제2예의 마이크로파 출력 장치를 나타내는 도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 제2예의 마이크로파 출력 장치(16)는, 제1 방향성 결합기(16f)가 도파관(16d)의 일단과 타단의 사이에 마련되어 있는 점에서, 제1예의 마이크로파 출력 장치(16)와는 다르다.
[마이크로파 출력 장치(16)의 제3예]
도 5는, 제3예의 마이크로파 출력 장치를 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제3예의 마이크로파 출력 장치(16)는, 제1 방향성 결합기(16f) 및 제2 방향성 결합기(16h)의 쌍방이 도파관(16d)의 일단과 타단의 사이에 마련되어 있는 점에서, 제1예의 마이크로파 출력 장치(16)와는 다르다.
이하, 마이크로파 출력 장치(16)의 제1 측정부(16g)의 제1예 및 제2 측정부(16i)의 제1예에 대하여 설명한다.
[제1 측정부(16g)의 제1예]
도 6은, 제1예의 제1 측정부를 나타내는 도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1예에 있어서, 제1 측정부(16g)는, 제1 검파부(200), 제1 A/D 변환기(205), 및 제1 처리부(206)를 갖고 있다. 제1 검파부(200)는, 다이오드 검파를 이용하여, 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력되는 진행파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호를 생성한다. 제1 검파부(200)는, 저항 소자(201), 다이오드(202), 커패시터(203), 및 증폭기(204)를 포함하고 있다. 저항 소자(201)의 일단은, 제1 측정부(16g)의 입력에 접속되어 있다. 이 입력에는, 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력된 진행파의 일부가 입력된다. 저항 소자(201)의 타단은, 그라운드에 접속되어 있다. 다이오드(202)는, 예를 들면 저배리어 쇼트키 다이오드이다. 다이오드(202)의 애노드는, 제1 측정부(16g)의 입력에 접속되어 있다. 다이오드(202)의 캐소드는, 증폭기(204)의 입력에 접속되어 있다. 또, 다이오드(202)의 캐소드에는, 커패시터(203)의 일단이 접속되어 있다. 커패시터(203)의 타단은, 그라운드에 접속되어 있다. 증폭기(204)의 출력은, 제1 A/D 변환기(205)의 입력에 접속되어 있다. 제1 A/D 변환기(205)의 출력은, 제1 처리부(206)에 접속되어 있다.
제1예의 제1 측정부(16g)에서는, 다이오드(202)에 의한 정류, 커패시터(203)에 의한 평활화, 및 증폭기(204)에 의한 증폭에 의하여, 제1 방향성 결합기(16f)로부터의 진행파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호(전압 신호)가 얻어진다. 이 아날로그 신호는, 제1 A/D 변환기(205)에 있어서, 디지털값(Pfd)으로 변환된다. 디지털값(Pfd)은, 제1 방향성 결합기(16f)로부터의 진행파의 일부의 파워에 따른 값을 갖는다. 이 디지털값(Pfd)은 제1 처리부(206)에 입력된다.
제1 처리부(206)는, CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있다. 제1 처리부(206)에는, 기억 장치(207)가 접속되어 있다. 기억 장치(207)에는, 디지털값(Pfd)을, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워로 보정하기 위한 복수의 제1 보정 계수가 기억되어 있다. 또, 제1 처리부(206)에는, 마이크로파 발생부(16a)에 대하여 지정된 설정 주파수(Fset), 설정 파워(Pset), 및 설정 대역폭(Wset)이 제어기(100)에 의하여 지정된다. 제1 처리부(206)는, 복수의 제1 보정 계수로부터, 설정 주파수(Fset), 설정 파워(Pset), 및 설정 대역폭(Wset)에 대응된 하나 이상의 제1 보정 계수를 선택하고, 선택한 제1 보정 계수와 디지털값(Pfd)의 곱을 실행함으로써, 제1 측정값(Pfm)을 결정한다.
일례에 있어서, 기억 장치(207)에는, 미리 설정된 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)가 기억되어 있다. 여기서, F는 주파수이며, F의 개수는, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 복수의 주파수의 개수이다. P는 파워이며, P의 개수는 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 복수의 파워의 개수이다. W는 대역폭이며, W의 개수는 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 복수의 대역폭의 개수이다. 또한, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 복수의 대역폭에는, 대략 0의 대역폭도 포함된다. 대략 0의 대역폭을 갖는 마이크로파는, 단일 주파수의 마이크로파, 즉 싱글 모드(SP)의 마이크로파이다.
복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)가 기억 장치(207)에 기억되어 있는 경우에는, 제1 처리부(206)는, kf(Fset, Pset, Wset)를 선택하고, Pfm=kf(Fset, Pset, Wset)×Pfd의 연산을 실행함으로써, 제1 측정값(Pfm)을 결정한다.
다른 예에 있어서, 기억 장치(207)에는, 복수의 제1 보정 계수로서, 복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)가 기억되어 있다. 여기서, F, P, W는, 제1 보정 계수 kf(F, P, W)에 있어서의 F, P, W와 동일하다.
복수의 제1 보정 계수로서, 복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)가 기억 장치(207)에 기억되어 있는 경우에는, 제1 처리부(206)는, k1f(Fset), k2f(Pset), 및 k3f(Wset)를 선택하고, Pfm=k1f(Fset)×k2f(Pset)×k3f(Wset)×Pfd의 연산을 실행함으로써, 제1 측정값(Pfm)을 결정한다.
[제2 측정부(16i)의 제1예]
도 7은, 제1예의 제2 측정부를 나타내는 도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1예에 있어서, 제2 측정부(16i)는, 제2 검파부(210), 제2 A/D 변환기(215), 및 제2 처리부(216)를 갖고 있다. 제2 검파부(210)는, 제1 검파부(200)와 동일하게, 다이오드 검파를 이용하여, 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력되는 반사파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호를 생성한다. 제2 검파부(210)는, 저항 소자(211), 다이오드(212), 커패시터(213), 및 증폭기(214)를 포함하고 있다. 저항 소자(211)의 일단은, 제2 측정부(16i)의 입력에 접속되어 있다. 이 입력에는, 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력된 반사파의 일부가 입력된다. 저항 소자(211)의 타단은, 그라운드에 접속되어 있다. 다이오드(212)는, 예를 들면 저배리어 쇼트키 다이오드이다. 다이오드(212)의 애노드는, 제2 측정부(16i)의 입력에 접속되어 있다. 다이오드(212)의 캐소드는, 증폭기(214)의 입력에 접속되어 있다. 또, 다이오드(212)의 캐소드에는 커패시터(213)의 일단이 접속되어 있다. 커패시터(213)의 타단은, 그라운드에 접속되어 있다. 증폭기(214)의 출력은, 제2 A/D 변환기(215)의 입력에 접속되어 있다. 제2 A/D 변환기(215)의 출력은, 제2 처리부(216)에 접속되어 있다.
제1예의 제2 측정부(16i)에서는, 다이오드(212)에 의한 정류, 커패시터(213)에 의한 평활화, 및 증폭기(214)에 의한 증폭에 의하여, 제2 방향성 결합기(16h)로부터의 반사파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호(전압 신호)가 얻어진다. 이 아날로그 신호는, 제2 A/D 변환기(215)에 있어서, 디지털값(Prd)으로 변환된다. 디지털값(Prd)은, 제2 방향성 결합기(16h)로부터의 반사파의 일부의 파워에 따른 값을 갖는다. 이 디지털값(Prd)은 제2 처리부(216)에 입력된다.
제2 처리부(216)는, CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있다. 제2 처리부(216)에는, 기억 장치(217)가 접속되어 있다. 기억 장치(217)에는, 디지털값(Prd)을, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워로 보정하기 위한 복수의 제2 보정 계수가 기억되어 있다. 또, 제2 처리부(216)에는, 마이크로파 발생부(16a)에 대하여 지정된 설정 주파수(Fset), 설정 파워(Pset), 및 설정 대역폭(Wset)이 제어기(100)에 의하여 지정된다. 제2 처리부(216)는, 복수의 제2 보정 계수로부터, 설정 주파수(Fset), 설정 파워(Pset), 및 설정 대역폭(Wset)에 대응된 하나 이상의 제2 보정 계수를 선택하고, 선택한 제2 보정 계수와 디지털값(Prd)의 곱을 실행함으로써, 제2 측정값(Prm)을 결정한다.
일례에 있어서, 기억 장치(217)에는, 미리 설정된 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)가 기억되어 있다. F, P, W는, 제1 보정 계수 kf(F, P, W)에 있어서의 F, P, W와 동일하다.
복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)가 기억 장치(217)에 기억되어 있는 경우에는, 제2 처리부(216)는, kr(Fset, Pset, Wset)를 선택하고, Prm=kr(Fset, Pset, Wset)×Prd의 연산을 실행함으로써, 제2 측정값(Prm)을 결정한다.
다른 예에 있어서, 기억 장치(217)에는, 복수의 제2 보정 계수로서, 복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)가 기억되어 있다. F, P, W는, 제1 보정 계수 kf(F, P, W)에 있어서의 F, P, W와 동일하다.
복수의 제2 보정 계수로서, 복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)가 기억 장치(217)에 기억되어 있는 경우에는, 제2 처리부(216)는, k1r(Fset), k2r(Pset), 및 k3r(Wset)를 선택하고, Prm=k1r(Fset)×k2r(Pset)×k3r(Wset)×Prd의 연산을 실행함으로써, 제2 측정값(Prm)을 결정한다.
[복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)를 준비하는 방법]
이하, 복수의 제1 보정 계수를 준비하는 방법에 대하여 설명한다. 도 8은, 복수의 제1 보정 계수를 준비할 때의 마이크로파 출력 장치를 포함하는 시스템의 구성을 나타내는 도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 복수의 제1 보정 계수를 준비할 때에는, 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부(16t)에, 도파관(WG1)의 일단이 접속된다. 도파관(WG1)의 타단에는, 더미 로드(DL1)가 접속된다. 또, 도파관(WG1)의 일단과 타단의 사이에는, 방향성 결합기(DC1)가 마련된다. 이 방향성 결합기(DC1)에는, 센서(SD1)가 접속된다. 센서(SD1)에는, 파워 미터(PM1)가 접속된다. 방향성 결합기(DC1)는, 도파관(WG1)을 전파하는 진행파의 일부를 분기시킨다. 방향성 결합기(DC1)에 의하여 분기된 진행파의 일부는, 센서(SD1)에 입력된다. 센서(SD1)는, 예를 들면 열전대식 센서이며, 받은 마이크로파의 파워에 비례한 기전력을 발생시켜, 직류 출력을 제공한다. 파워 미터(PM1)는, 센서(SD1)의 직류 출력으로부터, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워(Pfs)를 결정한다.
도 9는, 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)를 준비하는 방법의 흐름도이다. 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)를 준비하는 방법에서는, 도 8에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 9에 나타내는 바와 같이, 스텝 STa1에 있어서, 대역폭(W)이 SP(즉, 싱글 모드의 대역폭)로, 주파수(F)가 Fmin으로, 파워(P)가 Pmax로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에 설정 주파수로서 Fmin, 설정 대역폭으로서 SP, 및 설정 파워로서 Pmax가 지정된다. 또한, Fmin은, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 최소의 설정 주파수이며, Pmax는, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 최대의 설정 파워이다.
계속되는 스텝 STa2에서는, 마이크로파 발생부(16a)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STa3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM1)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 마이크로파의 출력이 안정되면, 계속되는 스텝 STa4에 있어서, 파워 미터(PM1)에 의하여 파워(Pfs)가 구해지고, 제1 측정부(16g)에서 디지털값(Pfd)이 구해지며, kf(F, P, W)=Pfs/Pfd의 연산에 의하여, 제1 보정 계수 kf(F, P, W)가 구해진다.
계속되는 스텝 STa5에서는, 주파수(F)가 소정값 Finc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STa6에서는, F가 Fmax보다 큰지 여부가 판정된다. Fmax는, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 최대의 설정 주파수이다. 주파수(F)가 Fmax 이하인 경우에는, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경된다. 그리고, 스텝 STa4로부터의 처리가 계속된다. 한편 스텝 STa6에 있어서, F가 Fmax보다 크다고 판정되면, 스텝 STa7에 있어서 주파수(F)가 Fmin으로 설정되고, 스텝 STa8에 있어서 파워(P)가 소정값 Pinc만큼 감소된다.
계속되는 스텝 STa9에서는, 파워(P)가 Pmin보다 작은지 여부가 판정된다. Pmin은, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 최소의 설정 파워이다. 스텝 STa9에 있어서, P가 Pmin 이상이라고 판정되면, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 당해 마이크로파의 설정 파워가 파워(P)로 변경된다. 그리고, 스텝 STa4로부터의 처리가 계속된다. 한편 스텝 STa9에 있어서, P가 Pmin보다 작다고 판정되면, 스텝 STa10에 있어서, 주파수(F)가 Fmin으로 설정되고, 파워(P)가 Pmax로 설정된다. 계속되는 스텝 STa11에 있어서, 대역폭(W)이 소정값 Winc만큼 증분된다.
계속되는 스텝 STa12에서는, W가 Wmax보다 큰지 여부가 판정된다. Wmax는, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 최대의 설정 대역폭이다. 스텝 STa12에 있어서, W가 Wmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 당해 마이크로파의 설정 파워가 파워(P)로 변경되며, 당해 마이크로파의 설정 대역폭이 대역폭(W)으로 변경된다. 그리고, 스텝 STa4로부터의 처리가 계속된다. 한편 스텝 STa12에 있어서, W가 Wmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)의 준비가 완료된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에 지정되는 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 따라, 디지털값(Pfd)을 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워로 보정하기 위한, 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)의 준비가 완료된다.
[복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)를 준비하는 방법]
도 10은, 복수의 제2 보정 계수를 준비할 때의 마이크로파 출력 장치를 포함하는 시스템의 구성을 나타내는 도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 복수의 제2 보정 계수를 준비할 때에는, 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부(16t)에, 도파관(WG2)의 일단이 접속된다. 도파관(WG2)의 타단에는, 마이크로파 출력 장치(16)의 마이크로파 발생부(16a)와 동일한 구성을 갖는 마이크로파 발생부(MG)가 접속된다. 마이크로파 발생부(MG)는, 반사파를 모의한 마이크로파를 도파관(WG2)에 출력한다. 마이크로파 발생부(MG)는, 파형 발생부(161)와 동일한 파형 발생부(MG1), 파워 제어부(162)와 동일한 파워 제어부(MG2), 감쇠기(163)와 동일한 감쇠기(MG3), 증폭기(164)와 동일한 증폭기(MG4), 증폭기(165)와 동일한 증폭기(MG5), 및 모드 변환기(166)와 동일한 모드 변환기(MG6)를 갖고 있다.
도파관(WG2)의 일단과 타단의 사이에는, 방향성 결합기(DC2)가 마련된다. 이 방향성 결합기(DC2)에는, 센서(SD2)가 접속된다. 센서(SD2)에는, 파워 미터(PM2)가 접속된다. 방향성 결합기(DC2)는, 마이크로파 발생부(MG)에 의하여 발생되고, 도파관(WG2)을 마이크로파 출력 장치(16)를 향하여 전파하는 마이크로파의 일부를 분기시킨다. 방향성 결합기(DC2)에 의하여 분기된 마이크로파의 일부는, 센서(SD2)에 입력된다. 센서(SD2)는, 예를 들면 열전대식 센서이며, 받은 마이크로파의 일부의 파워에 비례한 기전력을 발생시켜, 직류 출력을 제공한다. 파워 미터(PM2)는, 센서(SD2)의 직류 출력으로부터, 출력부(16t)에 있어서의 마이크로파의 파워(Prs)를 결정한다. 파워 미터(PM2)에 의하여 결정되는 마이크로파의 파워는, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워에 상당하는 것이다.
도 11은, 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)를 준비하는 방법의 흐름도이다. 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)를 준비하는 방법에서는, 도 10에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 스텝 STb1에 있어서, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 Fmin으로, 파워(P)가 Pmax로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(MG)에 설정 주파수로서 Fmin, 설정 대역폭으로서 SP, 및 설정 파워로서 Pmax가 지정된다.
계속되는 스텝 STb2에서는, 마이크로파 발생부(MG)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STb3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM2)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 마이크로파의 출력이 안정되면, 계속되는 스텝 STb4에 있어서, 파워 미터(PM2)에 의하여 파워(Prs)가 구해지고, 제2 측정부(16i)에서 디지털값(Prd)이 구해지며, kr(F, P, W)=Prs/Prd의 연산에 의하여, 제2 보정 계수 kr(F, P, W)가 구해진다.
계속되는 스텝 STb5에서는, 주파수(F)가 소정값 Finc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STb6에서는, F가 Fmax보다 큰지 여부가 판정된다. 주파수(F)가 Fmax 이하인 경우에는, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경된다. 그리고, 스텝 STb4로부터의 처리가 계속된다. 한편 스텝 STb6에 있어서, F가 Fmax보다 크다고 판정되면, 스텝 STb7에 있어서 주파수(F)가 Fmin으로 설정되고, 스텝 STb8에 있어서 파워(P)가 소정값 Pinc만큼 감소된다.
계속되는 스텝 STb9에서는, 파워(P)가 Pmin보다 작은지 여부가 판정된다. 스텝 STb9에 있어서, P가 Pmin 이상이라고 판정되면, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 당해 마이크로파의 설정 파워가 파워(P)로 변경된다. 그리고, 스텝 STb4로부터의 처리가 계속된다. 한편 스텝 STb9에 있어서, P가 Pmin보다 작다고 판정되면, 스텝 STb10에 있어서, 주파수(F)가 Fmin으로 설정되고, 파워(P)가 Pmax로 설정된다. 계속되는 스텝 STb11에 있어서, 대역폭(W)이 소정값 Winc만큼 증분된다.
계속되는 스텝 STb12에서는, W가 Wmax보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STb12에 있어서, W가 Wmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 당해 마이크로파의 설정 파워가 파워(P)로 변경되며, 당해 마이크로파의 설정 대역폭이 대역폭(W)으로 변경된다. 그리고, 스텝 STb4로부터의 처리가 계속된다. 한편 스텝 STb12에 있어서, W가 Wmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)의 준비가 완료된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에 지정되는 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 따라, 디지털값(Prd)을 마이크로파 출력 장치(16)의 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워로 보정하기 위한, 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)의 준비가 완료된다.
[복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)를 준비하는 방법]
도 12는, 복수의 제1 보정 계수로서, 복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)를 준비하는 방법의 흐름도이다. 복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)를 준비하는 방법에서는, 도 8에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 12에 나타내는 바와 같이, 스텝 STc1에 있어서, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 FO로, 파워(P)가 PO로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에, 설정 주파수로서 FO, 설정 대역폭으로서 SP, 및 설정 파워로서 PO가 지정된다. 또한, FO는, 마이크로파 발생부(16a)에 임의의 설정 대역폭 및 임의의 설정 파워가 지정되어도, 디지털값(Pfd)과 파워(Pfs)의 사이의 오차가 대략 0이 되는 마이크로파의 주파수이다. 또, Po는, 마이크로파 발생부(16a)에 임의의 설정 대역폭 및 임의의 설정 주파수가 지정되어도, 디지털값(Pfd)과 파워(Pfs)의 사이의 오차가 대략 0이 되는 마이크로파의 파워이다.
계속되는 스텝 STc2에서는, 마이크로파 발생부(16a)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STc3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM1)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 마이크로파의 출력이 안정되면, 계속되는 스텝 STc4에 있어서, 파워(P)로서 Pmin이 설정되고, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 파워가 Pmin으로 변경된다.
계속되는 스텝 STc5에서는, 파워 미터(PM1)에 의하여 파워(Pfs)가 구해지고, 제1 측정부(16g)에서 디지털값(Pfd)이 구해지며, k2f(P)=Pfs/Pfd의 연산에 의하여, 제2 계수 k2f(P)가 구해진다. 계속되는 스텝 STc6에서는, 파워(P)가 소정값 Pinc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STc7에서는, 파워(P)가 Pmax보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STc7에 있어서, P가 Pmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 파워가 파워(P)로 변경되고, 스텝 STc5로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STc7에 있어서, P가 Pmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제2 계수 k2f(P)의 준비가 완료된다.
계속되는 스텝 STc8에서는, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 Fmin으로, 파워(P)가 PO로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에, 설정 대역폭, 설정 주파수, 설정 파워로서 SP, Fmin, PO가 각각 지정된다.
계속되는 스텝 STc9에서는, 파워 미터(PM1)에 의하여 파워(Pfs)가 구해지고, 제1 측정부(16g)에서 디지털값(Pfd)이 구해지며, k1f(F)=Pfs/(Pfd×k2f(PO))의 연산에 의하여, 제1 계수 k1f(F)가 구해진다. 계속되는 스텝 STc10에서는, 주파수(F)가 소정값 Finc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STc11에서는, 주파수(F)가 Fmax보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STc11에 있어서, F가 Fmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 스텝 STc9로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STc11에 있어서, F가 Fmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제1 계수 k1f(F)의 준비가 완료된다.
계속되는 스텝 STc12에서는, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 FO로, 파워(P)가 PO로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에, 설정 대역폭, 설정 주파수, 설정 파워로서 SP, FO, PO가 각각 지정된다.
계속되는 스텝 STc13에서는, 파워 미터(PM1)에 의하여 파워(Pfs)가 구해지고, 제1 측정부(16g)에서 디지털값(Pfd)이 구해지며, k3f(W)=Pfs/(Pfd×k1f(FO)×k2f(PO))의 연산에 의하여, 제3 계수 k3f(W)가 구해진다. 계속되는 스텝 STc14에서는, 대역폭(W)이 소정값 Winc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STc15에서는, 대역폭(W)이 Wmax보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STc15에 있어서, W가 Wmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 대역폭이 대역폭(W)으로 변경되고, 스텝 STc13로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STc15에 있어서, W가 Wmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제3 계수 k3f(W)의 준비가 완료된다.
[복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)를 준비하는 방법]
도 13은, 복수의 제2 보정 계수로서, 복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)를 준비하는 방법의 흐름도이다. 복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)를 준비하는 방법에서는, 도 10에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 13에 나타내는 바와 같이, 스텝 STd1에 있어서, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 FO로, 파워(P)가 PO로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(MG)에 설정 주파수로서 FO, 설정 대역폭으로서 SP, 및 설정 파워로서 PO가 지정된다.
계속되는 스텝 STd2에서는, 마이크로파 발생부(MG)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STd3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM2)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 마이크로파의 출력이 안정되면, 계속되는 스텝 STd4에 있어서, 파워(P)로서 Pmin이 설정되고, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 파워가 Pmin으로 변경된다.
계속되는 스텝 STd5에서는, 파워 미터(PM2)에 의하여 파워(Prs)가 구해지고, 제2 측정부(16i)에서 디지털값(Prd)이 구해지며, k2r(P)=Prs/Prd의 연산에 의하여, 제5 계수 k2r(P)가 구해진다. 계속되는 스텝 STd6에서는, 파워(P)가 소정값 Pinc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STd7에서는, 파워(P)가 Pmax보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STd7에 있어서, P가 Pmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 파워가 파워(P)로 변경되고, 스텝 STd5로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STd7에 있어서, P가 Pmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제5 계수 k2r(P)의 준비가 완료된다.
계속되는 스텝 STd8에서는, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 Fmin으로, 파워(P)가 PO로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(MG)에, 설정 대역폭, 설정 주파수, 설정 파워로서 SP, Fmin, PO가 각각 지정된다.
계속되는 스텝 STd9에서는, 파워 미터(PM2)에 의하여 파워(Prs)가 구해지고, 제2 측정부(16i)에서 디지털값(Prd)이 구해지며, k1r(F)=Prs/(Prd×k2r(PO))의 연산에 의하여, 제4 계수 k1r(F)가 구해진다. 계속되는 스텝 STd10에서는, 주파수(F)가 소정값 Finc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STd11에서는, 주파수(F)가 Fmax보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STd11에 있어서, F가 Fmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 스텝 STd9로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STd11에 있어서, F가 Fmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제4 계수 k1r(F)의 준비가 완료된다.
계속되는 스텝 STd12에서는, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 FO로, 파워(P)가 PO로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(MG)에, 설정 대역폭, 설정 주파수, 설정 파워로서 SP, FO, PO가 각각 지정된다.
계속되는 스텝 STd13에서는, 파워 미터(PM2)에 의하여 파워(Prs)가 구해지고, 제2 측정부(16i)에서 디지털값(Prd)이 구해지며, k3r(W)=Prs/(Prd×k1r(FO)×k2r(PO))의 연산에 의하여, 제6 계수 k3r(W)가 구해진다. 계속되는 스텝 STd14에서는, 대역폭(W)이 소정값 Winc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STd15에서는, 대역폭(W)이 Wmax보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STd15에 있어서, W가 Wmax 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 대역폭이 대역폭(W)으로 변경되고, 스텝 STd13로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STd15에 있어서, W가 Wmax보다 크다고 판정되면, 복수의 제6 계수 k3r(W)의 준비가 완료된다.
도 6에 나타낸 제1예의 제1 측정부(16g)의 제1 검파부(200)에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 제1 A/D 변환기(205)에 의하여 변환함으로써 얻어지는 디지털값(Pfd)은, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워에 대하여 오차를 갖는다. 당해 오차는, 마이크로파의 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대하여 의존성을 갖는다. 이 의존성의 한 요인은, 다이오드 검파에 있다. 제1예의 제1 측정부(16g)에서는, 이 오차를 저감시키기 위하여 미리 준비된 복수의 제1 보정 계수로부터, 제어기(100)에 의하여 지시된 설정 주파수(Fset), 설정 파워(Pset), 및 설정 대역폭(Wset)에 대응된 하나 이상의 제1 보정 계수, 즉 kf(Fset, Pset, Wset), 또는 k1f(Fset), k2f(Pset), 및 k3f(Wset)가 선택된다. 그리고, 선택된 하나 이상의 제1 보정 계수가 디지털값(Pfd)에 곱해진다. 이로써, 제1 측정값(Pfm)이 구해진다. 따라서, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워와 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 제1 측정값(Pfm)의 사이의 오차가 저감된다.
또한, 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)의 개수는, 설정 주파수로서 지정 가능한 주파수의 개수와, 설정 파워로서 지정 가능한 파워의 개수와, 설정 대역폭으로서 지정 가능한 대역폭의 개수의 곱이 된다. 한편 복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)가 이용되는 경우에는, 복수의 제1 보정 계수의 개수는, 복수의 제1 계수 k1f(F)의 개수와, 복수의 제2 계수 k2f(P)의 개수와, 복수의 제3 계수 k3f(W)의 개수의 합이 된다. 따라서, 복수의 제1 계수 k1f(F), 복수의 제2 계수 k2f(P), 및 복수의 제3 계수 k3f(W)를 이용하는 경우에는, 복수의 제1 보정 계수 kf(F, P, W)를 이용하는 경우에 비하여, 복수의 제1 보정 계수의 개수를 적게 할 수 있다.
또, 도 7에 나타낸 제1예의 제2 측정부(16i)의 제2 검파부(210)에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 제2 A/D 변환기(215)에 의하여 변환함으로써 얻어지는 디지털값(Prd)은, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워에 대하여 오차를 갖는다. 당해 오차는, 마이크로파의 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 대하여 의존성을 갖는다. 이 오차의 한 요인은, 다이오드 검파에 있다. 제1예의 제2 측정부(16i)에서는, 이 오차를 저감시키기 위하여 미리 준비된 복수의 제2 보정 계수로부터, 제어기(100)에 의하여 지시된 설정 주파수(Fset), 설정 파워(Pset), 및 설정 대역폭(Wset)에 대응된 하나 이상의 제2 보정 계수, 즉 kr(Fset, Pset, Wset), 또는 k1r(Fset), k2r(Pset), 및 k3r(Wset)가 선택된다. 그리고, 선택된 하나 이상의 제2 보정 계수가 디지털값(Prd)에 곱해진다. 이로써, 제2 측정값(Prm)이 구해진다. 따라서, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워와 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여 구해지는 제2 측정값(Prm)의 사이의 오차가 저감된다.
또한, 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)의 개수는, 설정 주파수로서 지정 가능한 주파수의 개수와, 설정 파워로서 지정 가능한 파워의 개수와, 설정 대역폭으로서 지정 가능한 대역폭의 개수의 곱이 된다. 한편 복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)가 이용되는 경우에는, 복수의 제2 보정 계수의 개수는, 복수의 제4 계수 k1r(F)의 개수와, 복수의 제5 계수 k2r(P)의 개수와, 복수의 제6 계수 k3r(W)의 개수의 합이 된다. 따라서, 복수의 제4 계수 k1r(F), 복수의 제5 계수 k2r(P), 및 복수의 제6 계수 k3r(W)를 이용하는 경우에는, 복수의 제2 보정 계수 kr(F, P, W)를 이용하는 경우에 비하여, 복수의 제2 보정 계수의 개수를 적게 할 수 있다.
또, 마이크로파 출력 장치(16)에서는, 상술한 제1 측정값(Pfm)과 제2 측정값(Prm)의 차를 제어기(100)에 의하여 지정된 설정 파워에 가까워지도록, 파워 제어부(162)가 마이크로파 출력 장치(16)로부터 출력되는 마이크로파의 파워를 제어하므로, 출력부(16t)에 결합되는 부하에 공급되는 마이크로파의 로드 파워가, 설정 파워에 가까워진다.
이하, 마이크로파 출력 장치(16)의 제1 측정부(16g)의 제2예 및 제2 측정부(16i)의 제2예에 대하여 설명한다.
[제1 측정부(16g)의 제2예]
도 14는, 제2예의 제1 측정부를 나타내는 도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 제2예에 있어서, 제1 측정부(16g)는, 감쇠기(301), 로 패스 필터(302), 믹서(303), 국부 발진기(304), 주파수 소인 컨트롤러(305), IF 앰프(306)(중간 주파수 증폭기), IF 필터(307)(중간 주파수 필터), 로그 앰프(308), 다이오드(309), 커패시터(310), 버퍼 앰프(311), A/D 변환기(312), 및 제1 처리부(313)를 갖고 있다.
감쇠기(301), 로 패스 필터(302), 믹서(303), 국부 발진기(304), 주파수 소인 컨트롤러(305), IF 앰프(306)(중간 주파수 증폭기), IF 필터(307)(중간 주파수 필터), 로그 앰프(308), 다이오드(309), 커패시터(310), 버퍼 앰프(311), 및 A/D 변환기(312)는, 제1 스펙트럼 해석부를 구성하고 있다. 제1 스펙트럼 해석부는, 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력된 진행파의 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값(Pfa)(F)를 구한다.
감쇠기(301)의 입력에는, 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력된 진행파의 일부가 입력된다. 감쇠기(301)에 의하여 감쇠된 아날로그 신호는, 로 패스 필터(302)에서 필터링된다. 로 패스 필터(302)에서 필터링된 신호는, 믹서(303)에 입력된다. 한편, 국부 발진기(304)는, 감쇠기(301)에 입력되는 진행파의 일부의 대역 내에 있어서의 복수의 주파수 성분을 소정의 중간 주파수의 신호로 순서대로 변환하기 위하여, 주파수 소인 컨트롤러(305)에 의한 제어하, 발신하는 신호의 주파수를 순서대로 변경한다. 믹서(303)는, 로 패스 필터(302)로부터의 신호와 국부 발진기(304)로부터의 신호를 믹싱함으로써, 소정의 중간 주파수의 신호를 생성한다.
믹서(303)로부터의 신호는, IF 앰프(306)에 의하여 증폭되고, IF 앰프(306)에 의하여 증폭된 신호는, IF 필터(307)에서 필터링된다. IF 필터(307)에서 필터링된 신호는, 로그 앰프(308)에 의하여 증폭된다. 로그 앰프(308)에 의하여 증폭된 신호는, 다이오드(309)에 의한 정류, 커패시터(310)에 의한 평활화, 및 버퍼 앰프(311)에 의한 증폭에 의하여, 아날로그 신호(전압 신호)로 변경된다. 그리고, 버퍼 앰프(311)로부터의 아날로그 신호가 A/D 변환기(312)에 의하여 디지털값(Pfa)으로 변경된다. 이 디지털값(Pfa)은, 상기 복수의 주파수 성분 중 그 주파수(F)가 중간 주파수로 변경된 주파수 성분의 파워를 나타내고 있다. 제2예의 제1 측정부(16g)에서는, 대역에 포함되는 복수의 주파수 성분에 대하여 디지털값(Pfa)이 각각 구해지고, 즉 복수의 디지털값(Pfa)(F)가 구해지며, 당해 복수의 디지털값(Pfa)(F)가 제1 처리부(313)에 입력된다.
제1 처리부(313)는, CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있다. 제1 처리부(313)에는, 기억 장치(314)가 접속되어 있다. 일례에 있어서, 기억 장치(314)에는, 미리 설정된 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)가 기억되어 있다. 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)는, 복수의 디지털값(Pfa)(F)를, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 복수의 주파수 성분의 파워로 보정하기 위한 계수이다. 제1 처리부(313)는, 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)와 복수의 디지털값(Pfa)(F)를 이용한 아래 식 (1)의 연산에 의하여, 제1 측정값(Pfm)을 구한다. 즉, 제1 처리부(313)는, 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)를 복수의 디지털값(Pfa)(F)에 각각 곱함으로써 얻어지는 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구함으로써, 제1 측정값(Pfm)을 구한다. 또한, 식 (1)에 있어서, FL은 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 대역에 있어서의 최소 주파수이다. 또, FH는 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 대역에 있어서의 최대 주파수이다. 또, N은, FL 내지 FH의 사이의 주파수의 개수, 즉 스펙트럼 해석에 있어서 샘플링되는 주파수의 개수이다.
[수학식 1]
Figure 112019049209682-pct00001
다른 일례에 있어서는, 기억 장치(314)에는, 미리 설정된 하나의 제1 보정 계수 Kf가 기억되어 있다. 제1 처리부(313)는, 제1 보정 계수 Kf와 복수의 디지털값(Pfa)(F)를 이용한 아래 식 (2)의 연산에 의하여, 제1 측정값(Pfm)을 구한다. 즉, 제1 처리부(313)는, 복수의 디지털값(Pfa)(F)의 제곱 평균 제곱근과 제1 보정 계수 Kf의 곱을 구함으로써, 제1 측정값(Pfm)을 구한다. 또한, 식 (2)에 있어서의 FL, FH, N은 각각, 식 (1)에 있어서의 FL, FH, N과 동일하다.
[수학식 2]
Figure 112019049209682-pct00002
[제2 측정부(16i)의 제2예]
도 15는, 제2예의 제2 측정부를 나타내는 도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 제2예에 있어서, 제2 측정부(16i)는, 감쇠기(321), 로 패스 필터(322), 믹서(323), 국부 발진기(324), 주파수 소인 컨트롤러(325), IF 앰프(326)(중간 주파수 증폭기), IF 필터(327)(중간 주파수 필터), 로그 앰프(328), 다이오드(329), 커패시터(330), 버퍼 앰프(331), A/D 변환기(332), 및 제2 처리부(333)를 갖고 있다.
감쇠기(321), 로 패스 필터(322), 믹서(323), 국부 발진기(324), 주파수 소인 컨트롤러(325), IF 앰프(326)(중간 주파수 증폭기), IF 필터(327)(중간 주파수 필터), 로그 앰프(328), 다이오드(329), 커패시터(330), 버퍼 앰프(331), 및 A/D 변환기(332)는, 제2 스펙트럼 해석부를 구성하고 있다. 제2 스펙트럼 해석부는, 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력된 반사파의 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값(Pra)(F)를 구한다.
감쇠기(321)의 입력에는, 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력된 반사파의 일부가 입력된다. 감쇠기(321)에 의하여 감쇠된 아날로그 신호는, 로 패스 필터(322)에서 필터링된다. 로 패스 필터(322)에서 필터링된 신호는, 믹서(323)에 입력된다. 한편, 국부 발진기(324)는, 감쇠기(321)에 입력되는 반사파의 일부의 대역 내에 있어서의 복수의 주파수 성분을 소정의 중간 주파수의 신호로 순서대로 변환하기 위하여, 주파수 소인 컨트롤러(325)에 의한 제어하, 발신하는 신호의 주파수를 순서대로 변경한다. 믹서(323)는, 로 패스 필터(322)로부터의 신호와 국부 발진기(324)로부터의 신호를 믹싱함으로써, 소정의 중간 주파수의 신호를 생성한다.
믹서(323)로부터의 신호는, IF 앰프(326)에 의하여 증폭되고, IF 앰프(326)에 의하여 증폭된 신호는, IF 필터(327)에서 필터링된다. IF 필터(327)에서 필터링된 신호는, 로그 앰프(328)에서 증폭된다. 로그 앰프(328)에서 증폭된 신호는, 다이오드(329)에 의한 정류, 커패시터(330)에 의한 평활화, 및 버퍼 앰프(331)에 의한 증폭에 의하여, 아날로그 신호(전압 신호)로 변경된다. 그리고, 버퍼 앰프(331)로부터의 아날로그 신호가 A/D 변환기(332)에 의하여 디지털값(Pra)으로 변경된다. 이 디지털값(Pra)은, 상기 복수의 주파수 성분 중 그 주파수(F)가 중간 주파수로 변경된 주파수 성분의 파워를 나타내고 있다. 제2예의 제2 측정부(16i)에서는, 대역에 포함되는 복수의 주파수 성분에 대하여 디지털값(Pra)이 각각 구해지고, 즉 복수의 디지털값(Pra)(F)가 구해지며, 당해 복수의 디지털값(Pra)(F)가 제2 처리부(333)에 입력된다.
제2 처리부(333)는, CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있다. 제2 처리부(333)에는, 기억 장치(334)가 접속되어 있다. 일례에 있어서, 기억 장치(334)에는, 미리 설정된 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)가 기억되어 있다. 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)는, 복수의 디지털값(Pra)(F)를, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 복수의 주파수 성분의 파워로 보정하기 위한 계수이다. 제2 처리부(333)는, 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)와 복수의 디지털값(Pra)(F)를 이용한 아래 식 (3)의 연산에 의하여, 제2 측정값(Prm)을 구한다. 즉, 제2 처리부(333)는, 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)를 복수의 디지털값(Pra)(F)에 각각 곱함으로써 얻어지는 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구함으로써, 제2 측정값(Prm)을 구한다. 또한, 식 (3)에 있어서의 FL, FH, N은 각각, 식 (1)에 있어서의 FL, FH, N과 동일하다.
[수학식 3]
Figure 112019049209682-pct00003
다른 일례에 있어서는, 기억 장치(334)에는, 미리 설정된 하나의 제2 보정 계수 Kr이 기억되어 있다. 제2 처리부(333)는, 제2 보정 계수 Kr과 복수의 디지털값(Pra)(F)를 이용한 아래 식 (4)의 연산에 의하여, 제2 측정값(Prm)을 구한다. 즉, 제2 처리부(333)는, 복수의 디지털값(Pra)(F)의 제곱 평균 제곱근과 제2 보정 계수 Kr의 곱을 구함으로써, 제2 측정값(Prm)을 구한다. 또한, 식 (4)에 있어서의 FL, FH, N은 각각, 식 (1)에 있어서의 FL, FH, N과 동일하다.
[수학식 4]
Figure 112019049209682-pct00004
[복수의 제1 보정 계수 ksf(F)를 준비하는 방법]
이하, 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)를 준비하는 방법에 대하여 설명한다. 도 16은, 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)를 준비하는 방법의 흐름도이다. 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)를 준비하는 방법에서는, 도 8에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 16에 나타내는 바와 같이, 스텝 STe1에 있어서, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 FL로, 파워(P)가 Pa로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에 설정 주파수로서 FL, 설정 대역폭으로서 SP, 및 설정 파워로서 Pa가 지정된다. 또한, Pa는, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 임의의 파워일 수 있다.
계속되는 스텝 STe2에서는, 마이크로파 발생부(16a)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STe3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM1)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다.
마이크로파의 파워가 안정되면, 계속되는 스텝 STe4에 있어서, 파워 미터(PM1)에 의하여 파워(Pfs)가 구해지고, 제1 측정부(16g)에서 디지털값(Pfa)이 구해지며, ksf(F)=Pfs/Pfa의 연산에 의하여, 제1 보정 계수 ksf(F)가 구해진다. 계속되는 스텝 STe5에서는, 주파수(F)가 소정값 Finc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STe6에서는, 주파수(F)가 FH보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STe6에 있어서, F가 FH 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(16a)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 스텝 STe4로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STe6에 있어서, F가 FH보다 크다고 판정되면, 스텝 STe7의 처리로 진행된다.
스텝 STe7에서는, 아래 식 (5)에 나타내는 연산에 의하여, 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)의 제곱 평균 제곱근 Ka가 구해진다. 또한, 식 (5)에 있어서의 FL, FH, N은 각각, 식 (1)에 있어서의 FL, FH, N과 동일하다.
[수학식 5]
Figure 112019049209682-pct00005
계속되는 스텝 STe8에서는, 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)가 각각 Ka에 의하여 나눠진다. 이로써, 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)가 얻어진다.
[복수의 제2 보정 계수 ksr(F)를 준비하는 방법]
이하, 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)를 준비하는 방법에 대하여 설명한다. 도 17은, 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)를 준비하는 방법의 흐름도이다. 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)를 준비하는 방법에서는, 도 10에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 17에 나타내는 바와 같이, 스텝 STf1에 있어서, 대역폭(W)이 SP로, 주파수(F)가 FL로, 파워(P)가 Pa로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(MG)에 설정 주파수로서 FL, 설정 대역폭으로서 SP, 및 설정 파워로서 Pa가 지정된다.
계속되는 스텝 STf2에서는, 마이크로파 발생부(MG)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STf3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM2)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다.
마이크로파의 파워가 안정되면, 계속되는 스텝 STf4에서는, 파워 미터(PM2)에 의하여 파워(Prs)가 구해지고, 제2 측정부(16i)에서 디지털값(Pra)이 구해지며, ksr(F)=Prs/Pra의 연산에 의하여, 제2 보정 계수 ksr(F)가 구해진다. 계속되는 스텝 STf5에서는, 주파수(F)가 소정값 Finc만큼 증분된다. 계속되는 스텝 STf6에서는, 주파수(F)가 FH보다 큰지 여부가 판정된다. 스텝 STf6에 있어서, F가 FH 이하라고 판정되면, 마이크로파 발생부(MG)로부터 출력되는 마이크로파의 설정 주파수가 주파수(F)로 변경되고, 스텝 STf4로부터 처리가 반복된다. 한편 스텝 STf6에 있어서, F가 FH보다 크다고 판정되면, 스텝 STf7의 처리로 진행된다.
스텝 STf7에서는, 아래 식 (6)의 연산에 의하여, 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)의 제곱 평균 제곱근 Ka가 구해진다. 또한, 식 (6)에 있어서의 FL, FH, N은 각각, 식 (1)에 있어서의 FL, FH, N과 동일하다.
[수학식 6]
Figure 112019049209682-pct00006
계속되는 스텝 STf8에서는, 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)가 각각 Ka에 의하여 나눠진다. 이로써, 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)가 얻어진다.
제2예의 제1 측정부(16g)에서는, 제1 스펙트럼 해석부에서의 스펙트럼 해석에 의하여 얻어지는 복수의 디지털값(Pfa)(F)의 각각에 복수의 제1 보정 계수 ksf(F)가 곱해진다. 이로써, 출력부(16t)에 있어서 얻어지는 진행파의 복수의 주파수 성분의 파워에 대하여 오차를 저감시킨 복수의 곱이 얻어진다. 그리고, 당해 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구하여 제1 측정값(Pfm)을 결정함으로써, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워와 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 제1 측정값(Pfm)의 사이의 오차가 저감된다.
또, 제2예의 제2 측정부(16i)에서는, 제2 스펙트럼 해석부에서의 스펙트럼 해석에 의하여 얻어지는 복수의 디지털값(Pra)(F)의 각각에 복수의 제2 보정 계수 ksr(F)가 곱해진다. 이로써, 출력부(16t)에 있어서 얻어지는 반사파의 복수의 주파수 성분의 파워에 대하여 오차를 저감시킨 복수의 곱이 얻어진다. 그리고, 당해 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구하여 제2 측정값(Prm)을 결정함으로써, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워와 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여 구해지는 제2 측정값(Prm)의 사이의 오차가 저감된다.
또, 상술한 제1 측정값(Pfm)과 제2 측정값(Prm)의 차를 제어기(100)에 의하여 지정된 설정 파워에 가까워지도록, 파워 제어부(162)가 마이크로파 출력 장치(16)로부터 출력되는 마이크로파의 파워를 제어하므로, 출력부(16t)에 결합되는 부하에 공급되는 마이크로파의 로드 파워가, 설정 파워에 가까워진다.
[제1 보정 계수 Kf를 준비하는 방법]
이하, 제1 보정 계수 Kf를 준비하는 방법에 대하여 설명한다. 도 18은, 제1 보정 계수 Kf를 준비하는 방법의 흐름도이다. 제1 보정 계수 Kf를 준비하는 방법에서는, 도 8에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 18에 나타내는 바와 같이, 스텝 STg1에 있어서, 대역폭(W)이 Wb로, 주파수(F)가 FC로, 파워(P)가 Pb로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(16a)에 설정 주파수로서 FC, 설정 대역폭으로서 Wb, 및 설정 파워로서 Pb가 지정된다. 또한, Pb는, 마이크로파 발생부(16a)에 지정 가능한 임의의 파워일 수 있다. 또, Wb는, 소정의 대역폭이며, 예를 들면 100MHz일 수 있다. 또, FC는 중심 주파수이며, 예를 들면 2450MHz이다.
계속되는 스텝 STg2에서는, 마이크로파 발생부(16a)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STg3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM1)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다.
마이크로파의 파워가 안정되면, 계속되는 스텝 STg4에 있어서, 아래 식 (7)을 충족시키는 제1 보정 계수 Kf가 구해진다.
[수학식 7]
Figure 112019049209682-pct00007
[제2 보정 계수 Kr을 준비하는 방법]
이하, 제2 보정 계수 Kr을 준비하는 방법에 대하여 설명한다. 도 19는, 제2 보정 계수 Kr을 준비하는 방법의 흐름도이다. 제2 보정 계수 Kr을 준비하는 방법에서는, 도 10에 나타내는 시스템이 준비된다. 그리고, 도 19에 나타내는 바와 같이, 스텝 STh1에 있어서, 대역폭(W)이 Wb로, 주파수(F)가 FC로, 파워(P)가 Pb로 설정된다. 즉, 마이크로파 발생부(MG)에 설정 주파수로서 FC, 설정 대역폭으로서 Wb, 및 설정 파워로서 Pb가 지정된다.
계속되는 스텝 STh2에서는, 마이크로파 발생부(MG)로부터의 마이크로파의 출력이 개시된다. 계속되는 스텝 STh3에서는, 마이크로파의 출력이 안정되었는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 파워 미터(PM2)에 있어서 얻어지는 파워가 안정되어 있는지 여부가 판정된다.
마이크로파의 파워가 안정되면, 계속되는 스텝 STh4에 있어서, 아래 식 (8)을 충족시키는 제2 보정 계수 Kr이 구해진다.
[수학식 8]
Figure 112019049209682-pct00008
제1 보정 계수 Kf는, 복수의 디지털값(Pfa)(F)의 제곱 평균 제곱근을 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워로 보정하기 위하여 미리 준비되어 있다. 제1 측정값(Pfm)은, 이 제1 보정 계수 Kf와 복수의 디지털값(Pfa)(F)의 제곱 평균 제곱근의 곱에 의하여 구해진다. 따라서, 출력부(16t)에 있어서의 진행파의 파워와 제1 방향성 결합기(16f)로부터 출력되는 진행파의 일부에 근거하여 구해지는 제1 측정값(Pfm)의 사이의 오차가 저감된다.
또, 제2 보정 계수 Kr은, 복수의 디지털값(Pra)(F)의 제곱 평균 제곱근을 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워로 보정하기 위하여 미리 준비되어 있다. 제2 측정값(Prm)은, 이 제2 보정 계수 Kr과 복수의 디지털값(Pra)(F)의 제곱 평균 제곱근의 곱에 의하여 구해진다. 따라서, 출력부(16t)에 있어서의 반사파의 파워와 제2 방향성 결합기(16h)로부터 출력되는 반사파의 일부에 근거하여 구해지는 제2 측정값(Prm)의 사이의 오차가 저감된다.
또, 상술한 제1 측정값(Pfm)과 제2 측정값(Prm)의 차를 제어기(100)에 의하여 지정된 설정 파워에 가까워지도록, 파워 제어부(162)가 마이크로파 출력 장치(16)로부터 출력되는 마이크로파의 파워를 제어하므로, 출력부(16t)에 결합되는 부하에 공급되는 마이크로파의 로드 파워가, 설정 파워에 가까워진다.
이상, 다양한 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 상술한 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변형 양태를 구성 가능하다. 상술한 설명에서는, 마이크로파 출력 장치(16)는, 대역폭을 가변으로 조정할 수 있는 것이었다. 그러나, 마이크로파 출력 장치(16)는, 대역폭을 가변으로 조정 가능해도 되고, 싱글 모드의 마이크로파만을 출력하도록 이용되어도 된다. 혹은, 마이크로파 출력 장치(16)는, 싱글 모드의 마이크로파만을 출력 가능하고, 당해 마이크로파의 주파수 및 파워를 가변으로 조정 가능해도 된다. 이러한 경우에는, 복수의 제1 보정 계수는, kf(F, P)이거나, 복수의 제1 계수 및 복수의 제2 계수만을 포함한다. 또, 복수의 제2 보정 계수는, kr(F, P)이거나, 복수의 제4 계수 및 복수의 제5 계수만을 포함한다.
1…플라즈마 처리 장치
12…챔버 본체
14…스테이지
16…마이크로파 출력 장치
16a…마이크로파 발생부
16f…제1 방향성 결합기
16g…제1 측정부
16h…제2 방향성 결합기
16i…제2 측정부
16t…출력부
18…안테나
20…유전체창
26…튜너
27…모드 변환기
28…동축 도파관
30…슬롯판
32…유전체판
34…냉각 재킷
38…가스 공급계
58…고주파 전원
60…매칭 유닛
100…제어기
161…파형 발생부
162…파워 제어부
163…감쇠기
164…증폭기
165…증폭기
166…모드 변환기
200…제1 검파부
202…다이오드
203…커패시터
205…제1 A/D 변환기
206…제1 처리부
207…기억 장치
210…제2 검파부
212…다이오드
213…커패시터
215…제2 A/D 변환기
216…제2 처리부
217…기억 장치
301…감쇠기
302…로 패스 필터
303…믹서
304…국부 발진기
305…주파수 소인 컨트롤러
306…IF 앰프
307…IF 필터
308…로그 앰프
309…다이오드
310…커패시터
311…버퍼 앰프
312…A/D 변환기
313…제1 처리부
314…기억 장치
321…감쇠기
322…로 패스 필터
323…믹서
324…국부 발진기
325…주파수 소인 컨트롤러
326…IF 앰프
327…IF 필터
328…로그 앰프
329…다이오드
330…커패시터
331…버퍼 앰프
332…A/D 변환기
333…제2 처리부
334…기억 장치

Claims (11)

  1. 제어기로부터 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 각각 대응된 중심 주파수, 파워, 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생부와,
    상기 마이크로파 발생부로부터 전파된 마이크로파를 출력하는 출력부와,
    상기 마이크로파 발생부로부터 상기 출력부에 전파되는 진행파의 일부를 출력하는 제1 방향성 결합기와,
    상기 제1 방향성 결합기로부터 출력되는 상기 진행파의 상기 일부에 근거하여, 상기 출력부에 있어서의 상기 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정하는 제1 측정부를 구비하고,
    상기 제1 측정부는,
    다이오드 검파를 이용하여 상기 진행파의 상기 일부의 파워에 따른 아날로그 신호를 생성하는 제1 검파부와,
    상기 제1 검파부에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 디지털값으로 변환하는 제1 A/D 변환기와,
    상기 제1 A/D 변환기에 의하여 생성되는 디지털값을 상기 출력부에 있어서의 진행파의 파워로 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제1 보정 계수로부터, 상기 제어기에 의하여 지시된 상기 설정 주파수, 상기 설정 파워, 및 상기 설정 대역폭에 대응된 하나 이상의 제1 보정 계수를 선택하며, 선택된 상기 하나 이상의 제1 보정 계수를 상기 제1 A/D 변환기에 의하여 생성된 상기 디지털값에 곱함으로써, 상기 제1 측정값을 결정하도록 구성된 제1 처리부를 갖는, 마이크로파 출력 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제1 보정 계수는, 복수의 설정 주파수에 각각 대응된 복수의 제1 계수, 복수의 설정 파워에 각각 대응된 복수의 제2 계수, 및 복수의 설정 대역폭에 각각 대응된 복수의 제3 계수를 포함하고 있고,
    상기 제1 처리부는, 상기 하나 이상의 제1 보정 계수로서, 상기 복수의 제1 계수 중 상기 제어기에 의하여 지시된 상기 설정 주파수에 대응된 제1 계수, 상기 복수의 제2 계수 중 상기 제어기에 의하여 지정된 상기 설정 파워에 대응된 제2 계수, 및 상기 복수의 제3 계수 중 상기 제어기에 의하여 지정된 상기 설정 대역폭에 대응된 제3 계수를, 상기 제1 A/D 변환기에 의하여 생성된 상기 디지털값에 곱함으로써, 상기 제1 측정값을 결정하도록 구성되어 있는, 마이크로파 출력 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력부로 되돌려진 반사파의 일부를 출력하는 제2 방향성 결합기와,
    상기 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 상기 반사파의 일부에 근거하여, 상기 출력부에 있어서의 상기 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정하는 제2 측정부를 더 구비하고,
    상기 제2 측정부는,
    다이오드 검파를 이용하여 상기 반사파의 일부의 파워에 따른 아날로그 신호를 생성하는 제2 검파부와,
    상기 제2 검파부에 의하여 생성되는 아날로그 신호를 디지털값으로 변환하는 제2 A/D 변환기와,
    상기 제2 A/D 변환기에 의하여 생성되는 디지털값을 상기 출력부에 있어서의 반사파의 파워로 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제2 보정 계수로부터, 상기 제어기에 의하여 지시된 상기 설정 주파수, 상기 설정 파워, 및 상기 설정 대역폭에 대응된 하나 이상의 제2 보정 계수를 선택하며, 선택된 상기 하나 이상의 제2 보정 계수를 상기 제2 A/D 변환기에 의하여 생성된 상기 디지털값에 곱함으로써, 상기 제2 측정값을 결정하도록 구성된 제2 처리부를 갖는, 마이크로파 출력 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 제2 보정 계수는, 복수의 설정 주파수에 각각 대응된 복수의 제4 계수, 복수의 설정 파워에 각각 대응된 복수의 제5 계수, 및 복수의 설정 대역폭에 각각 대응된 복수의 제6 계수를 포함하고 있고,
    상기 제2 처리부는, 상기 하나 이상의 제2 보정 계수로서, 상기 복수의 제4 계수 중 상기 제어기에 의하여 지시된 상기 설정 주파수에 대응된 제4 계수, 상기 복수의 제5 계수 중 상기 제어기에 의하여 지정된 상기 설정 파워에 대응된 제5 계수, 및 상기 복수의 제6 계수 중 상기 제어기에 의하여 지정된 상기 설정 대역폭에 대응된 제6 계수를 상기 제2 A/D 변환기에 의하여 생성된 상기 디지털값에 곱함으로써, 상기 제2 측정값을 결정하도록 구성되어 있는, 마이크로파 출력 장치.
  5. 제어기로부터 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 각각 대응된 중심 주파수, 파워, 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생부와,
    상기 마이크로파 발생부로부터 전파된 마이크로파를 출력하는 출력부와,
    상기 마이크로파 발생부로부터 상기 출력부에 전파되는 진행파의 일부를 출력하는 제1 방향성 결합기와,
    상기 제1 방향성 결합기로부터의 상기 진행파의 일부에 근거하여, 상기 출력부에 있어서의 상기 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정하는 제1 측정부를 구비하고,
    상기 제1 측정부는,
    스펙트럼 해석에 의하여, 상기 진행파의 상기 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구하는 제1 스펙트럼 해석부와,
    상기 제1 스펙트럼 해석부에 의하여 구해지는 상기 복수의 디지털값을 상기 출력부에 있어서의 진행파의 상기 복수의 주파수 성분의 파워로 각각 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제1 보정 계수를 상기 복수의 디지털값에 각각 곱함으로써 얻어지는 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구함으로써, 상기 제1 측정값을 결정하도록 구성된 제1 처리부를 갖는, 마이크로파 출력 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 출력부로 되돌려진 반사파의 일부를 출력하는 제2 방향성 결합기와,
    상기 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 상기 반사파의 일부에 근거하여, 상기 출력부에 있어서의 상기 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정하는 제2 측정부를 더 구비하고,
    상기 제2 측정부는,
    스펙트럼 해석에 의하여, 상기 반사파의 상기 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구하는 제2 스펙트럼 해석부와,
    상기 제2 스펙트럼 해석부에 의하여 구해지는 상기 복수의 디지털값을 상기 출력부에 있어서의 반사파의 상기 복수의 주파수 성분의 파워로 각각 보정하기 위하여 미리 정해진 복수의 제2 보정 계수를 상기 복수의 디지털값에 각각 곱함으로써 얻어지는 복수의 곱의 제곱 평균 제곱근을 구함으로써, 상기 제2 측정값을 결정하도록 구성된 제2 처리부를 갖는, 마이크로파 출력 장치.
  7. 제어기로부터 지시된 설정 주파수, 설정 파워, 및 설정 대역폭에 각각 대응된 중심 주파수, 파워, 및 대역폭을 갖는 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생부와,
    상기 마이크로파 발생부로부터 전파된 마이크로파를 출력하는 출력부와,
    상기 마이크로파 발생부로부터 상기 출력부에 전파되는 진행파의 일부를 출력하는 제1 방향성 결합기와,
    상기 제1 방향성 결합기로부터 상기 진행파의 일부에 근거하여, 상기 출력부에 있어서의 상기 진행파의 파워를 나타내는 제1 측정값을 결정하는 제1 측정부를 구비하고,
    상기 제1 측정부는,
    스펙트럼 해석에 의하여, 상기 진행파의 상기 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구하는 제1 스펙트럼 해석부와,
    상기 제1 스펙트럼 해석부에 의하여 구해진 상기 복수의 디지털값의 제곱 평균 제곱근과 미리 정해진 제1 보정 계수의 곱을 구함으로써, 상기 제1 측정값을 결정하는 제1 처리부를 갖는, 마이크로파 출력 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 출력부로 되돌려진 반사파의 일부를 출력하는 제2 방향성 결합기와,
    상기 제2 방향성 결합기로부터 출력되는 상기 반사파의 일부에 근거하여, 상기 출력부에 있어서의 상기 반사파의 파워를 나타내는 제2 측정값을 결정하는 제2 측정부를 더 구비하고,
    상기 제2 측정부는,
    스펙트럼 해석에 의하여, 상기 반사파의 상기 일부에 있어서의 복수의 주파수 성분의 파워를 각각 나타내는 복수의 디지털값을 구하는 제2 스펙트럼 해석부와,
    상기 제2 스펙트럼 해석부에 의하여 구해진 상기 복수의 디지털값의 제곱 평균 제곱근과 미리 정해진 제2 보정 계수의 곱을 구함으로써, 상기 제2 측정값을 결정하는 제2 처리부를 갖는, 마이크로파 출력 장치.
  9. 청구항 3, 청구항 4, 청구항 6, 및 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로파 발생부는, 상기 제1 측정값과 상기 제2 측정값의 차를 상기 제어기에 의하여 지정된 상기 설정 파워에 가까워지도록, 상기 마이크로파 발생부가 발생시키는 상기 마이크로파의 파워를 조정하는 파워 제어부를 갖는, 마이크로파 출력 장치.
  10. 챔버 본체와,
    청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 마이크로파 출력 장치로서, 상기 챔버 본체 내에 공급되는 가스를 여기시키기 위한 마이크로파를 출력하는 상기 마이크로파 출력 장치를 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
  11. 챔버 본체와,
    청구항 9에 기재된 마이크로파 출력 장치로서, 상기 챔버 본체 내에 공급되는 가스를 여기시키기 위한 마이크로파를 출력하는 상기 마이크로파 출력 장치를 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
KR1020197013861A 2016-10-18 2017-10-04 마이크로파 출력 장치 및 플라즈마 처리 장치 KR102419026B1 (ko)

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102553462B1 (ko) * 2015-07-21 2023-07-10 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP6814693B2 (ja) * 2017-05-10 2021-01-20 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波出力装置及びプラズマ処理装置
JP6910320B2 (ja) * 2018-05-01 2021-07-28 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波出力装置及びプラズマ処理装置
US11476092B2 (en) 2019-05-31 2022-10-18 Mks Instruments, Inc. System and method of power generation with phase linked solid-state generator modules
JP7503993B2 (ja) * 2020-10-08 2024-06-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP7324812B2 (ja) * 2021-09-27 2023-08-10 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070152678A1 (en) * 2005-12-14 2007-07-05 Daihen Corporation Plasma processing system
JP2016170940A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波自動整合器及びプラズマ処理装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175472A (en) * 1991-12-30 1992-12-29 Comdel, Inc. Power monitor of RF plasma
JP5138131B2 (ja) * 2001-03-28 2013-02-06 忠弘 大見 マイクロ波プラズマプロセス装置及びプラズマプロセス制御方法
JP4799947B2 (ja) * 2005-02-25 2011-10-26 株式会社ダイヘン 高周波電源装置および高周波電源の制御方法
JP2006287817A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Tokyo Electron Ltd マイクロ波発生装置、マイクロ波供給装置、プラズマ処理装置及びマイクロ波発生方法
JP4648179B2 (ja) * 2005-12-14 2011-03-09 株式会社ダイヘン 高周波測定装置
JP2008098973A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Seiko Epson Corp 無線通信装置、ｉｑインバランス検出回路モジュール、ｉｑインバランス検出方法、および、無線通信装置の制御方法
FR2908009B1 (fr) * 2006-10-25 2009-02-20 Sidel Participations Procede et dispositif de regulation d'alimentation electrique d'un magnetron, et installation de traitement de recipients thermoplastiques qui en fait application
KR101124419B1 (ko) * 2009-02-18 2012-03-20 포항공과대학교 산학협력단 마이크로파 플라즈마 생성을 위한 휴대용 전력 공급 장치
KR101256067B1 (ko) 2011-03-24 2013-04-18 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US20130006555A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for measuring the power of a power generator while operating in variable frequency mode and/or while operating in pulsing mode
CN103079334B (zh) * 2013-01-04 2016-06-22 中国原子能科学研究院 回旋加速器射频谐振腔体自动锻炼系统
JP2015022940A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、異常発振判断方法及び高周波発生器
JP6342235B2 (ja) * 2014-03-19 2018-06-13 株式会社ダイヘン 高周波電源
CN104678339B (zh) * 2014-12-30 2017-05-17 北京无线电计量测试研究所 一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置、系统及方法
CN104793530B (zh) * 2015-03-29 2018-07-24 珠海思开达技术有限公司 一种微波信号功率检波校准装置及校准方法
CN105119581B (zh) * 2015-08-27 2017-10-17 电子科技大学 一种固态功放自动校准方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070152678A1 (en) * 2005-12-14 2007-07-05 Daihen Corporation Plasma processing system
JP2016170940A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波自動整合器及びプラズマ処理装置

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