JPS61290804A - マイクロ波発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、マイクロ波出力の高精度制御を可能にした
マイクロ波発生装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来よυマグネトロンを用いた各種のマイクロ波発生装
置が知られている。マグネトロンを用いた装置では、上
記マグネトロンが定電圧特性を示すことから、電源に比
較的電流容量の大きいものを用いれば、少ない電圧でも
極めて高出力のマイクロ波出力／ヤルスが得られるとい
う利点がある。

第２図は、このようなマグネトロンを用いた従来のマイ
クロ波発生装置の構成を示す図でおる。すなわち、逆並
列接続されたサイリスタ１゜２は、制御回路３からの制
御信号に基づいて、ＡＣ入力電圧の位相制御を行い、ト
ランス４の一次側に可変交流電圧を生じさせる。トラン
ス４の二次側に現れる交流電圧は、ダイオードブリッジ
５による整流回路によって全波整流され、電流検出抵抗
６およびバイパスコンデンサ１の並列回路を介してマグ
ネトロン８の陽極および陰極間に与えられる。一方、陰
極側に配置されたヒータには、トランス９を介してＡＣ
ｌ［圧が印加されている。そして、トランス９とマグネ
トロン８のヒータとの間にはマグネトロン８からの高周
波ノイズを遮断するフィルタ１０が介装されている。

このように構成され九マイクロ波発生装置では、マグネ
トロン８の発振特性が、前述したように定電圧特性を示
すので、第３図にも示すように、ＡＣ入力電圧の僅かな
変動が出力に大きな電圧変動として現れてしまう。

そこで、これを防止するため、上記装置ではアノード電
流が一定となるようにフィード７々ツク制御を行なって
いる。具体的には、アノード電流を電流検出抵抗６１ｆ
−よって検出し、その検出値を制御回路３に与え、サイ
リスタ１＃２のＩｆ　−）　ノ母ルスのタイミングを制
御して入力電圧を制御するものである。

ところで、一般に、上記のようなマイクロ波発生装置で
は、マグネトロン８に間欠的な電圧が与えられ、マイク
ロ波も間欠的に出力される。

もちろんアノード電流も脈動となるので、通常、アノー
ド電流は平均値として検出され、この平均値が一定とな
るような制御が行なわれる。

しかし、アノード電流の平均値が一定でも、例えば第３
図中実線と破線とで示すように、波高値が大幅に異なる
場合には、電力の実効値（アノード電流の二乗に比例）
は異なったものとなる。しかるにマイクロ波電力のモニ
タ装置である０Ｍカッグラもやはシアノード電流の平均
値に比例した値を示すので、真の実効１［′ｔ−知るこ
とができないという問題がめった。したがって、例えば
半導体のエツチング装置等、高精度のゾロセスコントロ
ールを必要とする用途では、制御精度の低下が問題とな
った。・〔発明の目的〕 本発明は、かかる問題に基づきなされたもので、その目
的とするところは、高精度のグロセスコントロール金可
能にするマイクロ波発生装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、従来の間欠式の発振に代えてマグネトロンを
連続発振させるようにしたことを特徴としている。

すなわち、本発明社、交流入力電圧を整流する整流回路
と、この整流回路で整流された電圧を印加されて発振動
作全行なうマグネトロンと、このマグネトロンの７ノー
ド電流の平均値を検出するとともにこれを一定にすべく
前記交流入力電圧を制御する制御手段とを具備したマイ
クロ波発生装置において、前記整流回路と前記マグネト
ロンとの間ＩＦ＠記整流回路の出力を平滑化させる平滑
化回路を介在させるようにしたものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アノード電流が間欠的ではなく連続的
に流れることになるので、これｔ　一定に制御すれば、
結局、マイクロ波電力の実効値も一定に制御されること
になる。従って、この発明によれば、特にモニタ系に格
別の工夫こらすことなしにマイクロ波電力計の読みと実
際の実効電力とを一致させることができ、高精度のゾロ
セスコントロールが可能になるという効果を奏すること
になる。

〔発明の実施例〕

゛以下１本発明の詳細を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図において、第１の整流回路２１は、ダイオード２
２．２３．２４および２５ｔ−ブリッジ状に接続して構
成されたものであり、入力端子に印加されたＡＣ入力電
圧を全波整流するものである。この第１の整流回路２１
の出力端には平滑コンデンサ２６が接続されている。こ
の平滑コンデンサ２６で平滑化された電圧は、トランス
２７の一次側巻線の中間タッグと、該トランス２７の一
次側巻線の両端との間に、それぞれトランジスタ２８．
２９ｆ介して与えられている。上記トランジスタ２Ｂ、
２９は、制御回路３０からの制御信号によって作動し、
可変交流電圧を出力するインノ４−タを構成する。

トランス２７の二次側には、第２の整流回路３１が接続
されている。第２の整流回路Ｌノも４つのダイオード３
１，３２．３３および３５をプリッゾ接続して構成され
たもので、トランス２７の二次側に現れる可変交流電圧
を整流する。整流回路３１の出力端には平滑コンデ／す
３６が接続されている。

この平滑コンデンサ３６の高電位側は、接地されるとと
もに電流検出抵抗３７およびパイ１４スコンデンサ３８
の並列回路を介してマグネトロン３９の陽極に接続され
ている。上記電流検出抵抗３１０両端は前記制御回路３
０の制御入力として与えられている。また、平滑コンデ
ンサ３６の低電位側はチョークコイル４０および後述す
るフィルタ４１ｆｔ介して上記マグネトロンのヒータ側
に接続されている。つまり、上記平滑コンデンサ３６と
上記チ、−クコイル４０とで平滑化回路を構成する。

上記マグネトロン３９の陰極側に配置されたヒータには
、トランス４２を介して図示しない電源系統からのＡＣ
電圧が与えられている。ヒータとトランス４２の二次側
巻線とヒータとの間には、マグネトロン３９からの高周
波ノイズを遮断するフィルタとが介装されている。仁の
フィルタ４１は、トランス４２の二次側巻線の両端部と
ヒータとの間にそれぞれ介装されたコイル４３．４４と
、これらコイル４３．４４の各一方の端部間に接続され
たコンデンサ４５と、同他方の端部間に直列接続されて
結合点を接地電位とするコンデンサ４６．４７とで構成
されている。

このように構成された本実施例に係るマイクロ波発生装
置においては、インバータを構成するトランジスタ２１
１．２９の制御によ多発生した可変交流電圧を、トラン
ス２１を介して整流回路３１に与え、全波整流するとと
もに、平滑コンデンサ３６とチョークコイル４０とで平
滑化するようにしている。したがって、マグネトロン３
９の入力電圧は直流電圧となる。Ｌ（４−適当な値に設
定すれは、マグネトロン３９０入力電圧のリッノルを容
易に５−以下に抑えることができる。

ところでマグネトロン３９の定電圧特性により、入力側
の電圧変動が出力側に増幅される可能性がおる。しかし
２この実施例では、電流検出抵抗３１によシアノ。−ド
電流を検出し、これを制御回路３０ｔ−介してインバー
タにフィードバックしている。このようなフィードバッ
ク系統であれば変動に対する追従性は高いので、７ノー
ド電流を略一定の直流電流に安定化させることができる
。

このように、アノード電流が直流電流であれば、これを
一定に制御することはマイクロ波電力も一定値に保たれ
ることを意味する。したがって、この実施例の装置によ
れば、例えばマグネトロン３９に接続された図示しない
導波管に合が図れ、プロセスコントロールの精度向上に
寄与することは明らかでちる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

上記実施例では、入力側の可変交流電圧を得るのにトラ
ンジスタインバータを用いたが、鉤えばＳＣＲ位相制御
方式、ＳＣＲイン・り一夕方式を用いたものにも適用可
能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るマイクロ波発生装置を
示す回路図、第２図は従来のマイクロ波発生装置の構成
金示す回路図、第３図は同装置の動作を説明するための
波形図である。 １．２・・・サイリスタ、３．３０・・・制御回路、４
．９，２７．４２・・・トランス、５・・・整流回路、
６．３７・・・電流制限抵抗、１．３８・・・パイ１４
スコンデンサ％８，３９・・・マクネトロン、１０゜４
１・・・フィルタ、２１・・・第１の整流回路、２２〜
２５．３２〜３５・・・ダイオ−ｐｌｚｅ、ｓｔ；・・
・平滑コンデンサ、２ｇ、２９・・・トランジスタ。 イ０・・・チョークコイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流入力電圧を整流する整流回路と、この整流回路で整
   流された電圧を印加されて発振動作を行なうマグネトロ
   ンと、このマグネトロンのアノード電流の平均値を検出
   するとともにこれを一定にすべく前記交流入力電圧を制
   御する制御手段とを具備してなるマイクロ波発生装置に
   おいて、前記整流回路と前記マグネトロンとの間に前記
   整流回路の出力を平滑化させる平滑化回路を介在させた
   ことを特徴とするマイクロ波発生装置。