KR20080038395A - 마그네트론의 제어 방법, 마그네트론의 수명 판정 방법,마이크로파 발생 장치, 마그네트론의 수명 판정 장치, 처리장치, 컴퓨터 프로그램 및 기억 매체 - Google Patents
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Abstract
마이크로파 발생 장치는 필라멘트(78)를 포함하는 음극(80)과, 음극(80)에 대향하여 배치되고 공동 공진기(84)를 포함하는 양극(82)을 대향 배치함과 동시에, 자계를 부여한 상태에서 발진시키는 것에 의해서 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(74)과, 필라멘트(78)에 가변으로 전력을 공급하는 필라멘트 전원(98)과, 필라멘트의 전류계측기(100)와, 필라멘트에 인가되는 전압을 구하는 전압계측부(102)를 구비하고 있다. 전류계측부(100)와 전압계측부(102)에서 구해진 전류와 전압에 의거하여, 저항값 산출부(104)에 있어서 필라멘트의 저항값을 구한다. 온도 산출부(106)에 있어서, 저항값 산출부(104)에서 구한 저항값과 필라멘트의 미리 구해진 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 필라멘트의 온도를 구한다. 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 필라멘트 전원(98)을 전원 제어부(110)에 의해 제어한다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피처리체의 표면에 플라즈마에 의해 활성화된 활성종을 이용하여 처리를 실행하는 처리 장치, 마그네트론의 제어 방법, 마그네트론의 수명 판정 방법, 마이크로파 발생 장치, 마그네트론의 수명 판정 장치, 컴퓨터 프로그램 및 기억 매체에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제품의 집적 회로를 형성하기 위해서는 반도체 웨이퍼 등의 피처리체에 대해, 성막 처리, 개질 처리, 산화확산 처리, 에칭 처리 등의 각종의 처리를 실행하지만, 근래의 반도체 집적 회로의 가일층의 고밀도화, 고미세화, 박막화 및 처리의 저온화의 요청에 따라, 플라즈마를 이용한 처리 장치가 다용되는 경향에 있다. 이 플라즈마를 이용한 처리 장치에서는 플라즈마에 의해 가스 를 활성화시켜 활성종을 만들고, 이 활성종의 작용에 의해 웨이퍼를 그다지 고온으로 가열하지 않고 비교적 저온의 상태에서 원하는 처리를 실행할 수 있다.
이러한 종류의 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리 장치에서는 플라즈마를 생성시키기 위해 고주파를 발생시키는 고주파 발생 장치나 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생 장치가 마련되어 있다.
여기서 예를 들면 마이크로파 발생 장치를 예로 들어 설명한다. 이 마이크로파 발생 장치는 마그네트론을 갖고 있고, 이 마그네트론은 필라멘트를 갖는 음극(캐소드)의 주위에, 공동(空洞) 공진기를 갖는 양극(애노드)을 동축형상으로 배치하여 2극관으로서 형성되고, 이들 양 전극간에 대해 축방향으로 직류자계를 건 상태에서 고주파의 발진을 실행시키는 것에 의해 마이크로파를 발생시키도록 되어 있다(특허문헌 1∼3).
구체적으로는 이 마그네트론에서는 일반적인 2극 진공관과 마찬가지로 필라멘트에 통전하는 것에 의해 음극을 가열하여 열전자를 방출시키고, 이 때, 양 전극간에 가하는 전계(전압)에 의해서 흐르는 전류를 제어한다. 이와 동시에, 이 전계에 대해 직교하는 방향에 가해져 있는 자계에 의해서 상기 열전자에 회전운동을 생기게 하여 발진을 실행시키고, 그 결과, 마이크로파를 발생하도록 되어 있다.
(특허문헌 1) 일본국 특허공개공보 평성5-67493호
(특허문헌 2) 일본국 특허공개공보 평성10-223150호
(특허문헌 3) 일본국 특허공개공보 제2003-308958호
그런데, 상기 마그네트론의 필라멘트는 일반적으로는 토륨을 소량 함유한 텅스텐 금속재료로 제작되어 있고, 또한 필라멘트를 포함하는 음극의 표면에는 열전자의 방출을 효율적으로 실행시키기 위한 탄화층이 형성되어 있다. 그리고, 이 마그네트론의 수명은 이 탄화층이 과도하게 감소하는 것에 의해서 도래해 버린다.
그리고, 종래의 마그네트론의 일반적인 제어 방법은 마그네트론의 출력을 변화시킨 경우에는 필라멘트의 장수명화를 도모하기 위해 필라멘트 전압을 역방향으로 변화시키고, 이것에 의해서 필라멘트가 과도하게 승온하는 것을 방지하고 있었다. 예를 들면 마그네트론의 출력을 크게 하기 위해 양극 전류를 증가시키면, 필라멘트의 온도도 상승하여 탄화층의 소모가 심하게 되어 버린다. 이 때문에, 마그네트론 출력을 크게 하기 위해 양극 전류를 증가시킬 때에는 필라멘트 온도의 상승을 억제하기 위해 필라멘트 인가 전압을 감소시키도록 하고, 이것에 의해서, 탄화층이 과도한 승온에 의해 소모되는 것을 방지하도록 하고 있었다. 또한, 상기와는 반대로 마그네트론 출력을 작게 하기 위해 양극 전류를 감소시킬 때에는 필라멘트 인가 전압을 증가시키도록 한다.
그러나, 종래의 마그네트론의 제어 방법에 있어서는 상기 마그네트론 출력의 증감에 대응시켜, 필라멘트의 과가열을 방지하기 위해 필라멘트 인가 전압을 역방향으로 증감시키도록 하고 있지만, 실제의 필라멘트 온도는 상당히 변동해 버려, 경우에 따라서는 필라멘트의 과가열이 생겨 탄화층을 과도하게 소모하며, 마그네트론의 수명을 대폭 저하시켜 버리는 경우가 있었다.
본 발명은 이상과 같은 문제점에 주목하고, 이것을 유효하게 해결하기 위해 창안된 것이다. 본 발명의 목적은 구조를 복잡화시키지 않고 마그네트론의 필라멘트 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있고, 이로써 마그네트론을 장수명화시킬 수 있는 마그네트론의 제어 방법, 마그네트론의 수명 판정 방법, 마이크로파 발생 장치, 마그네트론의 수명 판정 장치, 처리 장치 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 마그네트론의 발진에 대해 예의 연구한 결과, 필라멘트에 인가하는 전압과 이것에 흐르는 전류에 의거하여 얻어지는 저항값으로부터 필라멘트 온도를 구하고, 이 필라멘트 온도가 소정의 온도를 유지하도록 제어하는 것에 의해, 필라멘트를 장수명화할 수 있다고 하는 지견을 얻는 것에 의해 본 발명에 이른 것이다. 본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 제어 방법에 있어서, 상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과, 상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과, 상기 저항값 산출 공정에서 구해진 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 제어 방법이다.
이와 같이, 필라멘트 인가 전압이나 필라멘트에 흐르는 전류를 조정하는 것에 의해 필라멘트 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어했으므로, 구조를 복잡화시키지 않고 필라멘트의 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있으며, 이로써 마그네트론을 장수명화시킬 수 있다.
본 발명은 상기 소정의 온도범위는 1900∼2100℃의 범위인 것을 특징으로 하는 마그네트론의 제어 방법이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 수명 판정 방법에 있어서, 상기 필라멘트에 전력을 공급하고, 마그네트론을 동작하여 미리 정해진 주파수의 마이크로파를 발생시키는 동작 개시 공정과, 상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상(moding phenomenon)이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정 공정과, 상기 모딩 전압 측정 공정에서 구한 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 상기 수명 판정 공정에서는 상기 모딩 전압이 상기 필라멘트의 정격 전압의 소정의 %이상으로 되었을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 상기 수명 판정 공정에서는 상기 모딩 전압이 먼저 구해진 모딩 전압을 기준으로 해서 소정의 %이상 변화했을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 상기 마그네트론의 수명 판정 방법은 미리 정해진 타이밍에서 실행되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과, 상기 필라멘트에 전력을 가변으로 공급하는 필라멘트 전원과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류를 구하는 전류계측부와, 상기 필라멘트에 인가되는 전압을 구하는 전압계측부와, 상기 전류계측부에서 구한 필라멘트의 전류와 전압계측부에서 구한 필라멘트의 전압에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출부와, 상기 저항값 산출부에서 구한 저항값과 상기 필라멘트의 미리 구해진 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출부와, 상기 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 상기 필라멘트 전원을 제어하는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 상기 필라멘트 전원은 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 의한 전원으로 되어 있고, 상기 전원 제어부는 통전각을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 상기 필라멘트 전원은 트랜지스터 스위치의 온·오프 방식에 의한 전원으로 되어 있고, 상기 전원 제어부는 상기 트랜지스터 스위치의 게이트 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 상기 소정의 온도범위는 1900∼2100℃의 범위인 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 수명 판정 장치에 있어서, 상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정부와, 상기 모딩 전압 측정부에서 구한 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 장치이다.
본 발명은 상기 수명 판정부에서는 상기 모딩 전압이 상기 필라멘트의 정격 전압의 소정의 %이상으로 되었을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 장치이다.
본 발명은 상기 수명 판정부에서는 상기 모딩 전압이 먼저 구해진 모딩 전압을 기준으로 해서 소정의 %이상 변화했을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 장치이다.
본 발명은 피처리체에 대해 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 있어서, 진공배기 가능하게 이루어진 처리용기와, 상기 피처리체를 탑재하는 탑재대와, 상기 처리용기내에 소정의 가스를 도입하는 가스도입 수단과, 마이크로파 발생 장치와, 상기 마이크로파 발생 장치에서 발생한 마이크로파를 보내는 도파관과, 상기 도파관에 의해 보내어진 마이크로파를 상기 가스에 조사하여 활성화하는 마이크로파 조사 수단을 구비하고, 상기 마이크로파 발생 장치는 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과, 상기 필라멘트에 전력을 가변으로 공급하는 필라멘트 전원과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류를 구하는 전류계측부와, 상기 필라멘트에 인가되는 전압을 구하는 전압계측부와, 상기 전류계측부에서 구한 필라멘트의 전류와 전압계측부에서 구한 필라멘트의 전압에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출부와, 상기 구한 저항값과 상기 필라멘트의 미리 구해진 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출부와, 상기 온도 산출부에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 상기 필라멘트 전원을 제어하는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.
본 발명은 상기 마이크로파 조사 수단은 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.
본 발명은 수명 판정 장치를 더 구비하고, 이 수명 판정 장치는 상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정부와, 상기 구해진 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 갖는 마이크로파 발생 장치를 이용하여 마이크로파를 발생시킬 때에, 상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과, 상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과, 상기 저항값 산출 공정에서 구한 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 실행하도록 상기 마이크로파 발생 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 갖는 마이크로파 발생 장치를 이용하여 마이크로파를 발생시킬 때에, 상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과, 상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과, 상기 저항값 산출 공정에서 구한 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항- 온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 실행하도록 상기 마이크로파 발생 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억하는 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명에 관한 마그네트론의 제어 방법, 마그네트론의 수명 판정 방법, 마이크로파 발생 장치, 마그네트론의 수명 판정 장치, 처리 장치 및 기억 매체에 따르면, 다음과 같이 우수한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
마그네트론의 필라멘트 인가 전압이나 필라멘트에 흐르는 전류를 조정하는 것에 의해 필라멘트 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어했으므로, 구조를 복잡화시키지 않고 필라멘트의 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있으며, 이로써 마그네트론을 장수명화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 모딩 전압의 추이를 검토하는 것에 의해서 마그네트론의 수명(잔여 수명)을 인식할 수 있다.
본 발명은 이상과 같은 문제점에 주목하고, 이것을 유효하게 해결하기 위해 창안된 것이다. 본 발명의 목적은 구조를 복잡화시키지 않고 마그네트론의 필라멘트 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있고, 이로써 마그네트론을 장수명화시킬 수 있는 마그네트론의 제어 방법, 마그네트론의 수명 판정 방법, 마이크로파 발생 장치, 마그네트론의 수명 판정 장치, 처리 장치 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 마그네트론의 발진에 대해 예의 연구한 결과, 필라멘트에 인가하는 전압과 이것에 흐르는 전류에 의거하여 얻어지는 저항값으로부터 필라멘트 온도를 구하고, 이 필라멘트 온도가 소정의 온도를 유지하도록 제어하는 것에 의해, 필라멘트를 장수명화할 수 있다고 하는 지견을 얻는 것에 의해 본 발명에 이른 것이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 제어 방법에 있어서, 상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과, 상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과, 상기 저항값 산출 공정에서 구해진 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 제어 방법이다.
이와 같이, 필라멘트 인가 전압이나 필라멘트에 흐르는 전류를 조정하는 것에 의해 필라멘트 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어했으므로, 구조를 복잡화시키지 않고 필라멘트의 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있으며, 이로써 마그네트론을 장수명화시킬 수 있다.
본 발명은 상기 소정의 온도범위는 1900∼2100℃의 범위인 것을 특징으로 하는 마그네트론의 제어 방법이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 수명 판정 방법에 있어서, 상기 필라멘트에 전력을 공급하고, 마그네트론을 동작하여 미리 정해진 주파수의 마이크로파를 발생시키는 동작 개시 공정과, 상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상(moding phenomenon)이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정 공정과, 상기 모딩 전압 측정 공정에서 구한 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 상기 수명 판정 공정에서는 상기 모딩 전압이 상기 필라멘트의 정격 전압의 소정의 %이상으로 되었을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 상기 수명 판정 공정에서는 상기 모딩 전압이 먼저 구해진 모딩 전압을 기준으로 해서 소정의 %이상 변화했을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 상기 마그네트론의 수명 판정 방법은 미리 정해진 타이밍에서 실행되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 방법이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과, 상기 필라멘트에 전력을 가변으로 공급하는 필라멘트 전원과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류를 구하는 전류계측부와, 상기 필라멘트에 인가되는 전압을 구하는 전압계측부와, 상기 전류계측부에서 구한 필라멘트의 전류와 전압계측부에서 구한 필라멘트의 전압에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출부와, 상기 저항값 산출부에서 구한 저항값과 상기 필라멘트의 미리 구해진 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출부와, 상기 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 상기 필라멘트 전원을 제어하는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 상기 필라멘트 전원은 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 의한 전원으로 되어 있고, 상기 전원 제어부는 통전각을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 상기 필라멘트 전원은 트랜지스터 스위치의 온·오프 방식에 의한 전원으로 되어 있고, 상기 전원 제어부는 상기 트랜지스터 스위치의 게이트 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 상기 소정의 온도범위는 1900∼2100℃의 범위인 것을 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 수명 판정 장치에 있어서, 상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정부와, 상기 모딩 전압 측정부에서 구한 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 장치이다.
본 발명은 상기 수명 판정부에서는 상기 모딩 전압이 상기 필라멘트의 정격 전압의 소정의 %이상으로 되었을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 장치이다.
본 발명은 상기 수명 판정부에서는 상기 모딩 전압이 먼저 구해진 모딩 전압을 기준으로 해서 소정의 %이상 변화했을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 수명 판정 장치이다.
본 발명은 피처리체에 대해 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 있어서, 진공배기 가능하게 이루어진 처리용기와, 상기 피처리체를 탑재하는 탑재대와, 상기 처리용기내에 소정의 가스를 도입하는 가스도입 수단과, 마이크로파 발생 장치와, 상기 마이크로파 발생 장치에서 발생한 마이크로파를 보내는 도파관과, 상기 도파관에 의해 보내어진 마이크로파를 상기 가스에 조사하여 활성화하는 마이크로파 조사 수단을 구비하고, 상기 마이크로파 발생 장치는 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과, 상기 필라멘트에 전력을 가변으로 공급하는 필라멘트 전원과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류를 구하는 전류계측부와, 상기 필라멘트에 인가되는 전압을 구하는 전압계측부와, 상기 전류계측부에서 구한 필라멘트의 전류와 전압계측부에서 구한 필라멘트의 전압에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출부와, 상기 구한 저항값과 상기 필라멘트의 미리 구해진 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출부와, 상기 온도 산출부에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 상기 필라멘트 전원을 제어하는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.
본 발명은 상기 마이크로파 조사 수단은 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.
본 발명은 수명 판정 장치를 더 구비하고, 이 수명 판정 장치는 상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정부와, 상기 구해진 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 갖는 마이크로파 발생 장치를 이용하여 마이크로파를 발생시킬 때에, 상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과, 상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과, 상기 저항값 산출 공정에서 구한 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 실행하도록 상기 마이크로파 발생 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램이다.
본 발명은 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 갖는 마이크로파 발생 장치를 이용하여 마이크로파를 발생시킬 때에, 상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과, 상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과, 상기 저항값 산출 공정에서 구한 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과, 상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 실행하도록 상기 마이크로파 발생 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억하는 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명에 관한 마그네트론의 제어 방법, 마그네트론의 수명 판정 방법, 마이크로파 발생 장치, 마그네트론의 수명 판정 장치, 처리 장치 및 기억 매체에 따르면, 다음과 같이 우수한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
마그네트론의 필라멘트 인가 전압이나 필라멘트에 흐르는 전류를 조정하는 것에 의해 필라멘트 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어했으므로, 구조를 복잡화시키지 않고 필라멘트의 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있으며, 이로써 마그네트론을 장수명화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 모딩 전압의 추이를 검토하는 것에 의해서 마그네트론의 수명(잔여 수명)을 인식할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 마이크로파 발생 장치를 이용한 처리 장치의 일예를 나타내는 구성도이고,
도 2는 마이크로파 발생 장치를 나타내는 블록 구성도이고,
도 3은 필라멘트의 저항-온도 의존 특성의 일예를 나타내는 그래프이고,
도 4의 (a), (b)는 양극 전류와 마그네트론 출력 및 필라멘트 전압과의 관계를 나타내는 그래프이고,
도 5는 마그네트론의 제어 방법의 일예를 나타내는 흐름도이고,
도 6은 마그네트론이 수명에 이를 때까지의 모딩 전압의 일반적인 변화를 나타내는 그래프이고,
도 7은 본 발명에 관한 마그네트론의 수명 판정 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명에 관한 마그네트론의 제어 방법, 마그네트론의 수명 판정 방법, 마이크로파 발생 장치, 마그네트론의 수명 판정 장치, 처리 장치 및 기억 매체의 1실시예의 형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 마이크로파 발생 장치를 이용한 처리 장치의 일예를 나타내는 구성도, 도 2는 마이크로파 발생 장치를 나타내는 블록 구성도이다. 여기서는 처리 장치로서 마이크로파에 의해 발생시킨 플라즈마를 이용하여 에칭을 실행하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도시하는 바와 같이, 플라즈마를 이용하는 이 처리 장치(2)는 예를 들면 측벽이나 바닥부가 알루미늄 등의 도체에 의해 구성되며, 전체가 통체형상으로 성형된 처리용기(4)를 갖고 있고, 처리용기(4)의 내부는 밀폐된 처리공간으로서 구성되며, 이 처리공간에 플라즈마가 형성된다. 이 처리용기(4) 자체는 접지되어 있다. 이 처리용기(4)내에는 상면에 피처리체로서의 예를 들면 반도체 웨이퍼 W를 탑재하는 탑재대(6)가 수용된다. 이 탑재대(6)는 예를 들면 알루마이트 처리한 알루미늄 등에 의해 평탄하게 이루어진 대략 원판형상으로 형성되어 있으며, 예를 들면 알루 미늄 등으로 이루어지는 지주(8)를 거쳐서 용기 바닥부로부터 이격되어 설치되어 있다.
이 처리용기(4)의 측벽에는 이 내부에 대해 웨이퍼를 반입·반출할 때에 개폐하는 게이트밸브(10)가 마련되어 있다. 또한, 용기 바닥부에는 배기구(12)가 마련됨과 동시에, 이 배기구(12)에는 압력 제어밸브(14) 및 진공 펌프(16)가 순차 개재 접속된 배기로(18)가 접속되어 있고, 필요에 따라서 처리용기(4)내를 소정의 압력까지 진공 배기할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 처리용기(4)의 천장부는 개구되며, 여기에 예를 들면 Al2O3 등의 세라믹재로 이루어지는 마이크로파에 대해서는 투과성을 갖는 천판(天板)(20)이 O링 등의 밀봉 부재(22)를 거쳐서 기밀하게 마련된다. 이 천판(20)의 두께는 내압성을 고려하여 예를 들면 20㎜ 정도로 설정된다.
그리고, 이 천판(20)의 상면에 상기 처리용기(4)내에서 마이크로파에 의해 플라즈마를 발생 시키기 위한 마이크로파 조사 수단(24)이 마련되어 있다. 구체적으로는 이 마이크로파 조사 수단(24)은 상기 천판(20)의 상면에 마련된 원판형상의 평면 안테나부재(26)를 갖고 있으며, 이 평면 안테나부재(26)상에 지파재(遲波材)(28)가 마련된다. 이 지파재(28)는 마이크로파의 파장을 단축시키기 위해 고유전율 특성을 갖고 있다. 상기 평면 안테나부재(26)는 상기 지파재(28)의 위쪽 전면을 덮는 도전성의 중공 원통형상 용기로 이루어지는 도파상자(30)의 바닥판으로서 구성되고, 상기 처리용기(4)내의 상기 탑재대(6)에 대향시켜 마련된다. 이 도 파상자(30)의 상부에는 이것을 냉각하기 위해 냉매를 흘리는 냉각재킷(32)이 마련된다. 이 도파상자(30) 및 평면 안테나부재(26)의 주변부는 모두 처리용기(4)에 도통됨과 동시에, 이 도파상자(30)의 상부의 중심에는 동축 도파관(34)의 외부관(34A)이 접속되고, 내부의 내부 케이블(34B)은 상기 지파재(28)의 중심의 관통구멍을 통해 상기 평면 안테나부재(26)의 중심부에 접속된다. 그리고, 이 동축 도파관(34)은 모드 변환기(36) 및 매칭 회로(38)가 개재된 도파관(40)을 거쳐서 예를 들면 2.45㎓의 마이크로파를 발생하는 본 발명의 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치(42)에 접속되어 있으며, 상기 평면 안테나부재(26)에 마이크로파를 전파하도록 되어 있다. 이 마이크로파 발생 장치(42)의 구조에 대해서는 후술한다. 이 마이크로파의 주파수는 2.45㎓에 한정되지 않으며, 다른 주파수 예를 들면 8.35㎓를 이용해도 좋다. 이 도파관(40)으로서는 단면원형 혹은 직사각형의 도파관이나 원통 도파관을 이용할 수 있다. 그리고, 상기 평면 안테나부재(26)의 상면측에 마련한 고유전율 특성을 갖는 지파재(28)는 이 파장 단축 효과에 의해, 마이크로파의 관내 파장을 짧게 하고 있다. 이 지파재(28)로서는 예를 들면 질화알루미늄 등을 이용할 수 있다.
상기 평면 안테나부재(26)는 크기가 300㎜ 사이즈의 웨이퍼에 대응하는 경우에는 예를 들면 직경이 400∼500㎜, 두께가 1∼수㎜의 도전성재료로 이루어지는 예를 들면 표면이 은도금된 동판 혹은 알루미늄판으로 이루어지고, 이 원판에는 예를 들면 긴홈형상의 관통구멍으로 이루어지는 다수의 슬롯(44)이 형성되어 있다. 이 슬롯(44)의 배치형태는 특히 한정되지 않으며, 예를 들면 동심원형상, 소용돌이형 상, 혹은 방사상으로 배치시켜도 좋고, 안테나부재 전면에 균일하게 되도록 분포시켜도 좋다.
또한 상기 탑재대(6)의 위쪽에는 이 처리용기(4)내에 에칭시에 필요로 하는 가스를 공급하기 위한 가스도입 수단(46)이 마련되어 있다. 구체적으로는 이 가스도입 수단(46)은 예를 들면 석영유리제의 가스노즐로 이루어진다. 또한, 이 가스도입 수단(46)을 석영유리제의 샤워헤드 구조로 해도 좋다. 그리고, 상기 가스노즐(46)로부터, 필요에 따라서 원하는 가스를 유량 제어하면서 공급할 수 있도록 되어 있다.
또, 상기 탑재대(6)의 아래쪽에는 웨이퍼 W의 반출입시에 이것을 승강시키는 복수, 예를 들면 3개의 승강핀(50)(도 1에 있어서는 2개만 도시함)이 마련되어 있고, 이 승강핀(50)은 신축 가능한 벨로우즈(52)를 거쳐서 용기바닥부를 관통하여 마련한 승강로드(54)에 의해 승강된다. 또한 상기 탑재대(6)에는 상기 승강핀(50)을 삽입 통과시키기 위한 핀삽입통과구멍(56)이 형성되어 있다. 상기 탑재대(6)의 전체는 내열재료, 예를 들면 알루미나 등의 세라믹에 의해 구성되어 있고, 이 세라믹중에 가열 수단(58)이 마련된다. 이 가열 수단(58)은 탑재대(6)의 대략 전역에 걸쳐 매립된 박판형상의 저항가열히터로 이루어지고, 이 저항가열히터(58)는 지주(8)내를 통과하는 배선(60)을 거쳐서 히터 전원(62)에 접속되어 있다.
또한, 이 탑재대(6)의 상면측에는 내부에 예를 들면 그물코형상으로 배치된 도체선을 갖는 얇은 정전척(64)이 마련되어 있고, 이 탑재대(6)상 상세하게는 이 정전척(64)상에 탑재되는 웨이퍼 W를 정전 흡착력에 의해 흡착할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 이 정전척(64)의 상기 도체선은 상기 정전흡착력을 발휘하기 위해 배선(66)을 거쳐서 직류 전원(68)에 접속되어 있다.
그리고, 이 처리 장치(2)의 전체의 동작은 예를 들면 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어 수단(70)에 의해 제어되도록 되어 있고, 이 동작을 실행하는 컴퓨터의 프로그램은 플로피나 CD(Compact Disc)나 플래시 메모리나 하드 디스크 등의 기억 매체(72)에 기억되어 있다. 구체적으로는 이 제어 수단(70)으로부터의 지령에 의해, 각 가스의 공급이나 유량 제어, 마이크로파나 고주파의 공급이나 전력 제어, 프로세스 온도나 프로세스 압력의 제어 등이 실행된다.
다음에, 도 2도 참조하여 본 발명의 특징으로 하는 마이크로파 발생 장치(42)에 대해 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 마이크로파 발생 장치(42)는 미리 설정된 주파수, 예를 들면 2.45㎓의 마이크로파를 직접적으로 발생하는 마그네트론(74)을 갖고 있다. 이 마그네트론(74)은 진공으로 이루어진 예를 들면 금속제의 케이스(76)내에 필라멘트(78)를 포함하는 음극(80)과, 이것에 대향하도록 배치된 양극(82)을 갖고 있다. 실제의 마그네트론(74)에서는 상기 음극(80)은 예를 들면 원통형상으로 성형되고, 그 주위를 둘러싸도록 하여 원통형상의 양극(82)을 배치하여 동축 원통형상으로 성형되어 있지만, 도 2 중에서는 마그네트론(74)의 구조를 모식적으로 기재하고 있다. 상기 양극(82)은 그 필라멘트(78)의 대향면측에, 오목부형상으로 형성된 복수의 공동 공진기(84)를 갖고 있다.
그리고, 양극(82)에는 절연재(86)를 거쳐서 케이스(76)를 관통하는 안테나 리드(88)가 접속되고, 이 안테나 리드(88)의 선단부에 안테나(90)가 접속되어 있으며, 마그네트론(74)에 있어서 발생한 마이크로파를 이 안테나(90)로부터 도파관(40)내로 전파시키도록 되어 있다.
상기 케이스(76)의 측면(도면중의 상하면)은 비자성재료(92)로 형성되고, 그 외측에 영구자석(자계 발생기)(94)을 배치하는 것에 의해, 상기 음극(80)과 양극(82)의 사이의 공간에, 이들 양 전극의 배치 방향 L과 직교하도록 강력한 자계를 부여하도록 되어 있다.
여기서 상기 양극(82)은 예를 들면 동에 의해 형성되고, 또한 필라멘트(78)를 포함하는 음극(80)은 토륨을 소량 함유한 텅스텐재료로 형성되며, 그 표면에는 열전자 방출을 효율적으로 실행하기 위한 탄화층, 예를 들면 탄화 텅스텐(W2C)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 필라멘트(78)의 양단은 배선(96)을 거쳐서 가열용의 전력을 공급하는 필라멘트 전원(98)에 접속되어 있으며, 상기 필라멘트(78)를 포함하는 음극(80)을 가열할 수 있도록 되어 있다. 이 필라멘트 전원(98)은 필요에 따라서 전력을 가변적으로 출력할 수 있게 되어 있다. 또한, 이 필라멘트 전원(98)의 정격 전압은 예를 들면 5볼트 정도이다.
상기 배선(96)의 도중에는 상기 필라멘트(78)에 흐르는 전류를 구하는 전류계측부(100)와, 상기 필라멘트(78)에 인가되는 전압을 구하는 전압측정부(102)가 각각 마련되어 있다.
그리고, 상기 전류계측부(100)에서 구한 전류값과 상기 전압계측부(102)에서 구한 전압값은 저항값 산출부(104)에 입력되고, 이 저항값 산출부(104)에서 상기 전류값과 전압값에 의거하여 상기 필라멘트(78)의 저항값을 구하도록 되어 있다.
그리고, 여기서 구해진 저항값은 온도 산출부(106)에 입력되고, 여기서 미리 구해져 있는 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여 상기 필라멘트(78)의 온도를 구하도록 되어 있다. 이 온도 산출부(106)는 상기 저항-온도 의존 특성에 관한 정보를 기억하는 메모리(108)를 갖고 있으며, 예를 들면 이 메모리(108)내의 정보를 참조하는 것에 의해 필라멘트(78)의 온도를 구하게 된다. 도 3은 필라멘트의 저항-온도 의존 특성의 일예를 나타내는 그래프이며, 이 그래프에 관한 정보가 상기 메모리(108)에 기억되어 있다.
도 3에 있어서, 횡은 x: 절대온도를 플롯(plot)하고, 종축에 y: 정규화 저항(R/R0)을 플롯하고 있다. 여기서 “R”은 필라멘트의 저항값을 나타내고, “R0”은 온도 27℃에 있어서의 필라멘트의 저항값을 나타내고 있다. 이 경우, 상기 정규화 저항(R/R0)의 값은 “y= 0.0057x-1.3729”의 직선을 나타내는 식으로 표현된다. 또한, 도면 중의 “R2”는 분산량을 나타내며, 여기서는 R2=0.9969이므로, 각 온도 데이터는 직선상에 잘 일치해서 실려 있는 것을 나타내고 있다. 따라서, 상기의 그래프, 혹은 식으로부터, 필라멘트(78)의 저항값을 알 수 있으면, 이 때의 필라멘트(78)의 절대온도를 알 수 있다.
여기서 도 2로 되돌아가, 상기 온도 산출부(106)에서 구한 필라멘트(78)의 온도는 전원 제어부(110)에 입력된다. 이 전원 제어부(110)는 상기 필라멘트 전원(98)의 출력 전력, 예를 들면 전압 또는 전류, 혹은 이들 양쪽을 제어하는 것에 의해, 상기 필라멘트(78)가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하도록 되어 있다. 이 소정의 온도범위는 필라멘트(78)의 설계에도 의거하지만, 일반적으로는 1900∼2100℃의 범위내이며, 구체적인 제어에서는 이 온도범위내의 미리 정한 일정값을 유지하거나, 혹은 상기 온도범위보다 더욱 좁혀진 온도범위내를 왕복 변동하도록 제어된다.
상기 필라멘트 전원(98)은 예를 들면 위상 시프트 PWM 방식으로 출력을 제어하거나, 트랜지스터 스위치의 온·오프 제어방식으로 출력을 제어하지만, 상기 위상 시프트 PWM 방식의 경우에는 통전각을 조정하는 것에 의해 출력 전력을 제어하고, 또 트랜지스터 스위치의 온·오프 제어방식의 경우에는 트랜지스터 스위치의 게이트 전류를 조정하는 것에 의해 출력 전력을 제어한다.
그리고, 상기 전원 제어부(110)는 후술하는 마그네트론의 수명 판정 장치도 포함시켜 이 마이크로파 발생 장치(42) 전체의 동작을 제어하는 장치 제어부(112)를 갖고 있으며, 이 장치 제어부(112)는 동작 제어를 실행하기 위한 프로그램을 기억하기 위한 예를 들면 플로피 디스크나 CD(Compact Disc)나 플래시 메모리 등으로 이루어지는 기억 매체(114)를 갖고 있다. 또한, 도시예에서는 저항값 산출부(104), 온도 산출부(106), 메모리(108), 전원 제어부(110) 및 장치 제어부(112) 등은 개별적으로 구분하여 기재되어 있지만, 실제의 장치예에서는 예를 들면 하나의 마이크로 컴퓨터내에 집합적으로 마련되게 된다. 또한, 이 장치 제어부(112)는 도 1에 나타내는 제어 수단(70)의 지배하에서 동작하게 된다.
한편, 상기 음극(80)과 양극(82)의 사이에는 배선(116)을 거쳐서 가변으로 된 양극 전원(120)이 접속되어 있고, 양극(82)에서 음극(80)을 향하는 소정의 전계를 부여하도록 되어 있다. 또한, 이 양극 전원(120)의 정격 전압은 예를 들면 4킬로 볼트 정도이다.
또한, 이 마이크로파 발생 장치(42)는 상기 마그네트론(74)의 수명(잔여 수명)을 판정하기 위한 수명 판정 장치(122)가 아울러 마련되어 있다. 이 수명 판정 장치(122)는 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트(78)에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정부(124)와, 이 얻어진 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론(74)의 수명을 판정하는 수명 판정부(126)를 주로 갖고 있다.
상기 모딩 전압 측정부(124)는 상기 양극 전원(120)의 접속된 배선(116)에 마련한 전류 검출기(128)를 갖고 있고, 이 배선(116)에 흐르는 전류를 계측하는 것에 의해 모딩 현상의 발생의 유무를 인식할 수 있도록 되어 있다. 이 모딩 전압 측정부(124)는 측정시에는 상기 필라멘트 전원(98)의 출력 전압을 정격값으로부터 약간씩 순차 감소시키도록 제어하고, 그 때의 필라멘트 인가 전압을 전압측정부(102)로부터의 출력을 받아 인식하도록 되어 있다.
여기서 모딩 현상은 마그네트론이 미리 정해진 주파수 이외의 대역에서 발진이 발생하거나, 혹은 발진 자체가 정지하거나, 발진이 불안정하게 되는 현상을 가리키며, 모딩 현상이 생기면 양극 전류 Ib가 급격히 변동하므로, 이 양극 전류 Ib를 검출하는 것에 의해 모딩 현상의 발생을 알 수 있다.
그리고, 상기 수명 판정부(126)는 판정의 결과, 마그네트론의 수명이 도래한 것으로 판정할 때에는 그 사실을 오퍼레이터에게 알리기 위한 고지부(130)를 갖고 있다. 이 고지부(130)로서는 예를 들면 경보 램프, 경보 부저, 혹은 그 사실을 프린트 출력하는 프린터 등을 이용할 수 있다. 또한, 이 판정 결과를 도 1에 나타내는 제어 수단(70)에 보고하도록 해도 좋다. 이 모딩 전압 측정부(124)나 수명 판정부(126)는 실제로는 예를 들면 마이크로 컴퓨터 등에 의해 구성된다.
다음에, 이상과 같이 구성된 처리 장치(2)를 이용하여 실행되는 소정의 처리로서 예를 들면 에칭 처리가 실행되는 경우에 대해 설명한다.
우선, 게이트밸브(10)를 거쳐서 반도체 웨이퍼 W를 반송아암(도시하지 않음)에 의해 처리용기(4)내에 수용하고, 승강핀(50)을 상하이동시키는 것에 의해 웨이퍼 W를 탑재대(6)의 상면의 탑재면에 탑재하고, 그리고, 이 웨이퍼 W를 정전척(64)에 의해 정전 흡착한다.
이 웨이퍼 W는 가열 수단(58)에 의해 소정의 프로세스 온도로 유지되고, 소정의 가스로서 예를 들면 에칭 가스를 소정의 유량으로 흘려 가스도입 수단(46)으로부터 처리용기(4)내에 공급하고, 압력 제어밸브(14)를 제어하여 처리용기(4)내를 소정의 프로세스 압력으로 유지한다. 이와 동시에, 마이크로파 발생 장치(42)를 구동하는 것에 의해, 여기서 발생한 마이크로파를, 도파관(40) 및 동축 도파관(34)을 거쳐서 평면 안테나부재(26)에 공급하고 처리공간에, 지파재(28)에 의해서 파장이 짧아진 마이크로파를 도입하며, 이것에 의해 처리공간에 플라즈마를 발생시켜 소정의 플라즈마를 이용한 에칭 처리를 실행한다.
이와 같이, 평면 안테나부재(26)로부터 처리용기(4)내에 마이크로파가 도입되면, 처리공간에 도입되어 있던 가스가 이 마이크로파에 의해 플라즈마화되어 활성화되고, 이 때 발생하는 활성종에 의해서 웨이퍼 W의 표면을 저온하에서도 효율적으로 에칭하게 된다.
여기서 프로세스 조건 등에 따라서, 필요에 따라서 마이크로파 발생 장치(42)의 마그네트론(74)의 출력은 양극 전원(120)의 출력 전압을 조정하는 것에 의해, 증가시키거나, 혹은 감소시키거나 제어된다.
도 4의 (a), (b)는 양극 전류와 마그네트론 출력 및 필라멘트 전압과의 관계를 나타내는 그래프이다. 상술한 바와 같이, 양극 전원(120)을 조정하여 양극 전류 Ib를 증가시키면, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 마그네트론 출력도 대략 직선적으로 증가한다. 이 경우, 필라멘트 전압을 조금도 조정하지 않으면, 먼저 설명한 바와 같이, 필라멘트(78)가 과도하게 승온하여 마그네트론의 수명을 짧게 해 버리므로, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 양극 전류 Ib를 증가시킴에 따라서, 필라멘트 인가 전압(필라멘트 전압)을 순차 감소시켜 마그네트론의 장수명화를 도모하고 있다. 이 경우, 단지 필라멘트 인가 전압을 저하시키는 것이 아니라, 필라멘트 온도가 소정의 온도범위내, 예를 들면 1900∼2100℃의 범위내를 유지하도록 제어하고 있다.
다음에, 상술한 마그네트론의 제어 방법에 대해 도 5도 참조하여 더욱 상세하게 설명한다
도 5는 마그네트론의 제어 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 2에 있어서, 마이크로파 발생 장치(42)가 구동되면, 필라멘트 전원(98)으로부터 소정의 전압, 예를 들면 정격 전압이 필라멘트(78)에 인가되어 통전되고, 필라멘트(78)를 포함하는 음극(80)이 가열 승온되며 이것으로부터 열전자가 방출된다.
이와 동시에, 양극 전원(120)으로부터는 소정의 전압이 음극(80)과 양극(82)의 사이에 인가되어 전계가 생기고 있고, 이 때, 전계에 직교하는 방향에 영구자석(94)으로부터 강력한 자계가 부여되어 있으므로, 발진현상이 생겨 소정의 주파수, 예를 들면 2.45㎓의 마이크로파가 발생하게 된다. 이 마이크로파는 안테나(90)를 거쳐서 도파관(40)내를 전파해 간다.
그런데, 이러한 동작중에 있어서, 마그네트론의 출력을, 프로세스 조건 등의 변경에 의해 변화시켜도, 마그네트론의 단수명화를 방지하기 위해 필라멘트 온도가 과도하게 승온하는 것을 방지하지 않으면 안 되며, 그 수순은 이하와 같이 실행된다. 이하에 설명하는 동작은 기억 매체(114)에 기억된 프로그램에 의거하여 장치 제어부(112)로부터의 지시에 의해 실행된다.
우선, 2극 진공관과 유사한 구조를 갖는 이 마그네트론에 있어서는 열전자 방출현상에는 온도 제한 상태와 공간전하 제한 상태가 존재한다. 전자에 있어서는 열전자는 모두 양극에 흘러들어 오기 때문에 양극 전류는 필라멘트의 절대온도만의 함수로 되어 인가되고, 후자에 있어서는 공간전하를 위해 열전자가 반발되기 때문에 일정값 이상은 전류가 흐르지 않고, 이 때, 전류는 양극 전압의 3/2승에 비례한다. 따라서, 음극온도, 즉 일정한 필라멘트 전류에 대해, 양극 전압이 낮은 동안 에는 공간전하 제한 상태에서 상기와 같이 양극 전류가 규정되고, 온도제한 상태로 이행했을 때에는 음극의 온도에 의해서 결정되는 일정한 온도제한 전류가 흐른다. 또한 음극 전압이 높아지는 과정, 즉 음극 전류가 증가해 가는 과정에 있어서는 단위 시간당 열전자 방출량이 증대하고, 따라서 공간전하 제한 상태에서 온도제한 상태로 이행하는 양극 전압이 점차 높아진다.
여기서 본 발명에 있어서의 제어는 전제로서 음극을 어느 정도 이상의 온도로 가열하여 공간전하 제한 상태하에서 실행되게 된다.
우선, 마그네트론(74)의 동작 상태에 있어서, 필라멘트 전원(98)으로부터 필라멘트(78)에 인가되는 전압 Ef를 전압측정부(102)에 의해 측정한다(S1). 이와 동시에, 이 필라멘트(78)에 흐르는 전류 If를 전류계측부(100)에 의해 측정한다(S2).
그리고, 저항값 산출부(104)는 상기 측정된 전압 Ef와 전류 If에 의거하여 상기 필라멘트(78)의 저항값 R을 구한다(S3). 이것에 의해 저항값 산출 공정이 완료된다.
다음에, 온도 산출부(106)는 상기 산출된 필라멘트(78)의 저항값 R과, 미리 구한 이 필라멘트(78)의 온도 27℃에 있어서의 저항값 R0의 비(R/R0)를 구하고, 메모리(108)에 기억되어 있는 도 3에 나타내는 바와 같은 함수를 참조하는 것에 의해, 필라멘트(78)의 절대온도를 구한다(S4). 이것에 의해 온도 산출 공정이 완료하게 된다.
다음에, 전원 제어부(110)는 상기 필라멘트(78)의 산출된 절대온도에 의거하여, 이 온도가 미리 정해진 소정의 온도범위, 예를 들면 1900∼2100℃의 범위를 유 지하도록, 상기 필라멘트 전원(98)의 출력 전력, 즉 필라멘트 인가 전압이나 필라멘트(78)에 흐르는 전류, 혹은 이들 쌍방을 제어하게 된다(S5). 이것에 의해서 온도 제어 공정이 실행된다. 이 경우, 필라멘트(78)의 온도를 상기 온도범위 중에서 더욱 좁혀진 범위, 예를 들면 1950∼2050℃의 온도범위내에 유지하도록 제어해도 좋다. 어쨌든, 필라멘트(78)의 온도는 미리 정해진 일정값, 혹은 일정한 범위내로 유지되게 된다.
그리고, 상기한 일련의 스텝 S1∼S5는 웨이퍼 W의 처리가 종료할 때까지 연속적으로 실행되고(S6의 NO), 웨이퍼 W의 처리가 종료하면(S6의 YES),이 마그네트론(74)의 동작을 정지시키고 종료하게 된다.
이와 같이, 필라멘트 인가 전압이나 필라멘트(78)에 흐르는 전류를 조정하는 것에 의해, 필라멘트 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어했으므로, 구조를 복잡화시키는 일 없이 필라멘트(78)의 온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있고, 이로써 마그네트론(74)을 장수명화시킬 수 있다.
여기서 필라멘트(78)의 온도제한 범위인 1900∼2100℃는 단지 일예를 나타낸 것 뿐이며, 필라멘트(78) 등의 설계에 의해 온도제한 범위도 변동할 수 있는 것은 물론이다.
다음에, 마그네트론의 수명 판정 장치(122)를 이용하여 실행되는 수명 판정 방법에 대해 설명한다. 도 6은 마그네트론이 수명에 이를 때까지의 모딩 전압의 일반적인 변화를 나타내는 그래프, 도 7은 본 발명에 관한 마그네트론의 수명 판정 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다. 여기서 모딩 현상은 전술한 바와 같이 미리 정해진 소정의 주파수 이외에서 발진이 발생하거나, 발진이 불안정하게 되거나, 혹은 발진 자체가 정지하는 바와 같은 상태를 말한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 모딩 전압, 즉 모딩 현상이 발생할 때의 필라멘트 인가 전압은 일반적으로는 필라멘트의 정격전압 이하의 전압에서 대략 일정하고, 마그네트론의 수명이 근접하면 급격히 상승하고 모딩 전압이 필라멘트의 정격 전압에 달하면, 수명에 도달하게 된다. 따라서, 모딩 전압이 급격히 상승하는 시점을 검출하는 것에 의해, 그 후의 짧은 시간에서 수명에 도달하는 것을 인식할 수 있다.
우선, 이 수명 판정 방법은 미리 정해진 타이밍에서 실행한다(S11). 예를 들면 이 처리 장치를 기동했을 때, 일정한 개수, 예를 들면 1로트 25개의 웨이퍼를 처리할 때마다, 혹은 마그네트론(74)의 적산 동작 시간이 일정값에 달할 때마다 등과 같이, 미리 정해진 타이밍에서 실행한다. 특히, 처리 장치의 가동율을 내리지 않기 위해, 처리 장치의 기동시, 아이들(idle)시 등 웨이퍼의 처리를 실행하고 있지 않은 타이밍에서 수명 판정 방법을 실시하는 것이 바람직하다.
이와 같이 수명 판정을 실행해야 할 타이밍이 되었을 때에는(S11의 YES), 동작 개시 공정으로서 마그네트론(74)을 구동하여 미리 정해진 주파수, 예를 들면 2.45㎓에서 마이크로파를 발생시킨다(S12). 이 경우, 양극 전원(120)으로부터는 음극(80)과 양극(82)의 사이에 정격 전압을 인가하고, 또한 필라멘트 전원(98)으로부터는 필라멘트(78)에 대해 정격 전압을 인가한다. 또한, 이 때, 처리용기(4)내에는 처리 대상인 웨이퍼를 반입하지 않고 빈 상태로 하거나, 필요에 따라서 더미로 되는 웨이퍼를 반입하도록 해 둔다.
다음에 상기 필라멘트(78)의 인가 전압을 약간의 전압 △V만큼 저하시키고(S13), 이 때, 미리 정해진 주파수, 예를 들면 2.45㎓의 마이크로파가 계속해서 출력되어 있는지의 여부를, 전류 검출기(128)에 의해서 검출되는 양극 전류 Ib에 의거하여 판단한다(S14). 여기서 상기 2.45㎓의 마이크로파가 계속해서 출력되어 있는 경우에는 양극 전류 Ib는 안정하게 흐르고 있다. 그리고, 마이크로파의 주파수가 불안정하게 되거나, 발진 자체가 불안정하게 되면, 즉 모딩 현상이 발생하면, 양극 전류 Ib도 불안정하게 된다. 따라서,이 양극 전류 Ib가 불안정하게 될 때까지, 필라멘트 인가 전압을 약간의 전압 △V씩 저하시켜 간다. 즉 스텝 S13 및 S14를 반복해서 실행한다(S14의 YES).
그리고, 마이크로파의 발진이 불안정하게 되는 것에 의해 양극 전류 Ib도 불안정하게 되면(S14의 NO), 모딩 현상이 발생한 것으로 인식하여, 그 때의 필라멘트 인가 전압 Ef를 전압측정부(102)에서 검출하고, 이 전압을 모딩 전압으로 한다[모딩 전압 측정 공정](S15).
다음에, 수명 판정부(126)는 상기 구해진 모딩 전압에 의거하여, 이 마그네트론(74)이 수명 도래의 기준값에 도달했는지의 여부를 판정한다[수명 판정 공정](S16).
이 수명 도래의 기준값은 도 6에 나타내는 바와 같이, 수명 최후의 단계에서 모딩 전압이 급격히 상승하는 부분에 있어서 설정하고, 예를 들면 필라멘트의 정격 전압에 대해 소정의 %(비율)로 되도록 미리 설정해 둔다. 예를 들면 이 기준값은 필라멘트 정격 전압의 85∼90% 정도의 범위내이며, 이 범위내의 일정값, 예를 들면 88%로서 미리 설정해 둔다. 이 수명 도래의 기준값은 장치 자체의 가동 상태 등을 고려하여 적절히 정하도록 한다.
도 6에 나타내는 바와 같이 이 수명 도래의 기준값에 도달한 시점에서 수명까지의 사이가 잔여 수명, 즉 그 후에 가동할 수 있는 시간으로 된다. 또한, 이 기준값의 측정 방법은 상기의 방법 이외에, 도 6에 나타내는 그래프에 있어서 모딩 전압의 안정시의 전압보다 소정의 %(비율), 예를 들면 10% 상승했을 때의 전압을 기준값으로 하도록 해도 좋다.
여기서의 판정 결과, 구한 모딩 전압이 기준값보다 낮은 경우에는(S16의 NO), 상기 스텝 S11로 되돌아가 스텝 S15까지 반복 실행한다.
이와는 반대로, 구한 모딩 전압이 기준값 이상으로 된 경우에는(S16의 YES), 마그네트론(74)의 수명이 도래한 사실을 출력하기 위해, 예를 들면 고지부(130)를 동작시켜서, 그 사실을 오퍼레이터에게 알리게 된다(S17). 이상과 같이 하여, 마그네트론의 수명 판정 방법이 종료하게 된다.
이와 같이, 모딩 전압의 추이를 검토하는 것에 의해서 마그네트론(74)의 수명(잔여 수명)을 인식할 수 있다. 그리고, 마그네트론(74)의 수명이 도래하기 직전에, 이것을 교환 등 할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 마이크로파에 의해서 발생한 플라즈마를 이용하여 에칭하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 성막 처리, 스퍼터 처리, 에칭 처리 등의 모든 처리에 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 여기서는 마이크로파 조사 수단(24)으로서 평면 안테나부재(26)를 이용하고, 이 평면 안테나부재(26)로부터 방사한 마이크로파를 직접적으로 처리용기(4)에 도입하고, 가스를 활성화시키도록 했지만, 이것에 한정되지 않고, 마이크로파 조사 수단(24)으로서, 소위 원격 플라즈마 발생유닛을 이용하여, 처리용기(4)의 외부에서 마이크로파를 가스에 조사하여 이것을 활성화하고, 활성화된 가스를 처리용기(4)내에 도입하도록 해도 좋다.
또한, 피처리체로서는 반도체 웨이퍼에 한정되지 않으며, 유리 기판, LCD 기판, 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
Claims (18)
- 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 제어 방법에 있어서,상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과,상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과,상기 저항값 산출 공정에서 구한 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과,상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어공정을 갖는 것을 특징으로 하는마그네트의 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 소정의 온도범위는 1900∼2100℃의 범위인 것을 특징으로 하는마그네트론의 제어 방법.
- 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 수명 판정 방법에 있어서,상기 필라멘트에 전력을 공급하고, 마그네트론을 동작하여 미리 정해진 주파수의 마이크로파를 발생시키는 동작 개시 공정과,상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜서 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정 공정과,상기 모딩 전압 측정 공정에서 구한 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는마그네트론의 수명 판정 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 수명 판정 공정에서는 상기 모딩 전압이 상기 필라멘트의 정격 전압의 소정의 %이상으로 되었을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는마그네트론의 수명 판정 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 수명 판정 공정에서는 상기 모딩 전압이 먼저 구해진 모딩 전압을 기준으로 해서 소정의 %이상 변화했을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는마그네트론의 수명 판정 방법.
- 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 마그네트론의 수명 판정 방법은 미리 정해진 타이밍에서 실행되는 것을 특징으로 하는마그네트론의 수명 판정 방법.
- 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과,상기 필라멘트에 전력을 가변으로 공급하는 필라멘트 전원과,상기 필라멘트에 흐르는 전류를 구하는 전류계측부와,상기 필라멘트에 인가되는 전압을 구하는 전압계측부와,상기 전류계측부에서 구한 필라멘트의 전류와 전압계측부에서 구한 필라멘트의 전압에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출부와,상기 저항값 산출부에서 구한 저항값과 상기 필라멘트의 미리 구해진 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출부와,상기 온도 산출부에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 상기 필라멘트 전원을 제어하는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는마이크로파 발생 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 필라멘트 전원은 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 의한 전원으로 되어 있고, 상기 전원 제어부는 통전각을 조정하는 것을 특징으로 하는마이크로파 발생 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 필라멘트 전원은 트랜지스터 스위치의 온·오프 방식에 의한 전원으로 되어 있고, 상기 전원 제어부는 상기 트랜지스터 스위치의 게이트 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는마이크로파 발생 장치.
- 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 소정의 온도범위는 1900∼2100℃의 범위인 것을 특징으로 하는마이크로파 발생 장치.
- 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론의 수명 판정 장치에 있어서,상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정부와,상기 모딩 전압 측정부에서 구한 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는마그네트론의 수명 판정 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 수명 판정부에서는 상기 모딩 전압이 상기 필라멘트의 정격 전압의 소정의 %이상으로 되었을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는마그네트론의 수명 판정 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 수명 판정부에서는 상기 모딩 전압이 먼저 구해진 모딩 전압을 기준으로 해서 소정의 %이상 변화했을 때에 수명이 도래한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는마그네트론의 수명 판정 장치.
- 피처리체에 대해 소정의 처리를 실시하는 처리 장치에 있어서,진공배기 가능하게 이루어진 처리용기와,상기 피처리체를 탑재하는 탑재대와,상기 처리용기내에 소정의 가스를 도입하는 가스도입 수단과,마이크로파 발생 장치와,상기 마이크로파 발생 장치에서 발생한 마이크로파를 보내는 도파관과,상기 도파관에 의해 보내어진 마이크로파를 상기 가스에 조사하여 활성화하는 마이크로파 조사 수단을 구비하고,상기 마이크로파 발생 장치는,필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하 는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과,상기 필라멘트에 전력을 가변으로 공급하는 필라멘트 전원과,상기 필라멘트에 흐르는 전류를 구하는 전류계측부와,상기 필라멘트에 인가되는 전압을 구하는 전압계측부와,상기 전류계측부에서 구한 필라멘트의 전류와 전압계측부에서 구한 필라멘트의 전압에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출부와,상기 저항값 산출부에서 구한 저항값과 상기 필라멘트의 미리 구해진 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출부와,상기 온도 산출부에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 상기 필라멘트 전원을 제어하는 전원 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 처리 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 마이크로파 조사 수단은 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
- 제 14 항 또는 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,수명 판정 장치를 더 구비하고,상기 수명 판정 장치는상기 필라멘트에 인가하는 전압을 순차 저하시켜 모딩 현상이 발생할 때의 상기 필라멘트에의 인가 전압을 구하여 모딩 전압으로 하는 모딩 전압 측정부와,상기 구해진 모딩 전압에 의거하여 상기 마그네트론의 수명의 판정을 실행하는 수명 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는처리 장치.
- 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 갖는 마이크로파 발생 장치를 이용하여 마이크로파를 발생시킬 때에,상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과,상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과,상기 저항값 산출 공정에서 구한 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과,상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 실행하도록 상기 마이크로파 발생 장치를 제어하는컴퓨터 프로그램.
- 필라멘트를 포함하는 음극과, 이 음극에 대향하여 배치되고 공동 공진기를 포함하는 양극과, 상기 음극 및 상기 양극의 배치 방향에 직교하는 바와 같은 자계를 부여하는 자계 발생기를 구비하고, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 갖는 마이크로파 발생 장치를 이용하여 마이크로파를 발생시킬 때에,상기 필라멘트에 전력을 공급하는 공정과,상기 필라멘트에 인가되는 전압과 상기 필라멘트에 흐르는 전류에 의거하여, 상기 필라멘트의 저항값을 구하는 저항값 산출 공정과,상기 저항값 산출 공정에서 구한 저항값과 미리 구해진 상기 필라멘트의 저항-온도 의존 특성에 의거하여, 상기 필라멘트의 온도를 구하는 온도 산출 공정과,상기 필라멘트에 흐르는 전류 및/또는 필라멘트에 인가되는 전압을 조정하는 것에 의해 상기 온도 산출 공정에서 구한 필라멘트의 온도가 소정의 온도범위내를 유지하도록 제어하는 온도 제어 공정을 실행하도록 상기 마이크로파 발생 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억하는 것을 특징으로 하는기억 매체.
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