(57)【要約】【課題】マイクロ波のパワーの検出精度を向上する。【解決手段】検出装置は、マイクロ波の伝送線路に接続されるコネクタ、コネクタを介して伝送線路から入力されるマイクロ波をマイクロ波のパワーを示す検出値に変換する検出回路、及び検出回路により得られる検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、第１の開口及び第２の開口が形成され、第１の開口にコネクタが挿通され且つ第２の開口に出力ポートが挿通された状態で、基板を収容する筐体と、筐体の第１の開口に設けられ、コネクタの周囲を封止する第１の封止部材と、筐体の第２の開口に設けられ、出力ポートの周囲を封止する第２の封止部材と、を有する。【選択図】図７
2020016592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波の伝送線路に接続されるコネクタ、前記コネクタを介して前記伝送線路から入力される前記マイクロ波を前記マイクロ波のパワーを示す検出値に変換する検出回路、及び前記検出回路により得られる検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、
第１の開口及び第２の開口が形成され、前記第１の開口に前記コネクタが挿通され且つ前記第２の開口に前記出力ポートが挿通された状態で、前記基板を収容する筐体と、
前記筐体の第１の開口に設けられ、前記コネクタの周囲を封止する第１の封止部材と、
前記筐体の第２の開口に設けられ、前記出力ポートの周囲を封止する第２の封止部材と、
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記筐体の内部に吸湿剤が配置されることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記基板は、前記コネクタ、前記検出回路及び前記出力ポートが配置されていない端面に当該端面を封止する封止膜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部から伝搬されたマイクロ波を出力する出力部と、
前記マイクロ波発生部から前記出力部に向けて伝搬するマイクロ波である進行波を分岐する第１の方向性結合器と、
前記第１の方向性結合器から分岐された進行波のパワーを示す第１の検出値を検出する第１の検出部と、
を有し、
前記第１の検出部は、
前記進行波の伝送線路に接続されるコネクタ、前記コネクタを介して前記伝送線路から入力される前記進行波を前記進行波のパワーを示す第１の検出値に変換する検出回路、及び前記検出回路により得られる第１の検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、
第１の開口及び第２の開口が形成され、前記第１の開口に前記コネクタが挿通され且つ前記第２の開口に前記出力ポートが挿通された状態で、前記基板を収容する筐体と、
前記筐体の第１の開口に設けられ、前記コネクタの周囲を封止する第１の封止部材と、
前記筐体の第２の開口に設けられ、前記出力ポートの周囲を封止する第２の封止部材と、
を有することを特徴とするマイクロ波出力装置。
【請求項５】
前記出力部に戻されたマイクロ波である反射波を分岐する第２の方向性結合器と、
前記第２の方向性結合器から分岐された反射波のパワーを示す第２の検出値を検出する第２の検出部と、
をさらに有し、
前記第２の検出部は、
前記反射波の伝送線路に接続されるコネクタ、前記コネクタを介して前記伝送線路から入力される前記反射波を前記反射波のパワーを示す第２の検出値に変換する検出回路、及び前記検出回路により得られる第２の検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、
第３の開口及び第４の開口が形成され、前記第３の開口に前記コネクタが挿通され且つ前記第４の開口に前記出力ポートが挿通された状態で、前記基板を収容する筐体と、
前記筐体の第３の開口に設けられ、前記コネクタの周囲を封止する第３の封止部材と、
前記筐体の第４の開口に設けられ、前記出力ポートの周囲を封止する第４の封止部材と、
を有することを特徴とする請求項４に記載のマイクロ波出力装置。
【請求項６】
チャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に供給されるガスを励起させるためのマイクロ波を出力するマイクロ波出力装置と、
を有し、
前記マイクロ波出力装置は、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部から伝搬されたマイクロ波を出力する出力部と、
前記マイクロ波発生部から前記出力部に向けて伝搬するマイクロ波である進行波を分岐する第１の方向性結合器と、
前記第１の方向性結合器から分岐された進行波のパワーを示す第１の検出値を検出する第１の検出部と、
を有し、
前記第１の検出部は、
前記進行波の伝送線路に接続されるコネクタ、前記コネクタを介して前記伝送線路から入力される前記進行波を前記進行波のパワーを示す第１の検出値に変換する検出回路、及び前記検出回路により得られる第１の検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、
第１の開口及び第２の開口が形成され、前記第１の開口に前記コネクタが挿通され且つ前記第２の開口に前記出力ポートが挿通された状態で、前記基板を収容する筐体と、
前記筐体の第１の開口に設けられ、前記コネクタの周囲を封止する第１の封止部材と、
前記筐体の第２の開口に設けられ、前記出力ポートの周囲を封止する第２の封止部材と、
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記マイクロ波出力装置は、
前記出力部に戻されたマイクロ波である反射波を分岐する第２の方向性結合器と、
前記第２の方向性結合器から分岐された反射波のパワーを示す第２の検出値を検出する第２の検出部と、
をさらに有し、
前記第２の検出部は、
前記反射波の伝送線路に接続されるコネクタ、前記コネクタを介して前記伝送線路から入力される前記反射波を前記反射波のパワーを示す第２の検出値に変換する検出回路、及び前記検出回路により得られる第２の検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、
第３の開口及び第４の開口が形成され、前記第３の開口に前記コネクタが挿通され且つ前記第４の開口に前記出力ポートが挿通された状態で、前記基板を収容する筐体と、
前記筐体の第３の開口に設けられ、前記コネクタの周囲を封止する第３の封止部材と、
前記筐体の第４の開口に設けられ、前記出力ポートの周囲を封止する第４の封止部材と、
を有することを特徴とする請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
チャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に供給されるガスを励起させるためのマイクロ波を出力するマイクロ波出力装置と、
を有し、
前記マイクロ波出力装置は、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部から伝搬されたマイクロ波を出力する出力部と、
前記マイクロ波発生部から前記出力部に向けて伝搬するマイクロ波を整合するチューナと、
を有し、
前記チューナは、
前記チューナが設置された導波管に現れる電圧分布を検波するチューナ検波部を有し、
前記チューナ検波部は、
前記電圧分布を示す電圧信号を検出する検出回路、及び前記検出回路により得られる検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、
第５の開口及び第６の開口が形成され、前記第５の開口に前記検出回路の一部が挿通され且つ前記第６の開口に前記出力ポートに接続される配線が挿通された状態で、前記基板を収容する筐体と、
前記筐体の第５の開口に設けられ、前記検出回路の一部の周囲を封止する第５の封止部材と、
前記筐体の第６の開口に設けられ、前記配線の周囲を封止する第６の封止部材と、
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記配線はコネクタである請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、検出装置、マイクロ波出力装置及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ波によりガスを励起させるプラズマ処理装置が知られている。このようなプラズマ処理装置では、単一周波数のマイクロ波や、所定の帯域幅を有するマイクロ波を出力するマイクロ波出力装置が使用されることがある。
【０００３】
マイクロ波出力装置は、例えば、マイクロ波発生部及び出力部を有する。マイクロ波は、マイクロ波発生部において発生され、導波路を伝搬した後に、出力部からプラズマ処理装置のチャンバ本体等の負荷に出力される。また、マイクロ波出力装置では、マイクロ波発生部と出力部との間に方向性結合器が設けられ、方向性結合器から分岐されたマイクロ波のパワーが検出装置によって検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−７３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、マイクロ波のパワーの検出精度を向上することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様による検出装置は、マイクロ波の伝送線路に接続されるコネクタ、前記コネクタを介して前記伝送線路から入力される前記マイクロ波を前記マイクロ波のパワーを示す検出値に変換する検出回路、及び前記検出回路により得られる検出値を出力する出力ポートが配置された基板と、第１の開口及び第２の開口が形成され、前記第１の開口に前記コネクタが挿通され且つ前記第２の開口に前記出力ポートが挿通された状態で、前記基板を収容する筐体と、前記筐体の第１の開口に設けられ、前記コネクタの周囲を封止する第１の封止部材と、前記筐体の第２の開口に設けられ、前記出力ポートの周囲を封止する第２の封止部材と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、マイクロ波のパワーの検出精度を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１例のマイクロ波出力装置を示す図である。
【図３】図３は、波形発生部におけるマイクロ波の生成原理を説明する図である。
【図４】図４は、第２例のマイクロ波出力装置を示す図である。
【図５】図５は、第３例のマイクロ波出力装置を示す図である。
【図６】図６は、第４例のマイクロ波出力装置を示す図である。
【図７】図７は、第１の検出部の構成例を示す図である。
【図８】図８は、筐体内の空気の湿度と、第１の検出部により検出された第１の検出値のばらつきとの関係の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２の検出部の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、検出部の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、チューナの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
従来から、マイクロ波によりガスを励起させるプラズマ処理装置が知られている。このようなプラズマ処理装置では、単一周波数のマイクロ波や、所定の帯域幅を有するマイクロ波を出力するマイクロ波出力装置が使用されることがある。
【００１１】
マイクロ波出力装置は、例えば、マイクロ波発生部及び出力部を有する。マイクロ波は、マイクロ波発生部において発生され、導波路を伝搬した後に、出力部からプラズマ処理装置のチャンバ本体等の負荷に出力される。また、マイクロ波出力装置では、マイクロ波発生部と出力部との間に方向性結合器が設けられ、方向性結合器から分岐されたマイクロ波のパワーが検出装置によって検出される。
【００１２】
検出装置は、マイクロ波の伝送線路に接続されるコネクタ、コネクタを介して伝送線路から入力されるマイクロ波を当該マイクロ波のパワーを示す検出値に変換する検出回路、及び検出回路により得られた検出値を出力する出力ポートが配置された基板を有する。基板は、マイクロ波以外の電磁波の影響によってマイクロ波のパワーの検出精度が低下する事態を回避するため、電磁波に対するシールドとしての機能を兼ねた筐体内に収容される。筐体には、コネクタ用開口及び出力ポート用開口が形成されており、基板は、コネクタ用開口にコネクタが挿通され且つ出力ポート用開口に出力ポートが挿通された状態で、筐体内に収容される。
【００１３】
ところで、検出装置では、組み立て性を向上する観点から、コネクタ用開口の内壁面とコネクタとの間に所定の隙間が存在し、出力ポート用開口の内壁面と出力ポートとの間に所定の隙間が存在する。検出装置では、これらの隙間から筐体内に空気中の水分が侵入する場合がある。筐体内に侵入した水分は、筐体内に収容された基板に吸収される。基板に吸収された水分は、基板に配置された検出回路の特性にズレを生じさせ、マイクロ波のパワーの検出精度を低下させる要因となる。
【００１４】
［プラズマ処理装置の構成例］
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成例を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、チャンバ本体１２、及び、マイクロ波出力装置１６を備えている。プラズマ処理装置１は、ステージ１４、アンテナ１８、及び、誘電体窓２０を更に備え得る。
【００１５】
チャンバ本体１２は、その内部に処理空間Ｓを提供している。チャンバ本体１２は、側壁１２ａ及び底部１２ｂを有している。側壁１２ａは、略筒形状に形成されている。この側壁１２ａの中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線Ｚに略一致している。底部１２ｂは、側壁１２ａの下端側に設けられている。底部１２ｂには、排気用の排気孔１２ｈが設けられている。また、側壁１２ａの上端部は開口している。
【００１６】
側壁１２ａの上端部の上には誘電体窓２０が設けられている。この誘電体窓２０は、処理空間Ｓに対向する下面２０ａを有する。誘電体窓２０は、側壁１２ａの上端部の開口を閉じている。この誘電体窓２０と側壁１２ａの上端部との間にはＯリング１９が介在している。このＯリング１９により、チャンバ本体１２の密閉がより確実なものとなる。
【００１７】
ステージ１４は、処理空間Ｓ内に収容されている。ステージ１４は、鉛直方向において誘電体窓２０と対面するように設けられている。また、ステージ１４は、誘電体窓２０と当該ステージ１４との間に処理空間Ｓを挟むように設けられている。このステージ１４は、その上に載置される被加工物ＷＰ（例えば、ウエハ）を支持するように構成されている。
【００１８】
一実施形態において、ステージ１４は、基台１４ａ及び静電チャック１４ｃを含んでいる。基台１４ａは、略円盤形状を有しており、アルミニウムといった導電性の材料から形成されている。基台１４ａの中心軸線は、軸線Ｚに略一致している。この基台１４ａは、筒状支持部４８によって支持されている。筒状支持部４８は、絶縁性の材料から形成されており、底部１２ｂから垂直上方に延びている。筒状支持部４８の外周には、導電性の筒状支持部５０が設けられている。筒状支持部５０は、筒状支持部４８の外周に沿ってチャンバ本体１２の底部１２ｂから垂直上方に延びている。この筒状支持部５０と側壁１２ａとの間には、環状の排気路５１が形成されている。
【００１９】
排気路５１の上部には、バッフル板５２が設けられている。バッフル板５２は、環形状を有している。バッフル板５２には、当該バッフル板５２を板厚方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。このバッフル板５２の下方には上述した排気孔１２ｈが設けられている。排気孔１２ｈには、排気管５４を介して排気装置５６が接続されている。排気装置５６は、自動圧力制御弁（ＡＰＣ：Automatic  Pressure  Control  valve）と、ターボ分子ポンプといった真空ポンプとを有している。この排気装置５６により、処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。
【００２０】
基台１４ａは、高周波電極を兼ねている。基台１４ａには、給電棒６２及びマッチングユニット６０を介して、ＲＦバイアス用の高周波電源５８が電気的に接続されている。高周波電源５８は、被加工物ＷＰに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波（以下適宜「バイアス用高周波」という）を、設定されたパワーで出力する。マッチングユニット６０は、高周波電源５８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、チャンバ本体１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中には自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
【００２１】
基台１４ａの上面には、静電チャック１４ｃが設けられている。静電チャック１４ｃは、被加工物ＷＰを静電吸着力で保持する。静電チャック１４ｃは、電極１４ｄ、絶縁膜１４ｅ、及び、絶縁膜１４ｆを含んでおり、概ね円盤形状を有している。静電チャック１４ｃの中心軸線は軸線Ｚに略一致している。この静電チャック１４ｃの電極１４ｄは、導電膜によって構成されており、絶縁膜１４ｅと絶縁膜１４ｆの間に設けられている。電極１４ｄには、直流電源６４がスイッチ６６及び被覆線６８を介して電気的に接続されている。静電チャック１４ｃは、直流電源６４より印加される直流電圧により発生するクーロン力によって、被加工物ＷＰを吸着保持することができる。また、基台１４ａ上には、フォーカスリング１４ｂが設けられている。フォーカスリング１４ｂは、被加工物ＷＰ及び静電チャック１４ｃを囲むように配置される。
【００２２】
基台１４ａの内部には、冷媒室１４ｇが設けられている。冷媒室１４ｇは、例えば、軸線Ｚを中心に延在するように形成されている。この冷媒室１４ｇには、チラーユニットからの冷媒が配管７０を介して供給される。冷媒室１４ｇに供給された冷媒は、配管７２を介してチラーユニットに戻される。この冷媒の温度がチラーユニットによって制御されることにより、静電チャック１４ｃの温度、ひいては被加工物ＷＰの温度が制御される。
【００２３】
また、ステージ１４には、ガス供給ライン７４が形成されている。このガス供給ライン７４は、伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスを、静電チャック１４ｃの上面と被加工物ＷＰの裏面との間に供給するために設けられている。
【００２４】
マイクロ波出力装置１６は、チャンバ本体１２内に供給される処理ガスを励起させるためのマイクロ波を出力する。マイクロ波出力装置１６は、マイクロ波の周波数、パワー、及び、帯域幅を可変に調整するよう構成されている。マイクロ波出力装置１６は、例えば、マイクロ波の帯域幅を略０に設定することによって、単一周波数のマイクロ波を発生することができる。また、マイクロ波出力装置１６は、その中に複数の周波数成分を有する帯域幅を有したマイクロ波を発生することができる。これら複数の周波数成分のパワーは同一のパワーであってもよく、帯域内の中心周波数成分のみが他の周波数成分のパワーよりも大きいパワーを有していてもよい。一例において、マイクロ波出力装置１６は、マイクロ波のパワーを０Ｗ〜５０００Ｗの範囲内で調整することができ、マイクロ波の周波数又は中心周波数を２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚの範囲内で調整することでき、マイクロ波の帯域幅を０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲で調整することができる。また、マイクロ波出力装置１６は、帯域内におけるマイクロ波の複数の周波数成分の周波数のピッチ（キャリアピッチ）を０〜２５ｋＨｚの範囲内で調整することができる。
【００２５】
プラズマ処理装置１は、導波管２１、チューナ２６、モード変換器２７、及び、同軸導波管２８を更に備えている。マイクロ波出力装置１６の出力部は、導波管２１の一端に接続されている。導波管２１の他端は、モード変換器２７に接続されている。導波管２１は、例えば、矩形導波管である。導波管２１には、チューナ２６が設けられている。チューナ２６は、スタブ２６ａ、スタブ２６ｂ及びスタブ２６ｃを有している。スタブ２６ａ、スタブ２６ｂ及びスタブ２６ｃの各々は、導波管２１の内部空間に対するその突出量を調整可能なように構成されている。チューナ２６は、基準位置に対するスタブ２６ａ、スタブ２６ｂ及びスタブ２６ｃの各々の突出位置を調整することにより、マイクロ波出力装置１６のインピーダンスと負荷、例えば、チャンバ本体１２のインピーダンスとを整合させる。
【００２６】
モード変換器２７は、導波管２１からのマイクロ波のモードを変換して、モード変換後のマイクロ波を同軸導波管２８に供給する。同軸導波管２８は、外側導体２８ａ及び内側導体２８ｂを含んでいる。外側導体２８ａは、略円筒形状を有しており、その中心軸線は軸線Ｚに略一致している。内側導体２８ｂは、略円筒形状を有しており、外側導体２８ａの内側で延在している。内側導体２８ｂの中心軸線は、軸線Ｚに略一致している。この同軸導波管２８は、モード変換器２７からのマイクロ波をアンテナ１８に伝送する。
【００２７】
アンテナ１８は、誘電体窓２０の下面２０ａの反対側の面２０ｂ上に設けられている。アンテナ１８は、スロット板３０、誘電体板３２、及び、冷却ジャケット３４を含んでいる。
【００２８】
スロット板３０は、誘電体窓２０の面２０ｂ上に設けられている。このスロット板３０は、導電性を有する金属から形成されており、略円盤形状を有している。スロット板３０の中心軸線は軸線Ｚに略一致している。スロット板３０には、複数のスロット孔３０ａが形成されている。複数のスロット孔３０ａは、一例においては、複数のスロット対を構成している。複数のスロット対の各々は、互いに交差する方向に延びる略長孔形状の二つのスロット孔３０ａを含んでいる。複数のスロット対は、軸線Ｚ周りの一以上の同心円に沿って配列されている。また、スロット板３０の中央部には、後述する導管３６が通過可能な貫通孔３０ｄが形成される。
【００２９】
誘電体板３２は、スロット板３０上に設けられている。誘電体板３２は、石英といった誘電体材料から形成されており、略円盤形状を有している。この誘電体板３２の中心軸線は軸線Ｚに略一致している。冷却ジャケット３４は、誘電体板３２上に設けられている。誘電体板３２は、冷却ジャケット３４とスロット板３０との間に設けられている。
【００３０】
冷却ジャケット３４の表面は、導電性を有する。冷却ジャケット３４の内部には、流路３４ａが形成されている。この流路３４ａには、冷媒が供給されるようになっている。冷却ジャケット３４の上部表面には、外側導体２８ａの下端が電気的に接続されている。また、内側導体２８ｂの下端は、冷却ジャケット３４及び誘電体板３２の中央部分に形成された孔を通って、スロット板３０に電気的に接続されている。
【００３１】
同軸導波管２８からのマイクロ波は、誘電体板３２内を伝搬して、スロット板３０の複数のスロット孔３０ａから誘電体窓２０に供給される。誘電体窓２０に供給されたマイクロ波は、処理空間Ｓに導入される。
【００３２】
同軸導波管２８の内側導体２８ｂの内孔には、導管３６が通っている。また、上述したように、スロット板３０の中央部には、導管３６が通過可能な貫通孔３０ｄが形成されている。導管３６は、内側導体２８ｂの内孔を通って延在しており、ガス供給系３８に接続されている。
【００３３】
ガス供給系３８は、被加工物ＷＰを処理するための処理ガスを導管３６に供給する。ガス供給系３８は、ガス源３８ａ、弁３８ｂ、及び、流量制御器３８ｃを含み得る。ガス源３８ａは、処理ガスのガス源である。弁３８ｂは、ガス源３８ａからの処理ガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器３８ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源３８ａからの処理ガスの流量を調整する。
【００３４】
プラズマ処理装置１は、インジェクタ４１を更に備え得る。インジェクタ４１は、導管３６からのガスを誘電体窓２０に形成された貫通孔２０ｈに供給する。誘電体窓２０の貫通孔２０ｈに供給されたガスは、処理空間Ｓに供給される。そして、誘電体窓２０から処理空間Ｓに導入されるマイクロ波によって、当該処理ガスが励起される。これにより、処理空間Ｓ内でプラズマが生成され、当該プラズマからのイオン及び／又はラジカルといった活性種により、被加工物ＷＰが処理される。
【００３５】
プラズマ処理装置１は、制御器１００を更に備えている。制御器１００は、プラズマ処理装置１の各部を統括制御する。制御器１００は、ＣＰＵといったプロセッサ、ユーザインタフェース、及び、記憶部を備え得る。
【００３６】
プロセッサは、記憶部に記憶されたプログラム及びプロセスレシピを実行することにより、マイクロ波出力装置１６、ステージ１４、ガス供給系３８、排気装置５６等の各部を統括制御する。
【００３７】
ユーザインタフェースは、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボード又はタッチパネル、プラズマ処理装置１の稼働状況等を可視化して表示するディスプレイ等を含んでいる。
【００３８】
記憶部には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセッサの制御によって実現するための制御プログラム（ソフトウエア）、及び、処理条件データ等を含むプロセスレシピ等が保存されている。プロセッサは、ユーザインタフェースからの指示等、必要に応じて、各種の制御プログラムを記憶部から呼び出して実行する。このようなプロセッサの制御下で、プラズマ処理装置１において所望の処理が実行される。
【００３９】
［マイクロ波出力装置１６の構成例］
以下、マイクロ波出力装置１６の四つの例の詳細について説明する。
【００４０】
［マイクロ波出力装置１６の第１例］
図２は、第１例のマイクロ波出力装置１６を示す図である。マイクロ波出力装置１６は、マイクロ波発生部１６ａ、導波管１６ｂ、サーキュレータ１６ｃ、及び導波管１６ｄを有している。また、マイクロ波出力装置１６は、導波管１６ｅ、第１の方向性結合器１６ｆ、第１の検出部１６ｇ、第２の方向性結合器１６ｈ、第２の検出部１６ｉ、及びダミーロード１６ｊを有している。
【００４１】
マイクロ波発生部１６ａは、波形発生部１６１、パワー制御部１６２、減衰器１６３、増幅器１６４、増幅器１６５、及び、モード変換器１６６を有している。波形発生部１６１は、マイクロ波を発生する。波形発生部１６１は、制御器１００及びパワー制御部１６２に接続されている。波形発生部１６１は、制御器１００によって指定される設定周波数、設定帯域幅、及び、設定ピッチにそれぞれ応じた周波数（又は中心周波数）、帯域幅、及び、キャリアピッチを有するマイクロ波を発生する。なお、制御器１００が帯域内の複数の周波数成分のパワーをパワー制御部１６２を介して指定する場合が想定される。この場合には、波形発生部１６１は、制御器１００によって指定された複数の周波数成分のパワーを反映したパワーをそれぞれ有する複数の周波数成分をもったマイクロ波を発生してもよい。
【００４２】
図３は、波形発生部１６１におけるマイクロ波の生成原理を説明する図である。波形発生部１６１は、例えば、基準周波数と位相を同期させたマイクロ波を発振することが可能なＰＬＬ（Phase  Locked  Loop）発振器と、ＰＬＬ発振器に接続されたＩＱデジタル変調器とを有する。波形発生部１６１は、ＰＬＬ発振器において発振されるマイクロ波の周波数を制御器１００から指定された設定周波数に設定する。そして、波形発生部１６１は、ＰＬＬ発振器からのマイクロ波と、当該ＰＬＬ発振器からのマイクロ波とは９０°の位相差を有するマイクロ波とを、ＩＱデジタル変調器を用いて変調する。これにより、波形発生部１６１は、帯域内において複数の周波数成分を有するマイクロ波、又は、単一周波数のマイクロ波を生成する。
【００４３】
図３に示すように、波形発生部１６１は、例えば、Ｎ個の複素データシンボルに対する逆離散フーリエ変換を行って連続信号を生成することにより、複数の周波数成分を有するマイクロ波を生成することが可能である。この信号の生成方法は、ディジタルテレビ放送等で用いられるＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency-Division  Multiple  Access）変調方式と同様の方法であり得る（例えば特許５３２０２６０号参照）。
【００４４】
一例では、波形発生部１６１は、予めデジタル化された符号の列で表された波形データを有している。波形発生部１６１は、波形データを量子化し、量子化したデータに対して逆フーリエ変換を適用することにより、ＩデータとＱデータとを生成する。そして、波形発生部１６１は、Ｉデータ及びＱデータの各々に、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）変換を適用して、二つのアナログ信号を得る。波形発生部１６１は、これらアナログ信号を、低周波成分のみを通過させるＬＰＦ(ローパスフィルタ）へ入力する。波形発生部１６１は、ＬＰＦから出力された二つのアナログ信号を、ＰＬＬ発振器からのマイクロ波、ＰＬＬ発振器からのマイクロ波とは９０°の位相差を有するマイクロ波とそれぞれミキシングする。そして、波形発生部１６１は、ミキシングによって生成されたマイクロ波を合成する。これにより、波形発生部１６１は、一又は複数の周波数成分を有するマイクロ波を生成する。
【００４５】
波形発生部１６１の出力は、減衰器１６３に接続されている。減衰器１６３には、パワー制御部１６２が接続されている。パワー制御部１６２は、例えば、プロセッサであり得る。パワー制御部１６２は、制御器１００から指定された設定パワーに応じたパワーを有するマイクロ波がマイクロ波出力装置１６から出力されるよう、減衰器１６３におけるマイクロ波の減衰率を制御する。減衰器１６３の出力は、増幅器１６４及び増幅器１６５を介してモード変換器１６６に接続されている。増幅器１６４及び増幅器１６５は、マイクロ波をそれぞれに所定の増幅率で増幅するようになっている。モード変換器１６６は、増幅器１６５から出力されるマイクロ波のモードを変換するようになっている。このモード変換器１６６におけるモード変換によって生成されたマイクロ波は、マイクロ波発生部１６ａの出力マイクロ波として出力される。
【００４６】
マイクロ波発生部１６ａの出力は、導波管１６ｂの一端に接続されている。導波管１６ｂの他端は、サーキュレータ１６ｃの第１ポート１７１に接続されている。サーキュレータ１６ｃは、第１ポート１７１、第２ポート１７２、及び、第３ポート１７３を有している。サーキュレータ１６ｃは、第１ポート１７１に入力されたマイクロ波を第２ポート１７２から出力し、第２ポート１７２に入力したマイクロ波を第３ポート１７３から出力するように構成されている。サーキュレータ１６ｃの第２ポート１７２には導波管１６ｄの一端が接続されている。導波管１６ｄの他端は、マイクロ波出力装置１６の出力部１６ｔである。
【００４７】
サーキュレータ１６ｃの第３ポート１７３には、導波管１６ｅの一端が接続されている。導波管１６ｅの他端はダミーロード１６ｊに接続されている。ダミーロード１６ｊは、導波管１６ｅを伝搬するマイクロ波を受けて、当該マイクロ波を吸収するようになっている。ダミーロード１６ｊは、例えば、マイクロ波を熱に変換する。
【００４８】
第１の方向性結合器１６ｆは、マイクロ波発生部１６ａから出力されて、出力部１６ｔに伝搬するマイクロ波（以下、適宜「進行波」と呼ぶ）を分岐させる。第１の検出部１６ｇは、第１の方向性結合器１６ｆから分岐された進行波のパワーを示す第１の検出値を検出する。
【００４９】
第２の方向性結合器１６ｈは、出力部１６ｔに戻されたマイクロ波（以下、適宜「反射波」と呼ぶ）を分岐させる。第２の検出部１６ｉは、第２の方向性結合器１６ｈから分岐された反射波のパワーを示す第２の検出値を検出する。第１の検出部１６ｇ及び第２の検出部１６ｉは、検出装置の一例である。
【００５０】
第１の検出部１６ｇ及び第２の検出部１６ｉは、パワー制御部１６２に接続されている。第１の検出部１６ｇは、第１の検出値をパワー制御部１６２に出力し、第２の検出部１６ｉは、第２の検出値をパワー制御部１６２に出力する。パワー制御部１６２は、第１の検出値と第２の検出値との差、即ちロードパワーが、制御器１００によって指定される設定パワーに一致するよう、減衰器１６３を制御し、必要に応じて波形発生部１６１を制御する。
【００５１】
第１例においては、第１の方向性結合器１６ｆは、導波管１６ｂの一端と他端との間に設けられている。第２の方向性結合器１６ｈは、導波管１６ｅの一端と他端との間に設けられている。
【００５２】
［マイクロ波出力装置１６の第２例］
図４は、第２例のマイクロ波出力装置１６を示す図である。図４に示すように、第２例のマイクロ波出力装置１６は、第１の方向性結合器１６ｆが導波管１６ｄの一端と他端との間に設けられている点で、第１例のマイクロ波出力装置１６とは異なっている。
【００５３】
［マイクロ波出力装置１６の第３例］
図５は、第３例のマイクロ波出力装置１６を示す図である。図５に示すように、第３例のマイクロ波出力装置１６は、第１の方向性結合器１６ｆ及び第２の方向性結合器１６ｈの双方が導波管１６ｄの一端と他端との間に設けられている点で、第１例のマイクロ波出力装置１６とは異なっている。
【００５４】
［マイクロ波出力装置１６の第４例］
図６は、第４例のマイクロ波出力装置１６を示す図である。図６に示すように、第４例のマイクロ波出力装置１６は、第１例のマイクロ波出力装置１６と比べて、第１の検出部１６ｇ及び第２の検出部１６ｉが一体化された検出部１６ｋを備える点が相違し、その他の構成は同一である。
【００５５】
以下、マイクロ波出力装置１６の第１の検出部１６ｇ、第２の検出部１６ｉ及び検出部１６ｋの構成例について説明する。
【００５６】
［第１の検出部１６ｇの構成例］
図７は、第１の検出部１６ｇの構成例を示す図である。図７に示すように、第１の検出部１６ｇは、基板２０１及び筐体２０２を有する。基板２０１には、コネクタ２１１、検出回路２１２及び出力ポート２１３が配置されている。
【００５７】
コネクタ２１１は、第１の方向性結合器１６ｆから分岐された進行波を伝送する伝送線路１６１ｆに接続される。また、コネクタ２１１は、グランドに接続されている。
【００５８】
検出回路２１２は、コネクタ２１１を介して伝送線路１６１ｆから入力される進行波を進行波のパワーを示す第１の検出値Ｐｆに変換する。検出回路２１２は、抵抗素子２２１、ＬＰＦ２２２、減衰器２２３、検波器２２４、抵抗素子２２５、キャパシタ２２６、Ａ／Ｄ変換器２２７及び変換部２２８を有する。抵抗素子２２１の一端は、コネクタ２１１の出力及びＬＰＦ２２２の入力に接続されており、抵抗素子２２１の他端は、グランドに接続されている。ＬＰＦ２２２は、所定の透過帯域を有し、コネクタ２１１を介して伝送線路１６１ｆから入力される進行波から所定の透過帯域に属さない高周波成分を除去する。減衰器２２３は、ＬＰＦ２２２により高周波成分が除去された進行波を所定の減衰率で減衰させる。検波器２２４は、減衰器２２３により減衰された進行波のパワーに応じたアナログ信号（電圧信号）を生成する。抵抗素子２２５の一端及びキャパシタ２２６の一端は、検波器２２４の出力及びＡ／Ｄ変換器２２７の入力に接続されており、抵抗素子２２５の他端及びキャパシタ２２６の他端は、グランドに接続されている。Ａ／Ｄ変換器２２７は、検波器２２４により生成されたアナログ信号をデジタル値に変換する。変換部２２８は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサであり、Ａ／Ｄ変換器２２７により得られるデジタル値を第１の検出値Ｐｆに変換する。
【００５９】
出力ポート２１３は、検出回路２１２により得られる第１の検出値Ｐｆをパワー制御部１６２へ出力する。
【００６０】
筐体２０２は、基板２０１を収容している。筐体２０２は、例えば容器と蓋とから構成されており、容器と蓋とがねじ止め等で固定されることにより、基板２０１を収容するための内部空間を形成している。筐体２０２は、基板２０１のマイクロ波が筐体２０２の外部に漏洩する事態を回避するためのシールド、並びに、筐体２０２の外部からの電磁波に対するシールドとしての機能を有する。筐体２０２では、電磁シールドが行われるため、容器と蓋とが密着されている。筐体２０２には、コネクタ用開口２０２ａ及び出力ポート用開口２０２ｂが形成されており、基板２０１は、コネクタ用開口２０２ａにコネクタ２１１が挿通され且つ出力ポート用開口２０２ｂに出力ポート２１３が挿通された状態で、筐体２０２内に収容される。コネクタ用開口２０２ａは、第１の開口の一例であり、出力ポート用開口２０２ｂは、第２の開口の一例である。
【００６１】
筐体２０２のコネクタ用開口２０２ａには、コネクタ２１１の周囲を封止する第１の封止部材２３１が設けられている。また、筐体２０２の出力ポート用開口２０２ｂには、出力ポート２１３の周囲を封止する第２の封止部材２３２が設けられている。
【００６２】
ところで、プラズマ処理装置１では、第１の検出部１６ｇの組み立て性を向上する観点から、コネクタ用開口２０２ａの内壁面とコネクタ２１１との間に所定の隙間が存在し、出力ポート用開口２０２ｂの内壁面と出力ポート２１３との間に所定の隙間が存在する。第１の検出部１６ｇでは、これらの隙間から筐体２０２内に空気中の水分が侵入する場合がある。筐体２０２内に侵入した水分は、筐体２０２内に収容された基板２０１に吸収される。基板２０１に吸収された水分は、基板２０１に配置された検出回路２１２の特性にズレを生じさせ、進行波（マイクロ波）のパワーの検出精度を低下させる要因となる。
【００６３】
図８は、筐体２０２内の空気の湿度と、第１の検出部１６ｇにより検出された第１の検出値のばらつきの平均値との関係の一例を示す図である。図８は、例えば、筐体２０２内の空気の湿度［％ＲＨ］を変えながら、第１の検出値の平均値に対する第１の検出値のばらつきの平均値［％］を測定した結果である。ここで、第１の検出値の平均値とは、特定の規格に従って整備されたパワーメータを用いて検出された進行波のパワーを示す値である。本測定では、筐体２０２内の検出回路２１２が規定の温度で保たれることで、温度による第１の検出値のばらつきはない。また、本測定では、筐体２０２内の湿度を上昇させたり下降させたりした。湿度が上昇する場合には、第１の検出値は、平均値よりも小さな値となり、湿度が下降する場合には、第１の検出値は、平均値よりも大きな値となり、ヒステリシスが生じる。これが第１の検出値のばらつきの要因となり、図８では、測定された第１の検出値について、平均値を計算した。平均値に対する第１の検出値のばらつきの平均値は、その値が大きいほど、進行波（マイクロ波）のパワーの検出精度が低いことを表す。図８に示すように、平均値に対する第１の検出値のばらつきの平均値は、筐体２０２内の空気の湿度の上昇に伴って、大きくなる。筐体２０２内の湿度を０％ＲＨとするときに最も第１の検出値のばらつきを小さくすることができる。
【００６４】
本願の発明者は、図８の測定結果を基に鋭意研究を重ねた。その結果、以下の事象が確認された。
・基板２０１の周囲の湿度を変えても基板に吸収される水分の変化は時間をかけて徐々に変化していく。
・筐体２０２内に侵入して基板２０１に吸収される水分に応じて、基板２０１の表面抵抗及び誘電率が変化する。
・基板２０１の表面抵抗及び誘電率の変化は、基板２０１に配置された検出回路２１２の特性にズレを生じさせる。特に、検出回路２１２を構成する複数の要素のうち、マイクロ波が直接的に流れる要素（すなわち、ＬＰＦ２２２及び減衰器２２３）は、基板２０１の表面抵抗及び誘電率の変化を受けてその特性にズレが生じ易い。例えば、ＬＰＦ２２２では、基板２０１の表面抵抗及び誘電率の変化を受けて透過帯域のズレが生じる可能性がある。また、減衰器２２３では、基板２０１の表面抵抗の変化を受けて減衰率のズレが生じる可能性がある。
・マイクロ波が直接的に流れる要素（すなわち、ＬＰＦ２２２及び減衰器２２３）の特性のズレが生じると、第１の検出部１６ｇにより検出された第１の検出値のばらつきが大きくなる。
【００６５】
そこで、プラズマ処理装置１では、基板２０１を収容する筐体２０２の内部空間を形成する容器と蓋とを密着させ、コネクタ用開口２０２ａに第１の封止部材２３１を設け、出力ポート用開口２０２ｂに第２の封止部材２３２を設けることで、筐体２０２内に水分が侵入して基板２０１に吸収されることを抑制している。
【００６６】
これにより、プラズマ処理装置１では、基板２０１に吸収される水分に応じた基板２０１の表面抵抗及び誘電率の変化を抑制することができる。これにより、基板２０１に配置された検出回路２１２の特性に生じるズレを抑制することができる。その結果、進行波（マイクロ波）のパワーの検出精度を向上することができる。
【００６７】
なお、プラズマ処理装置１では、基板２０１に吸収される水分をさらに抑制するために、筐体２０２の内部に例えばシリカゲル等の吸湿剤が配置されてもよい。吸湿剤は、検出回路２１２を構成する複数の要素のうち、マイクロ波が直接的に流れる要素（すなわち、ＬＰＦ２２２及び減衰器２２３）の近傍の位置に配置されることが好ましい。また、筐体２０２の内部にドライエアを供給することにより、筐体２０２の内部の空間を乾燥させてもよい。
【００６８】
また、基板２０１は、一般に、コネクタ２１１、検出回路２１２及び出力ポート２１３が配置される表面にソルダーレジスト等の保護膜を有しているものの、コネクタ２１１、検出回路２１２及び出力ポート２１３が配置されていない端面に保護膜を有していない。そこで、プラズマ処理装置１では、基板２０１のうち、コネクタ２１１、検出回路２１２及び出力ポート２１３が配置されていない端面に当該端面を封止する封止膜が形成されてもよい。これにより、基板２０１の端面から吸収される水分を抑制することができる。
【００６９】
［第２の検出部１６ｉの構成例］
図９は、第２の検出部１６ｉの構成例を示す図である。図９に示すように、第２の検出部１６ｉは、基板２４１及び筐体２４２を有する。基板２４１には、コネクタ２５１、検出回路２５２及び出力ポート２５３が配置されている。
【００７０】
コネクタ２５１は、第２の方向性結合器１６ｈから分岐された反射波を伝送する伝送線路１６１ｈに接続される。また、コネクタ２５１は、グランドに接続されている。
【００７１】
検出回路２５２は、コネクタ２５１を介して伝送線路１６１ｈから入力される反射波を反射波のパワーを示す第２の検出値Ｐｒに変換する。検出回路２５２は、抵抗素子２６１、ＬＰＦ２６２、減衰器２６３、検波器２６４、抵抗素子２６５、キャパシタ２６６、Ａ／Ｄ変換器２６７及び変換部２６８を有する。抵抗素子２６１の一端は、コネクタ２５１の出力及びＬＰＦ２６２の入力に接続されており、抵抗素子２６１の他端は、グランドに接続されている。ＬＰＦ２６２は、所定の透過帯域を有し、コネクタ２５１を介して伝送線路１６１ｈから入力される反射波から所定の透過帯域に属さない高周波成分を除去する。減衰器２６３は、ＬＰＦ２６２により高周波成分が除去された反射波を所定の減衰率で減衰させる。検波器２６４は、減衰器２６３により減衰された反射波のパワーに応じたアナログ信号（電圧信号）を生成する。抵抗素子２６５の一端及びキャパシタ２６６の一端は、検波器２６４の出力及びＡ／Ｄ変換器２６７の入力に接続されており、抵抗素子２６５の他端及びキャパシタ２６６の他端は、グランドに接続されている。Ａ／Ｄ変換器２６７は、検波器２６４により生成されたアナログ信号をデジタル値に変換する。変換部２６８は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサであり、Ａ／Ｄ変換器２６７により得られるデジタル値を第２の検出値Ｐｒに変換する。
【００７２】
出力ポート２５３は、検出回路２５２により得られる第２の検出値Ｐｒをパワー制御部１６２へ出力する。
【００７３】
筐体２４２は、基板２４１を収容している。筐体２４２は、例えば容器と蓋とから構成されており、容器と蓋とがねじ止め等で固定されることにより、基板２４１を収容するための内部空間を形成している。筐体２４２は、基板２４１のマイクロ波が筐体２４２の外部に漏洩する事態を回避するためのシールド、並びに、筐体２４２の外部からの電磁波に対するシールドとしての機能を有する。筐体２４２では、電磁シールドが行われるため、容器と蓋とが密着されている。筐体２４２には、コネクタ用開口２４２ａ及び出力ポート用開口２４２ｂが形成されており、基板２４１は、コネクタ用開口２４２ａにコネクタ２５１が挿通され且つ出力ポート用開口２４２ｂに出力ポート２５３が挿通された状態で、筐体２４２内に収容される。コネクタ用開口２４２ａは、第３の開口の一例であり、出力ポート用開口２４２ｂは、第４の開口の一例である。
【００７４】
筐体２４２のコネクタ用開口２４２ａには、コネクタ２５１の周囲を封止する第３の封止部材２７１が設けられている。また、筐体２４２の出力ポート用開口２４２ｂには、出力ポート２５３の周囲を封止する第４の封止部材２７２が設けられている。
【００７５】
ところで、プラズマ処理装置１では、第２の検出部１６ｉの組み立て性を向上する観点から、コネクタ用開口２４２ａの内壁面とコネクタ２５１との間に所定の隙間が存在し、出力ポート用開口２４２ｂの内壁面と出力ポート２５３との間に所定の隙間が存在する。第２の検出部１６ｉでは、これらの隙間から筐体２４２内に空気中の水分が侵入する場合がある。筐体２４２内に侵入した水分は、筐体２４２内に収容された基板２４１に吸収される。基板２４１に吸収された水分は、基板２４１に配置された検出回路２５２の特性にズレを生じさせ、反射波（マイクロ波）のパワーの検出精度を低下させる要因となる。
【００７６】
そこで、プラズマ処理装置１では、基板２４１を収容する筐体２４２の内部空間を形成する容器と蓋とを密着させ、コネクタ用開口２４２ａに第３の封止部材２７１を設け、出力ポート用開口２４２ｂに第４の封止部材２７２を設けることで、筐体２４２内に水分が侵入して基板２４１に吸収されることを抑制している。
【００７７】
これにより、プラズマ処理装置１では、基板２４１に吸収される水分に応じた基板２４１の表面抵抗及び誘電率の変化を抑制することができる。これにより、基板２４１に配置された検出回路２５２の特性に生じるズレを抑制することができる。その結果、反射波（マイクロ波）のパワーの検出精度を向上することができる。
【００７８】
なお、プラズマ処理装置１では、基板２４１に吸収される水分をさらに抑制するために、筐体２４２の内部に例えばシリカゲル等の吸湿剤が配置されてもよい。吸湿剤は、検出回路２５２を構成する複数の要素のうち、マイクロ波が直接的に流れる要素（すなわち、ＬＰＦ２６２及び減衰器２６３）の近傍の位置に配置されることが好ましい。また、筐体２４２の内部にドライエアを供給することにより、筐体２４２の内部の空間を乾燥させてもよい。
【００７９】
また、基板２４１は、一般に、コネクタ２５１、検出回路２５２及び出力ポート２５３が配置される表面にソルダーレジスト等の保護膜を有しているものの、コネクタ２５１、検出回路２５２及び出力ポート２５３が配置されていない端面に保護膜を有していない。そこで、プラズマ処理装置１では、基板２４１のうち、コネクタ２５１、検出回路２５２及び出力ポート２５３が配置されていない端面に当該端面を封止する封止膜が形成されてもよい。これにより、基板２４１の端面から吸収される水分を抑制することができる。
【００８０】
［検出部１６ｋの構成例］
図１０は、検出部１６ｋの構成例を示す図である。検出部１６ｋは、上述した通り、第１の検出部１６ｇ及び第２の検出部１６ｉが一体化されることで構成される。図１０において、図７の第１の検出部１６ｇ及び図９の第２の検出部１６ｉと同一の部分については同一の符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。図１０に示すように、検出部１６ｋは、基板２８１及び筐体２８２を有する。基板２８１には、コネクタ２１１、抵抗素子２２１、ＬＰＦ２２２、減衰器２２３、検波器２２４、抵抗素子２２５、キャパシタ２２６、Ａ／Ｄ変換器２２７、変換部２２８及び出力ポート２１３が配置されている。また、基板２８１には、コネクタ２５１、抵抗素子２６１、ＬＰＦ２６２、減衰器２６３、検波器２６４、抵抗素子２６５、キャパシタ２６６及びＡ／Ｄ変換器２６７が配置されている。抵抗素子２２１、ＬＰＦ２２２、減衰器２２３、検波器２２４、抵抗素子２２５、キャパシタ２２６、Ａ／Ｄ変換器２２７、変換部２２８、抵抗素子２６５、キャパシタ２６６及びＡ／Ｄ変換器２６７は、検出回路を構築している。検出回路は、コネクタ２１１を介して伝送線路１６１ｆから入力される進行波を進行波のパワーを示す第１の検出値Ｐｆに変換するとともに、コネクタ２５１を介して伝送線路１６１ｈから入力される反射波を反射波のパワーを示す第２の検出値Ｐｒに変換する。すなわち、検出回路において、変換部２２８は、Ａ／Ｄ変換器２２７により得られるデジタル値を第１の検出値Ｐｆに変換するとともに、Ａ／Ｄ変換器２６７により得られるデジタル値を第２の検出値Ｐｒに変換する。
【００８１】
出力ポート２１３は、変換部２２８により得られる第１の検出値Ｐｆ及び第２の検出値Ｐｒをパワー制御部１６２へ出力する。
【００８２】
筐体２８２は、基板２８１を収容している。筐体２８２は、例えば容器と蓋とから構成されており、容器と蓋とがねじ止め等で固定されることにより、基板２８１を収容するための内部空間を形成している。筐体２８２は、基板２８１のマイクロ波が筐体２８２の外部に漏洩する事態を回避するためのシールド、並びに、筐体２８２の外部からの電磁波に対するシールドとしての機能を有する。筐体２８２では、電磁シールドが行われるため、容器と蓋とが密着されている。筐体２８２には、コネクタ用開口２８２ａ、コネクタ用開口２８２ｂ及び出力ポート用開口２８２ｃが形成されている。基板２８１は、コネクタ用開口２８２ａにコネクタ２１１が挿通され、コネクタ用開口２８２ｂにコネクタ２５１が挿通され且つ出力ポート用開口２８２ｃに出力ポート２１３が挿通された状態で、筐体２８２内に収容される。
【００８３】
筐体２８２のコネクタ用開口２８２ａには、コネクタ２１１の周囲を封止する第５の封止部材２９１が設けられている。また、筐体２８２のコネクタ用開口２８２ｂには、コネクタ２５１の周囲を封止する第６の封止部材２９２が設けられている。また、筐体２８２の出力ポート用開口２８２ｃには、出力ポート２１３の周囲を封止する第７の封止部材２９３が設けられている。
【００８４】
ところで、プラズマ処理装置１では、検出部１６ｋの組み立て性を向上する観点から、コネクタ用開口２８２ａの内壁面とコネクタ２１１との間に所定の隙間が存在し、コネクタ用開口２８２ｂの内壁面とコネクタ２５１との間に所定の隙間が存在する。また、出力ポート用開口２８２ｃの内壁面と出力ポート２１３との間に所定の隙間が存在する。検出部１６ｋでは、これらの隙間から筐体２８２内に空気中の水分が侵入する場合がある。筐体２８２内に侵入した水分は、筐体２８２内に収容された基板２８１に吸収される。基板２８１に吸収された水分は、基板２８１に配置された検出回路の特性にズレを生じさせ、進行波及び反射波（マイクロ波）のパワーの検出精度を低下させる要因となる。
【００８５】
そこで、プラズマ処理装置１では、基板２８１を収容する筐体２８２の内部空間を形成する容器と蓋とを密着させ、コネクタ用開口２８２ａに第５の封止部材２９１を設け、コネクタ用開口２８２ｂに第６の封止部材２９２を設け、出力ポート用開口２８２ｃに第７の封止部材２９３を設ける。これにより、筐体２８２内に水分が侵入して基板２８１に吸収されることを抑制している。
【００８６】
これにより、プラズマ処理装置１では、基板２８１に吸収される水分に応じた基板２８１の表面抵抗及び誘電率の変化を抑制することができる。これにより、基板２８１に配置された検出回路の特性に生じるズレを抑制することができる。その結果、進行波及び反射波（マイクロ波）のパワーの検出精度を向上することができる。
【００８７】
なお、プラズマ処理装置１では、基板２８１に吸収される水分をさらに抑制するために、筐体２８２の内部に例えばシリカゲル等の吸湿剤が配置されてもよい。吸湿剤は、検出回路を構成する複数の要素のうち、マイクロ波が直接的に流れる要素（すなわち、ＬＰＦ２２２、減衰器２２３、ＬＰＦ２６２及び減衰器２６３）の近傍の位置に配置されることが好ましい。また、筐体２８２の内部にドライエアを供給することにより、筐体２８２の内部の空間を乾燥させてもよい。
【００８８】
また、基板２８１は、一般に、コネクタ、検出回路及び出力ポートが配置される表面にソルダーレジスト等の保護膜を有しているものの、コネクタ、検出回路及び出力ポートが配置されていない端面に保護膜を有していない。そこで、プラズマ処理装置１では、基板２８１のうち、コネクタ、検出回路及び出力ポートが配置されていない端面に当該端面を封止する封止膜が形成されてもよい。これにより、基板２８１の端面から吸収される水分を抑制することができる。
【００８９】
［チューナ２６の構成例］
以下、チューナ２６の構成例について説明する。図１１は、チューナ２６の構成例を示す図である。図１１に示されるように、チューナ２６は、３スタブチューナとして構成されている。３スタブチューナは、３つの分岐導波管を備える。管内波長をλｇとすると、３つの分岐導波管は、マイクロ波の進行方向にλｇ／４間隔で導波管２１に設けられている。それらの分岐導波管の中にスタブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃが配置されている。スタブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、導波管２１の内部空間に対する突出量を０〜λｇ／４の範囲で調整可能である。スタブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、それぞれに対応するモータ３６１ａ，３６１ｂ，３６１ｃが接続されている。スタブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、モータ３６１ａ，３６１ｂ，３６１ｃを駆動させる駆動回路３６２の制御信号に基づいて、突出量が調整される。分岐導波管の中でスタブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃの位置が変更されると、導波管２１の特性インピーダンスが変化する。この原理を利用して、負荷にこのチューナ２６のインピーダンスを加えた負荷側のインピーダンスをマイクロ波出力装置１６のインピーダンスに整合させることができる。
【００９０】
チューナ２６は、チューナ検波部３６３及びチューナ制御部３６０を備える。チューナ検波部３６３は、スタブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃよりもマイクロ波出力装置１６側の導波管２１に取り付けられている。チューナ検波部３６３は、一例として三探針検波器であり、３本のダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃを有する。ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃは、マイクロ波の進行方向にλｇ／８間隔で導波管２１に設けられている。ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃは、導波管２１を伝搬するマイクロ波のパワーに応じた電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３をそれぞれ検出し、検出した電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３をそれぞれ出力する。電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、対応するＡ／Ｄ変換器３６４ａ，３６４ｂ，３６４ｃを介してチューナ制御部３６０へと出力される。ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃは、検出回路の一例である。電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、検出値の一例である。
【００９１】
また、ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃは、図示しない基板上に配置されている。また、ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃが配置された基板には、ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃから出力される電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を出力する複数の出力ポートが更に配置されている。ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃ及び複数の出力ポートが配置された基板は、チューナ検波部３６３の筐体内に収容されている。すなわち、チューナ検波部３６３の筐体には、複数のプローブ用開口と複数の出力ポート用開口とが形成されている。複数のプローブ用開口の各々は、第５の開口の一例であり、複数の出力ポート用開口の各々は、第６の開口の一例である。そして、基板は、複数のプローブ用開口の各々にダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃの各々の一部（例えば、プローブ部分）が挿通され且つ複数の出力ポート用開口に複数の出力ポートに接続された配線が挿通された状態で、チューナ検波部３６３の筐体内に収容されている。配線は、例えば、コネクタである。複数のプローブ用開口の各々には、ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃの各々の一部の周囲を封止する第５の封止部材が設けられている。複数の出力ポート用開口の各々には、配線の周囲を封止する第６の封止部材が設けられている。
【００９２】
チューナ制御部３６０は、演算回路３６０ａ及びモータ指令回路３６０ｂを備える。演算回路３６０ａは、ダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃから出力される電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３に基づいて反射係数の測定値を求める。導波管２１の中を伝搬するマイクロ波の定在波（進行波および反射波）についてチューナ検波部３６３の位置で観測される反射係数（複素反射係数）をΓとすると、電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は次の数式（１）で表される。
【数１】
2020016592.tif 000003
【００９３】
ただし、Ｋは比例定数（検波感度）、Ｖｉは入射波振幅、｜Γ｜，θは反射係数Γの絶対値および位相である。
【００９４】
演算回路３６０ａは、電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３について、下記の数式（２）で表される演算を行うことにより、反射係数Γに関する余弦積Ｖｃ、正弦積Ｖｓを求める。
【数２】
2020016592.tif 000004
【００９５】
そして、余弦積Ｖｃ、正弦積Ｖｓに基づいてモータ指令回路３６０ｂが駆動回路３６２を動作させ、インピーダンスの調整がフィードバック的に行われる。
【００９６】
ところで、プラズマ処理装置１では、チューナ検波部３６３の組み立て性を向上する観点から、複数のプローブ用開口の各々の内壁面とダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃの各々の一部との間に所定の隙間が存在する。また、複数の出力ポート用開口の各々の内壁面と複数の出力ポートの各々との間に所定の隙間が存在する。チューナ検波部３６３では、これらの隙間からチューナ検波部３６３の筐体内に空気中の水分が侵入する場合がある。チューナ検波部３６３の筐体内に侵入した水分は、チューナ検波部３６３の筐体内に収容された基板に吸収される。基板に吸収された水分は、基板に配置されたダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃの特性にズレを生じさせ、電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の検出精度を低下させる要因となる。
【００９７】
そこで、プラズマ処理装置１では、チューナ検波部３６３の筐体における複数のプローブ用開口の各々に第５の封止部材を設け、複数の出力ポート用開口の各々に第６の封止部材を設けることで、チューナ検波部３６３の筐体内に水分が侵入して基板に吸収されることを抑制している。
【００９８】
これにより、プラズマ処理装置１では、基板に吸収される水分に応じた基板の表面抵抗及び誘電率の変化を抑制することができる。これにより、基板に配置されたダイオード付きプローブ３６３ａ，３６３ｂ，３６３ｃの特性に生じるズレを抑制することができる。その結果、電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の検出精度を向上することができる。
【００９９】
以上、一実施形態に係る検出装置（例えば、第１の検出部１６ｇ）は、基板２０１と、筐体２０２と、第１の封止部材２３１と、第２の封止部材２３２とを有する。基板２０１には、コネクタ２１１と、検出回路２１２と、出力ポート２１３とが配置される。コネクタ２１１は、マイクロ波（例えば、進行波）の伝送線路１６１ｆに接続される。検出回路２１２は、コネクタ２１１を介して伝送線路１６１ｆから入力される進行波を進行波のパワーを示す第１の検出値Ｐｆに変換する。出力ポート２１３は、検出回路２１２により得られる第１の検出値Ｐｆを出力する。筐体２０２は、コネクタ用開口２０２ａ及び出力ポート用開口２０２ｂが形成され、コネクタ用開口２０２ａにコネクタ２１１が挿通され且つ出力ポート用開口２０２ｂに出力ポート２１３が挿通された状態で、基板２０１を収容する。第１の封止部材２３１は、筐体２０２のコネクタ用開口２０２ａに設けられ、コネクタ２１１の周囲を封止する。第２の封止部材２３２は、筐体２０２の出力ポート用開口２０２ｂに設けられ、出力ポート２１３の周囲を封止する。
【０１００】
これにより、検出装置は（例えば、第１の検出部１６ｇ）は、マイクロ波（例えば、進行波）のパワーの検出精度を向上することができる。
【０１０１】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、開示の技術は、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。
【０１０２】
例えば、上述した実施形態では、検出装置（例えば、第１の検出部１６ｇ）は、マイクロ波発生部１６ａを用いてマイクロ波を発生するマイクロ波出力装置１６に適用される場合を例に説明したが、開示の技術は、これに限られない。検出装置（例えば、第１の検出部１６ｇ）は、他のマイクロ波発生源を用いてマイクロ波を発生するマイクロ波出力装置に適用されてもよい。他のマイクロ波発生源としては、例えば、マグネトロンが用いられる。
【０１０３】
例えば、上述した実施形態では、筐体の開口にコネクタ又は出力ポートが挿通される例を説明したが、開示の技術は、これに限られない。例えば、コネクタ又は出力ポートに接続されるケーブル等の伝送線路（例えば、伝送線路１６１ｆ）が筐体の開口に挿通されてもよい。この場合、伝送線路の周囲を封止部材によって封止してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１  プラズマ処理装置
１２  チャンバ本体
１４  ステージ
１６  マイクロ波出力装置
１６ａ  マイクロ波発生部
１６ｆ  第１の方向性結合器
１６ｇ  第１の検出部
１６ｈ  第２の方向性結合器
１６ｉ  第２の検出部
１６ｋ  検出部
１６ｔ  出力部
１００  制御器
１６１  波形発生部
１６１ｆ  伝送線路
１６１ｈ  伝送線路
１６２  パワー制御部
１６３  減衰器
１６４  増幅器
１６５  増幅器
１６６  モード変換器
２０１  基板
２０２  筐体
２０２ａ  コネクタ用開口
２０２ｂ  出力ポート用開口
２１１  コネクタ
２１２  検出回路
２１３  出力ポート
２２２  ＬＰＦ
２２３  減衰器
２２４  検波器
２２７  Ａ／Ｄ変換器
２２８  変換部
２３１  第１の封止部材
２３２  第２の封止部材
２４１  基板
２４２  筐体
２４２ａ  コネクタ用開口
２４２ｂ  出力ポート用開口
２５１  コネクタ
２５２  検出回路
２５３  出力ポート
２６２  ＬＰＦ
２６３  減衰器
２６４  検波器
２６７  Ａ／Ｄ変換器
２６８  変換部
２７１  第３の封止部材
２７２  第４の封止部材
２８１  基板
２８２  筐体
２８２ａ  コネクタ用開口
２８２ｂ  コネクタ用開口
２８２ｃ  出力ポート用開口
２９１  第５の封止部材
２９２  第６の封止部材
２９３  第７の封止部材
【図１】
2020016592.tif 000005
【図２】
2020016592.tif 000006
【図３】
2020016592.tif 000007
【図４】
2020016592.tif 000008
【図５】
2020016592.tif 000009
【図６】
2020016592.tif 000010
【図７】
2020016592.tif 000011
【図８】
2020016592.tif 000012
【図９】
2020016592.tif 000013
【図１０】
2020016592.tif 000014
【図１１】
2020016592.tif 000015