JPH11111184A - マイクロ波発生装置 - Google Patents

マイクロ波発生装置

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JPH11111184A
JPH11111184A JP28467197A JP28467197A JPH11111184A JP H11111184 A JPH11111184 A JP H11111184A JP 28467197 A JP28467197 A JP 28467197A JP 28467197 A JP28467197 A JP 28467197A JP H11111184 A JPH11111184 A JP H11111184A
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JP
Japan
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filament
filament voltage
magnetron
output
microwave
Prior art date
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Pending
Application number
JP28467197A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Ito
宏行 伊藤
Hiroaki Ooichi
啓晶 大市
Yoshiki Fukumoto
佳樹 福本
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Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネトロンの交換時期を延長させる。 【解決手段】 マイクロ波を発生させるマグネトロン1
と、マグネトロンのフィラメントに電力を供給するフィ
ラメント電源2と、マグネトロンのフィラメントとアノ
ードとの間に電力を供給するアノード電源3と、アノー
ド電源の出力を所定時期にONさせ、所定時期にOFF
させてマイクロ波出力をON・OFFするためのON・
OFF指令信号を発生するアノード電源制御回路4とを
設ける。さらに、マイクロ波出力を検出するマイクロ波
出力検出器5と、マイクロ波出力のON回数を積算する
ON回数積算回路6と、ON回数が設定値を越えたとき
に、フィラメント電圧増加指令信号を出力するON回数
判定回路7と、ON回数判定回路の出力に基づいてフィ
ラメント電圧を増加させるフィラメント電圧設定変更回
路8とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチチャンバに
設けたマイクロ波発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】薄膜を形成する装置の1つであるCVD
装置、また半導体製造装置用エッチング装置などのプラ
ズマ処理装置にマイクロ波によるプラズマを利用したも
のがある。これらの装置には、マイクロ波を発生させる
ためのマグネトロンと、そのフィラメントに電力を供給
するフィラメント電源と、フィラメントとアノードとの
間に電力を供給するアノード電源とから構成されるマイ
クロ波発生装置が設けられている。
【0003】マイクロ波発生装置に取り付けられたマグ
ネトロンは消耗品であり、寿命が近づけばマイクロ波出
力が不安定になったり、低下したりして、最終的に出力
が停止する。特に、ウエハを処理するマルチチャンバ方
式のプラズマ処理装置では、マイクロ波出力を短時間O
N・OFFさせ、しかもそれが連続的に繰返される。マ
グネトロンをこのような使い方をすると、マグネトロン
の製造メーカが推奨するマグネトロンの交換時期、すな
わちマイクロ波を連続的に発生させたときのフィラメン
ト累積点灯時間よりも遥かに短い累積点灯時間でマイク
ロ波出力が停止する。従来では、この時点でマグネトロ
ンを交換している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネ
トロンの交換は、上記のマグネトロンの交換時期よりも
短い時期に行っているために、明らかに寿命に至ってい
ないと思われるマグネトロンを廃棄することになり、ラ
ンニングコストの上昇を招くという問題があった。
【0005】本発明の目的は、マグネトロンの交換時期
を延長させたマイクロ波発生装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波を
発生させるマグネトロンと、マグネトロンのフィラメン
トに電力を供給するフィラメント電源と、マグネトロン
のフィラメントとアノードとの間に電力を供給するアノ
ード電源と、アノード電源の出力を所定時期にONさ
せ、所定時期にOFFさせてマイクロ波出力をON・O
FFするためのON・OFF指令信号を発生するアノー
ド電源制御回路とを具備したマイクロ波発生装置に係わ
るものである。
【0007】請求項1に記載の発明は、マイクロ波出力
を検出するマイクロ波出力検出器と、マイクロ波出力の
ON回数を積算するON回数積算回路と、ON回数が設
定値を越えたときに、フィラメント電圧増加指令信号を
出力するON回数判定回路と、ON回数判定回路の出力
に基づいてフィラメント電圧を増加させるフィラメント
電圧設定変更回路とを設けたものである。
【0008】請求項2に記載の発明は、ON・OFF指
令信号のON回数を積算するON回数積算回路と、ON
回数が設定値を越えたときに、フィラメント電圧増加指
令信号を出力するON回数判定回路と、ON回数判定回
路の出力に基づいてフィラメント電圧を増加させるフィ
ラメント電圧設定変更回路とを設けたものである。
【0009】請求項3に記載の発明は、フィラメント電
圧設定変更回路が、初期フィラメント電圧設定器と、フ
ィラメント電圧増加分設定器と、フィラメント電圧増加
分設定器に設定された初期フィラメント電圧設定値とフ
ィラメント電圧増加分設定器に設定されてフィラメント
電圧増加指令信号が入力されたときに出力されるフィラ
メント電圧増加分設定値とを加算する加算器とからなる
ものである。
【0010】請求項4に記載の発明は、初期フィラメン
ト電圧設定値が、マグネトロンのフィラメント電圧リデ
ュース曲線の下限値とするものである。
【0011】上記の発明においては、マイクロ波出力の
ON・OFFを重ねると、マグネトロンの表面に不純物
が付着して、フィラメントからの熱電子放出が抑制され
ることになり、この状態はあたかもフィラメントが劣化
して熱電子放出量が減少することと同じ現象であり、こ
の現象がマグネトロンの製造メーカが推奨するマグネト
ロンの交換時期よりも遥かに短い時期に起こっているこ
と、及びマイクロ波出力のON回数と関連性があること
がわかり、このON回数が予め定めた値を越えたとき
に、フィラメント電圧を上げて熱電子放出量を復元させ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るマイクロ波発
生装置の一実施形態を示すブロック図である。同図にお
いて、1はマイクロ波を発生させるマグネトロン、2は
マグネトロン1のフィラメント電圧を可変設定すること
ができるフィラメント電源、3はマグネトロン1のフィ
ラメント1aとアノード1bとの間に電圧を供給するア
ノード電源、4はアノード電源3の出力を所定時期にO
Nさせ、所定時期にOFFさせてマイクロ波出力をON
・OFFするためのON・OFF指令信号を発生するア
ノード電源制御回路である。5は例えばアノード電源3
の出力電圧を抵抗分圧してマイクロ波出力を検出するマ
イクロ波出力検出器、6はマイクロ波出力のON回数を
積算するON回数積算回路、7はON回数設定器7a及
び比較器7bからなるON回数判定回路、8は初期フィ
ラメント電圧設定器8a、フィラメント電圧増加分設定
器8b及び加算器8cからなるフィラメント電圧設定変
更回路である。
【0013】上記のように構成されたマイクロ波発生装
置においては、まずマグネトロンの製造メーカが推奨す
るフィラメント電圧リデュース曲線に基づき、所定のマ
イクロ波出力に対応するフィラメント電圧の下限値を初
期フィラメント電圧設定値とし、この値を初期フィラメ
ント電圧設定器8aに設定して、所定のマイクロ波出力
を発生させる。フィラメント電圧リデュース曲線は、種
類毎に定められており、マイクロ波出力の増加に対する
フィラメント電圧の低減を表すと共に、所定のマイクロ
波出力に対応するフィラメント電圧の上限値及び下限値
を表している。
【0014】つぎに、アノード電源3に所定のON・O
FF指令信号を入力することにより、マイクロ波を所定
期間出力させ、また所定期間停止させることができる。
例えばマイクロ波を2分間出力させて、ウエハに所定の
プラズマ処理を行い、次のウエハが搬送されてくるまで
の間、例えば30秒間停止させる。このようなON・O
FFのパターンを繰返すことにより、次々と搬送されて
くるウエハに対し、次々とプラズマ処理を行う。
【0015】上記のようなプラズマ処理が行われると、
マイクロ波出力検出器5により検出されたマイクロ波出
力検出信号は、ON回数積算回路6に入力され、マイク
ロ波出力をONさせたときのマイクロ波出力検出信号が
入力される毎にカウントアップする。
【0016】ON回数判定回路7は、ON回数積算回路
6の出力であるカウント値と、ON回数設定器7aに設
定されたON回数設定値とが比較器7bに入力されてお
り、カウント値が設定値を越えたときに、フィラメント
電圧増加指令信号を出力する。ON回数設定値は、例え
ば従来の技術で示したようなマイクロ波出力が停止した
ときの回数とする。
【0017】フィラメント電圧設定変更回路8は、フィ
ラメント電圧増加指令信号が入力されると、フィラメン
ト電圧増加分設定器8bに設定されたフィラメント電圧
増加分設定値が出力され、その設定値が加算器8cに、
初期フィラメント電圧設定器8aに設定された初期フィ
ラメント電圧設定値とともに入力され、これらの設定値
が加算されて新たなフィラメント電圧設定値を出力す
る。フィラメント電圧増加分設定値は、例えばマグネト
ロンのフィラメント電圧リデュース曲線の上限値から下
限値を差引いた値とする。
【0018】フィラメント電源2は、新たなフィラメン
ト電圧設定値により、フィラメント電圧を増加させる。
その結果、従来ではマイクロ波をONさせる回数が3万
回でマイクロ波出力が停止していたが、10万回まで延
長させることができたことを検証している。
【0019】これは、マイクロ波出力のON・OFFを
重ねると、マグネトロンの表面に不純物が付着して、フ
ィラメントからの熱電子放出が抑制されることになり、
この状態はあたかもフィラメントが劣化して熱電子放出
量が減少することと同じ現象であるので、フィラメント
電圧を上げれば、熱電子放出量が復元することによるも
のである。
【0020】上記の実施形態においては、マイクロ波出
力検出器5を設け、その出力であるマイクロ波出力検出
信号をアノード電源3の出力電圧から得てON回数積算
回路6に入力しているが、このマイクロ波出力検出信号
をアノード電源3の出力電流から得るか、または方向性
結合器を使用して、マイクロ波電圧を変換した電圧から
得てもよい。また、マイクロ波出力検出器を省略するこ
とができる。この場合、アノード電源制御回路4から出
力されるON・OFF指令信号をON回数積算回路6に
入力する。
【0021】上記のON回数設定値は、使用するマグネ
トロンの種類毎に変更する必要がある。また、例えばマ
イクロ波出力が停止したときの回数としたが、好まくは
その回数よりも少ない方が望ましい。このようにすれ
ば、マグネトロンのフィラメントの実際の寿命が来るま
でに、マイクロ波出力を停止させることがないので、装
置の信頼性が向上する。
【0022】また、上記の初期フィラメント電圧設定値
は、マグネトロンの製造メーカが推奨するマグネトロン
の種類毎のフィラメント電圧リデュース曲線の下限値と
したが、高い目の値でもよい。
【0023】さらに、上記のフィラメント電圧増加分設
定値は、フィラメント電圧リデュース曲線の上限値から
下限値を差引いた値が好ましいが、上記のように、初期
フィラメント電圧設定値をリデュース曲線の下限値より
も高い目の値にした場合、上限値から高い目の値を差引
いた値となる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マグネ
トロンの交換時期を延長させることができるので、ラン
ニングコストを低減することができる。またON回数設
定値を適宜に選定することにより、信頼性を向上させる
ことができる。
【0025】また、請求項2に記載した発明によれば、
特にマイクロ波出力検出器を不要とすることができるの
で、コストを低減することができる。
【0026】さらに、請求項4に記載した発明によれ
ば、フィラメントの劣化を進みにくくすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマイクロ波発生装置の一実施形態
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 マグネトロン 2 フィラメント電源 3 アノード電源 4 アノード電源制御回路 5 マイクロ波出力検出器 6 ON回数積算回路 7 ON回数判定回路 8 フィラメント電圧設定変更回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波を発生させるマグネトロン
    と、前記マグネトロンのフィラメントに電力を供給する
    フィラメント電源と、前記マグネトロンのフィラメント
    とアノードとの間に電力を供給するアノード電源と、前
    記アノード電源の出力を所定時期にONさせ、所定時期
    にOFFさせてマイクロ波出力をON・OFFするため
    のON・OFF指令信号を発生するアノード電源制御回
    路とを具備したマイクロ波発生装置において、 前記マイクロ波出力を検出するマイクロ波出力検出器
    と、 前記マイクロ波出力のON回数を積算するON回数積算
    回路と、 前記ON回数が設定値を越えたときに、フィラメント電
    圧増加指令信号を出力するON回数判定回路と、 前記ON回数判定回路の出力に基づいてフィラメント電
    圧を増加させるフィラメント電圧設定変更回路とを設け
    たマイクロ波発生装置。
  2. 【請求項2】 マイクロ波を発生させるマグネトロン
    と、前記マグネトロンのフィラメントに電力を供給する
    フィラメント電源と、前記マグネトロンのフィラメント
    とアノードとの間に電力を供給するアノード電源と、前
    記アノード電源の出力を所定時期にONさせ、所定時期
    にOFFさせてマイクロ波出力をON・OFFするため
    のON・OFF指令信号を発生するアノード電源制御回
    路とを具備したマイクロ波発生装置において、 前記ON・OFF指令信号のON回数を積算するON回
    数積算回路と、 前記ON回数が設定値を越えたときに、フィラメント電
    圧増加指令信号を出力するON回数判定回路と、 前記ON回数判定回路の出力に基づいてフィラメント電
    圧を増加させるフィラメント電圧設定変更回路とを設け
    たマイクロ波発生装置。
  3. 【請求項3】 前記フィラメント電圧設定変更回路は、
    初期フィラメント電圧設定器と、フィラメント電圧増加
    分設定器と、前期フィラメント電圧増加分設定器に設定
    された初期フィラメント電圧設定値と前記フィラメント
    電圧増加分設定器に設定されて前記フィラメント電圧増
    加指令信号が入力されたときに出力されるフィラメント
    電圧増加分設定値とを加算する加算器とからなる請求項
    1または2に記載のマイクロ波発生装置。
  4. 【請求項4】 前記初期フィラメント電圧設定値は、マ
    グネトロンのフィラメント電圧リデュース曲線の下限値
    とする請求項3に記載のマイクロ波発生装置。
JP28467197A 1997-09-30 1997-09-30 マイクロ波発生装置 Pending JPH11111184A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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