KR20230065306A - 튜너 및 임피던스 정합 방법 - Google Patents

튜너 및 임피던스 정합 방법 Download PDF

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다로 이케다
에이키 가마타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

전원부로부터의 전자기파를 부하에 공급하는 전자기파 전송로의 일부를 구성하고, 전원 측의 임피던스와 부하 측의 임피던스를 정합시키는 튜너는, 통 형상을 이루는 내측 도체, 및, 내측 도체의 외측에 동축으로 마련된 통 형상을 이루는 외측 도체를 가지는 동축 선로와, 동축 선로의 내측 도체와 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제1유전율 변화재와, 동축 선로의 선로 길이 방향으로 제1유전율 변화재로부터 간격을 두고 마련됨과 아울러, 동축 선로의 내측 도체와 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제2유전율 변화재와, 제1유전율 변화재에 급전하기 위한 제1급전부와, 제2유전율 변화재에 급전하기 위한 제2급전부를 가진다.

Description

튜너 및 임피던스 정합 방법
본 개시는, 튜너 및 임피던스 정합 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼에 대한 처리로서 플라스마 처리가 다용되고 있다. 플라스마 처리를 행하는 플라스마 처리 장치로서는, 고밀도로 저전자 온도의 플라스마를 생성 가능한 마이크로파 플라스마가 주목받고 있다. 마이크로파 플라스마를 이용한 플라스마 처리 장치로서, 특허 문헌 1에는, 마이크로파를 복수로 분배한 상태에서 출력하는 마이크로파 출력부와, 복수로 분배된 마이크로파를 챔버 내로 유도하는 복수의 안테나 모듈을 가지는 것이 기재되어 있다. 그리고, 각 안테나 모듈은, 마이크로파를 증폭하는 앰프부와, 증폭된 마이크로파를 챔버 내에 방사하는 안테나부와, 마이크로파 전송로에 있어서의 임피던스 조정을 행하는 튜너를 가지고 있다. 특허 문헌 1에서는, 튜너로서, 마이크로파의 전송로를 슬러그가 이동하여 임피던스 정합을 행하는 슬러그 튜너가 이용되고 있다.
[특허 문헌 1] 국제 공개 제2008/013112호
본 개시는, 부재의 기계적 소모가 생기기 어렵고 또한 임피던스 정합 속도가 빠른 튜너 및 임피던스 정합 방법을 제공한다.
본 개시의 일 태양에 따른 튜너는, 전원부로부터의 전자기파를 부하에 공급하는 전자기파 전송로의 일부를 구성하고, 전원 측의 임피던스와 부하 측의 임피던스를 정합시키는 튜너로서, 통 형상을 이루는 내측 도체, 및, 상기 내측 도체의 외측에 동축으로 마련된 통 형상을 이루는 외측 도체를 가지는 동축 선로와, 상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제1유전율 변화재와, 상기 동축 선로의 선로 길이 방향으로 상기 제1유전율 변화재로부터 간격을 두고 마련됨과 아울러, 상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제2유전율 변화재와, 상기 제1유전율 변화재에 급전하기 위한 제1급전부와, 상기 제2유전율 변화재에 급전하기 위한 제2급전부를 가진다.
본 개시에 의하면, 부재의 기계적 소모가 생기기 어렵고 또한 임피던스 정합 속도가 빠른 튜너 및 임피던스 정합 방법이 제공된다.
도 1은 제1실시 형태에 있어서의 플라스마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 플라스마 처리 장치에 이용되는 플라스마원의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 플라스마원에 있어서의 전자기파 공급부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 제1실시 형태에 이용하는 전자기파 공급 기구(튜너)를 나타내는 단면도이다.
도 5는 제1유전율 변화재 및 제2유전율 변화재에 급전하는 다른 급전 수법을 나타내는 단면도이다.
도 6은 임피던스 정합을 설명하기 위한 스미스 차트를 나타내는 도면이다.
도 7은 제2유전율 변화재(72)와 지파재(82) 사이의 간격 d2가 10mm인 경우와 34mm인 경우의 스미스 차트 상의 정합 범위를 나타내는 도면이다.
도 8은 제1실시 형태의 튜너를 이용한 임피던스 정합의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 네마틱 액정을 이용한 제1유전율 변화재를 나타내는 단면도이다.
도 10은 제1유전율 변화재에 네마틱 액정을 이용한 경우의 전압 인가에 의한 배향성의 변화와 그 때의 유전율을 나타내는 도면이다.
도 11은 제2실시 형태에 이용하는 튜너를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태에 대해 구체적으로 설명한다.
＜제1실시 형태＞
최초로 제1실시 형태에 대해 설명한다.
［플라스마 처리 장치］
도 1은 플라스마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이며, 도 2는 도 1의 플라스마 처리 장치에 이용되는 플라스마원의 구성을 나타내는 블럭도, 도 3은 플라스마원에 있어서의 전자기파 공급부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
플라스마 처리 장치(100)는, 전자기파(마이크로파)에 의해 플라스마(주로 표면파 플라스마)를 형성하고, 형성된 표면파 플라스마에 의해 기판 W에 대해서 플라스마 처리, 예를 들면 ALD 등의 성막 처리나 에칭 처리를 실시하는 것이다. 기판 W로서는 전형예로서 반도체 웨이퍼를 들 수가 있지만, 이것으로 한정하지 않고, FPD 기판이나 세라믹스 기판 등의 다른 기판이어도 좋다.
챔버(1) 내에는 웨이퍼 W를 수평으로 지지하는 스테이지(11)가, 챔버(1)의 저부 중앙에 절연 부재(12a)를 통하여 입설된 통 형상의 지지 부재(12)에 의해 지지된 상태로 마련되어 있다. 스테이지(11) 및 지지 부재(12)를 구성하는 재료로서는, 표면을 양극 산화 처리한 알루미늄 등이 예시된다.
또, 도시는 하고 있지 않지만, 스테이지(11)에는, 웨이퍼 W를 정전 흡착하기 위한 정전 척, 온도 제어 기구, 기판 W의 이면에 열 전달용의 가스를 공급하는 가스 유로, 및 기판 W를 반송하기 위해서 승강하는 승강 핀 등이 마련되어 있다. 또한, 스테이지(11)에는, 정합기(13)를 통하여 고주파 바이어스 전원(14)가 전기적으로 접속되어 있다. 이 고주파 바이어스 전원(14)으로부터 스테이지(11)에 고주파 전력이 공급되는 것에 의해, 기판 W 측에 플라스마 중의 이온이 끌어 들여진다.
챔버(1)의 저부에는 배기관(15)이 접속되어 있고, 이 배기관(15)에는 진공 펌프를 포함하는 배기 장치(16)가 접속되어 있다. 그리고 이 배기 장치(16)를 작동시키는 것에 의해 챔버(1) 내의 가스가 배출되고, 챔버(1) 내가 소정의 진공도까지 고속으로 감압하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 챔버(1)의 측벽에는, 기판 W의 반입출을 행하기 위한 반입출구(17)와, 이 반입출구(17)를 개폐하는 게이트 밸브(18)가 마련되어 있다.
챔버(1)의 상부에는, 링 형상의 가스 도입 부재(26)가 챔버 벽을 따라 마련되어 있고, 이 가스 도입 부재(26)에는 내주에 다수의 가스 토출 구멍이 마련되어 있다. 이 가스 도입 부재(26)에는, 플라스마 생성 가스나 처리 가스 등의 가스를 공급하는 가스 공급원(27)이 배관(28)을 통하여 접속되어 있다. 플라스마 생성 가스로서는 Ar 가스 등의 희가스를 매우 적합하게 이용할 수가 있다. 또, 처리 가스는, 플라스마 처리의 종류에 따라 적의 선택된다.
챔버(1)의 위쪽에는, 챔버(1) 내에 전자기파를 방사하여 그 전계에 의해 플라스마를 형성하는 플라스마원(2)이 마련되어 있다. 가스 도입 부재(26)로부터 챔버(1) 내에 도입된 플라스마 생성 가스는, 플라스마원(2)으로부터 챔버(1) 내에 도입된 전자기파에 의해 플라스마화 된다. 또, 가스 도입 부재(26)로부터 처리 가스를 도입하면, 플라스마 생성 가스의 플라스마에 의해, 처리 가스가 여기되어 플라스마화하고, 이 처리 가스의 플라스마에 의해 기판 W에 플라스마 처리가 실시된다.
플라스마 처리 장치(100)에 있어서의 각 구성부는, 마이크로 프로세서를 구비한 제어부(200)에 의해 제어되도록 되어 있다. 제어부(200)는 플라스마 처리 장치(100)의 프로세스 시퀀스 및 제어 파라미터인 프로세스 레시피를 기억한 기억부나, 입력 수단 및 디스플레이 등을 구비하고 있고, 선택된 프로세스 레시피에 따라 플라스마 처리 장치를 제어하도록 되어 있다.
［플라스마원］
다음에, 플라스마원(2)에 대해 설명한다.
플라스마원(2)은, 챔버(1)의 상부에 마련된 지지 링(29)에 의해 지지된 원판 형상을 이루는 판 형상 부재(110)를 가지고 있고, 지지 링(29)과 판 형상 부재(110) 사이는 시일링 링을 통하여 기밀하게 시일링되어 있다. 판 형상 부재(110)는, 챔버(1)의 천벽(天壁)으로도 기능한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 플라스마원(2)은 복수 경로로 분배하여 전자기파를 출력하는 전자기파 출력부(30)와, 전자기파 출력부(30)로부터 출력된 전자기파를 전송하여 챔버(1) 내에 공급하기 위한 전자기파 공급부(40)를 가지고 있다.
전자기파 출력부(30)는, 전원(31)과, 전자기파 발진기(32)와, 발진된 전자기파를 증폭하는 앰프(33)와, 증폭된 전자기파를 복수로 분배하는 분배기(34)를 가지고 있다.
전자기파 발진기(32)는, 특정의 주파수(예를 들면 860MHz)의 전자기파를 예를 들면 PLL 발진시킨다. 분배기(34)에서는, 전자기파의 손실이 가능한 한 일어나지 않도록, 입력 측과 출력 측의 임피던스 정합을 취하면서 앰프(33)에서 증폭된 전자기파를 분배한다. 전자기파의 주파수로서는, VHF대 및 마이크로파대의 범위, 구체적으로는, 30MHz~3THz의 범위를 이용할 수가 있다.
전자기파 공급부(40)는, 분배기(34)에서 분배된 전자기파를 주로 증폭하는 복수의 앰프부(42)와, 복수의 앰프부(42)의 각각에 접속된 전자기파 공급 기구(41)를 가지고 있다.
전자기파 공급 기구(41)는, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이, 판 형상 부재(110) 상에, 원주 형상으로 6개 및 그 중심에 1개, 합계 7개 배치되어 있다. 판 형상 부재(110)는, 금속제의 프레임(110a)과, 그 프레임(110a)에 끼워 넣어지고, 전자기파 공급 기구(41)의 일부를 구성하는 전자기파 투과창(110b)을 가지고 있다. 또한, 전자기파 공급 기구(41)에 대해서는, 후에 상세하게 설명한다.
앰프부(42)는, 위상기(46)와, 가변 게인 앰프(47)와, 솔리드 스테이트 앰프를 구성하는 메인 앰프(48)와, 아이솔레이터(49)를 가지고 있다.
위상기(46)는, 전자기파의 위상을 변화시킬 수가 있도록 구성되어 있고, 이것을 조정하는 것에 의해 방사 특성을 변조시킬 수가 있다. 예를 들면, 각 앰프부(42)의 위상을 조정하는 것에 의해 지향성을 제어하여 플라스마 분포를 변화시키는 것이나, 서로 이웃하는 앰프부(42)에 있어서 90о씩 위상을 비키어 놓도록 하여 원 편파를 얻을 수 있다. 또, 위상기(46)는, 앰프 내의 부품 간의 지연 특성을 조정하고, 튜너 내에서의 공간 합성을 목적으로 하여 사용할 수가 있다. 다만, 이러한 방사 특성의 변조나 앰프 내의 부품 간의 지연 특성의 조정이 불필요한 경우에는 위상기(46)는 마련할 필요는 없다.
가변 게인 앰프(47)는, 메인 앰프(48)에 입력하는 전자기파의 전력 레벨을 조정하고, 개개의 안테나 모듈의 격차를 조정 또는 플라스마 강도 조정을 위한 앰프이다. 가변 게인 앰프(47)를 앰프부(42)마다 변화시키는 것에 의해, 발생하는 플라스마에 분포를 발생시킬 수도 있다.
솔리드 스테이트 앰프를 구성하는 메인 앰프(48)는, 예를 들면, 입력 정합 회로와, 반도체 증폭 소자와, 출력 정합 회로와, 고 Q 공진 회로를 가지는 구성으로 할 수가 있다.
아이솔레이터(49)는, 전자기파 공급 기구(41)에서 반사하여 메인 앰프(48)로 향하는 반사 전자기파를 분리하는 것으로, 써큐레이터와 더미 로드(동축 종단기)를 가지고 있다. 써큐레이터는, 후술하는 전자기파 공급 기구(41)의 안테나부(45)에서 반사한 전자기파를 더미 로드로 유도하고, 더미 로드는 써큐레이터에 의해 유도된 반사 전자기파를 열로 변환한다.
［전자기파 공급 기구］
도 4는 전자기파 공급 기구를 나타내는 단면도이다. 전자기파 공급 기구(41)는, 앰프부(42)로부터 공급된 전자기파를 챔버(1) 내에 공급하는 것이다. 전자기파 공급 기구(41)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 튜너(60)와, 안테나부(45)를 가진다.
튜너(60)는, 동축 선로(51)와, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)와, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)의 각각에 접속된 급전부(73) 및 (74)를 가진다. 튜너(60)의 상세한 것에 대하여는 후술한다.
동축 선로(51)는, 앰프부(42)로부터 공급된 전자기파를 전송하는 것으로, 원통 형상의 외측 도체(52) 및 그 중심에 마련된 원통 형상의 내측 도체(53)가 동축으로 배치되어 구성되어, 있다. 동축 선로(51)의 선단에 안테나부(45)가 마련되어 있다. 동축 선로(51)는, 내측 도체(53)가 급전 측, 외측 도체(52)가 접지 측으로 되어 있다. 동축 선로(51)의 상단은 반사판(58)으로 되어 있다.
동축 선로(51)의 기단 측에는, 전자기파를 동축 선로(51) 내에 급전하는 급전 포트(54)가 마련되어 있다. 급전 포트(54)에는, 앰프부(42)에서 증폭된 전자기파를 공급하기 위한 급전선(56)이 접속되어 있다. 급전선(56)은, 내측 도체(56a) 및 외측 도체(56b)로 이루어지는 동축 구조를 가지고 있다. 본 예에서는, 급전 포트(54)는, 급전선(56)의 내측 도체(56a)의 선단에 마련된 급전 안테나(90)를 가지고 있다. 급전 안테나(90)는, 동축 선로(51)의 외측 도체(52)와 내측 도체(53) 사이에 링 형상으로 마련된 안테나 본체(94)와, 안테나 본체(94)와 급전선(56)의 내측 도체(56a)를 접속하는 제1극(92)과, 안테나 본체(94)와 동축 선로(51)의 내측 도체(53)를 접속하는 제2극(93)을 가진다.
급전 안테나(90)가 전자기파를 방사하는 것에 의해, 외측 도체(52)와 내측 도체(53) 사이의 공간에 급전되고, 안테나부(45)를 향해 전자기파가 전파된다. 급전 안테나(90)로부터 방사되는 전자기파를 반사판(58)으로 반사시키는 것으로, 최대의 전자기파가 동축 선로(51) 내에 전송된다.
전자기파의 주파수가 860MHz의 경우, 도 4에 도시하는 바와 같이, 반사판(58)으로부터 급전 안테나(90)까지의 사이에는, 유전체로 이루어지는 지파재(59)를 마련하는 것이 바람직하다. 전자기파의 주파수가 2.45GHz 등으로 높은 경우에는, 지파재(59)는 마련하지 않아도 좋다.
안테나부(45)는, 동축 선로(51)의 선단부에 배치되어 있고, 평면 슬롯 안테나(81)와, 지파재(82)와, 전자기파 투과창(110b)을 가지고 있다. 평면 슬롯 안테나(81)는, 평면 형상을 이루고, 전자기파를 방사하는 슬롯(81a)을 가진다. 지파재(82)는 유전체로 이루어지고, 평면 슬롯 안테나(81)의 이면(상면)에 마련되어 있다. 지파재(82)의 중심에는 내측 도체(53)에 접속된 도체로 이루어지는 원주 부재(82a)가 관통하고, 원주 부재(82a)는 평면 슬롯 안테나(81)에 접속되어 있다. 평면 슬롯 안테나(81)는, 동축 선로(51)의 외측 도체(52)보다 큰 직경의 원판 형상을 이루고 있다. 외측 도체(52)의 하단은 평면 슬롯 안테나(81)까지 연장되어 있고, 지파재(82) 및 평면 슬롯 안테나(81)의 주위는 외측 도체(52)로 덮여 있다. 전자기파 투과창(110b)은 상술한 바와 같이, 판 형상 부재(110)의 프레임(110a)에 끼워 넣어져 있고, 평면 슬롯 안테나(81)의 선단에 마련되어 있다.
평면 슬롯 안테나(81)의 슬롯(81a)으로부터는, 동축 선로(51)를 통하여 전송된 전자기파가 방사된다. 슬롯(81a)의 개수, 배치, 형상은, 전자기파가 효율 좋게 방사되도록 적의 설정된다. 슬롯(81a)에는 유전체가 삽입되어 있어도 좋다.
지파재(82)는, 진공보다 큰 유전율을 가지고 있고, 예를 들면, 석영, 세라믹스, 폴리테트라플루오르에틸렌 등의 불소계 수지나 폴리이미드계 수지에 의해 구성되어 있다. 지파재(82)는, 전자기파의 파장을 진공 중보다 짧게 하여 안테나를 작게 하는 기능을 가지고 있다. 지파재(82)는, 그 두께에 의해 전자기파의 위상을 조정할 수가 있고, 평면 슬롯 안테나(81)가 정재파의 「배 」가 되도록 그 두께를 조정한다. 이것에 의해, 반사가 최소로, 평면 슬롯 안테나(81)의 방사 에너지가 최대가 되도록 할 수가 있다.
전자기파 투과창(110b)은 유전체로 구성되고, 평면 슬롯 안테나(81)의 슬롯(81a)으로부터 방사된 전자기파를 챔버(1)에 투과한다. 전자기파 투과창(110b)은, 지파재(82)와 동일한 유전체로 구성할 수가 있다.
［튜너］
다음에, 튜너(60)에 대해 상세하게 설명한다.
튜너(60)는, 전자기파 전송로의 일부를 구성하고, 전원 측(전송 케이블 등)의 임피던스와, 부하 측(플라스마 등)의 임피던스를 정합시키는 것이다. 즉, 전원 측은 통상 50Ω의 순저항 출력이 되도록 설계되기 때문에, 튜너(60)는, 튜너(60)를 포함한 부하 측의 임피던스가 50Ω이 되도록 조정된다. 이것에 의해, 반사가 없고 효율이 좋은 전력 공급을 행할 수가 있다.
튜너(60)는, 상술한 바와 같이, 동축 선로(51)와, 유전율이 변화 가능한 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)와, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)의 각각에 급전하는 제1급전부(73) 및 제2급전부(74)를 가진다. 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)는, 제1급전부(73) 및 제2급전부(74)로부터의 급전을 조정하고, 인가되는 전계를 변화시키는 것에 의해 유전율이 변화한다.
동축 선로(51)는, 원통 형상의 내측 도체(53)와 원통 형상의 외측 도체(52)가 동축으로 형성되어 있기 때문에, 내측 도체(53)와 외측 도체(52) 사이의 공간의 단면은 링 형상을 이루고 있다. 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)는, 동축 선로(51)의 수평 단면에 있어서 내측 도체(53) 및 외측 도체(52) 사이의 공간을 메우도록 마련되어 있고, 링 형상을 이루고 있다. 또, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)는, 동축 선로(51)의 선로 길이 방향으로 간격을 두고 마련되어 있다.
제1급전부(73)는, 제1유전율 변화재(71)에 전계를 인가하기 위한 것으로, 가변 직류 전원(75)과 급전선(77)을 갖고, 가변 직류 전원(75)으로부터의 전압을 제1유전율 변화재(71)에 인가한다. 제2급전부(74)는, 제2유전율 변화재(72)에 전계를 인가하기 위한 것으로, 가변 직류 전원(76)과 급전선(78)을 갖고, 가변 직류 전원(76)으로부터의 전압을 제2유전율 변화재(72)에 인가한다. 구체적으로는, 급전선(77)은, 가변 직류 전원(75)의 양극과 제1유전율 변화재(71)의 내측 부분 사이, 및, 가변 직류 전원(75)의 음극과 제1유전율 변화재(71)의 외측 부분 사이를 접속한다. 급전선(78)은, 가변 직류 전원(76)의 양극과 제2유전율 변화재(72)의 내측 부분 사이, 및, 가변 직류 전원(76)의 음극과 제2유전율 변화재(72)의 외측 부분 사이를 접속한다. 또한, 급전선(77) 및 (78)은, 내측 도체(53)의 내부를 통하여, 각각 제1유전율 변화재(71)의 내측 부분 및 제2유전율 변화재(72)의 내측 부분에 접속된다.
또, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)로의 급전은, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 내측 도체(53) 및 외측 도체(52)를 통하여 행해도 좋다. 그 경우는, 내측 도체(53)는, 제1유전율 변화재(71)에 대응하는 부분과 제2유전율 변화재(72)에 대응하는 부분을 절연 부재(79)에 의해 절연하도록 구성되고, 외측 도체(52)가 접지되도록 한다.
이와 같이, 전자기파의 전송로에 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)를 마련하고, 이들의 유전율을 변화시키는 것에 의해, 튜너(60)를 포함한 부하 측의 임피던스를 조정하여, 전원 측의 임피던스와, 부하 측의 임피던스를 정합시킬 수가 있다. 이때, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)의 두께는, 이들의 최대 유전율에서의 실효 파장을 λeff로 하면, λeff/4인 것이 바람직하다. 다만, 이들의 두께는 엄밀하게 λeff/4가 아니어도 좋고 약 λeff/4이면 좋다.
이때의 임피던스의 정합의 상태는 스미스 차트로 나타낼 수가 있다. 스미스 차트는, 도 6에 나타내는 바와 같은, 복소 임피던스를 나타내는 원형의 도면으로, 횡축이 임피던스의 실수(저항) 성분, 종축이 임피던스의 허수(리액턴스) 성분을 나타낸다. 도면의 중심(원점)은, 부하 측의 임피던스가 전원 측의 임피던스에 정합된 정합점이다. 부하 측의 임피던스는, 스미스 차트의 어느 하나의 위치에 존재하고, 도 6에는, 부하 측의 임피던스의 정합 범위 R의 예를 나타내고 있다. 본 실시 형태와 같이 유전율 변화재를 이용하여 임피던스 정합을 행하는 경우는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 찌그러진 형상이지만 정합 범위 R이 존재하고, 그 범위에서 임피던스 정합이 가능하다.
정합 범위를 충분히 확보하는 관점에서, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72) 사이의 간격 d1은, 자유 공간 파장을 λ0로 하면, λ0/16~λ0/4의 범위인 것이 바람직하다.
제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)는 간격 d1을 유지한 채로 위치 조정이 가능하게 되어 있다. 이와 같이 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)를 위치 조정하여 소망하는 위치에 고정하는 것에 의해, 정합 범위 R을 쉬프트시킬 수가 있고, 사양에 따라 정합 범위 R을 조정할 수가 있다. 구체적으로는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제2유전율 변화재(72)와 지파재(82) 사이의 간격 d2를 변화시키는 것에 의해, 스미스 차트 상의 정합 범위 R을 회전시킬 수가 있다. 도 7의 (a)는 d2=10mm인 경우이며, (b)는 d2=34mm인 경우이다.
도 8은 튜너(60)를 이용한 임피던스 정합의 예를 나타내는 도면이다. 여기에서는, 플라스마원(2)으로부터 전자기파(주파수가 예를 들면 860MHz)를 공급했을 때의 제1유전율 변화재(71)의 유전율 εr1, 제2유전율 변화재(72)의 유전율 εr2이 모두, 예를 들면 5~15의 범위에서 변화 가능하게 마련되어 있다. 또, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)의 두께는 λeff/4이며, 이들 사이의 간격 d1은 λ0/12이며, 제2유전율 변화재(72)와 지파재(82) 사이의 간격 d2는 10mm이다. 스미스 차트 상의 초기의 부하 임피던스의 위치가 별표로 나타나 있고, 최초로 εr2를 12에서 5로 변화시키고, 그 다음에 εr1을 11에서 5로 변화시키는 것에 의해 임피던스가 정합점에 이른다. 이와 같이, 제2유전율 변화재(72)의 유전율을 변화시키고 나서 제1유전율 변화재(71)의 유전율을 변화시킨다고 하는 바와 같이, 한쪽의 유전율 변화재의 유전율을 변화시킨 후, 다른 쪽의 유전율 변화재를 변화시켜 정합시켜도 좋지만, 이들의 유전율을 교대로 복수 회 변화시켜 정합시켜도 좋다. 또, 이들을 복합시켜도 좋고, 예를 들면, 한쪽의 유전율 변화재의 유전율을 변화시킨 후, 다른 쪽의 유전율 변화재의 유전율을 변화시켜 정합점에 가깝게 한 후, 각 유전율 변화재의 유전율을 교대로 변화시켜 정합시켜도 좋다.
제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)는, 같은 재료여도 다른 재료여도 좋다. 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)로서는, 예를 들면, 네마틱 액정을 이용할 수가 있다. 네마틱 액정은, 봉 형상 분자의 장축의 방향(쌍극자의 방향)이 일정한 방향으로 배향하고, 일축 이방성을 가지고 있지만, 층을 형성하고 있지 않고, 분자 중심 위치에 규칙성이 없는 액정이다. 각각의 분자는 장축 방향으로 움직이기 쉽기 때문에 점성이 작아 유동성이 풍부하고, 전계나 자계에 의해 배향을 고속으로 변화시킬 수가 있다. 그리고, 봉 형상 분자가 일축 이방성을 가지는 것에 의해, 주파수가 30MHz~3THz의 범위에 있어서의 유전율도 이하의 (1) 식에 나타내는 바와 같은 일축 이방성을 갖고, 실효 유전율 ε eff는 (2) 식에 나타내는 바와 같은 값이 된다.
[수 1]
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그리고, 상기와 같이 배향이 고속으로 변화하는 것에 동반하여, 유전율도 고속으로 변화하기 때문에, 유전율의 변화에 의한 임피던스 정합을 고속으로 행할 수가 있다. 네마틱 액정은, 상기와 같이 점성이 작아 유동성이 풍부하고, 고속 응답성을 가지기 때문에, 종래 디스플레이 장치에 넓게 이용되고 있지만, 임피던스 정합에 적용된 예는 존재하지 않는다.
네마틱 액정이 될 수 있는 재료로서는, 아조 화합물, 아족시 화합물, 아조메틴 화합물, 비페닐 화합물, 페닐사이클로헥산 화합물, 에스테르 화합물, 피리미딘 화합물 등을 들 수가 있다. 구체적인 예로서는, p－아족시아니솔, 메톡실(부틸) 아족시벤젠, p－메톡시벤질이덴 -p－부틸아닐린 등을 들 수가 있다.
도 9는, 네마틱 액정을 이용한 제1유전율 변화재(71)를 나타내는 단면도이다. 본 예에서는, 제1유전율 변화재(71)는 절연체로 형성된 케이싱(171) 안에 네마틱 액정(121)이 봉입되어 구성되어 있다. 케이싱(171)의 외측의 외측 도체(52)에 접촉하는 부분에는 제1전극(172)이 형성되고, 케이싱(171)의 내측의 내측 도체(53)에 접촉하는 부분에는 제2전극(173)이 형성되어 있다. 그리고, 제1전극(172) 및 제2전극(173) 사이에 전압이 인가된다.
도 10은, 제1유전율 변화재(71)에 네마틱 액정을 이용한 경우의 전압 인가에 의한 배향성의 변화와 그 때의 유전율을 나타내는 도면이다. 도면 내 (78)은 스위치다. 또, 유전율 εr1은, 플라스마원(2)으로부터 전자기파(주파수가 예를 들면 860MHz)의 전자기파를 공급한 경우의 실효 유전율이다. 도 10에 있어서, (a)는 전압을 인가하고 있지 않은 상태로, 네마틱 액정(121)의 분자의 쌍극자의 방향이 수직 방향이 되도록 앵커링되어 있다. 이때의 유전율 εr1은 15이다. (b)는 전압을 인가하여 네마틱 액정(121)의 쌍극자의 방향을 45°로 배향시킨 상태로, 유전율 εr1은 10이다. (c)는 더 큰 전압을 인가하여 네마틱 액정(121)의 쌍극자의 방향을 전압 인가 방향에 평행하게 배향시킨 상태로, 유전율 εr1은 5이다. 이와 같이, 네마틱 액정은, 전압(전계)에 의해 쌍극자의 방향을 제어하는 것으로 실효 유전율을 조정할 수가 있다.
［플라스마 처리 장치의 동작］
다음에, 이상과 같이 구성되는 플라스마 처리 장치(100)에 있어서의 동작에 대해 설명한다.
우선, 기판 W를 챔버(1) 내에 반입하고, 스테이지(11) 상에 탑재한다. 그리고, 가스 공급원(27)으로부터 배관(28) 및 가스 도입 부재(26)를 통하여 챔버(1) 내에 플라스마 생성 가스, 예를 들면 Ar 가스를 도입하면서, 플라스마원(2)으로부터 전자기파를 챔버(1) 내에 도입하여 그 전계에 의해 플라스마를 형성한다.
플라스마가 형성된 후, 처리 가스를 가스 공급원(27)으로부터 배관(28) 및 가스 도입 부재(26)를 통하여 챔버(1) 내에 토출시킨다. 토출된 처리 가스는, 플라스마 생성 가스의 플라스마에 의해 여기되어 플라스마화하고, 이 처리 가스의 플라스마에 의해 기판 W에 성막이나 에칭 등의 플라스마 처리가 실시된다.
상기 플라스마를 생성함에 있어, 플라스마원(2)에서는, 전자기파 출력부(30)의 발진기(32)로부터 발진된 전자기파는 앰프(33)에서 증폭된 후, 분배기(34)에 의해 복수로 분배되고, 분배된 전자기파는 전자기파 공급부(40)로 유도된다. 전자기파 공급부(40)에 있어서는, 이와 같이 복수로 분배된 전력은, 솔리드 스테이트 앰프를 구성하는 메인 앰프(48)에서 개별적으로 증폭되고, 전자기파 공급 기구(41)에 급전된다. 그리고, 전자기파 공급 기구(41)에 급전된 전자기파는 평면 슬롯 안테나(81)의 슬롯(81a)으로부터 방사되고, 전자기파 투과창(110b)을 투과하여 챔버(1) 내에 이르러 공간 합성된다. 챔버(1) 내에 공급된 전자기파의 전계에 의해 플라스마를 생성한 후, 평면 슬롯 안테나(81)로부터 방사된 전자기파는 계속적으로 플라스마에 공급된다.
전자기파 공급 기구(41)로의 전자기파의 급전은, 급전선(56)을 통하여 동축 선로(51)의 측면으로부터 행해진다. 즉, 급전선(56)으로부터 전파해 온 전자기파가, 동축 선로(51)의 측면에 마련된 급전 포트(54)의 급전 안테나(90)로부터, 전자기파 전송로의 일부이며, 튜너(60)의 구성 요소인 동축 선로(51)에 급전된다. 급전 안테나(90)는 동축 선로(51)의 내부에서 전자기파를 방사하고, 정재파를 형성한다. 이 정재파에 의해 내측 도체(53)의 외벽을 따라 유도 자계가 생기고, 그것에 유도되어 유도 전계가 발생하므로, 이들의 연쇄 작용에 의해, 전자기파가 동축 선로(51)내를 전파하고, 안테나부(45)로 유도된다. 다만, 이것은 일례이며 급전 방법은 이것으로 한정하는 것은 아니다.
이때, 튜너(60)에 의해 임피던스가 자동 정합되고, 전력 반사가 실질적으로 없는 상태에서, 전자기파가 챔버(1) 내의 플라스마에 공급된다. 즉, 전원(31)으로부터의 전자기파를, 전력 반사가 실질적으로 존재하지 않는 상태에서, 효율 좋게 챔버(1) 내의 플라스마에 공급하기 위해서, 튜너(60)에 의해 전원 측의 임피던스와 부하 측의 임피던스를 정합한다.
이때의 임피던스 정합 방법은 이하와 같다.
상기와 같이, 전자기파 전송로의 일부를 구성하도록 튜너(60)를 마련한 상태에서, 우선, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)의 간격 d1을 유지한 채로 위치 조정하고, 조정한 위치에 고정한다. 이것에 의해, 사양에 따라 정합 범위를 조정할 수가 있다. 구체적으로는, 제2유전율 변화재(72)와 지파재(82) 사이의 간격 d2를 조정한다.
그 다음에, 조정된 정합 범위 내에서 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)의 유전율을 변화시키고, 임피던스를 정합시킨다. 구체적으로는, 상술한 도 8에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 유전율 변화재의 유전율을 변화시킨 후, 다른 쪽의 유전율 변화재의 유전율을 변화시키거나, 이들의 유전율을 교대로 복수 회 변화시키거나, 또는 이들을 복합시키는 것에 의해, 임피던스가 스미스 차트 상의 정합점에 이르도록 한다.
종래, 튜너에 의한 임피던스 정합은, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 전송로의 일부인 동축 선로를 유전체로 이루어지는 2개의 슬러그가 이동하는 것에 의해 행해지고 있었다. 그러나, 이러한 동작에 의해 임피던스 정합을 행하는 경우, 기계 구동부가 필요하기 때문에 부재의 소모가 생기고, 메인트넌스 주기가 짧아져 버린다. 또, 기계적 구동의 경우, 임피던스 정합 시간이 1 sec 정도로 정합 속도가 늦어, 플라스마 발생 시의 임피던스 변화에 추종하는 것이 곤란한 경우가 있다. 특히, 플라스마 ALD에서는, msec 오더, μsec 오더의 지극히 짧은 정합 시간이 요구되어, 종래의 튜너에서는 대응할 수 없었다. 이 때문에, 플라스마 발생 시의 전력 반사를 유효하게 방지하지 못하고, 파워 효율이 충분하지 않았다.
이것에 대해, 본 실시 형태에 있어서는, 튜너(60)로서, 전자기파 전송로의 일부인 동축 선로(51)에 제1유전율 변화 부재(71) 및 제2유전율 변화 부재(72)를 마련한 것을 이용하고, 이들의 유전율을 조정하는 것에 의해 임피던스 정합을 행한다. 이 때문에, 기계 구동부를 이용하지 않고 임피던스 정합을 행할 수 있으므로, 부재의 기계적 소모가 생기기 어렵고, 또한, 유전율을 변화시킬 뿐이므로 정합 속도가 빠르다.
특히, 제1유전율 변화재(71) 및 제2유전율 변화재(72)로서 네마틱 액정을 이용하는 경우에는, 점성이 작아 유동성이 풍부하고, 봉 형상 분자의 장축 방향(쌍극자의 방향)의 배향을 전계 등에 의해 고속으로 변화시킬 수가 있다. 이 때문에, 고속으로 유전율을 변화시킬 수가 있고, 임피던스 정합을 고속으로 행할 수가 있다.
＜제2실시 형태＞
다음에, 제2실시 형태에 대해 설명한다.
제2실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치의 기본 구성은 제1실시 형태와 같지만, 튜너의 구성만이 차이가 있다.
도 11은, 제2실시 형태의 튜너의 주요부를 나타내는 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서, 튜너(260)는, 동축 선로(51)와, 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)와, 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)에 각각 마련된 제1온도 조절부(281) 및 제2온도 조절부(283)를 가진다. 동축 선로(51)는 제1실시 형태와 같고, 원통 형상의 외측 도체(52)와 원통 형상의 내측 도체(53)를 가지고 있다.
제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)로서는, 투자율이 변화하는 재료, 예를 들면 페라이트와 같은 자성체를 이용할 수가 있다. 페라이트와 같은 자성체는, 온도를 변화시키는 것에 의해 투자율이 변화한다. 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)는, 같은 재료여도 다른 재료여도 좋다.
제1온도 조절부(281) 및 제2온도 조절부(283)는, 펠티어 소자 등의 온도 조절 소자로 구성되고, 각각, 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)의 내주면 및 외주면에 마련되어 있다. 제1온도 조절부(281)와 외측 도체(52) 및 내측 도체(53) 사이는, 열 절연 부재(282)로 열적으로 절연되어 있다. 또, 제2온도 조절부(283)와 외측 도체(52) 및 내측 도체(53) 사이는, 열 절연 부재(284)로 열적으로 절연되어 있다.
제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)는 링 형상을 이루고 있다. 제1투자율 변화재(271)에 제1온도 조절부(281) 및 열 절연 부재(282)를 마련한 구조체, 및 제2투자율 변화재(272)에 제2온도 조절부(283) 및 열 절연 부재(284)를 마련한 구조체도 링 형상을 이루고 있다. 이들 구조체는 동축 선로(51)의 수평 단면에 있어서 내측 도체(53) 및 외측 도체(52) 사이의 공간을 메우도록 마련되어 있다.
제1급전부(291)로부터 제1온도 조절부(281)에 급전하는 것에 의해, 제1투자율 변화재(271)의 온도 조절이 가능해지고 있다. 제1급전부(291)는, 서로 반대 방향으로 병렬로 마련된 2개의 전원(293a) 및 (293b)와, 이들을 온 오프하는 스위치(294a) 및 (294b)를 가진다. 전원(293a) 및 (293b)을 전환하여 전류의 방향을 변경하는 것에 의해, 제1온도 조절부(281)의 가열·냉각을 전환할 수가 있다. 마찬가지로, 제2급전부(292)로부터 제2온도 조절부(283)에 급전하는 것에 의해, 제2투자율 변화재(272)의 온도 조절이 가능해지고 있다. 제2급전부 292는, 서로 반대 방향으로 병렬로 마련된 2개의 전원(295a) 및 (295b)과, 이들을 온 오프하는 스위치(296a) 및 (296b)를 가진다. 전원(295a) 및 (295b)을 전환하여 전류의 방향을 변경하는 것에 의해, 제2온도 조절부(283)의 가열·냉각을 전환할 수가 있다.
이와 같이, 전자기파의 전송로에 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)를 마련하고, 이들의 투자율을 변화시키는 것에 의해, 임피던스를 조정하여, 전원 측의 임피던스와, 부하 측의 임피던스를 정합시킬 수가 있다. 이때, 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)의 두께는, 이들의 최대 투자율에서의 실효 파장을 λeff로 하면, λeff/4인 것이 바람직하다. 다만, 이들의 두께는 엄밀하게 λeff/4가 아니어도 좋고 약 λeff/4이면 좋다.
정합 범위를 충분히 확보하는 관점에서, 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272) 사이의 간격 d3은, 자유 공간 파장을 λ0으로 하면 λ0/16~λ0/4의 범위인 것이 바람직하다. 또, 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)는 간격 d3을 유지한 채로, 위치 조정이 가능하게 되어 있다. 이와 같이 위치 조정하여 소망하는 위치에 고정하는 것에 의해, 정합 범위를 쉬프트시킬 수가 있고, 사양에 따라 정합 범위를 조정할 수가 있다. 구체적으로는, 제2투자율 변화재(272)와 지파재(82) 사이의 간격 d4를 변화시키는 것에 의해, 스미스 차트 상의 정합 범위를 회전시킬 수가 있다.
실제의 임피던스 정합에 있어서는, 우선, 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)의 간격 d3을 유지한 채로 위치 조정하고, 조정한 위치에 고정한다. 이것에 의해, 사양에 따라 정합 범위를 조정할 수가 있다. 구체적으로는, 제2투자율 변화재(272)와 지파재(82) 사이의 간격 d4를 조정한다.
그 다음에, 조정된 정합 범위 내에서 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)의 투자율을 변화시키고, 임피던스를 정합시킨다. 구체적으로는, 상술한 제1실시 형태의 도 8에 있어서 유전율을 변화시키는 경우와 동일하게, 각 투자율 변화재의 투자율을 독립하여 변화시키거나, 교대로 변화시키거나, 또는 이것들을 복합시키는 것에 의해, 임피던스가 스미스 차트 상의 정합점에 이르도록 한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 튜너(260)로서, 전자기파 전송로의 일부인 동축 선로(51)에 제1투자율 변화재(271) 및 제2투자율 변화재(272)를 마련한 것을 이용하여, 이들의 투자율을 조정하는 것에 의해 임피던스 정합을 행한다. 이 때문에, 기계 구동부를 이용하지 않고 임피던스 정합을 행할 수 있으므로, 부재의 기계적 소모가 생기기 어렵다. 또, 본 실시 형태에서는, 제1 및 제2온도 조절부(281) 및 (283)에 의해 제1 및 제2투자율 변화재(271) 및 (272)의 온도를 변화시켜 투자율을 변화시키므로, 원리적으로 제1실시 형태의 유전율 변화보다 임피던스 정합의 속도가 늦다. 그러나, 종래의 기계적 구동의 경우보다 임피던스 정합 속도를 빠르게 하는 것은 가능하다.
＜다른 적용＞
이상, 실시 형태에 대해 설명했지만, 이번 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 하는 것이다. 상기의 실시 형태는, 첨부의 특허 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
예를 들면 상기 실시 형태에서는, 복수의 전자기파 공급 기구를 마련한 예를 나타냈지만, 전자기파 공급 기구가 하나인 경우여도 좋다. 또, 상기 실시 형태에서는, 동축 선로의 내측 도체 및 외측 도체가 원통 형상으로, 제1 및 제2유전체 변화재, 제1 및 제2투자율 변화재의 형상이 링 형상인 예에 대해 나타내었다. 그러나, 내측 도체 및 외측 도체는 통 형상이면 그 단면 형상은 다각형 등의 다른 형상이어도 좋고, 또 제1 및 제2유전체 변화재, 제1 및 제2투자율 변화재의 형상은 고리 형상이면 다각형 등의 다른 형상이어도 좋다. 또한, 유전체 변화재, 투자율 변화재를 2개 마련한 예를 나타냈지만, 이것들은 3개 이상이어도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 안테나로서 전자기파를 방사하는 슬롯을 가지는 슬롯 안테나를 이용한 예를 나타냈지만, 이것으로 한정하는 것은 아니다.
1；챔버, 2；플라스마원, 41；전자기파 공급 기구, 45；안테나부, 51；동축 선로, 52；외측 도체, 53；내측 도체, 60, 260；튜너, 71, 72；유전율 변화재, 73, 74；급전부, 81；평면 슬롯 안테나, 81a；슬롯, 82；지파재, 100；플라스마 처리 장치, 110b；전자기파 투과창, 271, 272；투자율 변화재, 281, 283；온도 조절부, 291, 292；급전부, W；기판

Claims (19)

  1. 전원부로부터의 전자기파를 부하에 공급하는 전자기파 전송로의 일부를 구성하고, 전원 측의 임피던스와 부하 측의 임피던스를 정합시키는 튜너로서,
    통 형상을 이루는 내측 도체, 및, 상기 내측 도체의 외측에 동축으로 마련된 통 형상을 이루는 외측 도체를 가지는 동축 선로와,
    상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제1유전율 변화재와,
    상기 동축 선로의 선로 길이 방향으로 상기 제1유전율 변화재로부터 간격을 두고 마련됨과 아울러, 상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제2유전율 변화재와,
    상기 제1유전율 변화재에 급전하기 위한 제1급전부와,
    상기 제2유전율 변화재에 급전하기 위한 제2급전부
    를 가지는, 튜너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재는, 상기 동축 선로의 수평 단면에 있어서, 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간을 메우도록 마련되는, 튜너.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재는, 상기 제1급전부 및 상기 제2급전부로부터의 급전을 조정하고, 인가되는 전계를 변화시키는 것에 의해 유전율을 변화시키는, 튜너.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재는, 네마틱 액정으로 구성되고, 인가하는 전계를 변화시키는 것에 의해, 상기 네마틱 액정의 분자의 쌍극자의 배향 방향을 변화시켜 유전율을 조정하는, 튜너.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재의 두께는, 최대 유전율에서의 실효 파장의 1/4인, 튜너.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재 사이의 간격은, 자유 공간 파장을 λ0으로 하면, λ0/16~λ0/4의 범위인, 튜너.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재는, 이들 사이의 간격을 유지한 채로 위치 조정 가능하고, 소망하는 위치에 고정되는, 튜너.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재는, 상기 내측 도체 및 상기 외측 도체에 전극을 통하여 접촉되어 있는, 튜너.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간의 수평 단면은 링 형상이며, 상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재는 상기 공간의 수평 단면에 대응한 링 형상인, 튜너.
  10. 전원부로부터의 전자기파를 부하에 공급하는 전자기파 전송로의 일부를 구성하고, 전원 측의 임피던스와 부하 측의 임피던스를 정합시키는 튜너로서,
    통 형상을 이루는 내측 도체, 및, 상기 내측 도체의 외측에 동축으로 마련된 통 형상을 이루는 외측 도체를 가지는 동축 선로와,
    상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 투자율이 변화 가능한 제1투자율 변화재와,
    상기 동축 선로의 선로 길이 방향으로 상기 제1투자율 변화재로부터 간격을 두고 마련됨과 아울러, 상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 투자율이 변화 가능한 제2투자율 변화재와,
    상기 제1투자율 변화재의 온도 조절을 행하는 제1온도 조절부와,
    상기 제2투자율 변화재의 온도 조절을 행하는 제2온도 조절부
    를 가지는, 튜너.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1온도 조절부 및 상기 제2온도 조절부는, 각각 상기 제1투자율 변화재 및 상기 제2투자율 변화재의 내주면 및 외주면에 마련되고, 상기 제1온도 조절부 및 상기 제2온도 조절부와 상기 내측 도체 및 상기 외측 도체는 열 절연 부재를 통하여 접촉되어 있는, 튜너.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1온도 조절부 및 상기 제2온도 조절부는 온도 조절 소자인, 튜너.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1온도 조절부 및 상기 제2온도 조절부를 구성하는 온도 조절 소자는, 급전부로부터 급전되는 것에 의해 상기 제1투자율 변화재 및 상기 제2투자율 변화재를 온도 조절하는, 튜너.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1투자율 변화재 및 상기 제2투자율 변화재는 자성 재료인, 튜너.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1투자율 변화재 및 상기 제2투자율 변화재의 두께는, 최대 투자율에서의 실효 파장의 1/4인, 튜너.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1투자율 변화재 및 상기 제2투자율 변화재 사이의 간격은, 자유 공간 파장을 λ0으로 하면, λ0/16~λ0/4의 범위인, 튜너.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1투자율 변화재 및 상기 제2투자율 변화재는, 이들 사이의 간격을 유지한 채로 위치 조정 가능하고, 소망하는 위치에 고정되는, 튜너.
  18. 전원 측의 임피던스와 부하 측의 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합 방법으로서,
    통 형상을 이루는 내측 도체, 및, 상기 내측 도체의 외측에 동축으로 마련된 통 형상을 이루는 외측 도체를 가지는 동축 선로와, 상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제1유전율 변화재와, 상기 동축 선로의 선로 길이 방향으로 상기 제1유전율 변화재로부터 간격을 두고 마련됨과 아울러, 상기 동축 선로의 상기 내측 도체와 상기 외측 도체 사이의 공간에 마련되고, 고리 형상을 이루고, 유전율이 변화 가능한 제2유전율 변화재를 갖고, 전원부로부터의 전자기파를 부하에 공급하는 전자기파 전송로의 일부를 구성하는 튜너를 준비하는 것과,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재를, 이들 사이의 간격을 유지한 채로 위치 조정하고, 소망하는 위치에 고정하는 것과,
    상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재의 유전율을 변화시켜, 임피던스를 정합시키는 것
    을 가지는, 임피던스 정합 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 임피던스를 정합시키는 공정은, 상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재 중 한쪽의 유전율을 변화시킨 후, 다른 쪽의 유전율을 변화시켜 임피던스를 정합시키는 제1형태, 또는, 상기 제1유전율 변화재 및 상기 제2유전율 변화재의 유전율을 교대로 복수 회 변화시키는 제2형태, 또는, 제1형태를 행하여 정합점에 가깝게 한 후, 제2형태를 행하는 제3형태에 의해 행해지는, 임피던스 정합 방법.
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