JPS63143798A - Automatic controller for microwave plasma generator - Google Patents
Automatic controller for microwave plasma generatorInfo
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- JPS63143798A JPS63143798A JP61291737A JP29173786A JPS63143798A JP S63143798 A JPS63143798 A JP S63143798A JP 61291737 A JP61291737 A JP 61291737A JP 29173786 A JP29173786 A JP 29173786A JP S63143798 A JPS63143798 A JP S63143798A
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims 1
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマイクロ波プラズマ発生装置用自動制御装置、
更に詳細には電子サイクロトロン共鳴現象によりプラズ
マを発生するプラズマ発生装置に用いられる自動制御装
置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides an automatic control device for a microwave plasma generator;
More specifically, the present invention relates to an automatic control device used in a plasma generator that generates plasma by an electron cyclotron resonance phenomenon.
周波数ωのマイクロ波を、電子サイクロトロン共鳴発生
条件を満たす強度の磁場B=ωm/e(mは電子の質量
であり、eは電子の電荷である)中に供給して、プラズ
マを発生するプラズマ発生装置が知られている。Plasma that generates plasma by supplying microwaves of frequency ω into a magnetic field B = ωm/e (m is the mass of the electron and e is the charge of the electron) with a strength that satisfies the conditions for generating electron cyclotron resonance. Generators are known.
上述した電子サイクロトロン共鳴によるプラズマ発生装
置におし)では、マイクロ波を所望の種類のガスが所望
の圧力で充填された放電管に供給する必要があるが、充
填ガスの種類、圧力により生成されるプラズマの条件が
変わり、放電管に入力するマイクロ波の負荷条件が変化
する。そして、負荷条件の変化に対応してマイクロ波の
マツチング系、例えば、スリースタブ、E−Hチューナ
、バックプランジャー等を動かし負荷に対応するマイク
ロ波の最適条件を見つける必要があった。更に、人力マ
イクロ波の電力を変えた時も、この様なマツチング操作
が必要であり、非常に煩雑であり非能率的であった。In the plasma generator using electron cyclotron resonance described above, it is necessary to supply microwaves to a discharge tube filled with a desired type of gas at a desired pressure. The conditions of the plasma that enters the discharge tube change, and the load conditions of the microwave input to the discharge tube change. Then, in response to changes in load conditions, it was necessary to find the optimum microwave conditions corresponding to the load by moving the microwave matching system, such as the three-stub, E-H tuner, back plunger, etc. Furthermore, when changing the power of the manual microwave, such a matching operation is required, which is very complicated and inefficient.
上記問題点は、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生器、このマイクロ
波発生器に電力を供給する手段、前記マイクロ波が導入
され、内部でプラズマが発生されるプラズマ生成室、
マイクロ波によるプラズマ発生に関係する制御パラメー
タの値を測定する手段、
前記制御パラメータの設定値を記憶する手段、この記憶
手段に記憶される設定値と測定された前記制御パラメー
タの値とを比較する比較回路、この比較回路からの出力
信号に応じてマイクロ波発生器への供給電力を制御する
手段、前記マイクロ波の定在波比あるいは反射係数を測
定する定在波測定器、
前記マイクロ波の入射波の強度と反射波の強度との比を
変化する整合器、および
前記定在波比測定器によって得られた定在波比あるいは
反射係数に応じて前記整合器を駆動制御する手段を備え
て構成される本発明のマイクロ波プラズマ発生装置用自
動制御装置によって解決される。The above-mentioned problems include: a microwave generator that generates microwaves, a means for supplying power to the microwave generator, a plasma generation chamber into which the microwaves are introduced and plasma is generated inside, and plasma generation using microwaves. means for measuring the value of a control parameter related to the control parameter; means for storing the set value of the control parameter; a comparison circuit for comparing the set value stored in the storage means with the measured value of the control parameter; means for controlling the power supplied to the microwave generator according to an output signal from the circuit; a standing wave measuring device for measuring the standing wave ratio or reflection coefficient of the microwave; and a means for measuring the intensity of the incident microwave wave. A matching device that changes the ratio to the intensity of a reflected wave, and a means for driving and controlling the matching device according to the standing wave ratio or reflection coefficient obtained by the standing wave ratio measuring device. This problem is solved by the automatic control device for a microwave plasma generator of the invention.
イオン電流、プラズマ電子温度、供給マイクロ波電力等
のマイクロ波によるプラズマ発生に関する制御パラメー
タの値が測定され、予め設定記憶されている設定値と比
較され、この比較結果に応じてマイクロ波発生器への供
給電力が制御される。The values of control parameters related to plasma generation by microwaves, such as ion current, plasma electron temperature, and supplied microwave power, are measured and compared with preset and memorized set values, and the values are sent to the microwave generator according to the comparison results. power supply is controlled.
これと同時に、マイクロ波の定在波比または反射係数が
測定され、この測定値に応じて整合器が駆動制御される
。At the same time, the standing wave ratio or reflection coefficient of the microwave is measured, and the matching device is driven and controlled according to this measured value.
本発明によると、所望のプラズマパラメータを自動的に
かつ最大の効率で得ることができる。According to the invention, desired plasma parameters can be obtained automatically and with maximum efficiency.
プラズマ生成室に充填されるガスの種類、圧力または入
力マイクロ波の電力によりプラズマの条件が変わり、プ
ラズマ生成室に人力するマイクロ波の負荷条件が変化し
ても、自動的にマツチング操作が行われ、所望のプラズ
マパラメータを得ることができるので、マイクロ彼プラ
ズマ発生装置の運転が極めて簡単になる。Even if the plasma conditions change depending on the type of gas filled in the plasma generation chamber, the pressure, or the power of the input microwave, and the load conditions of the microwave manually applied to the plasma generation chamber change, the matching operation will be performed automatically. Since the desired plasma parameters can be obtained, the operation of the micro-plasma generator becomes extremely simple.
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第1
図は本発明の第1実施例であり、制御パラメータとして
イオン電流が使用される場合の態様である。マグネトロ
ン等のマイクロ波発生手段1によって発生されたマイク
ロ波は導波管2を伝達してプラズマ生成室3に導入され
、そこでプラズマが発生される。マイクロ波発生器1と
プラズマ生成室3との間には、定在波比測定器4および
整合器5とが挿入されている。プラズマ生成室3内のガ
スの種類、ガス圧等によってマツチング条件が変化し、
導波管2にお(するマイクロ波の定在波比が変化するが
、この際の定在波比が定在波比測定器4によって測定さ
れ、整合器駆動手段6は、定在波比が最小になるように
整合器5を制御する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples. 1st
The figure shows a first embodiment of the present invention, in which an ion current is used as a control parameter. Microwaves generated by a microwave generating means 1 such as a magnetron are transmitted through a waveguide 2 and introduced into a plasma generation chamber 3, where plasma is generated. A standing wave ratio measuring device 4 and a matching device 5 are inserted between the microwave generator 1 and the plasma generation chamber 3. The matching conditions change depending on the type of gas in the plasma generation chamber 3, gas pressure, etc.
The standing wave ratio of the microwave flowing into the waveguide 2 changes, and the standing wave ratio at this time is measured by the standing wave ratio measuring device 4, and the matching unit driving means 6 changes the standing wave ratio. The matching box 5 is controlled so that the value is minimized.
プラズマ生成室3において生成されたプラズマの内イオ
ンがイオン引き出し手段7によって引き出され、そのイ
オン電流がイオン電流値測定手段8によって測定される
。その値は比較器9の一方の人力に人力される。この比
較器9の他方の入力にはイオン電流設定値を記憶する手
段に記憶されているイオン電流値が人力される。比較器
9の出力からは二つの人力の差に応じた値の出力が発生
され、供給電力制御手段11に人力される。この供給電
力制御手段11はこの人力された1直に応じて、電源1
2を制御してマイクロ波発生器1の発生マイクロ波電力
を制御する。従って、プラズマ生成室3のガス種、ガス
圧等が変化しても、設定されたイオン電流を最小の消費
電力で得ることができる。Ions in the plasma generated in the plasma generation chamber 3 are extracted by the ion extraction means 7, and the ion current is measured by the ion current value measuring means 8. The value is input to one side of the comparator 9. The other input of this comparator 9 is manually inputted with the ion current value stored in the means for storing the ion current set value. From the output of the comparator 9, an output having a value corresponding to the difference between the two human powers is generated, and is supplied to the power supply control means 11. This power supply control means 11 controls the power supply 1 in response to this manual shift.
2 to control the microwave power generated by the microwave generator 1. Therefore, even if the gas type, gas pressure, etc. in the plasma generation chamber 3 change, the set ion current can be obtained with minimum power consumption.
第2図は本発明の第2実施例であり、制御パラメータと
してプラズマの電子温度等のプラズマ生成室内のプラズ
マパラメータの一つが使用される場合の態様である。本
実施例においては、プラズマ生成室3中の電子温度がプ
ローブ18によって測定され、その測定値と電子温度設
定値を記憶する手段20に記憶されている電子温度設定
値とが比較器9によって比較される。比較器9の出力か
らは二つの入力の差に応じた値の出力が発生され、第1
実施例と同様にしてマイクロ波電源12が制御類される
。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which one of the plasma parameters in the plasma generation chamber, such as the plasma electron temperature, is used as the control parameter. In this embodiment, the electron temperature in the plasma generation chamber 3 is measured by the probe 18, and the measured value and the electron temperature set value stored in the means 20 for storing the electron temperature set value are compared by the comparator 9. be done. The output of the comparator 9 generates an output with a value corresponding to the difference between the two inputs, and the first
The microwave power source 12 is controlled in the same manner as in the embodiment.
第3図は本発明の第3実施例であり、制御パラメータと
してプラズマ生成室3に供給されるマイクロ波の電力が
使用される場合のplである。本実施例においては、プ
ラズマ生成室3中に供給されるマイクロ波の電力が電力
測定手段28によって測定され、その測定値とマイクロ
波電力設定値を記憶する手段30に記憶されているマイ
クロ波電力設定値とが比較器9によって比較され、この
結果に応じてマイクロ波電源12が同様にして制御され
る。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, and shows pl in the case where microwave power supplied to the plasma generation chamber 3 is used as a control parameter. In this embodiment, the power of the microwave supplied into the plasma generation chamber 3 is measured by the power measuring means 28, and the microwave power is stored in the means 30 for storing the measured value and the microwave power setting value. The set value is compared by the comparator 9, and the microwave power source 12 is similarly controlled according to the result.
第1図は本発明の第1実施例の概略図、第2図は本発明
の第2実施例の概略図、および第3図(ン本発明の第3
実施例の概略図である。
1・・・・・・マイクロ波発生器、2・・・・・・導波
管、3・・・・・・プラズマ生成室、4・・・・・・定
在波比測定器、5・・・・・・整合器、6・・・・・・
整合器駆動手役、7・・・・・・イオン引き出し手段、
8・・・・・・イオン電流測定手段、9・・・・・・比
較器、10・・・・・・インオ電流設定渣記憶手段、1
1・・・・・・供給電力制御手段、18・・・・・・プ
ローブ、20・・・・・・電子温度設定値記憶手段、2
8・・・・・・電力測定手段、
30・・・・・・マイクロ波設定値記憶手段。FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an example. 1... Microwave generator, 2... Waveguide, 3... Plasma generation chamber, 4... Standing wave ratio measuring device, 5... ...Matching box, 6...
Matching device driving hand, 7... Ion extraction means, 8... Ion current measuring means, 9... Comparator, 10... Ino current setting residue storage means, 1
1... Supply power control means, 18... Probe, 20... Electronic temperature set value storage means, 2
8...Power measuring means, 30...Microwave setting value storage means.
Claims (4)
イクロ波発生器に電力を供給する手段、前記マイクロ波
が導入され、内部でプラズマが発生されるプラズマ生成
室、 マイクロ波によるプラズマ発生に関係する制御パラメー
タの値を測定する手段、 前記制御パラメータの設定値を記憶する手段、この記憶
手段に記憶される設定値と測定された前記制御パラメー
タの値とを比較する比較回路、 この比較回路からの出力信号に応じてマイクロ波発生器
への供給電力を制御する手段、 前記マイクロ波の定在波比あるいは反射係数を測定する
定在波測定器、 前記マイクロ波の入射波の強度と反射波の強度との比を
変化する整合器、および 前記定在波比測定器によって得られた定在波比あるいは
反射係数に応じて前記整合器を駆動制御する手段を備え
て構成されるマイクロ波プラズマ発生装置の自動制御装
置。(1) A microwave generator that generates microwaves, means for supplying power to this microwave generator, a plasma generation chamber into which the microwaves are introduced and plasma is generated inside, and related to plasma generation by microwaves. means for measuring the value of the control parameter to be measured; means for storing the set value of the control parameter; a comparison circuit for comparing the set value stored in the storage means with the measured value of the control parameter; means for controlling the power supplied to the microwave generator according to the output signal of the microwave, a standing wave measuring device for measuring the standing wave ratio or reflection coefficient of the microwave, and the intensity of the incident wave and the reflected wave of the microwave. and a means for driving and controlling the matching device according to the standing wave ratio or reflection coefficient obtained by the standing wave ratio measuring device. Automatic control device for generator.
オンを引き出すことによって得られるイオンビームをイ
オン電流値であることを特徴とする特許請求の範囲第(
1)項記載の自動制御装置。(2) The control parameter is an ion current value of the ion beam obtained by extracting the ions being generated in the plasma.
The automatic control device described in section 1).
子温度であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項記載の自動制御装置。(3) Claim (1) characterized in that the control parameter is an electron temperature during plasma generation.
Automatic control device as described in section.
送られるマイクロ波の電力値であることを特徴とする特
許請求の範囲第(1)項記載の自動制御装置。(4) The automatic control device according to claim (1), wherein the control parameter is a power value of microwaves sent into the plasma generation chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61291737A JPS63143798A (en) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Automatic controller for microwave plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61291737A JPS63143798A (en) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Automatic controller for microwave plasma generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63143798A true JPS63143798A (en) | 1988-06-16 |
Family
ID=17772745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61291737A Pending JPS63143798A (en) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Automatic controller for microwave plasma generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63143798A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008041323A (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Tokyo Electron Ltd | Plasma treatment device and method |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP61291737A patent/JPS63143798A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008041323A (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Tokyo Electron Ltd | Plasma treatment device and method |
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