JP2010087103A - マイクロ波発生装置とその制御方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マグネトロンの交換を軽減でき、マイクロ波発生装置をより長く使用できるようにする。
【解決手段】マグネトロン80のフィラメント81にフィラメント電圧を供給し、フィラメント81と陽極84との間に陽極電圧を供給して、マイクロ波を発振させるマグネトロン80を使ったマイクロ波発生装置45の制御方法であって、ベース値のフィラメント電圧を供給し、マイクロ波の発振中に陽極電圧と陽極電流を測定する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係を基準特性と比較する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係が基準特性から外れた場合に、フィラメント電圧を前記ベース値よりも上昇させる工程とを有する。
【選択図】図4
【解決手段】マグネトロン80のフィラメント81にフィラメント電圧を供給し、フィラメント81と陽極84との間に陽極電圧を供給して、マイクロ波を発振させるマグネトロン80を使ったマイクロ波発生装置45の制御方法であって、ベース値のフィラメント電圧を供給し、マイクロ波の発振中に陽極電圧と陽極電流を測定する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係を基準特性と比較する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係が基準特性から外れた場合に、フィラメント電圧を前記ベース値よりも上昇させる工程とを有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、マイクロ波を発振させるマイクロ波発生装置とその制御方法に関し、更に、プラズマ処理装置に関する。
例えば半導体や液晶基板の製造分野では、マイクロ波によって発生させたプラズマを利用したプラズマエッチング装置、プラズマCVD装置等が広く利用されている。これらの装置において、マグネトロンを用いてマイクロ波を発振させるマイクロ波発生装置が知られている(例えば特許文献1,2参照)。
図10に示すように、マグネトロンは他の電子管と同様、フィラメントにより加熱された陰極(カソード)100と陽極(アノード)101からなる。陰極100は管球の空胴の中央に配置され、フィラメントにより加熱されることで熱電子が放出される。また、陽極101に対して負の高電圧が印加されることにより、熱電子は陰極101に向かって進行する。
一方、管球の軸方向に永久磁石などで強力な磁場がかけられており、進行中の熱電子はフレミングの法則にしたがい方向を曲げられ、陰極100と陽極101間の作用空間と呼ばれる空間を周回する。陽極101は規則的に設けられたキャビティ102と呼ばれる共振空胴を形成しており、特にそのキャビティ102先端部周辺を電子流が通過する際にキャビティ102の共振周波数で強力な高周波発振が発生する。これがマイクロ波である。このように、マイクロ波の発生において、フィラメントによって加熱された陰極100による熱電子放出は、重要なファクターである。こうしてマグネトロンで発生された高周波は種々の分野で利用されており、その一例として、例えば半導体や液晶基板の製造分野においては、プラズマエッチング装置、プラズマCVD装置等に利用されている。ここで、マグネトロンを安定して発振させるために、熱電子を安定的に供給するように陰極と陽極との間に供給される陽極電圧と、陰極と陽極との間を流れる陽極電流との間には、製造メーカが推奨する所定の関係(基準特性)が予め定められている。一方、マグネトロンは消耗品であり、長期間使用するとマイクロ波の発振が不安定になって、陽極電圧と陽極電流との関係が、上記基準特性から外れてくることが知られている。そこで従来は、これら陽極電圧と陽極電流の関係が、メーカ推奨の基準特性から外れた場合は、マグネトロンの寿命が尽きたと判断し、新しいマグネトロンに交換していた。
一方、管球の軸方向に永久磁石などで強力な磁場がかけられており、進行中の熱電子はフレミングの法則にしたがい方向を曲げられ、陰極100と陽極101間の作用空間と呼ばれる空間を周回する。陽極101は規則的に設けられたキャビティ102と呼ばれる共振空胴を形成しており、特にそのキャビティ102先端部周辺を電子流が通過する際にキャビティ102の共振周波数で強力な高周波発振が発生する。これがマイクロ波である。このように、マイクロ波の発生において、フィラメントによって加熱された陰極100による熱電子放出は、重要なファクターである。こうしてマグネトロンで発生された高周波は種々の分野で利用されており、その一例として、例えば半導体や液晶基板の製造分野においては、プラズマエッチング装置、プラズマCVD装置等に利用されている。ここで、マグネトロンを安定して発振させるために、熱電子を安定的に供給するように陰極と陽極との間に供給される陽極電圧と、陰極と陽極との間を流れる陽極電流との間には、製造メーカが推奨する所定の関係(基準特性)が予め定められている。一方、マグネトロンは消耗品であり、長期間使用するとマイクロ波の発振が不安定になって、陽極電圧と陽極電流との関係が、上記基準特性から外れてくることが知られている。そこで従来は、これら陽極電圧と陽極電流の関係が、メーカ推奨の基準特性から外れた場合は、マグネトロンの寿命が尽きたと判断し、新しいマグネトロンに交換していた。
しかしながら、プラズマエッチング装置、プラズマCVD装置等の使用条件などにより、短期間でマグネトロンの交換時期が来てしまうことがあり、不経済であった。また、マグネトロンの交換作業のために生産ラインを停止しなければならず、生産性向上を阻害させる要因となっていた。
本発明の目的は、マグネトロンの交換を軽減でき、マイクロ波発生装置をより長く使用できるようにすることにある。
本発明によれば、マグネトロンのフィラメントにフィラメント電圧を供給し、前記フィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給して、マイクロ波を発振させるマグネトロンを使ったマイクロ波発生装置の制御方法であって、ベース値のフィラメント電圧を供給し、マイクロ波の発振中に陽極電圧と陽極電流を測定する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係を基準特性と比較する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係が基準特性から外れた場合に、フィラメント電圧を前記ベース値よりも上昇させる工程と、を有する、制御方法が提供される。かかる制御方法にあっては、マイクロ波の発振が異常となった場合、フィラメント電圧を増加させ、安定して熱電子を供給してマイクロ波発生装置の運転を継続して行う。
この制御方法において、マイクロ波の発振を停止した後、再び、マイクロ波の発振を行う場合は、フィラメント電圧が前記ベース値に戻されても良い。また、フィラメント電圧を上昇させた上昇回数をカウントする工程と、前記上昇回数が所定回数に到達したか否かを確認する工程と、前記上昇回数が所定回数に到達した場合、マイクロ波の発振開始時にフィラメントに供給されるフィラメント電圧を、前記ベース値よりも大きい更新ベース値に上昇させる工程と、更新ベース値のフィラメント電圧を供給し、マイクロ波の発振中に陽極電圧と陽極電流を測定する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係を基準特性と比較する工程と、陽極電圧と陽極電流の関係が基準特性から外れた場合に、フィラメント電圧を前記更新ベース値よりも上昇させる工程と、をさらに有しても良い。
また、本発明によれば、マグネトロンのフィラメントにフィラメント電圧を供給し、前記フィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給して、一定量の熱電子を放出させてマイクロ波を安定して発振させるマイクロ波発生装置であって、前記フィラメントにフィラメント電圧を供給するフィラメント電源と、前記マグネトロンのフィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給する陽極電源と、マイクロ波の発振中に陽極電流を測定する陽極電流測定器と、前記陽極電流測定器で測定された陽極電流に基いて、前記フィラメント電源を制御する制御部を有することを特徴とする、マイクロ波発生装置が提供される。
また、本発明によれば、処理容器内にマイクロ波を供給してプラズマを励起させ、基板を処理するプラズマ処理装置であって、マイクロ波供給源として、マグネトロンのフィラメントにフィラメント電圧を供給し、前記フィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給して、マイクロ波を発振させるマイクロ波発生装置を備え、前記マイクロ波発生装置は、前記フィラメントにフィラメント電圧を供給するフィラメント電源と、前記マグネトロンのフィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給する陽極電源と、マイクロ波の発振中に陽極電流を測定する陽極電流測定器と、前記陽極電流測定器で測定された陽極電流に基いて、前記フィラメント電源を制御する制御部を有する、プラズマ処理装置が提供される。
本発明によれば、マイクロ波の発振が異常となった場合、フィラメント電圧を増加させることによって、一定量の熱電子を放出させてマイクロ波の発振を正常な状態に復帰させるように補正することができ、その結果、プラズマプロセス処理が途切れることなく続行できる。更に、マグネトロンを交換することなく、マイクロ波発生装置の運転を継続して行うことができるようになる。このため、マグネトロンの交換作業の回数を軽減でき、また、マイクロ波発生装置をより長く使用できて経済的であり、更に、生産性も向上する。
以下、本発明の実施の形態を、プラズマ処理の一例であるCVD(chemical vapor deposition)処理を行うプラズマ処理装置1に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかるマイクロ波発生装置45(マイクロ波発生装置45は図2中に示される)を備えたプラズマ処理装置1の概略的な構成を示した縦断面図(図2中のX−X断面)である。図2は、このプラズマ処理装置1が備える蓋体3の下面図である。図3は、蓋体3の部分拡大縦断面図(図2中のY−Y断面)である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
このプラズマ処理装置1は、上部が開口し、底面が塞がれた立方体形状の処理容器2と、この処理容器2の上方を塞ぐ蓋体3を備えている。処理容器2の上方を蓋体3で塞ぐことにより、処理容器2の内部には密閉空間である処理室4が形成されている。これら処理容器2と蓋体3は導電性を有する非磁性材料、例えばアルミニウムからなり、いずれも電気的に接地された状態になっている。
処理室4の内部には、基板として例えばガラス基板(以下「基板」という)Gを載置するための載置台としてのサセプタ10が設けられている。サセプタ10は例えば窒化アルミニウムからなり、その内部には、基板Gを静電吸着すると共に処理室4の内部に所定のバイアス電圧を印加させるための給電部11と、基板Gを所定の温度に加熱するヒータ12が設けられている。給電部11には、処理室4の外部に設けられたバイアス印加用の高周波電源13がコンデンサなどを備えた整合器14を介して接続されると共に、静電吸着用の高圧直流電源15がコイル16を介して接続されている。ヒータ12には、同様に処理室4の外部に設けられた交流電源17が接続されている。
サセプタ10は、処理室4の外部下方に設けられた昇降プレート20の上に、筒体21を介して支持されている。前述の給電部11およびヒータ12に対する通電は、この筒体21の内部を介して行われる。昇降プレート20には、ブラケット22を介して昇降装置23が装着されており、この昇降装置23の稼動で、昇降プレート20、筒体21およびサセプタ10が一体的に昇降することによって、処理室4内におけるサセプタ10の高さが調整される。但し、処理容器2の底面と昇降プレート20との間には、べローズ24が装着してあるので、昇降中、処理室4内の気密性は保持される。
処理容器2の底部には、処理室4の外部に設けられた真空ポンプなどの排気装置(図示せず)によって処理室4内の雰囲気を排気するための排気口30が設けられている。また、処理室4内においてサセプタ10の周囲には、処理室4内におけるガスの流れを好ましい状態に制御するための整流板31が設けられている。
蓋体3は、蓋本体35の下面にスロットアンテナ36を一体的に形成し、更にスロットアンテナ36の下面(蓋本体35の下面)に、複数枚のタイル状の誘電体37を取り付けた構成である。蓋本体35及びスロットアンテナ36は、例えばアルミニウムなどの導電性材料で一体的に構成され、電気的に接地状態である。図1に示すように処理容器2の上方を蓋体3によって塞いだ状態では、蓋本体35の下面周辺部と処理容器2の上面との間に配置されたOリング38と、後述する各スロット50の周りに配置されたOリング(図示せず)によって、処理室4内の気密性が保持されている。
蓋本体35の内部には、断面形状が矩形状の方形導波管40が複数本水平に配置されている。この実施の形態では、何れも直線上に延びる6本の方形導波管40を有しており、各方形導波管40同士が互いに平行となるように並列に配置されている。なお、後述するように、蓋本体35の下面には透孔としてのスロット50が各方形導波管40の下面に沿って複数形成されるが、それらスロット50の厚さに相当する蓋本体35底部がスロットアンテナ36となっている。各方形導波管40の断面形状(矩形状)の長辺方向がH面で垂直となり、短辺方向がE面で水平となるように配置されている。なお、長辺方向と短辺方向をどのように配置するかは、モードによって変る。また各方形導波管40の内部には、例えばフッ素樹脂(例えばテフロン(登録商標))の誘電部材41がそれぞれ充填されている。なお、誘電部材41の材質は、フッ素樹脂の他、例えば、Al2O3、石英などの誘電材料も使用できる。
処理室4の外部には、本発明の実施の形態にかかるマイクロ波発生装置45が備えられており、図2に示されるように、この実施の形態では3つのマイクロ波発生装置45が設けられている。各マイクロ波発生装置45で発振させられた例えば2.45GHzのマイクロ波が、所望のパワーにされて、蓋本体35の内部に設けられた2本ずつの方形導波管40に対してそれぞれ導入されるようになっている。各マイクロ波発生装置45と2本ずつの各方形導波管40との間には、2本の方形導波管40に対してマイクロ波を分配して導入させるためのY分岐管46がそれぞれ接続してある。
スロットアンテナ36を構成する各方形導波管40の下面には、透孔としての複数のスロット50が、各方形導波管40の長手方向に沿って等間隔に配置されている。この実施の形態では、G5相当を想定して(G5は、基板Gの寸法:1100mm×1300mm、処理室4の内部寸法:1470mm×1590mmである)、各方形導波管40毎に12個ずつのスロット50が、それぞれ直列に並べて設けられており、スロットアンテナ36全体で、12個×6列=72箇所のスロット50が、蓋本体35の下面(スロットアンテナ36)全体に均一に分布して配置されている。各スロット50同士の間隔は、各方形導波管40の長手方向において互いに隣接するスロット50間が中心軸同士で例えばλg/2(λgは、2.45GHzとした場合のマイクロ波の導波管内波長)となるように設定される。
このようにスロットアンテナ36の全体に均一に分布して配置された各スロット50の内部には、例えばAl2O3からなる誘電部材51がそれぞれ充填されている。なお、誘電部材51として、例えばフッ素樹脂、石英などの誘電材料を用いることもできる。また、これら各スロット50の下方には、上述のようにスロットアンテナ36の下面に取付けられた複数枚の誘電体37がそれぞれ配置されている。各誘電体37は長方形の平板状をなしており、例えば石英ガラス、AlN、Al2O3、サファイア、SiN、セラミックス等の誘電材料で構成される。
図2に示されるように、各誘電体37は、一つのマイクロ波発生装置40に対してY分岐管46を介して接続された2本の方形導波管40を跨ぐようにそれぞれ配置される。前述のように、蓋本体35の内部には全部で6本の方形導波管40が平行に配置されており、各誘電体37は、それぞれ2本ずつの方形導波管40に対応するように、3列に配置されている。
また前述のように、各方形導波管40の下面(スロットアンテナ36)には、それぞれ12個ずつのスロット50が直列に並べて配置されており、各誘電体37は、互いに隣接する2本の方形導波管40(Y分岐管46を介して同じマイクロ波発生装置40に接続された2本の方形導波管40)の各スロット50同士間を跨ぐように取り付けられている。これにより、スロットアンテナ36の下面には、全部で12個×3列=36枚の誘電体37が取り付けられている。スロットアンテナ36の下面には、これら36枚の誘電体37を処理室4内に露出させながら、誘電体37を12個×3列に配列された状態で支持するための、格子状に形成された梁55が設けられている。梁55は、各誘電体37の周囲を囲むように配置されており、各誘電体37をスロットアンテナ36の下面に密着させた状態で支持している。梁55は、例えばアルミニウムなどの非磁性の導電性材料からなり、スロットアンテナ36および蓋本体35と共に電気的に接地された状態になっている。
梁55の下面には、図2に示すように、各誘電体37の周囲において処理室4内に所定のガスを供給するためのガス噴射口56がそれぞれ設けられている。ガス噴射口56は、各誘電体37の周囲を囲むように複数箇所に配置され、処理室4の上面全体に所定のガスを均一に分布させて供給する。
図1に示すように、蓋本体35内部には所定のガスの供給用のガス配管60と、冷却水供給用の冷却水配管61が設けられている。ガス配管60を通じて供給された所定のガスは、梁55の下面に設けられた各ガス噴射口56にそれぞれ供給されるようになっている。
ガス配管60には、処理室4の外部に配置された所定のガス供給源65が接続されている。この実施の形態では、所定のガス供給源65として、アルゴンガス供給源70、成膜ガスとしてのシランガス供給源71および水素ガス供給源72が用意され、各々バルブ70a、71a、72a、マスフローコントローラ70b、71b、72b、バルブ70c、71c、72cを介して、ガス配管60に接続されている。これにより、所定のガス供給源65からガス配管60に供給された所定のガスが、ガス噴射口75から処理室4内に噴射されるようになっている。
冷却水配管61には、処理室4の外部に配置された冷却水供給源75から冷却水を循環供給する冷却水供給配管76と冷却水戻り配管77が接続されている。これら冷却水供給配管76と冷却水戻り配管77を通じて冷却水供給源75から冷却水配管61に冷却水が循環供給されることにより、蓋本体35は所定の温度に保たれている。
図4は、本発明の実施の形態にかかるマイクロ波発生装置45の概略的な構造を示すブロック図である。マイクロ波発生装置45には、マイクロ波を発振させるマグネトロン80が備えられている。また、マイクロ波発生装置45は、マグネトロン80のフィラメント81(陰極)に、回路82を介してフィラメント電圧Vfを供給するフィラメント電源83と、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間に、回路85を介して陽極電圧Vaを供給する陽極電源86を有している。また、マグネトロン80には、磁石87によって磁場がかけられている。加熱されたフィラメント81から陽極84に向って放出された熱電子が、磁石87の作用によりマグネトロン80内を周回し、これにより、マグネトロン80からマイクロ波が発生される。
これらフィラメント電源83と陽極電源86は、制御部90によって制御される。また、陽極電源86の回路85には、例えばサーチコイルからなる陽極電流測定器91が取り付けてある。後述するように、マイクロ波の発振中に、この陽極電流測定器91で測定された陽極電流Iaが、制御部90に入力される。制御部90は、こうして入力された陽極電流Iaと、フィラメント81と陽極84との間に供給されている陽極電圧Vaを基準特性と比較し、その比較結果に基いてマイクロ波発生装置45によるマイクロ波の発振が正常に行われているかどうかを判断し、フィラメント電源83を制御する。なお、マイクロ波発生装置45の制御部90によって行われる制御の内容については、プラズマ処理装置1による基板Gの処理に基いて詳しく説明する。
以上のように構成されたプラズマ処理装置1において、例えばアモルファスシリコン成膜する場合について説明する。
先ず、処理前の基板Gが処理室4内へ搬入される。そして、処理室4内へ搬入された基板Gが、サセプタ10の上面に載置される。その後、処理室4内が密閉されて処理室4内における所定の処理が行われる。
なお、処理中は、処理ガス供給源65からガス配管60、ガス噴射口56を経て所定のガス、例えばアルゴンガス/シランガス/水素の混合ガスが処理室4内に供給されつつ、排気口50から排気され、処理室4内が所定の圧力に設定される。この場合、蓋本体35の下面全体に分布して配置されているガス噴射口56から所定のガスを噴き出すことにより、サセプタ10上に載置された基板Gの表面全体に所定のガスを満遍なく供給することができる。
そして、このように所定のガスを処理室4内に供給する一方で、ヒータ12によって基板Gを所定の温度に加熱する。また、図4で説明したマイクロ波発生装置45で発生された、例えば2.45GHzのマイクロ波が、所望のパワー(例えば5kW)にされてY分岐管46を経て各方形導波管40に導入され、それぞれの各スロット50を通じて、各誘電体37中を伝播していく。
ここで、マイクロ波発生装置45の運転は、制御部90によって次のように制御される。即ち、先ずプラズマ処理装置1の稼動時において、アモルファスシリコン成膜を行うべく、マイクロ波発生装置45に対してマイクロ波の発生命令が出される前に、図5に示すように、時刻t1において、予め、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vfが供給され、フィラメント81の予熱が開始される(図8のS1)。この場合、予熱用のフィラメント電圧Vfは例えば5Vに設定される。
そして、時刻t2になって、フィラメント81がマイクロ波の発振に適した所定の温度まで予熱されると、フィラメント81と陽極84との間に、陽極電源86から陽極電圧Vaが供給されて、マイクロ波の発振が開始される(図8のS2)。この場合、フィラメント81の予熱に必要な時間(時刻t1〜t2)は、例えば30sec程度である。また、陽極電源86から供給される陽極電圧Vaは、例えば7.5kVに設定される。
そして、時刻t2において、所定の大きさの陽極電圧Vaが、陽極電源86からフィラメント81と陽極84との間に供給されることにより、マイクロ波発生装置45で発生させられた例えば2.45GHzのマイクロ波が、所望のパワーにされて処理容器2内に供給される。このマイクロ波のエネルギーによって、各誘電体37の表面において処理室4内に電磁界が形成され、電界エネルギーによって処理容器2内の所定のガスがプラズマ化されて、基板G上の表面に対して、アモルファスシリコン成膜が行われる。なお、処理室4の内部では、例えば0.7eV〜2.0eVの低電子温度、1011〜1013cm−3の高密度プラズマによって、基板Gへのダメージの少ない均一な成膜が行われる。アモルファスシリコン成膜の条件は、例えば処理室4内の圧力については、5〜100Pa、好ましくは10〜60Pa、基板Gの温度については、200〜450℃、好ましくは250℃〜380℃が適当である。また、処理室4の大きさは、G4.5(基板Gの寸法:730mm×920mm、処理室4の内部寸法:1000mm×1190mm)以上が適当であり、例えば、G5(基板Gの寸法:1100mm×1300mm、処理室4の内部寸法:1470mm×1590mm)である。処理室4内の導入されるマイクロ波のパワーは、基板Gの表面積あたり1〜4W/cm2、好ましくは3W/cm2となるように定められる。基板Gの表面積あたりのパワーが1W/cm2以上であれば、プラズマが着火し、比較的安定してプラズマを発生させることができる。1W/cm2未満では、プラズマの着火がしなかったり、プラズマの発生が非常に不安定になり、プロセスが不安定、不均一となって実用的でなくなってしまう。
なお、マイクロ波の発振中は、フィラメント81の温度が上昇する傾向にある。このため、予熱中(時刻t1〜t2)にフィラメント電源83から供給されるフィラメント電圧Vf(例えば5V)を、マイクロ波の発振中もそのまま継続して供給し続けると、フィラメント81がマイクロ波発振に適した温度よりも高くなってしまう。そのため、マイクロ波の発振が開始される時刻t2になると、フィラメント電源83からフィラメント81に供給されるフィラメント電圧Vfは、予熱時よりも低く抑える必要がある(図8のS3)。
なお、図6(b)に示すように、マイクロ波の発振中にフィラメント81をマイクロ波発振に適した温度に保つために必要な陽極電流Iaとフィラメント電圧Vfの関係を、予め定めておく。そして、マイクロ波の発振中、制御部90は、陽極電流測定器91から入力された陽極電流Iaに基き、図6(b)に示す関係に従って、フィラメント電源83を制御し、フィラメント電圧Vfを調整する。なお、このように、図6(b)に示す関係に従って、陽極電流Iaに基いて定められたフィラメント電圧Vfを、本明細書ではベース値と定義する。こうして、ベース値のフィラメント電圧Vfが供給されたフィラメント81は、マイクロ波の発振中においても、マイクロ波発振に適した温度に常に保たれることになる。なお、一例として、陽極電流測定器91から入力された陽極電流Iaが例えば1100mAである場合に、フィラメント電圧Vf(ベース値)は例えば1.5Vに調整される。
また、マイクロ波の発振中、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間の回路85を流れる陽極電流Iaは、陽極電流測定器91で測定され、制御部90に入力される(図8のS4)。そして、制御部90は、フィラメント81に供給される陽極電圧Vaと、陽極電流測定器91から入力された陽極電流Iaに基いて、マイクロ波発生装置45におけるマイクロ波の発振が正常に行われているかどうかを判断する(図8のS5)。
ここで、上述したように、マイクロ波の発振中にフィラメント81に供給される陽極電圧Vaと、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間の回路85を流れる陽極電流Iaは、マイクロ波発生装置45の製造メーカが推奨する所定の関係(図6(a))が予め定められている。このような陽極電圧Vaと陽極電流Iaについてマイクロ波発生装置45の製造メーカが推奨している所定の関係は基準特性Aと呼ばれる。そして、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係がこの基準特性Aの範囲内にあれば、マイクロ波の発振が正常であると判断できる。一方、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係が基準特性Aの範囲から外れた場合は、マグネトロン80におけるマイクロ波の発振が異常であると判断できる。
そして、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係からマイクロ波の発振が正常(基準特性Aの範囲内)であると判断された場合(図8のS5のYes)は、基板Gに対する所定の処理が終了するまで、陽極電流Iaに基いて図6(b)に示す関係から求められたベース値のフィラメント電圧Vfがフィラメント81に供給し続けられる(図8のS6のNo、S3〜5)。
そして、時刻t3において基板Gに対する所定の処理が終了すると、マイクロ波発生装置45では、陽極電源86による陽極電圧Vaの供給が停止され、マイクロ波の発振が停止される。そして、処理室4内への所定のガスの供給が停止される。また、陽極電圧Vaの供給が停止されると同時に、フィラメント電源83からフィラメント81に予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給される(図8のS6のYes、S1)。
その後、処理室4内から処理後の基板Gが搬出され、プラズマ処理装置1は待機状態となる。なお、待機中は、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給され続ける。これにより、フィラメント81はマイクロ波発振(一定量の熱電子放出)に適した所定の温度に予熱された状態を保つ。
そして、時刻t4になって、次の基板Gが処理室4内へ搬入され、サセプタ10の上面に載置されると、処理室4内が密閉されて処理が再開される。即ち、処理ガス供給源65から所定のガスが処理室4内に供給されつつ、排気口50から排気され、処理室4内が所定の圧力に設定され、ヒータ12によってサセプタ10上の基板Gが所定の温度に加熱される。
また、マイクロ波発生装置45では、制御部90からの命令により、フィラメント81と陽極84との間に、陽極電源86から陽極電圧Vaが供給されて、マイクロ波の発振が再び開始される(図8のS2)。また、マイクロ波の発振中は、フィラメント電源83からフィラメント81に供給されるフィラメント電圧Vfは、予熱時よりも低い例えば1.5V(ベース値)に調整される(図8のS3)。
また、マイクロ波の発振中、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間の回路85を流れる陽極電流Iaが、陽極電流測定器91で測定され、制御部90に入力される(図8のS4)。そして、制御部90は、フィラメント81に供給される陽極電圧Vaと陽極電流測定器91で測定された陽極電流Iaの関係が、図6(a)に示した基準特性Aの範囲内にあるかどうかによって、マイクロ波発生装置45によるマイクロ波の発振が正常に行われているかどうかを判断する(図8のS5)。
ここで、例えば時刻t5において、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係が基準特性Aの範囲から外れてしまったと仮定する(つまり、熱電子放出が一定量得られない状態である)。かかる場合は、制御部90は、時刻t5において、マグネトロン80におけるマイクロ波の発振が異常になったと判断する(図8のS5のNo)。
そして、このようにマイクロ波の発振が異常になったと判断された場合、制御部90は、時刻t5において、フィラメント電圧Vfを、陽極電流Iaに基いて図6(b)に示す関係から求められるフィラメント電圧Vf(ベース値)よりも上昇させるように、フィラメント電源83に制御命令を発する(図8のS7)。こうして、マイクロ波の発振が異常であると判断された時刻t5からは、ベース値よりも大きいフィラメント電圧Vfが、フィラメント81に供給されることになる。
この場合、制御部90は、時刻t5において、例えばフィラメント電圧Vfをベース値から20%増加させるように制御を行う。その後、基板Gに対する所定の処理が終了する時刻t6までの間は、ベース値から例えば20%上昇させられたフィラメント電圧Vfが、フィラメント電源83からフィラメント81に供給され続ける(図8のS8のNo、S7)。
そして、時刻t6において基板Gに対する所定の処理が終了すると(図8のS8のYes)、マイクロ波発生装置45では、陽極電源86による陽極電圧Vaの供給が停止され、マイクロ波の発振が停止される。そして、処理室4内への所定のガスの供給が停止される。そして、制御部90は、基板Gに対する所定の処理が終了したことにより、フィラメント電圧Vfを増加させる制御を停止させる。そして、フィラメント81に予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給される。
また、このようにフィラメント電圧Vfをベース値から20%増加させる制御を行った場合、基板Gに対する所定の処理が終了後、制御部90は、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを上昇させる制御命令を発した回数をカウントしておく。即ち、例えばマイクロ波発生装置45に備えられているマグネトロン80に対して、時刻t5において、フィラメント電圧Vfを上昇させる制御が初めて行われた場合は、制御部90は、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを増加させる制御命令を1回発したとカウントしておく(図8のS9)。
そして、処理室4内から処理後の基板Gが搬出され、プラズマ処理装置1は再び待機状態となる。なお、待機中は、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給され続ける(図8のS1)。これにより、フィラメント81はマイクロ波発振に適した所定の温度に予熱された状態を保つ。
そして、時刻t7になって、次の基板Gが処理室4内へ搬入され、サセプタ10の上面に載置されると、処理室4内が密閉されて処理が再開される。即ち、処理ガス供給源65から所定のガスが処理室4内に供給されつつ、排気口50から排気され、処理室4内が所定の圧力に設定され、ヒータ12によってサセプタ10上の基板Gが所定の温度に加熱される。
また、マイクロ波発生装置45では、制御部90からの命令により、フィラメント81と陽極84との間に、陽極電源86から陽極電圧Vaが供給されて、マイクロ波の発振が再び開始される(図8のS2)。また、マイクロ波の発振中は、フィラメント電源83からフィラメント81に供給されるフィラメント電圧Vfは、予熱時よりも低い例えば1.5V(ベース値)に調整される(図8のS3)。
また、マイクロ波の発振中、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間の回路85を流れる陽極電流Iaが、陽極電流測定器91で測定され、制御部90に入力される(図8のS4)。そして、制御部90は、フィラメント81に供給される陽極電圧Vaと陽極電流測定器91で測定された陽極電流Iaの関係が、図6(a)に示した基準特性Aの範囲内にあるかどうかによって、マイクロ波発生装置45によるマイクロ波の発振が正常に行われているかどうかを判断する(図8のS5)。
そして、マイクロ波の発振が正常であると判断された場合(図8のS5のYes)は、陽極電流Iaに基いて図6(b)に示す関係から求められたベース値のフィラメント電圧Vfがフィラメント81に供給し続けられる。
そして、時刻t8において基板Gに対する所定の処理が終了すると(図8のS6のYes)、マイクロ波発生装置45では、陽極電源86による陽極電圧Vaの供給が停止され、マイクロ波の発振が停止される。そして、処理室4内への所定のガスの供給が停止される。そして、フィラメント81に予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給される。
そして、処理室4内から処理後の基板Gが搬出され、プラズマ処理装置1は再び待機状態となる。なお、待機中は、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給され続ける(図8のS1)。これにより、フィラメント81はマイクロ波発振に適した所定の温度に予熱された状態を保つ。
そして、時刻t9になって、次の基板Gが処理室4内へ搬入され、サセプタ10の上面に載置されると、処理室4内が密閉されて処理が再開される。即ち、処理ガス供給源65から所定のガスが処理室4内に供給されつつ、排気口50から排気され、処理室4内が所定の圧力に設定され、ヒータ12によってサセプタ10上の基板Gが所定の温度に加熱される。
また、マイクロ波発生装置45では、制御部90からの命令により、フィラメント81と陽極84との間に、陽極電源86から陽極電圧Vaが供給されて、マイクロ波の発振が再び開始される(図8のS2)。また、マイクロ波の発振中は、フィラメント電源83からフィラメント81に供給されるフィラメント電圧Vfは、予熱時よりも低い例えば1.5V(ベース値)に調整される(図8のS3)。
また、マイクロ波の発振中、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間の回路85を流れる陽極電流Iaが、陽極電流測定器91で測定され、制御部90に入力される(図8のS4)。そして、制御部90は、フィラメント81に供給される陽極電圧Vaと陽極電流測定器91で測定された陽極電流Iaの関係が、図6(a)に示した基準特性Aの範囲内にあるかどうかによって、マイクロ波発生装置45によるマイクロ波の発振が正常に行われているかどうかを判断する(図8のS5)。
ここで、例えば時刻t10において、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係が基準特性Aの範囲から外れてしまったと仮定する。かかる場合は、制御部90は、時刻t10において、マグネトロン80におけるマイクロ波の発振が異常になったと判断する(図8のS5のNo)。
そして、このようにマイクロ波の発振が異常になったと判断された場合、制御部90は、時刻t10において、フィラメント電圧Vfを、陽極電流Iaに基いて図6(b)に示す関係から求められるフィラメント電圧Vf(ベース値)よりも上昇させるように、フィラメント電源83に制御命令を発する(図8のS7)。こうして、マイクロ波の発振が異常であると判断された場合は、処理が停止されるまで、図6(b)に示す関係から求められる値よりも大きいフィラメント電圧Vfが、時刻t10にからフィラメント81に供給されることになる。
この場合、制御部90は、時刻t10において、例えばフィラメント電圧Vfをベース値から20%増加させるように制御を行う。その後、基板Gに対する所定の処理が終了する時刻t11までの間は、ベース値から例えば20%増加させられたフィラメント電圧Vfが、フィラメント電源83からフィラメント81に供給され続ける(図8のS8のNo、S7)。
そして、時刻t11において基板Gに対する所定の処理が終了すると(図8のS8のYes)、マイクロ波発生装置45では、陽極電源86による陽極電圧Vaの供給が停止され、マイクロ波の発振が停止される。そして、処理室4内への所定のガスの供給が停止される。そして、制御部90は、基板Gに対する所定の処理が終了したことにより、フィラメント電圧Vfを増加させる制御を停止させる。そして、フィラメント81に予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給される。
また、このようにフィラメント電圧Vfをベース値から20%増加させる制御を行った場合、基板Gに対する所定の処理が終了後、制御部90は、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを上昇させる制御命令を発した回数をカウントしておく。即ち、例えばマイクロ波発生装置45に備えられているマグネトロン80に対して、時刻t11において、フィラメント電圧Vfを上昇させる制御が2度目に行われた場合は、制御部90は、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを増加させる制御命令を2回発したとカウントしておく(図8のS9)。
そして、処理室4内から処理後の基板Gが搬出され、プラズマ処理装置1は再び待機状態となる。なお、待機中は、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給され続ける。これにより、フィラメント81はマイクロ波発振に適した所定の温度に予熱された状態を保つ(図8のS1)。
以後、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを増加させる制御命令を発した回数が所定の回数(例えば10回)に達するまでは、マイクロ波の発振開始時において、フィラメント電源83からフィラメント81にベース値のフィラメント電圧Vfを供給し、同様にして次の基板Gに対する処理が順次行われていく。そして、マイクロ波発生装置45におけるマイクロ波の発振中は、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係が基準特性Aの範囲内にあるかどうかによってマイクロ波の発振状態が判断される。そして、発振異常が検出された場合は、マイクロ波発生装置45において、マイクロ波の発振を停止するまでフィラメント電圧Vfをたとえば20%増加させる制御が行われる。こうして、マイクロ波発生装置45で発生させた例えば2.45GHzのマイクロ波を利用して、プラズマ処理装置1において、基板Gに対するプラズマ処理が行われる。
そして、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを増加させる制御命令を発した回数が所定の回数(例えば10回)に達すると、次の基板Gに対する処理が再開される時以降、マイクロ波の発振開始時において、フィラメント電源83からフィラメント81に供給されるフィラメント電圧Vfが、前述のベース値よりも大きい更新ベース値に上昇させられることになる(図8のS10)。
即ち、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを増加させる制御命令を発した回数が所定の回数(例えば10回)に達した場合、図7に示すように、時刻t20になるまでの待機中は、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給され続けている。これにより、フィラメント81はマイクロ波発振に適した所定の温度に予熱された状態を保つ(図8のS11)。
そして、時刻t20において、次の基板Gが処理室4内へ搬入され、サセプタ10の上面に載置されると、処理室4内が密閉されて処理が再開される。即ち、処理ガス供給源65から所定のガスが処理室4内に供給されつつ、排気口50から排気され、処理室4内が所定の圧力に設定され、ヒータ12によってサセプタ10上の基板Gが所定の温度に加熱される。
また、マイクロ波発生装置45では、制御部90からの命令により、フィラメント81と陽極84との間に、陽極電源86から陽極電圧Vaが供給されて、マイクロ波の発振が再び開始される(図8のS12)。また、マイクロ波の発振中は、フィラメント電源83からフィラメント81に供給されるフィラメント電圧Vfが、予熱時よりも低い更新ベース値に調整される(図8のS13)。
ここで、更新ベース値は、前述のベース値(例えば1.5V)よりも大きい値(例えば1.8V(前述のベース値を20%上昇させた値))に設定される。
また、マイクロ波の発振中、このように更新ベース値(例えば1.8V)のフィラメント電圧Vfがフィラメント81に供給されつつ、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間の回路85を流れる陽極電流Iaが、陽極電流測定器91で測定され、制御部90に入力される(図8のS14)。そして、制御部90は、フィラメント81に供給される陽極電圧Vaと陽極電流測定器91で測定された陽極電流Iaの関係が、図6(a)に示した基準特性Aの範囲内にあるかどうかによって、マイクロ波発生装置45によるマイクロ波の発振が正常に行われているかどうかを判断する(図8のS15)。
そして、マイクロ波の発振が正常であると判断された場合(図8のS15のYes)は、更新ベース値(例えば1.8V)のフィラメント電圧Vfがフィラメント81に供給し続けられる。
そして、時刻t21において基板Gに対する所定の処理が終了すると(図8のS16のYes)、マイクロ波発生装置45では、陽極電源86による陽極電圧Vaの供給が停止され、マイクロ波の発振が停止される。そして、処理室4内への所定のガスの供給が停止される。
そして、処理室4内から処理後の基板Gが搬出され、プラズマ処理装置1は再び待機状態となる。なお、待機中は、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給され続ける(図8のS11)。これにより、フィラメント81はマイクロ波発振に適した所定の温度に予熱された状態を保つ。
そして、時刻t22になって、次の基板Gが処理室4内へ搬入され、サセプタ10の上面に載置されると、処理室4内が密閉されて処理が再開される。即ち、処理ガス供給源65から所定のガスが処理室4内に供給されつつ、排気口50から排気され、処理室4内が所定の圧力に設定され、ヒータ12によってサセプタ10上の基板Gが所定の温度に加熱される。
また、マイクロ波発生装置45では、制御部90からの命令により、フィラメント81と陽極84との間に、陽極電源86から陽極電圧Vaが供給されて、マイクロ波の発振が再び開始される(図8のS12)。また、マイクロ波の発振中は、フィラメント電源83からフィラメント81に供給されるフィラメント電圧Vfは、予熱時よりも低い更新ベース値(例えば1.8V)に調整される(図8のS13)。
また、マイクロ波の発振中、マグネトロン80のフィラメント81と陽極84との間の回路85を流れる陽極電流Iaが、陽極電流測定器91で測定され、制御部90に入力される(図8のS14)。そして、制御部90は、フィラメント81に供給される陽極電圧Vaと陽極電流測定器91で測定された陽極電流Iaの関係が、図6(a)に示した基準特性Aの範囲内にあるかどうかによって、マイクロ波発生装置45によるマイクロ波の発振が正常に行われているかどうかを判断する(図8のS15)。
ここで、例えば時刻t23において、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係が基準特性Aの範囲から外れてしまったと仮定する。かかる場合は、制御部90は、時刻t23において、マグネトロン80におけるマイクロ波の発振が異常になった(つまり、熱電子放出が一定量得られない状態となった)と判断する(図8のS15のNo)。
そして、このようにマイクロ波の発振が異常になったと判断された場合、制御部90は、時刻t23において、フィラメント電圧Vfを、更新ベース値(例えば1.8V)よりも更に上昇させるように、フィラメント電源83に制御命令を発する(図8のS17)。こうして、マイクロ波の発振が異常であると判断された場合は、処理が停止されるまで、更新ベース値(例えば1.8V)よりも更に大きいフィラメント電圧Vfが、時刻t23からフィラメント81に供給されることになる。
この場合、制御部90は、時刻t23において、例えばフィラメント電圧Vfをベース値から40%上昇させた値にする制御を行う。その後、基板Gに対する所定の処理が終了する時刻t24までの間は、ベース値から例えば40%増加させられたフィラメント電圧Vfが、フィラメント電源83からフィラメント81に供給され続け、熱電子放出が一定量供給される状態となる(図8のS18のNo)。
そして、時刻t24において基板Gに対する所定の処理が終了すると(図8のS18のYes)、マイクロ波発生装置45では、陽極電源86による陽極電圧Vaの供給が停止され、マイクロ波の発振が停止される。そして、処理室4内への所定のガスの供給が停止される。そして、制御部90は、基板Gに対する所定の処理が終了したことにより、フィラメント電圧Vfを更新ベース値(例えば1.8V)よりも更に増加させる制御を停止させる。
その後、処理室4内から処理後の基板Gが搬出され、プラズマ処理装置1は再び待機状態となる。なお、待機中は、マグネトロン80のフィラメント81に対し、フィラメント電源83から予熱用のフィラメント電圧Vf(例えば5V)が供給され続ける。これにより、フィラメント81はマイクロ波発振に適した所定の温度に予熱された状態を保つ(図8のS11)。
以後、同様に、フィラメント電源83から更新ベース値のフィラメント電圧Vfがフィラメント81に供給され、次の基板Gに対する処理が順次行われていく。そして、マイクロ波の発振中、陽極電圧Vaと陽極電流Iaの関係が基準特性Aの範囲内にあるかどうか(つまり、熱電子放出が一定量放出されているかどうか)によって、マイクロ波の発振状態が判断される。そして、発振異常が検出された場合は、マイクロ波発生装置45において、マイクロ波の発振を停止するまでフィラメント電圧Vfを例えばベース値から40%上昇させた値に増加させる制御が行われる。こうして、マイクロ波発生装置45で発生させた例えば2.45GHzのマイクロ波を利用して、プラズマ処理装置1において、基板Gに対するプラズマ処理が行われる。
かかるプラズマ処理装置1にあっては、マイクロ波発生装置45によるマイクロ波の発振が異常となった場合、フィラメント電圧Vfを増加させることによって、マイクロ波の発振を正常な状態に復帰させるように補正することができる。陽極電圧Vaと陽極電流Iaが、メーカ推奨の基準特性Aを外れた場合でも、プラズマプロセス処理が途切れることなく続行でき、直ちにマグネトロン80を交換せずに、マイクロ波発生装置45の運転を継続して行うことができるようになる。このため、マグネトロン80の交換を軽減でき、マイクロ波発生装置45をより長く使用でき、経済的である。また、マグネトロン80の交換作業の負担を軽減でき、生産性が向上する。
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明はここに示した形態に限定されない。以上の実施の形態では、マイクロ波の発振が異常になった場合にフィラメント電圧Vfをベース値から20%増加させる例を説明した。また、フィラメント電圧Vfを増加させる制御命令を発した回数が10回に達すると、ベース値を更新ベース値に上昇させ、更に、次の11回目以降にフィラメント電圧Vfを増加させる場合は、フィラメント電圧Vfの増加量をベース値から40%増加させる制御について説明した。しかしながら、フィラメント電圧Vfの増加量は任意であり、これら20%、40%に限定されない。また、フィラメント電圧Vfの増加量を大きくさせる条件としての回数も任意であって、10回に限定されない。
また、例えば、フィラメント電源83に対してフィラメント電圧Vfを増加させる制御命令を発した回数が所定の回数に達した場合、警報等を発することも考えられる。
以上の実施の形態では、プラズマ処理の一例であるアモルファスシリコン成膜を行うものについて説明したが、本発明は、アモルファスシリコン成膜の他、酸化膜成膜、ポリシリコン成膜、シランアンモニア処理、シラン水素処理、酸化膜処理、シラン酸素処理、その他のプラズマCVD装置の他、プラズマエッチング処理装置にも適用できる。また、本発明のプラズマ処理で処理される基板は、半導体ウェハ、有機EL基板、FPD(フラットパネルディスプレイ)用の基板等のいずれのものであってもよい。
実際のマイクロ波発生装置において、約2.45GHzのマイクロ波を発振させた。その結果を図9(表1)に示す。
運転当初においては、マイクロ波の発振開始時にフィラメントに供給するフィラメント電圧を、ベース値である2.1Vに設定した。マイクロ波の発振中、陽極電流を測定し、陽極電圧と陽極電流の関係を製造メーカ推奨の基準特性と比較し、発振異常を検出した。また、発振異常を検出した場合は、フィラメント電圧をベース値(2.1V)よりも20%上昇させる制御を行った。
運転時間が6880時間となった時点(測定日2006年12月28日)で、制御回数が10回に到達したため、マイクロ波の発振開始時にフィラメントに供給するフィラメント電圧を、ベース値である2.1Vから更新ベース値である2.5Vに上昇させた。ベース値から更新ベース値への上昇率は約20%である。そして、フィラメント電圧を更新ベース値(2.5V)に上昇させた後においても同様に、マイクロ波の発振中、陽極電流を測定し、陽極電圧と陽極電流の関係を製造メーカ推奨の基準特性と比較し、発振異常を検出した。また、発振異常を検出した場合は、フィラメント電圧をベース値(2.1V)に対して40%上昇させる制御を行った。
更に、運転時間が7721時間となった時点(測定日2007年3月12日)で、マイクロ波の発振開始時にフィラメントに供給するフィラメント電圧を更新ベース値(2.5V)に上昇させた後の制御回数が10回に到達したため、マイクロ波の発振開始時にフィラメントに供給するフィラメント電圧を、更新ベース値である2.5Vから再更新ベース値である3.0Vに上昇させた。更新ベース値から再更新ベース値への上昇率は約20%である。そして同様に、マイクロ波の発振中、陽極電流を測定し、陽極電圧と陽極電流の関係を製造メーカ推奨の基準特性と比較し、発振異常を検出した。また、発振異常を検出した場合は、フィラメント電圧をベース値(2.1V)に対して60%上昇させる制御を行った。
以上のようにして運転を継続した結果、運転時間が11141時間となった時点(測定日2007年11月28日)まで、発振効率をほぼ一定に維持してマイクロ波発生装置を稼動させることができた。また、運転継続中、マイクロ波の周波数を約2.45GHzに維持することができた。
本発明は、例えば半導体や液晶基板の製造に適用できる。本発明によれば、マグネトロンを使用した機器におけるマグネトロンの寿命の検知と、マグネトロンの寿命の延命が可能となる。
G 基板
1 プラズマ処理装置
45 マイクロ波発生装置
80 マグネトロン
81 フィラメント
82、85 回路
83 フィラメント電源
84 陽極
86 陽極電源
90 制御部
91 陽極電流測定器
1 プラズマ処理装置
45 マイクロ波発生装置
80 マグネトロン
81 フィラメント
82、85 回路
83 フィラメント電源
84 陽極
86 陽極電源
90 制御部
91 陽極電流測定器
Claims (7)
- マグネトロンのフィラメントにフィラメント電圧を供給し、前記フィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給して、マイクロ波を発振させるマグネトロンを使ったマイクロ波発生装置の制御方法であって、
ベース値のフィラメント電圧を供給し、マイクロ波の発振中に陽極電圧と陽極電流を測定する工程と、
陽極電圧と陽極電流の関係を基準特性と比較する工程と、
陽極電圧と陽極電流の関係が基準特性から外れた場合に、フィラメント電圧を前記ベース値よりも上昇させる工程と、
を有する、制御方法。 - マイクロ波の発振を停止した後、再び、マイクロ波の発振を行う場合は、フィラメント電圧が前記ベース値に戻される、請求項1に記載の制御方法。
- フィラメント電圧を上昇させた上昇回数をカウントする工程と、
前記上昇回数が所定回数に到達したか否かを確認する工程と、
前記上昇回数が所定回数に到達した場合、マイクロ波の発振開始時にフィラメントに供給されるフィラメント電圧を、前記ベース値よりも大きい更新ベース値に上昇させる工程と、
更新ベース値のフィラメント電圧を供給し、マイクロ波の発振中に陽極電圧と陽極電流を測定する工程と、
陽極電圧と陽極電流の関係を基準特性と比較する工程と、
陽極電圧と陽極電流の関係が基準特性から外れた場合に、フィラメント電圧を前記更新ベース値よりも上昇させる工程と、
をさらに有する、請求項1または2に記載の制御方法。 - マグネトロンのフィラメントにフィラメント電圧を供給し、前記フィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給して、マイクロ波を発振させるマイクロ波発生装置であって、
前記フィラメントにフィラメント電圧を供給するフィラメント電源と、
前記マグネトロンのフィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給する陽極電源と、
マイクロ波の発振中に陽極電流を測定する陽極電流測定器と、
前記陽極電流測定器で測定された陽極電流に基いて、前記フィラメント電源を制御する制御部を有することを特徴とする、マイクロ波発生装置。 - 前記制御部の制御により、請求項1〜3のいずれかの制御方法が行われる、請求項4に記載のマイクロ波発生装置。
- 処理容器内にマイクロ波を供給してプラズマを励起させ、基板を処理するプラズマ処理装置であって、
マイクロ波供給源として、マグネトロンのフィラメントにフィラメント電圧を供給し、前記フィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給して、マイクロ波を発振させるマイクロ波発生装置を備え、
前記マイクロ波発生装置は、前記フィラメントにフィラメント電圧を供給するフィラメント電源と、前記マグネトロンのフィラメントと陽極との間に陽極電圧を供給する陽極電源と、マイクロ波の発振中に陽極電流を測定する陽極電流測定器と、前記陽極電流測定器で測定された陽極電流に基いて、前記フィラメント電源を制御する制御部を有する、プラズマ処理装置。 - 前記制御部の制御により、請求項1〜3のいずれかの制御方法が行われる、請求項6に記載のプラズマ処理装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018532878A (ja) * | 2015-08-24 | 2018-11-08 | エレメント シックス テクノロジーズ リミテッド | マイクロ波発生器および合成ダイヤモンド材料の製造 |
CN114672790A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-06-28 | 广东熹钻技术有限公司 | 一种微波等离子体化学气相沉积系统 |
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2008
- 2008-09-30 JP JP2008252691A patent/JP2010087103A/ja not_active Withdrawn
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