[发明专利]磁控管的控制方法、磁控管的寿命判定方法、微波发生装置、磁控管的寿命判定装置、处理装置、计算机程序和存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及使用利用等离子体被活化的活性种，在半导体晶片等被处理体的表面进行处理的处理装置、磁控管的控制方法、磁控管的寿命判定方法、微波发生装置、磁控管的寿命判定装置、计算机程序以及存储介质。

背景技术

在形成半导体制品的集成电路时，通常对半导体晶片等的被处理体进行成膜处理、改性处理、氧化扩散处理、蚀刻处理等各种处理，但是，由于近年来对半导体集成电路的高密度化、高度的微细化、薄膜化以及处理低温化的要求提高，使用等离子体的处理装置具有越来越多的倾向。在使用该等离子体的处理装置中，利用等离子体使气体活化制作活性种，通过该活性种的作用，不需要将晶片加热到较高的温度，而能够在较低温的状态中进行期望的处理。

在这种使用等离子体的等离子体处理装置中，设有产生高频的高频发生装置或产生微波的微波发生装置，用于生成等离子体。

这里以微波发生装置为例进行说明。该微波发生装置具有磁控管，该磁控管，在具有灯丝的阴极(cathode)周围同轴状地配置具有空腔谐振器的阳极(anode)，形成为2极管，并在轴方向上对两电极之间施加直流磁场的状态下，进行高频的振荡，产生微波(专利文献1～3)。

具体地说，与一般2极真空管相同，在该磁控管中，通过给灯丝通电加热阴极，释放出热电子，这时，通过加在两电极间的电场(电压)控制流经的电流。与此同时，通过在垂直于该电场的方向上施加的磁场，使上述热电子产生旋转运动，进行振荡，结果产生微波。

专利文献1：日本特开平5-67493号公报

专利文献2：日本特开平10-223150号公报

专利文献3：日本特开2003-308958号公报

另外，所述磁控管的灯丝，一般由包括少量钍的钨金属材料制成，而且在包括灯丝的阴极的表面，形成有用于有效地进行热电子释放的碳化层。因此，该磁控管的寿命也将由于该碳化层的过度减少而终结。

所以，现有的磁控管的一般控制方法，在磁控管的输出发生变化的情况下，为了延长灯丝的寿命，灯丝电压向反方向变化，由此防止灯丝过度升温。例如，如果为了增大磁控管的输出而增大阳极电流，则灯丝的温度也上升，碳化层的消耗加剧。因此，在为了增大磁控管的输出而增大阳极电流时，为了抑制灯丝温度上升，减小灯丝施加电压，由此，能够防止碳化层因为过度升温而引起的消耗。而且，与上述相反，在为了减小磁控管的输出而减小阳极电流时，增加灯丝施加电压。

然而，现有的磁控管的控制方法，为了防止灯丝的过加热，按照上述磁控管输出的增减，反方向地增减灯丝施加电压，但是，实际上灯丝温度变动很大，根据情况的不同，有时会产生灯丝的过加热，碳化层过度地消耗使磁控管的寿命大幅度缩短。

发明内容

本发明着眼于上述问题，是为了有效解决上述问题而提出的。本发明的目的在于，提供一种构造不复杂且能够精确控制磁控管的灯丝温度，并能够延长灯丝寿命的磁控管控制方法、磁控管的寿命判定方法、微波发生装置、磁控管的寿命判定装置、处理装置和存储介质。

发明人对于磁控管的振荡进行了潜心研究，结果发现：以在灯丝施加的电压和在此流过的电流为基础求出电阻值，根据电阻值求出灯丝温度，通过控制该灯丝温度维持在规定温度，能够延长灯丝的寿命，根据上述见解完成了本发明。

本发明提供一种磁控管的控制方法，其特征在于，所述磁控管产生微波，具备：包括灯丝的阴极；与该阴极相对配置的包括空腔谐振器的阳极；和提供与所述阴极和所述阳极的配置方向正交的磁场的磁场发生器，所述磁控管的控制方法包括：向所述灯丝供给电力的工序；基于在所述灯丝上施加的电压和流经所述灯丝的电流，求出所述灯丝的电阻值的电阻值计算工序；基于在所述电阻值计算工序中求出的电阻值和预先求出的所述灯丝的电阻-温度相关特性，求出所述灯丝温度的温度计算工序；和通过调整流经所述灯丝的电流和/或在灯丝上施加的电压，控制在所述温度计算工序中求出的灯丝温度，使其维持在规定的温度范围内的温度控制工序。

由此，通过调整灯丝施加电压和流经灯丝的电流，控制灯丝温度，使其维持在规定的温度范围内，因而，能够精确控制灯丝的温度且不使设备复杂化，从而能够延长磁控管的寿命。

本发明的磁控管的控制方法的特征在于：所述规定的温度范围为1900～2100℃的范围。