(57)【要約】【課題】マイクロ波出力装置の出力部における進行波のパワーと方向性結合器から出力される進行波の一部に基づいて求められる進行波のパワーの測定値との間の誤差を低減させる。【解決手段】一実施形態のマイクロ波出力装置では、マイクロ波発生部から出力部まで伝搬する進行波の一部が方向性結合器から出力される。第１の測定部では、ダイオード検波により進行波の一部のパワーに応じたアナログ信号が生成され、当該アナログ信号がデジタル値に変換される。また、マイクロ波出力装置に指定されたマイクロ波の設定周波数及び設定パワーに対応付けられた一以上の補正係数が選択される。選択された一以上の補正係数がデジタル値と乗算されることにより、測定値が決定される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御器から指示された設定周波数及び設定パワーにそれぞれ応じた周波数及びパワーを有する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伝搬される進行波の一部を出力する第１の方向性結合器と、
前記第１の方向性結合器から出力される前記進行波の前記一部に基づいて、前記出力部における前記進行波のパワーを示す第１の測定値を決定する第１の測定部と、
を備え、
前記第１の測定部は、
ダイオード検波を用いて前記進行波の前記一部のパワーに応じたアナログ信号を生成する第１の検波部と、
前記第１の検波部によって生成されるアナログ信号をデジタル値に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記第１のＡ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル値を前記出力部における進行波のパワーに補正するために予め定められた複数の第１の補正係数から、前記制御器によって指示された前記設定周波数及び前記設定パワーに対応付けられた一以上の第１の補正係数を選択し、選択された該一以上の第１の補正係数を前記第１のＡ／Ｄ変換器によって生成された前記デジタル値に乗算することにより、前記第１の測定値を決定するよう構成された第１の処理部と、
を有する、
マイクロ波出力装置。
【請求項２】
前記複数の第１の補正係数は、複数の設定周波数にそれぞれ対応付けられた複数の第１の係数、及び、複数の設定パワーにそれぞれ対応付けられた複数の第２の係数を含んでおり、
前記第１の処理部は、前記一以上の第１の補正係数として、前記複数の第１の係数のうち前記制御器によって指示された前記設定周波数に対応付けられた第１の係数、及び、前記複数の第２の係数のうち前記制御器によって指定された前記設定パワーに対応付けられた第２の係数を、前記第１のＡ／Ｄ変換器によって生成された前記デジタル値に乗算することにより、前記第１の測定値を決定するよう構成されている、
請求項１に記載のマイクロ波出力装置。
【請求項３】
前記出力部に戻された反射波の一部を出力する第２の方向性結合器と、
前記第２の方向性結合器から出力される前記反射波の一部に基づいて、前記出力部における前記反射波のパワーを示す第２の測定値を決定する第２の測定部と、
を更に備え、
前記第２の測定部は、
ダイオード検波を用いて前記反射波の一部のパワーに応じたアナログ信号を生成する第２の検波部と、
前記第２の検波部によって生成されるアナログ信号をデジタル値に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
前記第２のＡ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル値を前記出力部における反射波のパワーに補正するために予め定められた複数の第２の補正係数から、前記制御器によって指示された前記設定周波数及び前記設定パワーに対応付けられた一以上の第２の補正係数を選択し、選択された該一以上の第２の補正係数を前記第２のＡ／Ｄ変換器によって生成された前記デジタル値に乗算することにより、前記第２の測定値を決定するよう構成された第２の処理部と、
を有する、
請求項１又は２に記載のマイクロ波出力装置。
【請求項４】
前記複数の第２の補正係数は、複数の設定周波数にそれぞれ対応付けられた複数の第３の係数、及び、複数の設定パワーにそれぞれ対応付けられた複数の第４の係数を含んでおり、
前記第２の処理部は、前記一以上の第２の補正係数として、前記複数の第３の係数のうち前記制御器によって指示された前記設定周波数に対応付けられた第３の係数、及び、前記複数の第４の係数のうち前記制御器によって指定された前記設定パワーに対応付けられた第４の係数を、前記第２のＡ／Ｄ変換器によって生成された前記デジタル値に乗算することにより、前記第２の測定値を決定するよう構成されている、
請求項３に記載のマイクロ波出力装置。
【請求項５】
制御器から指示された設定周波数及び設定パワーにそれぞれ応じた周波数及びパワーを有する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伝搬される進行波の一部を出力する第１の方向性結合器と、
前記第１の方向性結合器からの前記進行波の一部に基づいて、前記出力部における前記進行波のパワーを示す第１の測定値を決定する第１の測定部と、
を備え、
前記第１の測定部は、
前記進行波の前記一部のパワーを表すデジタル値を求める第１のスペクトル解析部と、
前記第１のスペクトル解析部によって求められるデジタル値を前記出力部における進行波のパワーに補正するために予め定められた複数の第１の補正係数から、前記制御器によって指示された前記設定周波数に対応付けられた第１の補正係数を選択し、選択された該第１の補正係数を、前記第１のスペクトル解析部によって求められた前記デジタル値に乗算することにより、前記第１の測定値を決定するよう構成された第１の処理部と、
を有する、
マイクロ波出力装置。
【請求項６】
前記出力部に戻された反射波の一部を出力する第２の方向性結合器と、
前記第２の方向性結合器から出力される前記反射波の一部に基づいて、前記出力部における前記反射波のパワーを示す第２の測定値を決定する第２の測定部と、
を更に備え、
前記第２の測定部は、
前記反射波の前記一部のパワーを表すデジタル値を求める第２のスペクトル解析部と、
前記第２のスペクトル解析部によって求められるデジタル値を前記出力部における反射波のパワーに補正するために予め定められた複数の第２の補正係数から、前記制御器によって指示された前記設定周波数に対応付けられた第２の補正係数を選択し、選択された該第２の補正係数を、前記第２のスペクトル解析部によって求められた前記デジタル値に乗算することにより、前記第２の測定値を決定するよう構成された第２の処理部と、
を有する、
請求項５に記載のマイクロ波出力装置。
【請求項７】
前記マイクロ波発生部は、前記第１の測定値と前記第２の測定値との差を前記制御器によって指定された前記設定パワーに近づけるよう、該マイクロ波発生部が発生する前記マイクロ波のパワーを調整するパワー制御部を有する、請求項３〜４及び６の何れか一項に記載のマイクロ波出力装置。
【請求項８】
チャンバ本体と、
請求項１〜７の何れか一項に記載のマイクロ波出力装置であり、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該マイクロ波出力装置と、
を備えるプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においてはプラズマ処理装置が利用されている。プラズマ処理装置には、容量結合型のプラズマ処理装置、誘導結合型のプラズマ処理装置といった種々のタイプのプラズマ処理装置があるが、マイクロ波を用いてガスを励起させるタイプのプラズマ処理装置が用いられるようになっている。
【０００３】
通常、プラズマ処理装置においては、単一周波数の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が、特許文献１に記載されているように、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もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロ波出力装置は、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よって発生され、導波路を伝搬した後に、出力部から出力されるようになっている。プラズマ処理装置では、この出力部に負荷が結合される。したがって、プラズマ処理装置のチャンバ本体内で発生するプラズマを安定させるためには、出力部におけるマイクロ波のパワーを適切に設定する必要がある。そのためには、出力部におけるマイクロ波のパワー、特に進行波のパワーを測定することが重要である。
【０００６】
進行波のパワーを測定するために、マイクロ波出力装置では、一般的に、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、この方向性結合器から出力される進行波の一部のパワーの測定値が求められる。しかしながら、出力部における進行波のパワーと方向性結合器から出力される進行波の一部に基づいて求められる進行波のパワーの測定値との間には誤差が生じ得る。
【０００７】
したがって、出力部における進行波のパワーと方向性結合器から出力される進行波の一部に基づいて求められる進行波のパワーの測定値との間の誤差を低減させることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様においてはマイクロ波出力装置が提供される。マイクロ波出力装置は、マイクロ波発生部、出力部、第１の方向性結合器、及び、第１の測定部を備える。マイクロ波発生部は、制御器から指示された設定周波数及び設定パワーにそれぞれ応じた周波数及びパワーを有するマイクロ波を発生するよう構成されている。マイクロ波発生部から伝搬されたマイクロ波は出力部から出力される。第１の方向性結合器は、マイクロ波発生部から出力部に伝搬される進行波の一部を出力するよう構成されている。第１の測定部は、第１の方向性結合器から出力される進行波の一部に基づいて、出力部における進行波のパワーを示す第１の測定値を決定するよう構成されている。第１の測定部は、第１の検波部、第１のＡ／Ｄ変換器、及び、第１の処理部を有する。第１の検波部は、ダイオード検波を用いて、第１の方向性結合器からの進行波の一部のパワーに応じたアナログ信号を生成するよう構成されている。第１のＡ／Ｄ変換器は、第１の検波部によって生成されるアナログ信号をデジタル値に変換する。第１の処理部は、第１のＡ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル値を出力部における進行波のパワーに補正するために予め定められた複数の第１の補正係数から、制御器によって指示された設定周波数及び設定パワーに対応付けられた一以上の第１の補正係数を選択し、選択された一以上の第１の補正係数を第１のＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル値に乗算することにより、第１の測定値を決定するよう構成されている。
【０００９】
第１の検波部によって生成されるアナログ信号を第１のＡ／Ｄ変換器によって変換することにより得られるデジタル値は、出力部における進行波のパワーに対して誤差を有する。当該誤差は、マイクロ波の設定周波数及び設定パワーに対して依存性を有する。上記一態様に係るマイクロ波出力装置では、設定周波数及び設定パワーに依存する上記誤差を低減させるための一以上の第１の補正係数を選択可能とするために、複数の第１の補正係数が準備されている。複数の第１の補正係数は、例えば、第１の処理部がアクセス可能な記憶装置に格納されている。このマイクロ波出力装置では、当該複数の第１の補正係数から、制御器によって指示された設定周波数及び設定パワーに対応付けられた一以上の第１の補正係数が選択され、当該一以上の第１の補正係数が第１のＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル値に乗算されることにより第１の測定値が求められる。したがって、出力部における進行波のパワーと第１の方向性結合器から出力される進行波の一部に基づいて求められる第１の測定値との間の誤差が低減される。
【００１０】
一実施形態において、複数の第１の補正係数は、複数の設定周波数にそれぞれ対応付けられた複数の第１の係数、及び、複数の設定パワーにそれぞれ対応付けられた複数の第２の係数を含んでいる。第１の処理部は、一以上の第１の補正係数として、複数の第１の係数のうち制御器によって指示された設定周波数に対応付けられた第１の係数、及び、複数の第２の係数のうち制御器によって指定された設定パワーに対応付けられた第２の係数を、第１のＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル値に乗算することにより、第１の測定値を決定するよう構成されている。この実施形態では、複数の第１の補正係数の個数は、設定周波数として指定可能な周波数の個数と設定パワーとして指定可能なパワーの個数との和となる。したがって、この実施形態によれば、設定周波数として指定可能な周波数の個数と設定パワーとして指定可能なパワーの個数との積である個数分の第１の補正係数を準備する場合に比して、複数の第１の補正係数の個数が少なくなる。
【００１１】
一実施形態において、マイクロ波出力装置は、第２の方向性結合器及び第２の測定部を更に備える。第２の方向性結合器は、出力部に戻された反射波の一部を出力するよう構成されている。第２の測定部は、第２の方向性結合器から出力される反射波の一部に基づいて、出力部における反射波のパワーを示す第２の測定値を決定するよう構成されている。第２の測定部は、第２の検波部、第２のＡ／Ｄ変換器、及び、第２の処理部を備える。第２の検波部は、ダイオード検波を用いて反射波の一部のパワーに応じたアナログ信号を生成するよう構成されている。第２のＡ／Ｄ変換器は、第２の検波部によって生成されるアナログ信号をデジタル値に変換するよう構成されている。第２の処理部は、第２のＡ／Ｄ変換器によって生成されるデジタル値を出力部における反射波のパワーに補正するために予め定められた複数の第２の補正係数から、制御器によって指示された設定周波数及び設定パワーに対応付けられた一以上の第２の補正係数を選択し、選択された一以上の第２の補正係数を第２のＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル値に乗算することにより、第２の測定値を決定するよう構成されている。
【００１２】
第２の検波部によって生成されるアナログ信号を第２のＡ／Ｄ変換器によって変換することにより得られるデジタル値は、出力部における反射波のパワーに対して誤差を有する。当該誤差は、マイクロ波の設定周波数及び設定パワーに対して依存性を有する。上記実施形態のマイクロ波出力装置では、設定周波数及び設定パワーに依存する上記誤差を低減させるための一以上の第２の補正係数を選択可能とするために、複数の第２の補正係数が予め準備されている。複数の第２の補正係数は、例えば、第２の処理部がアクセス可能な記憶装置に格納されている。このマイクロ波出力装置では、当該複数の第２の補正係数から、制御器によって指示された設定周波数及び設定パワーに対応付けられた一以上の第２の補正係数が選択され、当該一以上の第２の補正係数が第２のＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル値に乗算されることにより第２の測定値が求められる。したがって、出力部における反射波のパワーと第２の方向性結合器から出力される反射波の一部に基づいて求められる第２の測定値との間の誤差が低減される。
【００１３】
一実施形態において、複数の第２の補正係数は、複数の設定周波数にそれぞれ対応付けられた複数の第３の係数、及び、複数の設定パワーにそれぞれ対応付けられた複数の第４の係数を含んでいる。第２の処理部は、一以上の第２の補正係数として、複数の第３の係数のうち制御器によって指示された設定周波数に対応付けられた第３の係数、及び、複数の第４の係数のうち制御器によって指定された設定パワーに対応付けられた第４の係数を第２のＡ／Ｄ変換器によって生成されたデジタル値に乗算することにより、第２の測定値を決定するよう構成されている。この実施形態では、複数の第２の補正係数の個数は、複数の設定周波数の個数と複数の設定パワーの個数との和となる。したがって、この実施形態によれば、複数の設定周波数の個数と複数の設定パワーの個数との積である個数分だけ第２の補正係数を準備する場合に比して、複数の第２の補正係数の個数が少なくなる。
【００１４】
別の態様では、マイクロ波出力装置が提供される。マイクロ波出力装置は、マイクロ波発生部、出力部、第１の方向性結合器、及び、第１の測定部を備えている。マイクロ波発生部は、制御器から指示された設定周波数及び設定パワーにそれぞれ応じた周波数及びパワーを有するマイクロ波を発生するよう構成されている。マイクロ波発生部から伝搬されたマイクロ波は出力部から出力される。第１の方向性結合器は、マイクロ波発生部から出力部に伝搬される進行波の一部を出力するように構成されている。第１の測定部は、第１の方向性結合器からの進行波の一部に基づいて、出力部における進行波のパワーを示す第１の測定値を決定するよう構成されている。第１の測定部は、第１のスペクトル解析部及び第１の処理部を有している。第１のスペクトル解析部は、進行波の一部のパワーを表すデジタル値を求めるよう構成されている。第１の処理部は、第１のスペクトル解析部によって求められるデジタル値を出力部における進行波のパワーに補正するために予め定められた複数の第１の補正係数から、制御器によって指示された設定周波数に対応付けられた第１の補正係数を選択し、選択された第１の補正係数を、第１のスペクトル解析部によって求められたデジタル値に乗算することにより、第１の測定値を決定するよう構成されている。
【００１５】
上記別の態様に係るマイクロ波出力装置では、第１のスペクトル解析部によって求められたデジタル値に、設定周波数に基づいて複数の第１の補正係数から選択された第１の補正係数が乗算される。これにより、第１の測定値が得られる。したがって、出力部における進行波のパワーと第１の方向性結合器から出力される進行波の一部に基づいて求められる第１の測定値との間の誤差が低減される。
【００１６】
一実施形態において、マイクロ波出力装置は、第２の方向性結合器及び第２の測定部を更に備える。第２の方向性結合器は、出力部に戻された反射波の一部を出力するよう構成されている。第２の測定部は、第２の方向性結合器から出力される反射波の一部に基づいて、出力部における反射波のパワーを示す第２の測定値を決定するよう構成されている。第２の測定部は、第２のスペクトル解析部及び第２の処理部を有する。第２のスペクトル解析部は、反射波の一部のパワーを表すデジタル値を求めるよう構成されている。第２の処理部は、第２のスペクトル解析部によって求められるデジタル値を出力部における反射波のパワーに補正するために予め定められた複数の第２の補正係数から、制御器によって指示された設定周波数に対応付けられた第２の補正係数を選択し、選択された第２の補正係数を、第２のスペクトル解析部によって求められたデジタル値に乗算することにより、第２の測定値を決定するよう構成されている。
【００１７】
上記実施形態では、第２のスペクトル解析部でのスペクトル解析によって得られるデジタル値に、設定周波数に基づいて複数の第２の補正係数から選択された第２の補正係数が乗算される。これにより、第２の測定値が得られる。したがって、出力部における反射波のパワーと第２の方向性結合器から出力される反射波の一部に基づいて求められる第２の測定値との間の誤差が低減される。
【００１８】
一実施形態において、マイクロ波発生部は、第１の測定値と第２の測定値との差を制御器によって指定された設定パワーに近づけるよう、当該マイクロ波発生部が発生するマイクロ波のパワーを調整するパワー制御部を有する。この実施形態では、マイクロ波出力装置の出力部に結合される負荷に供給されるマイクロ波のロードパワーが、設定パワーに近づけられる。
【００１９】
更に別の態様においては、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ本体及びマイクロ波出力装置を備える。マイクロ波出力装置は、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ように構成されている。このマイクロ波出力装置は、上述の複数の態様及び複数の実施形態のうち何れかのマイクロ波出力装置である。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、マイクロ波出力装置の出力部における進行波のパワーと方向性結合器から出力される進行波の一部に基づいて求められる進行波のパワーの測定値との間の誤差を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。
【図２】第１例のマイクロ波出力装置を示す図である。
【図３】第２例のマイクロ波出力装置を示す図である。
【図４】第３例のマイクロ波出力装置を示す図である。
【図５】第１例の第１の測定部を示す図である。
【図６】第１例の第２の測定部を示す図である。
【図７】複数の第１の補正係数を準備する際のマイクロ波出力装置を含むシステムの構成を示す図である。
【図８】複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法の流れ図である。
【図９】複数の第２の補正係数を準備する際のマイクロ波出力装置を含むシステムの構成を示す図である。
【図１０】複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法の流れ図である。
【図１１】複数の第１の補正係数として、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）を準備する方法の流れ図である。
【図１２】複数の第２の補正係数として、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）を準備する方法の流れ図である。
【図１３】第２例の第１の測定部を示す図である。
【図１４】第２例の第２の測定部を示す図である。
【図１５】複数の第１の補正係数ｋsf（Ｆ）を準備する方法の流れ図である。
【図１６】複数の第２の補正係数ｋsｒ（Ｆ）を準備する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、１３．６５ＭＨｚ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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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単一周波数の、即ちシングルピーク（ＳＰ）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及びパワーを可変に調整するよう構成されている。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を２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚの範囲内で調整することできる。
【００３４】
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、可動板２６ａ及び可動板２６ｂを有している。可動板２６ａ及び可動板２６ｂ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、基準位置に対する可動板２６ａ及び可動板２６ｂ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
［マイクロ波出力装置１６の構成例］
【００４９】
以下、マイクロ波出力装置１６の三つの例の詳細について説明する。
【００５０】
［マイクロ波出力装置１６の第１例］
【００５１】
図２は、第１例のマイクロ波出力装置を示す図である。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、導波管１６ｄ、導波管１６ｅ、第１の方向性結合器１６ｆ、第１の測定部１６ｇ、第２の方向性結合器１６ｈ、第２の測定部１６ｉ、及び、ダミーロード１６ｊを有している。
【００５２】
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に応じた周波数を有するシングルピークのマイクロ波を発生する。波形発生部１６１は、例えば、設定周波数に応じた周波数を有するシングルピークのマイクロ波を発生するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）発振器を有する。
【００５３】
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。
【００５４】
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２６１に接続されている。サーキュレータ１６ｃは、第１ポート２６１、第２ポート２６２、及び、第３ポート２６３を有している。サーキュレータ１６ｃは、第１ポート２６１に入力されたマイクロ波を第２ポート２６２から出力し、第２ポート２６２に入力したマイクロ波を第３ポート２６３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２６２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。
【００５５】
サーキュレータ１６ｃの第３ポート２６３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。
【００５６】
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（即ち、進行波）の一部を分岐させて、当該進行波の一部を出力するように構成されている。第１の測定部１６ｇは、第１の方向性結合器１６ｆから出力された進行波の一部に基づき、出力部１６ｔにおける進行波のパワーを示す第１の測定値を決定する。
【００５７】
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（即ち、反射波）の一部を分岐させて、当該反射波の一部を出力するように構成されている。第２の測定部１６ｉは、第２の方向性結合器１６ｈから出力された反射波の一部に基づき、出力部１６ｔにおける反射波のパワーを示す第２の測定値を決定する。
【００５８】
第１の測定部１６ｇ及び第２の測定部１６ｉはパワー制御部１６２に接続されている。第１の測定部１６ｇは、第１の測定値をパワー制御部１６２に出力し、第２の測定部１６ｉは、第２の測定値をパワー制御部１６２に出力する。パワー制御部１６２は、第１の測定値と第２の測定値の差、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。
【００５９】
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。
【００６０】
［マイクロ波出力装置１６の第２例］
【００６１】
図３は、第２例のマイクロ波出力装置を示す図である。図３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。
【００６２】
［マイクロ波出力装置１６の第３例］
【００６３】
図４は、第３例のマイクロ波出力装置を示す図である。図４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。
【００６４】
以下、マイクロ波出力装置１６の第１の測定部１６ｇの第１例及び第２の測定部１６ｉの第１例について説明する。
【００６５】
［第１の測定部１６ｇの第１例］
【００６６】
図５は、第１例の第１の測定部を示す図である。図５に示すように、第１例において、第１の測定部１６ｇは、第１の検波部２００、第１のＡ／Ｄ変換器２０５、及び、第１の処理部２０６を有している。第１の検波部２００は、ダイオード検波を用いて第１の方向性結合器１６ｆから出力される進行波の一部のパワーに応じたアナログ信号を生成する。第１の検波部２００は、抵抗素子２０１、ダイオード２０２、キャパシタ２０３、及び、増幅器２０４を含んでいる。抵抗素子２０１の一端は、第１の測定部１６ｇの入力に接続されている。この入力には、第１の方向性結合器１６ｆから出力された進行波の一部が入力される。抵抗素子２０１の他端は、グランドに接続されている。ダイオード２０２は、例えば、低バリアショットキーダイオードである。ダイオード２０２のアノードは、第１の測定部１６ｇの入力に接続されている。ダイオード２０２のカソードは、増幅器２０４の入力に接続されている。また、ダイオード２０２のカソードには、キャパシタ２０３の一端が接続されている。キャパシタ２０３の他端は、グランドに接続されている。増幅器２０４の出力は、第１のＡ／Ｄ変換器２０５の入力に接続されている。第１のＡ／Ｄ変換器２０５の出力は、第１の処理部２０６に接続されている。
【００６７】
第１例の第１の測定部１６ｇでは、ダイオード２０２による整流、キャパシタ２０３による平滑化、及び、増幅器２０４による増幅によって、第１の方向性結合器１６ｆからの進行波の一部のパワーに応じたアナログ信号（電圧信号）が得られる。このアナログ信号は、第１のＡ／Ｄ変換器２０５において、デジタル値Ｐｆｄに変換される。デジタル値Ｐｆｄは、第１の方向性結合器１６ｆからの進行波の一部のパワーに応じた値を有する。このデジタル値Ｐｆｄは第１の処理部２０６に入力される。
【００６８】
第１の処理部２０６は、ＣＰＵといったプロセッサから構成されている。第１の処理部２０６には、記憶装置２０７が接続されている。記憶装置２０７には、デジタル値Ｐｆｄを、出力部１６ｔにおける進行波のパワーに補正するための複数の第１の補正係数が記憶されている。また、第１の処理部２０６には、マイクロ波発生部１６ａに対して指定された設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔが制御器１００によって指定される。第１の処理部２０６は、複数の第１の補正係数から、設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔに対応付けられた一以上の第１の補正係数を選択し、選択した第１の補正係数とデジタル値Ｐｆｄとの乗算を実行することにより、第１の測定値Ｐｆｍを決定する。
【００６９】
一例において、記憶装置２０７には、予め設定された複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）が記憶されている。ここで、Ｆは周波数であり、Ｆの個数は、マイクロ波発生部１６ａに指定可能な複数の周波数の個数である。Ｐはパワーであり、Ｐの個数はマイクロ波発生部１６ａに指定可能な複数のパワーの個数である。
【００７０】
複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）が記憶装置２０７に記憶されている場合には、第１の処理部２０６は、ｋｆ（Ｆｓｅｔ，Ｐｓｅｔ）を選択し、Ｐｆｍ＝ｋｆ（Ｆｓｅｔ，Ｐｓｅｔ）×Ｐｆｄの演算を実行することにより、第１の測定値Ｐｆｍを決定する。
【００７１】
別の例において、記憶装置２０７には、複数の第１の補正係数として、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）が記憶されている。ここで、Ｆ，Ｐは、第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）におけるＦ，Ｐと同じである。
【００７２】
複数の第１の補正係数として、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）が記憶装置２０７に記憶されている場合には、第１の処理部２０６は、ｋ１ｆ（Ｆｓｅｔ）及びｋ２ｆ（Ｐｓｅｔ）を選択し、Ｐｆｍ＝ｋ１ｆ（Ｆｓｅｔ）×ｋ２ｆ（Ｐｓｅｔ）×Ｐｆｄの演算を実行することにより、第１の測定値Ｐｆｍを決定する。
【００７３】
［第２の測定部１６ｉの第１例］
【００７４】
図６は、第１例の第２の測定部を示す図である。図６に示すように、第１例において、第２の測定部１６ｉは、第２の検波部２１０、第２のＡ／Ｄ変換器２１５、及び、第２の処理部２１６を有している。第２の検波部２１０は、第１の検波部２００と同様に、ダイオード検波を用いて第２の方向性結合器１６ｈから出力される反射波の一部のパワーに応じたアナログ信号を生成する。第２の検波部２１０は、抵抗素子２１１、ダイオード２１２、キャパシタ２１３、及び、増幅器２１４を含んでいる。抵抗素子２１１の一端は、第２の測定部１６ｉの入力に接続されている。この入力には、第２の方向性結合器１６ｈから出力された反射波の一部が入力される。抵抗素子２１１の他端は、グランドに接続されている。ダイオード２１２は、例えば、低バリアショットキーダイオードである。ダイオード２１２のアノードは、第２の測定部１６ｉの入力に接続されている。ダイオード２１２のカソードは、増幅器２１４の入力に接続されている。また、ダイオード２１２のカソードにはキャパシタ２１３の一端が接続されている。キャパシタ２１３の他端は、グランドに接続されている。増幅器２１４の出力は、第２のＡ／Ｄ変換器２１５の入力に接続されている。第２のＡ／Ｄ変換器２１５の出力は、第２の処理部２１６に接続されている。
【００７５】
第１例の第２の測定部１６ｉでは、ダイオード２１２による整流、キャパシタ２１３による平滑化、及び、増幅器２１４による増幅によって、第２の方向性結合器１６ｈからの反射波の一部のパワーに応じたアナログ信号（電圧信号）が得られる。このアナログ信号は、第２のＡ／Ｄ変換器２１５において、デジタル値Ｐｒｄに変換される。デジタル値Ｐｒｄは、第２の方向性結合器１６ｈからの反射波の一部のパワーに応じた値を有する。このデジタル値Ｐｒｄは第２の処理部２１６に入力される。
【００７６】
第２の処理部２１６は、ＣＰＵといったプロセッサから構成されている。第２の処理部２１６には、記憶装置２１７が接続されている。記憶装置２１７には、デジタル値Ｐｒｄを、出力部１６ｔにおける反射波のパワーに補正するための複数の第２の補正係数が記憶されている。また、第２の処理部２１６には、マイクロ波発生部１６ａに対して指定された設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔｔが制御器１００によって指定される。第２の処理部２１６は、複数の第２の補正係数から、設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔ、及びに対応付けられた一以上の第２の補正係数を選択し、選択した第２の補正係数とデジタル値Ｐｒｄとの乗算を実行することにより、第２の測定値Ｐｒｍを決定する。
【００７７】
一例において、記憶装置２１７には、予め設定された複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）が記憶されている。Ｆ，Ｐは、第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）におけるＦ，Ｐと同じである。
【００７８】
複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）が記憶装置２１７に記憶されている場合には、第２の処理部２１６は、ｋｒ（Ｆｓｅｔ，Ｐｓｅｔ）を選択し、Ｐｒｍ＝ｋｒ（Ｆｓｅｔ，Ｐｓｅｔ）×Ｐｒｄの演算を実行することにより、第２の測定値Ｐｒｍを決定する。
【００７９】
別の例において、記憶装置２１７には、複数の第２の補正係数として、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）が記憶されている。Ｆ，Ｐは、第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）におけるＦ，Ｐと同じである。
【００８０】
複数の第２の補正係数として、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）が記憶装置２１７に記憶されている場合には、第２の処理部２１６は、ｋ１ｒ（Ｆｓｅｔ）及びｋ２ｒ（Ｐｓｅｔ）を選択し、Ｐｒｍ＝ｋ１ｒ（Ｆｓｅｔ）×ｋ２ｒ（Ｐｓｅｔ）×Ｐｒｄの演算を実行することにより、第２の測定値Ｐｒｍを決定する。
【００８１】
［複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法］
【００８２】
以下、複数の第１の補正係数を準備する方法について説明する。図７は、複数の第１の補正係数を準備する際のマイクロ波出力装置を含むシステムの構成を示す図である。図７に示すように、複数の第１の補正係数を準備する際には、マイクロ波出力装置１６の出力部１６ｔに、導波管ＷＧ１の一端が接続される。導波管ＷＧ１の他端には、ダミーロードＤＬ１が接続される。また、導波管ＷＧ１の一端と他端との間には、方向性結合器ＤＣ１が設けられる。この方向性結合器ＤＣ１には、センサＳＤ１が接続される。センサＳＤ１には、パワーメータＰＭ１が接続される。方向性結合器ＤＣ１は、導波管ＷＧ１を伝搬する進行波の一部を分岐させる。方向性結合器ＤＣ１によって分岐された進行波の一部は、センサＳＤ１に入力される。センサＳＤ１は、例えば、熱電対式センサであり、受けたマイクロ波のパワーに比例した起電力を発生して、直流出力を提供する。パワーメータＰＭ１は、センサＳＤ１の直流出力から、出力部１６ｔにおける進行波のパワーＰｆｓを決定する。
【００８３】
図８は、複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法の流れ図である。複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法では、図７に示すシステムが準備される。そして、図８に示すように、ステップＳＴａ１において、周波数ＦがＦｍｉｎに、パワーＰがＰｍａｘに設定される。即ち、マイクロ波発生部１６ａに設定周波数としてＦｍｉｎ、設定パワーとしてＰｍａｘが指定される。なお、Ｆｍｉｎは、マイクロ波発生部１６ａに指定可能な最小の設定周波数であり、Ｐｍａｘは、マイクロ波発生部１６ａに指定可能な最大の設定パワーである。
【００８４】
続くステップＳＴａ２では、マイクロ波発生部１６ａからのマイクロ波の出力が開始される。続くステップＳＴａ３では、マイクロ波の出力が安定したか否かが判定される。例えば、パワーメータＰＭ１において得られるパワーが安定しているか否かが判定される。マイクロ波の出力が安定すると、続くステップＳＴａ４において、パワーメータＰＭ１によりパワーＰｆｓが求められ、第１の測定部１６ｇにおいてデジタル値Ｐｆｄが求められ、ｋｆ（Ｆ，Ｐ）＝Ｐｆｓ／Ｐｆｄの演算により、第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）が求められる。
【００８５】
続くステップＳＴａ５では、周波数Ｆが所定値Ｆｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴａ６では、ＦがＦｍａｘより大きいか否かが判定される。Ｆｍａｘは、マイクロ波発生部１６ａに指定可能な最大の設定周波数である。周波数ＦがＦｍａｘ以下である場合には、マイクロ波発生部１６ａから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更される。そして、ステップＳＴａ４からの処理が継続される。一方、ステップＳＴａ６において、ＦがＦｍａｘよりも大きいと判定されると、ステップＳＴａ７において周波数ＦがＦｍｉｎに設定され、ステップＳＴａ８においてパワーＰが所定値Ｐｉｎｃだけ減少される。
【００８６】
続くステップＳＴａ９では、パワーＰがＰｍｉｎよりも小さいか否かが判定される。Ｐｍｉｎは、マイクロ波発生部１６ａに指定可能な最小の設定パワーである。ステップＳＴａ９において、ＰがＰｍｉｎ以上であると判定されると、マイクロ波発生部１６ａから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、当該マイクロの設定パワーがパワーＰに変更される。そして、ステップＳＴａ４からの処理が継続される。一方、ステップＳＴａ９において、ＰがＰｍｉｎよりも小さいと判定されると、複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。即ち、マイクロ波発生部１６ａに指定される設定周波数及び設定パワーに応じて、デジタル値Ｐｆｄをマイクロ波出力装置１６の出力部１６ｔにおける進行波のパワーに補正するための、複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。
【００８７】
［複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法］
【００８８】
図９は、複数の第２の補正係数を準備する際のマイクロ波出力装置を含むシステムの構成を示す図である。図９に示すように、複数の第２の補正係数を準備する際には、マイクロ波出力装置１６の出力部１６ｔに、導波管ＷＧ２の一端が接続される。導波管ＷＧ２の他端には、マイクロ波出力装置１６のマイクロ波発生部１６ａと同一の構成を有するマイクロ波発生部ＭＧが接続される。マイクロ波発生部ＭＧは、反射波を模擬したマイクロ波を導波管ＷＧ２に出力する。マイクロ波発生部ＭＧは、波形発生部１６１と同様の波形発生部ＭＧ１、パワー制御部１６２と同様のパワー制御部ＭＧ２、減衰器１６３と同様の減衰器ＭＧ３、増幅器１６４と同様の増幅器ＭＧ４、増幅器１６５と同様の増幅器ＭＧ５、及び、モード変換器１６６と同様のモード変換器ＭＧ６を有している。
【００８９】
導波管ＷＧ２の途中には、方向性結合器ＤＣ２が設けられる。この方向性結合器ＤＣ２には、センサＳＤ２が接続される。センサＳＤ２には、パワーメータＰＭ２が接続される。方向性結合器ＤＣ２は、マイクロ波発生部ＭＧによって発生されて、導波管ＷＧ２をマイクロ波出力装置１６に向けて伝搬するマイクロ波の一部を分岐させる。方向性結合器ＤＣ２によって分岐されたマイクロ波の一部は、センサＳＤ２に入力される。センサＳＤ２は、例えば、熱電対式センサであり、受けたマイクロ波の一部のパワーに比例した起電力を発生して、直流出力を提供する。パワーメータＰＭ２は、センサＳＤ２の直流出力から、出力部１６ｔにおけるマイクロ波のパワーＰｒｓを決定する。パワーメータＰＭ２によって決定されるマイクロ波のパワーは、出力部１６ｔにおける反射波のパワーに相当するものである。
【００９０】
図１０は、複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法の流れ図である。複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）を準備する方法では、図９に示すシステムが準備される。そして、図１０に示すように、ステップＳＴｂ１において、周波数ＦがＦｍｉｎに、パワーＰがＰｍａｘに設定される。即ち、マイクロ波発生部ＭＧに設定周波数としてＦｍｉｎ、設定パワーとしてＰｍａｘが指定される。
【００９１】
続くステップＳＴｂ２では、マイクロ波発生部ＭＧからのマイクロ波の出力が開始される。続くステップＳＴｂ３では、マイクロ波の出力が安定したか否かが判定される。例えば、パワーメータＰＭ２において得られるパワーが安定しているか否かが判定される。マイクロ波の出力が安定すると、続くステップＳＴｂ４において、パワーメータＰＭ２によりパワーＰｒｓが求められ、第２の測定部１６ｉにおいてデジタル値Ｐｒｄが求められ、ｋｒ（Ｆ，Ｐ）＝Ｐｒｓ／Ｐｒｄの演算により、第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）が求められる。
【００９２】
続くステップＳＴｂ５では、周波数Ｆが所定値Ｆｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴｂ６では、ＦがＦｍａｘより大きいか否かが判定される。周波数ＦがＦｍａｘ以下である場合には、マイクロ波発生部ＭＧから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更される。そして、ステップＳＴｂ４からの処理が継続される。一方、ステップＳＴｂ６において、ＦがＦｍａｘよりも大きいと判定されると、ステップＳＴｂ７において周波数ＦがＦｍｉｎに設定され、ステップＳＴｂ８においてパワーＰが所定値Ｐｉｎｃだけ減少される。
【００９３】
続くステップＳＴｂ９では、パワーＰがＰｍｉｎよりも小さいか否かが判定される。ステップＳＴｂ９において、ＰがＰｍｉｎ以上であると判定されると、マイクロ波発生部ＭＧから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、当該マイクロの設定パワーがパワーＰに変更される。そして、ステップＳＴｂ４からの処理が継続される。一方、ステップＳＴｂ９において、ＰがＰｍｉｎよりも小さいと判定されると、複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。即ち、マイクロ波発生部１６ａに指定される設定周波数及び設定パワーに応じて、デジタル値Ｐｒｄをマイクロ波出力装置１６の出力部１６ｔにおける反射波のパワーに補正するための、複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。
【００９４】
［複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）を準備する方法］
【００９５】
図１１は、複数の第１の補正係数として、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）を準備する方法の流れ図である。複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）を準備する方法では、図７に示すシステムが準備される。そして、図１１に示すように、ステップＳＴｃ１において、周波数ＦがＦＯに、パワーＰがＰＯに設定される。即ち、マイクロ波発生部１６ａに、設定周波数としてＦＯ、設定パワーとしてＰＯが指定される。なお、ＦＯは、マイクロ波発生部１６ａに任意の設定パワーが指定されても、デジタル値ＰｆｄとパワーＰｆｓとの間の誤差が略０となるマイクロ波の周波数である。また、Ｐｏは、マイクロ波発生部１６ａに任意の設定周波数が指定されても、デジタル値ＰｆｄとパワーＰｆｓとの間の誤差が略０となるマイクロ波のパワーである。
【００９６】
続くステップＳＴｃ２では、マイクロ波発生部１６ａからのマイクロ波の出力が開始される。続くステップＳＴｃ３では、マイクロ波の出力が安定したか否かが判定される。例えば、パワーメータＰＭ１において得られるパワーが安定しているか否かが判定される。マイクロ波の出力が安定すると、続くステップＳＴｃ４において、パワーＰとしてＰｍｉｎが設定され、マイクロ波発生部１６ａから出力されるマイクロ波の設定パワーがＰｍｉｎに変更される。
【００９７】
続くステップＳＴｃ５では、パワーメータＰＭ１によりパワーＰｆｓが求められ、第１の測定部１６ｇにおいてデジタル値Ｐｆｄが求められ、ｋ２ｆ（Ｐ）＝Ｐｆｓ／Ｐｆｄの演算により、第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）が求められる。続くステップＳＴｃ６では、パワーＰが所定値Ｐｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴｃ７では、パワーＰがＰｍａｘよりも大きいか否かが判定される。ステップＳＴｃ７において、ＰがＰｍａｘ以下であると判定されると、マイクロ波発生部１６ａから出力されるマイクロ波の設定パワーがパワーＰに変更され、ステップＳＴｃ５から処理が繰り返される。一方、ステップＳＴｃ７において、ＰがＰｍａｘよりも大きいと判定されると、複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）の準備が完了する。
【００９８】
続くステップＳＴｃ８では、周波数ＦがＦｍｉｎに、パワーＰがＰＯに設定される。即ち、マイクロ波発生部１６ａに、設定周波数、設定パワーとして、Ｆｍｉｎ、ＰＯがそれぞれ指定される。
【００９９】
続くＳＴｃ９では、パワーメータＰＭ１によりパワーＰｆｓが求められ、第１の測定部１６ｇにおいてデジタル値Ｐｆｄが求められ、ｋ１ｆ（Ｆ）＝Ｐｆｓ／（Ｐｆｄ×ｋ２ｆ（ＰＯ））の演算により、第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）が求められる。続くステップＳＴｃ１０では、周波数Ｆが所定値Ｆｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴｃ１１では、周波数ＦがＦｍａｘよりも大きいか否かが判定される。ステップＳＴｃ１１において、ＦがＦｍａｘ以下であると判定されると、マイクロ波発生部１６ａから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、ステップＳＴｃ９から処理が繰り返される。一方、ステップＳＴｃ１１において、ＦがＦｍａｘよりも大きいと判定されると、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）の準備が完了する。
【０１００】
［複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）を準備する方法］
【０１０１】
図１２は、複数の第２の補正係数として、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）を準備する方法の流れ図である。複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）を準備する方法では、図９に示すシステムが準備される。そして、図１２に示すように、ステップＳＴｄ１において、周波数ＦがＦＯに、パワーＰがＰＯに設定される。即ち、マイクロ波発生部ＭＧに設定周波数としてＦＯ、設定パワーとしてＰＯが指定される。
【０１０２】
続くステップＳＴｄ２では、マイクロ波発生部ＭＧからのマイクロ波の出力が開始される。続くステップＳＴｄ３では、マイクロ波の出力が安定したか否かが判定される。例えば、パワーメータＰＭ２において得られるパワーが安定しているか否かが判定される。マイクロ波の出力が安定すると、続くステップＳＴｄ４において、パワーＰとしてＰｍｉｎが設定され、マイクロ波発生部ＭＧから出力されるマイクロ波の設定パワーがＰｍｉｎに変更される。
【０１０３】
続くステップＳＴｄ５では、パワーメータＰＭ２によりパワーＰｒｓが求められ、第２の測定部１６ｉにおいてデジタル値Ｐｒｄが求められ、ｋ２ｒ（Ｐ）＝Ｐｒｓ／Ｐｒｄの演算により、第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）が求められる。続くステップＳＴｄ６では、パワーＰが所定値Ｐｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴｄ７では、パワーＰがＰｍａｘよりも大きいか否かが判定される。ステップＳＴｄ７において、ＰがＰｍａｘ以下であると判定されると、マイクロ波発生部ＭＧから出力されるマイクロ波の設定パワーがパワーＰに変更され、ステップＳＴｄ５から処理が繰り返される。一方、ステップＳＴｄ７において、ＰがＰｍａｘよりも大きいと判定されると、複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）の準備が完了する。
【０１０４】
続くステップＳＴｄ８では、周波数ＦがＦｍｉｎに、パワーＰがＰＯに設定される。即ち、マイクロ波発生部ＭＧに、設定周波数、設定パワーとして、Ｆｍｉｎ、ＰＯがそれぞれ指定される。
【０１０５】
続くＳＴｄ９では、パワーメータＰＭ２によりパワーＰｒｓが求められ、第２の測定部１６ｉにおいてデジタル値Ｐｒｄが求められ、ｋ１ｒ（Ｆ）＝Ｐｒｓ／（Ｐｒｄ×ｋ２ｒ（ＰＯ））の演算により、第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）が求められる。続くステップＳＴｄ１０では、周波数Ｆが所定値Ｆｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴｄ１１では、周波数ＦがＦｍａｘよりも大きいか否かが判定される。ステップＳＴｄ１１において、ＦがＦｍａｘ以下であると判定されると、マイクロ波発生部ＭＧから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、ステップＳＴｄ９から処理が繰り返される。一方、ステップＳＴｄ１１において、ＦがＦｍａｘよりも大きいと判定されると、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）の準備が完了する。
【０１０６】
図５に示した第１例の第１の測定部１６ｇの第１の検波部２００によって生成されるアナログ信号を第１のＡ／Ｄ変換器２０５によって変換することにより得られるデジタル値Ｐｆｄは、出力部１６ｔにおける進行波のパワーに対して誤差を有する。当該誤差は、マイクロ波の設定周波数及び設定パワーに対して依存性を有する。この依存性の一因は、ダイオード検波にある。第１例の第１の測定部１６ｇでは、この誤差を低減させるために予め準備された複数の第１の補正係数から、制御器１００によって指示された設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔに対応付けられた一以上の第１の補正係数、即ち、ｋｆ（Ｆｓｅｔ，Ｐｓｅｔ）、又は、ｋ１ｆ（Ｆｓｅｔ）及びｋ２ｆ（Ｐｓｅｔ）が選択される。そして、選択された一以上の第１の補正係数がデジタル値Ｐｆｄに乗算される。これにより、第１の測定値Ｐｆｍが求められる。したがって、出力部１６ｔにおける進行波のパワーと第１の方向性結合器１６ｆから出力される進行波の一部に基づいて求められる第１の測定値Ｐｆｍとの間の誤差が低減される。
【０１０７】
なお、複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）の個数は、設定周波数として指定可能な周波数の個数と設定パワーとして指定可能なパワーの個数との積となる。一方、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）が用いられる場合には、複数の第１の補正係数の個数は、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）の個数と複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）の個数との和となる。したがって、複数の第１の係数ｋ１ｆ（Ｆ）及び複数の第２の係数ｋ２ｆ（Ｐ）を用いる場合には、複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）を用いる場合に比して、複数の第１の補正係数の個数を少なくすることができる。
【０１０８】
また、図６に示した第１例の第２の測定部１６ｉの第２の検波部２１０によって生成されるアナログ信号を第２のＡ／Ｄ変換器２１５によって変換することにより得られるデジタル値Ｐｒｄは、出力部１６ｔにおける反射波のパワーに対して誤差を有する。当該誤差は、マイクロ波の設定周波数及び設定パワーに対して依存性を有する。この誤差の一因は、ダイオード検波にある。第１例の第２の測定部１６ｉでは、この誤差を低減させるために予め準備された複数の第２の補正係数から、制御器１００によって指示された設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔに対応付けられた一以上の第２の補正係数、即ち、ｋｒ（Ｆｓｅｔ，Ｐｓｅｔ）、又は、ｋ１ｒ（Ｆｓｅｔ）及びｋ２ｒ（Ｐｓｅｔ）が選択される。そして、選択された一以上の第２の補正係数がデジタル値Ｐｒｄに乗算される。これにより、第２の測定値Ｐｒｍが求められる。したがって、出力部１６ｔにおける反射波のパワーと第２の方向性結合器１６ｈから出力される反射波の一部に基づいて求められる第２の測定値Ｐｒｍとの間の誤差が低減される。
【０１０９】
なお、複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）の個数は、設定周波数として指定可能な周波数の個数と設定パワーとして指定可能なパワーの個数との積となる。一方、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）が用いられる場合には、複数の第２の補正係数の個数は、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）の個数と複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）の個数との和となる。したがって、複数の第３の係数ｋ１ｒ（Ｆ）及び複数の第４の係数ｋ２ｒ（Ｐ）を用いる場合には、複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）を用いる場合に比して、複数の第２の補正係数の個数を少なくすることができる。
【０１１０】
また、マイクロ波出力装置１６では、上述の第１の測定値Ｐｆｍと第２の測定値Ｐｒｍとの差を制御器１００によって指定された設定パワーに近づけるよう、パワー制御部１６２がマイクロ波出力装置１６から出力されるマイクロ波のパワーを制御するので、出力部１６ｔに結合される負荷に供給されるマイクロ波のロードパワーが、設定パワーに近づけられる。
【０１１１】
以下、マイクロ波出力装置１６の第１の測定部１６ｇの第２例及び第２の測定部１６ｉの第２例について説明する。
【０１１２】
［第１の測定部１６ｇの第２例］
【０１１３】
図１３は、第２例の第１の測定部を示す図である。図１３に示すように、第２例において、第１の測定部１６ｇは、減衰器３０１、ローパスフィルタ３０２、ミキサ３０３、局部発振器３０４、周波数掃引コントローラ３０５、ＩＦアンプ３０６（中間周波数増幅器）、ＩＦフィルタ３０７（中間周波数フィルタ）、ログアンプ３０８、ダイオード３０９、キャパシタ３１０、バッファアンプ３１１、Ａ／Ｄ変換器３１２、及び、第１の処理部３１３を有している。
【０１１４】
減衰器３０１、ローパスフィルタ３０２、ミキサ３０３、局部発振器３０４、周波数掃引コントローラ３０５、ＩＦアンプ３０６（中間周波数増幅器）、ＩＦフィルタ３０７（中間周波数フィルタ）、ログアンプ３０８、ダイオード３０９、キャパシタ３１０、バッファアンプ３１１、及び、Ａ／Ｄ変換器３１２は、第１のスペクトル解析部を構成している。第１のスペクトル解析部は、第１の方向性結合器１６ｆから出力された進行波の一部のパワーを表すデジタル値Ｐｆａ（Ｆｓｅｔ）を求める。
【０１１５】
減衰器３０１の入力には、第１の方向性結合器１６ｆから出力された進行波の一部が入力される。減衰器３０１によって減衰されたアナログ信号は、ローパスフィルタ３０２においてフィルタリングされる。ローパスフィルタ３０２においてフィルタリングされた信号は、ミキサ３０３に入力される。一方、局部発振器３０４は、減衰器３０１に入力される進行波の一部を所定の中間周波数の信号に変換するために、周波数掃引コントローラ３０５による制御の下、発信する信号の周波数を変更する。ミキサ３０３は、ローパスフィルタ３０２からの信号と局部発振器３０４からの信号をミキシングすることにより、所定の中間周波数の信号を生成する。
【０１１６】
ミキサ３０３からの信号は、ＩＦアンプ３０６によって増幅され、ＩＦアンプ３０６によって増幅された信号は、ＩＦフィルタ３０７においてフィルタリングされる。ＩＦフィルタ３０７においてフィルタリングされた信号は、ログアンプ３０８において増幅される。ログアンプ３０８において増幅された信号は、ダイオード３０９による整流、キャパシタ３１０による平滑化、及び、バッファアンプ３１１による増幅によって、アナログ信号（電圧信号）へと変更される。そして、バッファアンプ３１１からのアナログ信号がＡ／Ｄ変換器３１２によってデジタル値Ｐｆａ（Ｆｓｅｔ）に変更される。このデジタル値Ｐｆａ（Ｆｓｅｔ）は第１の処理部３１３に入力される。
【０１１７】
第１の処理部３１３は、ＣＰＵといったプロセッサから構成されている。第１の処理部３１３には、記憶装置３１４が接続されている。一例において、記憶装置３１４には、予め設定された複数の第１の補正係数ｋｓｆ（Ｆ）が記憶されている。複数の第１の補正係数ｋｓｆ（Ｆ）は、デジタル値Ｐｆａ（Ｆｓｅｔ）を出力部１６ｔにおける進行波のパワーに補正するための係数である。第１の処理部３１３は、複数の第１の補正係数ｋｓｆ（Ｆ）のうち一つの第１の補正係数ｋｓｆ（Ｆｓｅｔ）とデジタル値Ｐｆａ（Ｆｓｅｔ）との乗算により、即ち、ｋｓｆ（Ｆｓｅｔ）×Ｐｆａ（Ｆｓｅｔ）により、第１の測定値Ｐｆｍを求める。
【０１１８】
［第２の測定部１６ｉの第２例］
【０１１９】
図１４は、第２例の第２の測定部を示す図である。図１４に示すように、第２例において、第２の測定部１６ｉは、減衰器３２１、ローパスフィルタ３２２、ミキサ３２３、局部発振器３２４、周波数掃引コントローラ３２５、ＩＦアンプ３２６（中間周波数増幅器）、ＩＦフィルタ３２７（中間周波数フィルタ）、ログアンプ３２８、ダイオード３２９、キャパシタ３３０、バッファアンプ３３１、Ａ／Ｄ変換器３３２、及び、第２の処理部３３３を有している。
【０１２０】
減衰器３２１、ローパスフィルタ３２２、ミキサ３２３、局部発振器３２４、周波数掃引コントローラ３２５、ＩＦアンプ３２６（中間周波数増幅器）、ＩＦフィルタ３２７（中間周波数フィルタ）、ログアンプ３２８、ダイオード３２９、キャパシタ３３０、バッファアンプ３３１、及び、Ａ／Ｄ変換器３３２は、第２のスペクトル解析部を構成している。第２のスペクトル解析部は、第２の方向性結合器１６ｈから出力された反射波の一部のパワーを表すデジタル値Ｐｒａ（Ｆｓｅｔ）を求める。
【０１２１】
減衰器３２１の入力には、第２の方向性結合器１６ｈから出力された反射波の一部が入力される。減衰器３２１によって減衰されたアナログ信号は、ローパスフィルタ３２２においてフィルタリングされる。ローパスフィルタ３２２においてフィルタリングされた信号は、ミキサ３２３に入力される。一方、局部発振器３２４は、減衰器３２１に入力される反射波の一部を所定の中間周波数の信号に変換するために、周波数掃引コントローラ３２５による制御の下、発信する信号の周波数を変更する。ミキサ３２３は、ローパスフィルタ３２２からの信号と局部発振器３２４からの信号をミキシングすることにより、所定の中間周波数の信号を生成する。
【０１２２】
ミキサ３２３からの信号は、ＩＦアンプ３２６によって増幅され、ＩＦアンプ３２６によって増幅された信号は、ＩＦフィルタ３２７においてフィルタリングされる。ＩＦフィルタ３２７においてフィルタリングされた信号は、ログアンプ３２８において増幅される。ログアンプ３２８において増幅された信号は、ダイオード３２９による整流、キャパシタ３３０による平滑化、及び、バッファアンプ３３１による増幅によって、アナログ信号（電圧信号）へと変更される。そして、バッファアンプ３３１からのアナログ信号がＡ／Ｄ変換器３３２によってデジタル値Ｐｒａ（Ｆｓｅｔ）に変更される。このデジタル値Ｐｒａ（Ｆｓｅｔ）は第２の処理部３３３に入力される。
【０１２３】
第２の処理部３３３は、ＣＰＵといったプロセッサから構成されている。第２の処理部３３３には、記憶装置３３４が接続されている。一例において、記憶装置３３４には、予め設定された複数の第２の補正係数ｋｓｒ（Ｆ）が記憶されている。複数の第２の補正係数ｋｓｒ（Ｆ）は、デジタル値Ｐｒａ（Ｆｓｅｔ）を、出力部１６ｔにおける反射波のパワーに補正するための係数である。第２の処理部３３３は、複数の第２の補正係数ｋｓｒ（Ｆ）のうち一つの第２の補正係数ｋｓｒ（Ｆｓｅｔ）とデジタル値Ｐｒａ（Ｆｓｅｔ）との乗算、即ち、ｋｓｒ（Ｆｓｅｔ）×Ｐｒａ（Ｆｓｅｔ）により、第２の測定値Ｐｒｍを求める。
【０１２４】
［複数の第１の補正係数ｋsf（Ｆ）を準備する方法］
【０１２５】
以下、複数の第１の補正係数ｋsf（Ｆ）を準備する方法について説明する。図１５は、複数の第１の補正係数ｋsf（Ｆ）を準備する方法の流れ図である。複数の第１の補正係数ｋsf（Ｆ）を準備する方法では、図７に示すシステムが準備される。そして、図１５に示すように、ステップＳＴｅ１において、周波数ＦがＦｍｉｎに、パワーＰがＰａに設定される。即ち、マイクロ波発生部１６ａに設定周波数としてＦｍｉｎ、設定パワーとしてＰａが指定される。なお、Ｐａは、マイクロ波発生部１６ａに指定可能な任意のパワーであり得る。
【０１２６】
続くステップＳＴｅ２では、マイクロ波発生部１６ａからのマイクロ波の出力が開始される。続くステップＳＴｅ３では、マイクロ波の出力が安定したか否かが判定される。例えば、パワーメータＰＭ１において得られるパワーが安定しているか否かが判定される。
【０１２７】
マイクロ波のパワーが安定すると、続くステップＳＴｅ４において、パワーメータＰＭ１によってパワーＰｆｓが求められ、第１の測定部１６ｇにおいてデジタル値Ｐｆａ（Ｆ）が求められ、ｋｓｆ(Ｆ）＝Ｐｆｓ／Ｐｆａ（Ｆ）の演算により、第１の補正係数ｋｓｆ(Ｆ）が求められる。続くステップＳＴｅ５では、周波数Ｆが所定値Ｆｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴｅ６では、周波数ＦがＦｍａｘよりも大きいか否かが判定される。ステップＳＴｅ６において、ＦがＦｍａｘ以下であると判定されると、マイクロ波発生部１６ａから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、ステップＳＴｅ４から処理が繰り返される。一方、ステップＳＴｅ６において、ＦがＦｍａｘよりも大きいと判定されると、ステップＳＴｅ７の処理に進む。
【０１２８】
ステップＳＴｅ７では、下式（１）に示す演算により、複数の第１の補正係数ｋｓｆ(Ｆ）の二乗平均平方根Ｋａが求められる。
【数１】
2018067418.tif 000003
【０１２９】
続くステップＳＴｅ８では、複数の第１の補正係数ｋｓｆ(Ｆ）がそれぞれＫａによって除される。これにより、複数の第１の補正係数ｋｓｆ(Ｆ）が得られる。
【０１３０】
［複数の第２の補正係数ｋsｒ（Ｆ）を準備する方法］
【０１３１】
以下、複数の第２の補正係数ｋsｒ（Ｆ）を準備する方法について説明する。図１６は、複数の第２の補正係数ｋsｒ（Ｆ）を準備する方法の流れ図である。複数の第２の補正係数ｋsｒ（Ｆ）を準備する方法では、図９に示すシステムが準備される。そして、図１６に示すように、ステップＳＴｆ１において、周波数ＦがＦｍｉｎに、パワーＰがＰａに設定される。即ち、マイクロ波発生部ＭＧに設定周波数としてＦｍｉｎ、設定パワーとしてＰａが指定される。
【０１３２】
続くステップＳＴｆ２では、マイクロ波発生部ＭＧからのマイクロ波の出力が開始される。続くステップＳＴｆ３では、マイクロ波の出力が安定したか否かが判定される。例えば、パワーメータＰＭ２において得られるパワーが安定しているか否かが判定される。
【０１３３】
マイクロ波のパワーが安定すると、続くステップＳＴｆ４では、パワーメータＰＭ２によってパワーＰｒｓが求められ、第２の測定部１６ｉにおいてデジタル値Ｐｒａ（Ｆ）が求められ、ｋｓｒ(Ｆ）＝Ｐｒｓ／Ｐｒａ（Ｆ）の演算により、第２の補正係数ｋｓｒ(Ｆ）が求められる。続くステップＳＴｆ５では、周波数Ｆが所定値Ｆｉｎｃだけ増分される。続くステップＳＴｆ６では、周波数ＦがＦｍａｘよりも大きいか否かが判定される。ステップＳＴｆ６において、ＦがＦｍａｘ以下であると判定されると、マイクロ波発生部ＭＧから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、ステップＳＴｆ４から処理が繰り返される。一方、ステップＳＴｆ６において、ＦがＦｍａｘよりも大きいと判定されると、ステップＳＴｆ７の処理に進む。
【０１３４】
ステップＳＴｆ７では、下式（２）の演算により、複数の第２の補正係数ｋｓｒ(Ｆ）の二乗平均平方根Ｋａが求められる。
【数２】
2018067418.tif 000004
【０１３５】
続くステップＳＴｆ８では、複数の第２の補正係数ｋｓｒ(Ｆ）がそれぞれＫａによって除される。これにより、複数の第２の補正係数ｋｓｒ(Ｆ）が得られる。
【０１３６】
第２例の第１の測定部１６ｇでは、第１のスペクトル解析部でのスペクトル解析によって得られるデジタル値Ｐｆａ（Ｆｓｅｔ）に、複数の第１の補正係数ｋｓｆ(Ｆ）のうち一つの第１の補正係数ｋｓｆ（Ｆｓｅｔ）が乗算される。これにより、第１の測定値Ｐｆｍが得られる。したがって、出力部１６ｔにおける進行波のパワーと第１の方向性結合器１６ｆから出力される進行波の一部に基づいて求められる第１の測定値Ｐｆｍとの間の誤差が低減される。
【０１３７】
また、第２例の第２の測定部１６ｉでは、第２のスペクトル解析部でのスペクトル解析によって得られるデジタル値Ｐｒａ（Ｆｓｅｔ）に、複数の第２の補正係数ｋｓｒ(Ｆ）のうち一つの第２の補正係数ｋｓｒ(Ｆｓｅｔ）が乗算される。これにより、第２の測定値Ｐｒｍが得られる。したがって、出力部１６ｔにおける反射波のパワーと第２の方向性結合器１６ｈから出力される反射波の一部に基づいて求められる第２の測定値Ｐｒｍとの間の誤差が低減される。
【０１３８】
また、上述の第１の測定値Ｐｆｍと第２の測定値Ｐｒｍとの差を制御器１００によって指定された設定パワーに近づけるよう、パワー制御部１６２がマイクロ波出力装置１６から出力されるマイクロ波のパワーを制御するので、出力部１６ｔに結合される負荷に供給されるマイクロ波のロードパワーが、設定パワーに近づけられる。
【符号の説明】
【０１３９】
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の測定部、１６ｈ…第２の方向性結合器、１６ｉ…第２の測定部、１６ｔ…出力部、１８…アンテナ、２０…誘電体窓、２６…チューナ、２７…モード変換器、２８…同軸導波管、３０…スロット板、３２…誘電体板、３４…冷却ジャケット、３８…ガス供給系、５８…高周波電源、６０…マッチングユニット、１００…制御器、１６１…波形発生部、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、２００…第１の検波部、２０２…ダイオード、２０３…キャパシタ、２０５…第１のＡ／Ｄ変換器、２０６…第１の処理部、２０７…記憶装置、２１０…第２の検波部、２１２…ダイオード、２１３…キャパシタ、２１５…第２のＡ／Ｄ変換器、２１６…第２の処理部、２１７…記憶装置、３０１…減衰器、３０２…ローパスフィルタ、３０３…ミキサ、３０４…局部発振器、３０５…周波数掃引コントローラ、３０６…ＩＦアンプ、３０７…ＩＦフィルタ、３０８…ログアンプ、３０９…ダイオード、３１０…キャパシタ、３１１…バッファアンプ、３１２…Ａ／Ｄ変換器、３１３…第１の処理部、３１４…記憶装置、３２１…減衰器、３２２…ローパスフィルタ、３２３…ミキサ、３２４…局部発振器、３２５…周波数掃引コントローラ、３２６…ＩＦアンプ、３２７…ＩＦフィルタ、３２８…ログアンプ、３２９…ダイオード、３３０…キャパシタ、３３１…バッファアンプ、３３２…Ａ／Ｄ変換器、３３３…第２の処理部、３３４…記憶装置。
【図１】
2018067418.tif 000005
【図２】
2018067418.tif 000006
【図３】
2018067418.tif 000007
【図４】
2018067418.tif 000008
【図５】
2018067418.tif 000009
【図６】
2018067418.tif 000010
【図７】
2018067418.tif 000011
【図８】
2018067418.tif 000012
【図９】
2018067418.tif 000013
【図１０】
2018067418.tif 000014
【図１１】
2018067418.tif 000015
【図１２】
2018067418.tif 000016
【図１３】
2018067418.tif 000017
【図１４】
2018067418.tif 000018
【図１５】
2018067418.tif 000019
【図１６】
2018067418.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月4日(2017.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
第２の処理部２１６は、ＣＰＵといったプロセッサから構成されている。第２の処理部２１６には、記憶装置２１７が接続されている。記憶装置２１７には、デジタル値Ｐｒｄを、出力部１６ｔにおける反射波のパワーに補正するための複数の第２の補正係数が記憶されている。また、第２の処理部２１６には、マイクロ波発生部１６ａに対して指定された設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔが制御器１００によって指定される。第２の処理部２１６は、複数の第２の補正係数から、設定周波数Ｆｓｅｔ及び設定パワーＰｓｅｔに対応付けられた一以上の第２の補正係数を選択し、選択した第２の補正係数とデジタル値Ｐｒｄとの乗算を実行することにより、第２の測定値Ｐｒｍを決定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
続くステップＳＴａ９では、パワーＰがＰｍｉｎよりも小さいか否かが判定される。Ｐｍｉｎは、マイクロ波発生部１６ａに指定可能な最小の設定パワーである。ステップＳＴａ９において、ＰがＰｍｉｎ以上であると判定されると、マイクロ波発生部１６ａから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、当該マイクロ波の設定パワーがパワーＰに変更される。そして、ステップＳＴａ４からの処理が継続される。一方、ステップＳＴａ９において、ＰがＰｍｉｎよりも小さいと判定されると、複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。即ち、マイクロ波発生部１６ａに指定される設定周波数及び設定パワーに応じて、デジタル値Ｐｆｄをマイクロ波出力装置１６の出力部１６ｔにおける進行波のパワーに補正するための、複数の第１の補正係数ｋｆ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
続くステップＳＴｂ９では、パワーＰがＰｍｉｎよりも小さいか否かが判定される。ステップＳＴｂ９において、ＰがＰｍｉｎ以上であると判定されると、マイクロ波発生部ＭＧから出力されるマイクロ波の設定周波数が周波数Ｆに変更され、当該マイクロ波の設定パワーがパワーＰに変更される。そして、ステップＳＴｂ４からの処理が継続される。一方、ステップＳＴｂ９において、ＰがＰｍｉｎよりも小さいと判定されると、複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。即ち、マイクロ波発生部１６ａに指定される設定周波数及び設定パワーに応じて、デジタル値Ｐｒｄをマイクロ波出力装置１６の出力部１６ｔにおける反射波のパワーに補正するための、複数の第２の補正係数ｋｒ（Ｆ，Ｐ）の準備が完了する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
ステップＳＴｅ７では、下式（１）に示す演算により、複数の第１の補正係数ｋｓｆ(Ｆ）の二乗平均平方根Ｋａが求められる。
【数１】
2018067418.tif 000021
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
ステップＳＴｆ７では、下式（２）の演算により、複数の第２の補正係数ｋｓｒ(Ｆ）の二乗平均平方根Ｋａが求められる。
【数２】
2018067418.tif 000022
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2018067418.tif 000023
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2018067418.tif 000024