KR20160046738A - 마그네트론을 검사하는 방법 - Google Patents

Abstract

마그네트론을 고정밀도로 검사한다. 일실시 형태의 방법은, 마그네트론에 의한 고주파의 발생의 개시로부터 소정 시간 이상의 시간이 경과하고 있고, 진행파의 전력과 설정 전력과의 차가 제 1 소정값 이하이며, 반사파의 전력이 제 2 소정값 이하일 때의 마그네트론의 현재의 상태를 특정하기 위한 하나 이상의 측정값으로부터 얻어지는 마그네트론의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터와, 상기 현재의 파라미터에 대응하는 마그네트론의 초기의 상태를 나타내는 초기의 파라미터와의 비교에 기초하여, 마그네트론의 수명을 판정한다.

Description

마그네트론을 검사하는 방법{METHOD FOR INSPECTING MAGNETRON}

본 발명의 실시 형태는 마그네트론을 검사하는 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체에 대하여 에칭 또는 성막 등의 프로세스를 행하기 위하여 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치는, 그 처리 용기 내로 도입된 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위하여, 처리 용기 내로 도입되는 에너지를 발생시키는 장치를 가지고 있다. 이러한 장치로서는, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 알려져 있다.

마그네트론의 상태는, 사용 시간의 경과에 따라, 그 제작 직후 또는 플라즈마 처리 장치에의 탑재 직후의 초기 상태로부터 변화한다. 예를 들면, 마그네트론의 상태는, 필라멘트를 구성하는 표면 탄화층의 소모에 의해 변화한다. 이와 같이 마그네트론의 상태가 변화하면, 생성되는 플라즈마의 상태가 변화하고, 피처리체에 대한 처리에 악영향이 발생한다. 따라서, 마그네트론을 검사하여, 마그네트론의 교환 시기를 파악할 필요가 있다.

마그네트론을 검사하는 기술로서, 예를 들면 특허 문헌 1, 즉 국제공개공보 제2013-146655호에 기재된 기술이 개발되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 기술은, 마그네트론의 현재의 상태를 나타내는 파라미터와 마그네트론의 초기의 상태를 나타내는 파라미터를 비교함으로써, 마그네트론이 수명이 다했는지 여부를 판단하고 있고, 마그네트론이 수명이 다했다고 판단되는 경우에는, 마그네트론의 교환을 촉구하는 신호를 출력하고 있다.

국제공개공보 제2013-146655호

본원 발명자는, 마그네트론의 상태를 나타내는 파라미터의 취득에 이용되는 측정값, 예를 들면, 진행파의 전력의 측정값, 반사파의 전력의 측정값, 애노드 전압의 측정값, 애노드 전류의 측정값의 검출 타이밍에 따라서는, 마그네트론을 적절히 검사 할 수 없는 것을 발견했다. 따라서, 적절한 시점에 검출된 측정값을 이용함으로써, 보다 고정밀도로 마그네트론을 검사하는 것, 예를 들면, 마그네트론의 수명을 판정하는 것이 필요하다.

일태양에 있어서는, 마그네트론을 검사하는 방법이 제공된다. 이 방법은, (a) 마그네트론에, 설정 전력에 기초하는 고주파의 발생을 개시시키는 단계와, (b) 마그네트론의 상태를 특정하기 위한 하나 이상의 측정값을 검출하는 단계와, (c) 마그네트론에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하는 단계와, (d) 마그네트론에 의해 생성된 고주파에 기초하는 진행파의 전력과 상기 설정 전력과의 차가 제 1 소정값 이하인지 여부를 판정하는 단계와, (e) 마그네트론과 부하와의 사이에 마련된 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 전력이 제 2 소정값 이하인지 여부를 판정하는 단계와, (f) 마그네트론에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 상기 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과하고, 진행파의 전력과 상기 설정 전력과의 차가 제 1 소정값 이하이며, 반사파의 전력이 제 2 소정값 이하인 사용 조건이 충족되는 시점의 마그네트론의 상기 하나 이상의 측정값으로부터 얻어지는 상기 마그네트론의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터와, 상기 현재의 파라미터에 대응하는 상기 마그네트론의 초기의 상태를 나타내는 초기의 파라미터와의 비교에 기초하여, 마그네트론의 수명을 판정하는 단계를 포함한다.

마그네트론에 의한 고주파의 발생 직후에 검출되는 측정값으로부터 얻어지는 현재의 파라미터, 예를 들면 고주파 변환 효율, 애노드 전압, 애노드 전류 및 진행파의 피크 주파수중 적어도 하나는 불안정하며, 소정 시간의 경과 후에 안정된다. 상기 방법에서는, 마그네트론의 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 시간이 경과하고, 진행파의 전력이 설정 전력과 대략 동일해지며, 또한, 반사파의 전력이 대략 0이 되었을 때, 즉, 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 측정값으로부터 얻어지는 현재의 파라미터를 이용하여, 마그네트론의 수명을 판정하고 있으므로, 고정밀도로 마그네트론을 검사하는 것이 가능해진다.

일실시 형태에서는, 현재의 파라미터는 마그네트론의 현재의 고주파 변환 효율을 포함하고, 고주파 변환 효율은, 마그네트론에 대한 투입 전력에 의해 하나 이상의 측정값에 포함되는 진행파의 전력을 나눈 값이다. 이 실시 형태의 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 현재의 고주파 변환 효율이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 고주파 변환 효율에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다.

일실시 형태에서는, 현재의 고주파 변환 효율로부터 상기 현재의 시점의 고주파 변환 효율의 오프셋값을 감산함으로써, 고주파 변환 효율의 보정값을 취득하여, 고주파 변환 효율의 보정값이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 고주파 변환 효율에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다. 예를 들면, 일실시 형태의 방법은,

개시 시점으로부터 사용 조건이 충족되어 있는 시점까지의 경과 시간 길이를, 소정의 제 1 함수에 입력함으로써, 소정의 제 1 함수의 출력인 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 소정의 제 1 함수는, 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율과 상기 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 수속값과의 차의 절대값인 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 2 함수에 입력함으로써, 소정의 제 2 함수의 출력인 계수(B_η(P_fm))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 2 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_η(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,

개시 시점의 직전에 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 상기 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 마그네트론의 고주파 변환 효율의 오프셋값을 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_η)를 취득하는 단계와,

정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 3 함수에 입력함으로써, 소정의 제 3 함수의 출력인 계수(D_η(T_S))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 3 함수는, 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량에 대한, 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_η(t_SA))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,

제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(T_L)), 계수(B_η(P_fm)), 계수(C_η) 및 계수(D_η(T_S))를 식 (1)에 이용하여, 마그네트론의 고주파 변환 효율의 오프셋값(η_OFFSET)을 구하는 단계와,

[수 1]

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 하나 이상의 측정값에 포함되는 진행파의 전력을 마그네트론에 대한 투입 전력에 의해 나눈 값인 현재의 고주파 변환 효율(η_m) 및 오프셋값(η_OFFSET)을 식 (2)에 이용하여, 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)를 구하는 단계

[수 2]

를 더 포함한다. 이 실시 형태의 방법에 있어서, 현재의 파라미터는, 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)을 포함하고, 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 고주파 변환 효율에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출한다.

일실시 형태에서는, 현재의 파라미터는, 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 하나 이상의 측정값에 포함되는 마그네트론의 애노드 전압의 측정값의 절대값을, 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전압으로서 포함한다. 이 실시 형태의 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 현재의 애노드 전압의 절대값이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 애노드 전압의 절대값에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다.

일실시 형태에서는, 현재의 마그네트론의 애노드 전압의 측정값의 절대값으로부터 상기 현재의 시점의 마그네트론의 애노드 전압의 오프셋값을 감산함으로써, 마그네트론의 애노드 전압의 절대값의 보정값을 취득하여, 마그네트론의 애노드 전압의 절대값의 보정값이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 애노드 전압의 절대값에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다. 예를 들면, 일실시 형태의 방법은,

개시 시점으로부터 사용 조건이 충족되어 있는 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)를, 소정의 제 4 함수에 입력함으로써, 소정의 제 4 함수의 출력인 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 소정의 제 4 함수는, 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 애노드 전압과 상기 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 수속값과의 차의 절대값인 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 5 함수에 입력함으로써, 소정의 제 5 함수의 출력인 계수(B_V(P_fm))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 5 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_V(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,

개시 시점의 직전에 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 상기 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 상기 마그네트론의 애노드 전압의 오프셋값을 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_V)를 취득하는 단계와,

정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 6 함수에 입력함으로써, 소정의 제 6 함수의 출력인 계수(D_V(T_S))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 6 함수는, 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량에 대한, 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_V(t_SA))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,

제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(T_L)), 계수(B_V(P_fm)), 계수(C_V) 및 계수(D_V(T_S))를 식 (3)에 이용하여, 마그네트론의 애노드 전압의 오프셋값(V_OFFSET)을 구하는 단계와,

[수 3]

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 하나 이상의 측정값에 포함되는 마그네트론의 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m) 및 오프셋값(V_OFFSET)을 식 (4)에 이용하여, 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)을 구하는 단계

[수 4]

를 더 포함한다. 이 실시 형태의 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 애노드 전압의 절대값에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출한다.

일실시 형태에서는, 현재의 파라미터는, 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 하나 이상의 측정값에 포함되는 마그네트론의 애노드 전류의 측정값을, 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전류로서 포함한다. 이 실시 형태의 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 현재의 애노드 전류가, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 애노드 전류에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다.

일실시 형태에서는, 현재의 마그네트론의 애노드 전류의 측정값과 상기 현재의 시점의 마그네트론의 애노드 전류의 오프셋값을 가산함으로써, 마그네트론의 애노드 전류의 보정값을 취득하여, 마그네트론의 애노드 전류의 보정값이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 애노드 전류보다 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다. 예를 들면, 일실시 형태의 방법은,

개시 시점으로부터 사용 조건이 충족되어 있는 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)를, 소정의 제 7 함수에 입력함으로써, 소정의 제 7 함수의 출력인 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 소정의 제 7 함수는, 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 애노드 전류와 상기 마그네트론이 상기 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 수속값과의 차의 절대값인 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 8 함수에 입력함으로써, 소정의 제 8 함수의 출력인 계수(B_I(P_fm))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 8 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_I(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,

개시 시점의 직전에 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 상기 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 상기 마그네트론의 애노드 전류의 오프셋값을 제 3 기본 오프셋값의 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_I)를 취득하는 단계와,

정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 9 함수에 입력함으로써, 소정의 제 9 함수의 출력인 계수(D_I(T_S))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 9 함수는, 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량에 대한, 상기 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_I(t_SA))의 관계를 정하는, 상기 단계와,

제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(T_L)), 계수(B_I(P_fm)), 계수(C_I) 및 계수(D_I(T_S))를 식 (5)에 이용하여, 마그네트론의 애노드 전류의 오프셋값(I_OFFSET)을 구하는 단계와,

[수 5]

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 하나 이상의 측정값에 포함되는 마그네트론의 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m) 및 오프셋값(I_OFFSET)을 식 (6)에 이용하여, 애노드 전류의 보정값(I_C)을 구하는 단계

[수 6]

를 더 포함한다. 이 실시 형태의 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 애노드 전류의 보정값(I_C)이, 초기의 파라미터에 포함되는 마그네트론의 초기의 애노드 전류에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출한다.

일실시 형태에서는, 현재의 파라미터는, 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 하나 이상의 측정값에 포함되는 상기 진행파의 피크 주파수의 측정값을, 상기 진행파의 현재의 피크 주파수로서 포함한다. 이 실시 형태의 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 진행파의 현재의 피크 주파수가 초기의 파라미터에 포함되는 진행파의 초기의 피크 주파수에 대하여 소정값 이상 저하되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다.

일실시 형태에서는, 진행파의 현재의 피크 주파수의 측정값으로부터 상기 현재의 시점의 진행파의 피크 주파수의 오프셋값을 감산함으로써, 진행파의 피크 주파수의 보정값을 취득하여, 진행파의 피크 주파수의 보정값과 초기의 파라미터에 포함되는 진행파의 초기의 피크 주파수와의 차가 소정값 이상인 경우에, 마그네트론의 수명을 검출해도 된다. 예를 들면, 일실시 형태의 방법은,

개시 시점으로부터 사용 조건이 충족되어 있는 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)를, 소정의 제 10 함수에 입력함으로써, 소정의 제 10 함수의 출력인 제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 소정의 제 10 함수는, 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 진행파의 피크 주파수와 상기 마그네트론이 상기 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 진행파의 피크 주파수의 수속값과의 차의 절대값인 제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 11 함수에 입력함으로써, 소정의 제 11 함수의 출력인 계수(B_F(P_fm))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 11 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 상기 제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_F(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,

개시 시점의 직전에 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 진행파의 피크 주파수의 오프셋값을 제 4 기본 오프셋값의 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_F)를 취득하는 단계와,

정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 12 함수에 입력함으로써, 소정의 제 12 함수의 출력인 계수(D_F(T_S))를 취득하는 단계이며, 소정의 제 12 함수는, 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량에 대한, 상기 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_F(t_SA))의 관계를 정하는, 상기 단계와,

제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(T_L)), 계수(B_F(P_fm)), 계수(C_F) 및 계수(D_F(T_S))를 식 (7)에 이용함으로써, 진행파의 피크 주파수의 오프셋값(F_OFFSET)을 구하는 단계와,

[수 7]

사용 조건이 충족되어 있는 시점의 하나 이상의 측정값에 포함되는 진행파의 피크 주파수의 측정값(F_m) 및 오프셋값(F_OFFSET)을 식 (8)에 이용하여, 진행파의 피크 주파수의 보정값(F_C)을 구하는 단계

[수 8]

를 더 포함한다. 이 실시 형태의 마그네트론의 수명을 판정하는 단계에서는, 현재의 파라미터에 포함되는 진행파의 피크 주파수의 보정값(F_C)이 초기의 파라미터에 포함되는 진행파의 초기의 피크 주파수에 대하여 소정값 이상 저하되어 있는 경우에, 마그네트론의 수명을 검출한다.

또한, 상술한 고주파 변환 효율, 애노드 전압, 애노드 전류 및 피크 주파수 그리고 이들의 보정값 중 둘 이상의 파라미터를 이용하여, 마그네트론의 수명이 판정되어도 된다.

일실시 형태의 방법은, 마그네트론의 현재의 수명까지의 잔존 시간을 예측하는 단계를 더 포함하고 있어도 된다.

일실시 형태의 잔존 시간 길이를 예측하는 단계에서는, 마그네트론의 사용 시간 길이와 마그네트론의 고주파 변환 효율을 대응시킨 데이터를 참조하여, 현재의 고주파 변환 효율에 대응하는 현재의 마그네트론의 사용 시간 길이를 구하고, 미리 설정된 마그네트론의 수명 시간 길이와 현재의 마그네트론의 사용 시간 길이와의 차를 잔존 시간 길이로서 구해도 된다.

다른 실시 형태의 잔존 시간 길이를 예측하는 단계에서는, 마그네트론의 현재의 사용 시간 길이(t_c), 초기의 고주파 변환 효율(η_ic) 및 현재의 고주파 변환 효율(η_m)을 이용하여, 식 (9)에 기초하여 정수(A)를 산출하고,

[수 9]

미리 정해진 마그네트론의 수명이 다한 시점의 고주파 변환 효율(η_d), 산출된 정수(A) 및 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)을 이용하여, 식 (10)에 기초하여, 수명 시간 길이(t_d)를 산출하고,

[수 10]

산출된 수명 시간 길이(t_d)와 현재의 사용 시간 길이(t_c)와의 차를 잔존 시간 길이로서 산출해도 된다. 마그네트론은 기차(機差)를 가지는데, 이 실시 형태에서는, 기차를 반영한 정수(A)를 산출하고, 산출된 정수(A)에 기초하여 잔존 시간을 산출하고 있으므로, 잔존 시간이 보다 고정밀도로 구해진다.

이상 설명한 바와 같이, 고정밀도로 마그네트론을 검사하는 것이 가능해진다.

도 1은 플라즈마 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 안테나를 나타내는 평면도이다.
도 3은 마이크로파 발생기의 구성을 예시하는 도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 마이크로파 발생기의 마그네트론을 나타내는 도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 마이크로파 발생기의 4E 튜너의 구성을 나타내는 도이다.
도 6은 일실시 형태에 따른 마그네트론을 검사하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 메모리에 기억된 초기 파라미터를 예시하는 도이다.
도 8은 고주파 변환 효율, 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 진행파의 피크 주파수의 시간에 따른 변화를 나타내는 도이다.
도 9는 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST7)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST7)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST7)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 12는 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST7)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 13은 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST8)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 14는 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST8)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 15는 마그네트론의 사용 시간 길이와 마그네트론의 고주파 변환 효율과의 관계를 예시하는 도이다.
도 16은 다른 실시 형태에 따른 마그네트론을 검사하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 17a ~ 도 17c는 마그네트론의 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 고주파 변환 효율의 경시 변화를 나타내는 도이다.
도 18은 도 16에 나타내는 방법의 단계(S29)에서 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 19는 도 16에 나타내는 방법의 단계(S29)에서 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 20은 도 16에 나타내는 방법의 단계(S29)에서 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 21은 도 16에 나타내는 방법의 단계(S29)에서 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다.
도 22는 마그네트론의 애노드 전압의 절대값의 경시 변화를 나타내는 도이다.
도 23은 마그네트론의 애노드 전압의 절대값의 경시 변화를 나타내는 도이다.
도 24는 마그네트론의 정지 기간의 시간 길이와 당해 정지 기간의 직후에 고주파를 발생하고 있는 기간에 있어서의 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량과의 관계를 나타내는 도이다.

이하, 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.

우선, 일실시 형태에 따른 방법에 의해 검사되는 마그네트론을 구비한 플라즈마 처리 장치의 예에 대하여 설명한다. 도 1은 플라즈마 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는 피처리체(W)에 대하여 플라즈마 처리를 행하기 위한 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)를 이용하여 행할 수 있는 플라즈마 처리는, 예를 들면 에칭, CVD와 같은 플라즈마 처리이다.

플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(12), 가스 공급부(13), 배치대(14), 플라즈마 발생 기구(19) 및 제어부(15)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는 피처리체(W)에 대하여 플라즈마 처리를 행하기 위한 내부 공간을 제공하고 있다. 가스 공급부(13)는, 플라즈마 처리에 이용되는 처리 가스를 처리 용기(12) 내로 공급하도록 구성되어 있다. 배치대(14)는 그 위에 피처리체(W)를 유지하도록 구성되어 있다. 플라즈마 발생 기구(19)는 처리 용기(12) 내에서 플라즈마를 발생시키도록 구성되어 있다. 또한, 제어부(15)는 플라즈마 처리 장치(10)의 전체의 동작을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(15)는 가스 공급부(13)로부터 공급되는 가스의 유량, 처리 용기(12) 내의 압력 등, 플라즈마 처리 장치(10) 전체의 제어를 행한다.

처리 용기(12)는 저부(底部)(21) 및 측벽(22)을 가지고 있다. 저부(21)는 배치대(14)의 하방에 마련되어 있다. 측벽(22)은 대략 원통 형상을 가지고 있고, 저부(21)의 가장자리부로부터 상방향으로 연장되어 있다. 처리 용기(12)의 저부(21)에는, 그 일부를 관통하도록 배기용의 배기홀(23)이 마련되어 있다.

처리 용기(12)의 상부측에는 덮개부(24), 유전체창(16) 및 O링(25)이 마련되어 있다. 덮개부(24)는 처리 용기(12)의 상부측에 배치되어 있고, O링(25)은 덮개부(24)와 유전체창(16)과의 사이에 개재되어 있다. 처리 용기(12)의 상부측에는 개구가 형성되어 있고, 당해 개구는 덮개부(24), 유전체창(16) 및 O링(25)에 의해 기밀을 확보하도록 닫혀 있다.

가스 공급부(13)는 제 1 가스 공급부(26) 및 제 2 가스 공급부(27)를 포함하고 있다. 제 1 가스 공급부(26)는 피처리체(W)의 중앙을 향하는 가스를, 제 1 유로를 거쳐 공급한다. 제 2 가스 공급부(27)는, 피처리체(W)의 상방 또한 외측에 마련된 제 2 유로를 거쳐 가스를 공급한다. 제 1 가스 공급부(26)의 제 1 유로는 가스 공급홀(30a)에 연통하고 있다. 가스 공급홀(30a)은 유전체창(16)의 직경 방향 중앙에 마련되어 있다. 제 1 가스 공급부(26)는 가스 공급계(29)에 접속되어 있다. 가스 공급계(29)는, 제 1 가스 공급부(26)로 공급하는 가스의 유량을 조정하도록 구성되어 있다. 제 2 가스 공급부(27)는 복수의 가스 공급홀(30b)를 포함하고 있다. 이들 가스 공급홀(30b)은 측벽(22)의 상부측의 일부에 마련되어 있다. 또한, 복수의 가스 공급홀(30b)은 둘레 방향으로 동일한 간격으로 마련되어 있다. 이들 제 1 가스 공급부(26) 및 제 2 가스 공급부(27)에는 동일한 가스원으로부터 동일 종류의 가스가 공급될 수 있다. 또한, 제 1 가스 공급부(26) 및 제 2 가스 공급부(27)에는 다른 종류의 가스가 공급되어도 된다.

배치대(14)는 하부 전극을 제공하고 있다. 이 하부 전극에는, 고주파 바이어스용의 고주파 전원(38)이 매칭 유닛(39)을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 이 고주파 전원(38)은, 예를 들면 13.56 MHz의 고주파를 소정의 전력(바이어스 파워)으로 출력한다. 매칭 유닛(39)은, 고주파 전원(38)측의 임피던스와, 주로 전극, 플라즈마, 처리 용기(12)와 같은 부하측의 임피던스와의 사이에서 정합을 취하기 위한 정합기를 수용하고 있다. 매칭 유닛(39)의 정합기 내에는, 자기 바이어스 생성용의 블로킹 콘덴서가 포함되어 있다. 또한 플라즈마 처리 시에 있어서, 배치대(14)에의 바이어스 전압의 공급은 필요에 따라 행해질 수 있다.

또한, 배치대(14)는 정전 척도 제공하고 있고, 그 위에 피처리체(W)를 유지할 수 있다. 또한 배치대(14)는, 가열을 위한 히터와 같은 온도 조정 기구(33)를 그 내부에 구비하고 있어도 된다. 이 배치대(14)는, 저부(21)의 하방측으로부터 수직 상방으로 연장되는 절연성의 통 형상 지지부(31)에 지지되어 있다. 상술한 배기홀(23)은, 처리 용기(12)의 저부(21)의 중앙에 형성되어 있고, 통 형상 지지부(31)는 당해 배기홀(23)을 관통하고 있다. 따라서, 배기홀(23)은 환 형상을 가지고 있다. 환상의 배기홀(23)의 하방측에는 배기관을 개재하여 배기 장치가 접속된다. 배기 장치는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고 있다. 이 배기 장치에 의해, 처리 용기(12) 내를 소정의 압력까지 감압하는 것이 가능하다.

플라즈마 발생 기구(19)는 처리 용기(12)의 외부에 마련되어 있다. 플라즈마 발생 기구(19)는 마이크로파 발생기(41a)를 포함하고 있다. 마이크로파 발생기(41a)는 플라즈마 생성용의 고주파로서 마이크로파를 발생시킨다. 또한, 플라즈마 발생 기구(19)는 유전체창(16)을 가지고 있다. 유전체창(16)은 처리 용기(12)의 상부측에서 배치대(14)와 대향하도록 배치되어 있다. 유전체창(16)은 마이크로파 발생기(41a)로부터의 마이크로파를 처리 용기(12) 내로 도입한다.

또한, 플라즈마 발생 기구(19)는 안테나(17)를 가지고 있다. 안테나(17)는 유전체창(16) 상에 마련되어 있다. 이 안테나(17)에는, 마이크로파를 유전체창(16)에 방사하는 복수의 슬롯홀이 형성되어 있다. 또한, 플라즈마 발생 기구(19)는 유전체판(18)을 가지고 있다. 유전체판(18)은 안테나(17) 상에 배치되어 있다. 유전체판(18)은, 후술하는 동축 도파관(36)에 의해 도입된 마이크로파를 직경 방향으로 전파한다. 또한, 유전체판(18)은 마이크로파를 지연시키는 기능을 가지고 있다.

마이크로파 발생기(41a)는 모드 변환기(34) 및 직사각형 도파관(35)을 개재하여 동축 도파관(36)의 상부에 접속되어 있다. 예를 들면, 마이크로파 발생기(41a)로부터의 TE 모드의 마이크로파는, 직사각형 도파관(35)을 통하여, 모드 변환기(34)에 의해 TEM 모드로 변환된다. 모드 변환기(34)로부터의 TEM 모드의 마이크로파는, 동축 도파관(36)을 전파한다. 이 마이크로파 발생기(41a)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다. 또한, 마이크로파 발생기(41a)에 대하여 직사각형 도파관(35)측이 후술하는 부하가 된다.

유전체창(16)은 대략 원반 형상을 가지고 있고, 석영 또는 알루미나와 같은 유전체로 구성되어 있다. 유전체창(16)의 하면(28)의 일부에는, 도입된 마이크로파에 의한 정재파의 발생을 용이하게 하기 위하여, 테이퍼 형상으로 오목한 환상의 오목부(37), 또는 원형 형상으로 오목한 오목부가 형성되어 있다. 이러한 오목부(37)에 의해, 유전체창(16)의 하면 직하(直下)에서 플라즈마를 효율적으로 생성할 수 있다.

안테나(17)는 박판 형상이며, 원판 형상이다. 도 2는 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 안테나를 나타내는 평면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 안테나(17)에는 복수의 슬롯홀(20)이 형성되어 있다. 복수의 슬롯홀(20)의 각각의 형상은 긴 홀 형상이다. 복수의 슬롯홀(20)은 복수의 슬롯 쌍을 구성하고 있다. 복수의 슬롯 쌍의 각각은 서로 직교 또는 교차하는 방향으로 연장되는 두 개의 슬롯홀을 포함하고 있다. 이들 복수의 슬롯 쌍은 하나 이상의 동심원을 따라 배열되어 있다.

마이크로파 발생기(41a)로부터의 마이크로파는 동축 도파관(36)을 통하여, 유전체판(18)에 전파된다. 그리고 마이크로파는, 안테나(17)와 냉각 재킷(32)과의 사이에서 직경 방향 외측으로 유전체판(18) 내부를 전파하고, 안테나(17)의 복수의 슬롯홀(20)로부터 유전체창(16)으로 방사된다. 유전체창(16)을 투과한 마이크로파는, 유전체창(16)의 직하에 전계를 일으킨다. 이에 의해, 처리 용기(12) 내에서 플라즈마가 생성된다.

이하, 마이크로파 발생기(41a)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3은 마이크로파 발생기의 구성을 예시하는 도이다. 도 4는 도 3에 나타내는 마이크로파 발생기의 마그네트론을 나타내는 도이다. 도 5는 도 3에 나타내는 마이크로파 발생기의 4E 튜너의 구성을 나타내는 도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 마이크로파 발생기(41a)는 마그네트론(42), 고압 전원(43) 및 필라멘트 전원(44)을 가지고 있다. 마그네트론(42)은 고주파로서 마이크로파를 발생하는 고주파 발진기이다. 고압 전원(43)은 마그네트론(42)에 전압을 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 필라멘트 전원(44)은 마그네트론(42)의 캐소드 전극(46a)을 구성하는 필라멘트에 전원을 공급하도록 구성되어 있다.

마그네트론(42)과 고압 전원(43)과의 사이에는 회로(45)가 마련되어 있다. 이 마이크로파 발생기(41a)에서는 고압 전원(43)측으로부터 마그네트론(42)측으로 회로(45)를 거쳐 애노드 전류가 공급된다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 마그네트론(42)의 내부에서 회로(45)에는, 필라멘트가 탑재되어 있다. 이 필라멘트는 캐소드 전극(46a)을 구성하고 있다. 캐소드 전극(46a)은 고압 전원(43)의 음극측에 접속되어 있다. 또한, 고압 전원(43)의 양극측에는, 마그네트론(42)의 내부에 마련된 애노드 전극(46b)이 접속되어 있다. 고압 전원(43)의 양극측, 즉 애노드 전극(46b)은 접지되어 있다. 따라서, 후술하는 애노드 전압은 음값으로서 측정된다.

이 마그네트론(42)은, 고압 전원(43)으로부터 애노드 전류가 애노드 전극(46b)으로 공급됨으로써, 당해 애노드 전극(46b)과 캐소드 전극(46a)에 의해 마이크로파(48)를 발생한다. 또한, 캐소드 전극(46a)을 구성하는 필라멘트 및 애노드 전극(46b)을 형성하는 양극 베인 등은, 기계 가공에 의해 제조되는 기계 가공품이다.

또한 도 3에 나타내는 바와 같이, 마이크로파 발생기(41a)는 아이솔레이터(49), 방향성 결합기(54) 및 정합기로서의 4E 튜너(51)를 더 가지고 있다. 방향성 결합기(54)는 아이솔레이터(49)를 개재하여 마그네트론(42)에 접속되어 있다. 아이솔레이터(49)는, 수동 소자인 서큘레이터의 하나의 단자를 더미 부하(59)로 함으로써 구성되어 있다. 즉, 아이솔레이터(49)의 마그네트론(42)측의 제 1 단자는 마그네트론(42)을 포함하는 발진부(도 5 참조)에 접속되어 있고, 당해 아이솔레이터(49)의 4E 튜너(51)측의 제 2 단자는 4E 튜너(51)와 접속되어 있고, 아이솔레이터(49)의 제 3 단자는 더미 부하(59)에 접속되어 있다. 이에 의해, 아이솔레이터(49)는 마그네트론(42)으로부터 부하(50)측에 일방향으로 고주파 신호를 전송할 수 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 4E 튜너(51)는 가동 단락부(52a, 52b, 52c, 52d)를 가지고 있다. 가동 단락부(52a, 52b, 52c, 52d)는 각각 가동 단락판을 구비하고 있다. 이들 가동 단락판은, 마이크로파의 진행 방향에서 간격을 가지고 마련되어 있다. 또한, 4E 튜너(51)는 세 개의 프로브(53a, 53b, 53c)를 가지고 있다. 이들 프로브(53a, 53b, 53c)는 가동 단락부(52a)에 대하여 마그네트론(42)측에 마련되어 있다. 프로브(53a, 53b, 53c)는, 마이크로파의 진행 방향에서, 기본 주파수(λ)의 1 / 8, 즉 λ ／ 8의 거리의 간격으로 마련된다. 또한, 프로브(53a, 53b, 53c)에 접속된 연산 회로(53d)에 의해, 이들 프로브(53a ~ 53c)에 각각 대응하는 동조봉의 돌출량이 산출되도록 되어 있다.

이 4E 튜너(51)는 직사각형 도파관(35)을 개재하여 부하(50)에 접속되어 있다. 또한, 부하(50)는 모드 변환기(34) 등의 직사각형 도파관(35)보다 하류측에 위치하는 부재를 포함하고 있다. 또한, 4E 튜너(51)의 가동 단락부(52a)에 대하여 마그네트론(42)측에는 방향성 결합기(54)가 마련되어 있다. 방향성 결합기(54)는 쌍방향성 결합기이다. 또한, 방향성 결합기(54)는 프로브(53a, 53b, 53c)에 대향하고 있지 않아도 된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 방향성 결합기(54)에는 검출기(90) 및 검출기(92)가 접속되어 있다. 검출기(90)는 진행파, 즉 마그네트론(42)측으로부터 부하(50)측으로 진행하는 마이크로파의 전력을 검출한다. 검출기(90)는 검출한 진행파의 전력에 따른 아날로그 신호를 출력한다. 검출기(90)로부터의 아날로그 신호는, 제어 회로(100)의 앰프(102a) 및 A/D 변환기(104a)를 개재하여, 디지털값, 즉 진행파 전력의 측정값(P_fm)으로 변환된다. 이 진행파 전력의 측정값(P_fm)은 프로세서(110)에 입력된다. 또한, 검출기(92)는 반사파, 즉, 부하(50)측으로부터 마그네트론(42)측으로 진행하는 마이크로파의 전력을 검출한다. 검출기(92)는 검출한 반사파의 전력에 따른 아날로그 신호를 출력한다. 검출기(92)로부터의 아날로그 신호는, 제어 회로(100)의 앰프(102b) 및 A/D 변환기(104b)를 통하여 디지털값, 즉 반사파 전력의 측정값(P_rm)으로 변환된다. 이 반사파 전력의 측정값(P_rm)은 프로세서(110)에 입력된다.

제어 회로(100)의 프로세서(110)는 앰프(102g) 및 A/D 변환기(104g)를 개재하여 단자(T1)에 접속되어 있다. 단자(T1)에는 설정 전력에 따른 아날로그 신호가 입력되어 있도록 되어 있다. 단자(T1)로부터의 아날로그 신호는 앰프(102g) 및 A/D 변환기(104g)를 통하여 디지털값, 즉 설정 전력(P_sin)으로 변환된다. 또한, 설정 전력(P_sin)은 부하(50)로 공급해야 할 마이크로파의 전력을 나타내고 있다. 프로세서(110)는 설정 전력(P_sin), 진행파 전력의 측정값(P_fm) 및 반사파 전력의 측정값(P_rm)에 기초하여, 마이크로파 발생기(41a)의 진행파 전력이 설정 전력(P_sin)에 일치하도록, 고압 전원(43)및 필라멘트 전원(44)을 제어한다. 구체적으로, 프로세서(110)는 고압 전원(43)의 전압을 제어하기 위한 제어 신호(디지털 신호)를 출력한다. 이 제어 신호는 D/A 변환기(104e)에 의해 아날로그 제어 신호로 변환되고, 앰프(102e)에 의해 증폭된다. 앰프(102e)에 의해 증폭된 아날로그 제어 신호(V_a)는 고압 전원(43)에 부여된다. 이에 의해, 고압 전원(43)이 제어된다. 또한, 프로세서(110)는 필라멘트 전원(44)의 전압을 제어하기 위한 제어 신호(디지털 신호)를 출력한다. 이 제어 신호는 D/A 변환기(104f)에 의해 아날로그 제어 신호로 변환되고, 앰프(102f)에 의해 증폭된다. 앰프(102f)에 의해 증폭된 아날로그 제어 신호(V_f)는 필라멘트 전원(44)에 부여된다. 이에 의해, 필라멘트 전원(44)이 제어된다.

또한, 제어 회로(100)는 프로세서(110), 앰프(102a), 앰프(102b), 앰프(102e), 앰프(102f), 앰프(102g), A/D 변환기(104a), A/D 변환기(104b), D/A 변환기(104e), D/A 변환기(104f), A/D 변환기(104g)에 더하여, 앰프(102c), 앰프(102d), 앰프(102h), A/D 변환기(104c), A/D 변환기(104d), A/D 변환기(104h) 및 메모리(112)를 더 구비하고 있다.

프로세서(110)는 앰프(102c) 및 A/D 변환기(104c)를 개재하여 전압 모니터(120)에 접속되어 있다. 전압 모니터(120)는 마그네트론(42)의 애노드 전압을 측정하고, 당해 애노드 전압에 따른 아날로그 신호를 출력한다. 이 아날로그 신호는, 앰프(102c) 및 A/D 변환기(104c)를 통하여 디지털값, 즉 애노드 전압의 측정값(V_m)으로 변환된다. 이 애노드 전압의 측정값(V_m)은 프로세서(110)에 입력된다.

프로세서(110)는 앰프(102d) 및 A/D 변환기(104d)를 개재하여 전류 모니터(122)에 접속되어 있다. 전류 모니터(122)는 애노드 전류를 측정하고, 당해 애노드 전류에 따른 아날로그 신호를 출력한다. 이 아날로그 신호는, 앰프(102d) 및 A/D 변환기(104d)를 통하여 디지털값, 즉 애노드 전류의 측정값(I_m)으로 변환된다. 이 애노드 전류의 측정값(I_m)은 프로세서(110)에 입력된다.

또한, 프로세서는 앰프(102h) 및 A/D 변환기(104h)를 개재하여 주파수 검출기(94)에 접속되어 있다. 주파수 검출기(94)는 방향성 결합기(54)에 접속되어 있고, 진행파의 피크 주파수를 검출하고, 당해 피크 주파수를 나타내는 아날로그 신호를 출력한다. 이 아날로그 신호는, 앰프(102h) 및 A/D 변환기(104h)를 통하여 디지털 신호로 변환된다. 이 디지털 신호는 진행파의 피크 주파수의 측정값(F_m)으로서 프로세서(110)에 입력된다.

또한 프로세서(110)에는, 단자(T2) 및 단자(T3)가 접속되어 있다. 단자(T2)에는 마그네트론(42)을 작동시키기 위한 작동 신호(MW_on)가 공급된다. 프로세서(110)는 작동 신호(MW_on)에 응답하여, 고압 전원(43) 및 필라멘트 전원(44)을 제어하고, 마그네트론(42)에 마이크로파를 발생시킨다. 또한 이하의 설명에서는, 작동 신호(MW_on)가 '1'일 때, 마그네트론(42)이 마이크로파를 발생하도록 작동되고, 작동 신호(MW_on)가 '0'일 때, 마그네트론(42)의 마이크로파의 발생이 정지되는 것으로 한다. 이 작동 신호(MW_on)는 마그네트론(42)이 마이크로파를 발생하고 있는 기간 중에 있어서는 '1'로 설정된다.

또한 프로세서(110)는, 후술하는 처리에 의해 마그네트론(42)이 수명이 다했다고 판단되는 경우에는, 단자(T3)에 교환 요구 신호(REQ)를 출력한다. 이 단자(T3)는 경보 장치에 접속될 수 있다. 경보 장치는 교환 요구 신호를 수신하면, 플라즈마 처리 장치(10)의 오퍼레이터에 마그네트론(42)의 교환을 재촉하기 위하여, 경보를 발생한다. 이 경보는 음성이어도 되고, 혹은 디스플레이 상에의 표시여도 된다.

또한, 프로세서(110)는 외부 컴퓨터 장치(130)에 접속되어 있다. 외부 컴퓨터 장치(130)와 프로세서(110)와의 접속은 쌍방향 접속이다. 이 외부 컴퓨터 장치(130)는, 프로세서(110)에 접속된 메모리(112)의 데이터를, 당해 프로세서(110)를 개재하여 판독하는 것이 가능하며, 또한, 당해 외부 컴퓨터 장치(130)로부터 데이터를 송신하여, 당해 데이터를 프로세서(110)를 통하여 메모리(112)에 기입하는 것도 가능하다.

또한 프로세서(110)는, 마그네트론(42)의 검사를 행하기 위한 처리를 실행할 수 있다. 마그네트론(42)의 검사는, 마그네트론(42)의 수명의 판정을 포함한다. 또한, 일실시 형태에서는, 마그네트론(42)의 검사는, 마그네트론(42)의 수명까지의 잔존 시간 길이의 예측을 포함한다. 프로세서(110)는, 마그네트론(42)의 검사를 행하기 위한 처리를 실행하기 위하여, 당해 프로세서(110)의 외부 또는 내부의 메모리에 기억된 프로그램에 따라 동작한다.

이하, 프로세서(110)에 의한 마그네트론(42)의 검사에 관한 처리를 설명하고, 아울러 일실시 형태에 따른 마그네트론을 검사하는 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 일실시 형태에 따른 마그네트론을 검사하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 6에 나타내는 방법(MT)에서는, 마그네트론(42)의 초기의 상태를 나타내는 초기 파라미터가 이용된다. 따라서, 방법(MT)의 실행에 앞서, 먼저 초기 파라미터가 메모리(112)에 기억된다.

초기 파라미터는 마그네트론(42)의 제조원, 또는 플라즈마 처리 장치(10)의 오퍼레이터 등으로부터 초기 사양을 나타내는 데이터로서 제공되어, 메모리(112)에 기억되어도 된다. 메모리(112)에 초기 파라미터를 기억시킬 시에는, 당해 초기 파라미터는, 외부 컴퓨터 장치(130)로부터 프로세서(110)를 통하여 메모리(112)에 전송되어도 된다. 혹은 초기 파라미터는, 플라즈마 처리 장치(10)에의 마그네트론(42)의 탑재 직후에 실제로 측정된 당해 마그네트론(42)의 상태를 특정하기 위한 측정값으로부터 취득되어, 메모리(112)에 기억되어도 된다. 이 경우에는, 후술하는 마그네트론(42)의 현재의 파라미터의 취득과 마찬가지로, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생이 개시된 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과하고, 설정 전력과 진행파 전력이 대략 동일해지며, 또한, 반사파 전력이 대략 0이 되었을 때의 측정값, 즉, 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 측정값으로부터 초기 파라미터가 취득된다. 또한, 측정값으로부터 취득되는 초기 파라미터를 메모리(112)에 기억시킬 시에는, 프로세서(110)로부터 당해 초기 파라미터가 메모리(112)로 전송된다.

도 7은 메모리에 기억된 초기 파라미터를 예시하는 도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 메모리(112)에는 초기 파라미터가 테이블 형식으로 기억될 수 있다. 도 7의 좌측으로부터 일렬 째는 설정 전력(P_set)이다. 초기 파라미터는 설정 전력(P_set)의 크기에 의존하므로, 크기가 상이한 N 개의 설정 전력(P_set(1) ~ P_set(N))에 대응시켜, 초기 파라미터가 기억된다. 도 7에 나타내는 예에서는, 설정 전력(P_set(1) ~ P_set(N))의 각각에 대응시켜, 초기 애노드 전류(I_i(1) ~ I_i(N)), 초기 애노드 전압의 절대값(V_i(1) ~ V_i(N)), 초기 고주파 변환 효율(η_i(1) ~ η_i(N)), 초기 피크 주파수(F_i(1) ~ F_i(N))가 기억되어 있다. 또한, 초기 고주파 변환 효율이란, 초기 애노드 전류와 초기 애노드 전압의 곱의 절대값에 의해, 초기의 진행파 전력을 나눈 값으로서 정의된다.

다시 도 6을 참조한다. 방법(MT)은, 상술한 초기 파라미터가 메모리(112)에 기억된 후에 실행된다. 방법(MT)에서는, 단자(T2)를 개재하여 프로세서(110)에 작동 신호(MW_on)가 입력되고, 단자(T1)를 개재하여 설정 전력(P_sin)이 입력되어, 마그네트론(42)에 의한 고주파, 즉 마이크로파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 시간이 경과했을 때의 측정값으로부터 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터가 취득된다.

여기서, 도 8을 참조한다. 도 8은 고주파 변환 효율, 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 진행파의 피크 주파수의 시간에 따른 변화를 나타내는 도이다. 도 8에 나타내는 고주파 변환 효율, 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 진행파의 피크 주파수(즉, 최하단 그래프의 주파수)는 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터의 예이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 고주파 변환 효율, 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 진행파의 피크 주파수는, 마그네트론(42)에 의한 마이크로파의 발생의 개시 직후의 기간에서는 불안정한 값을 취하고 있다. 구체적으로, 마그네트론(42)이 연속적으로 고주파를 발생하고 있는 기간에서, 고주파 변환 효율, 애노드 전압의 절대값, 및 진행파의 피크 주파수는 서서히 저하되어, 각각의 수속값에 도달하고, 또한, 애노드 전류는 서서히 증가하여 그 수속값에 도달한다. 따라서, 마그네트론(42)에 의한 마이크로파의 발생의 개시 직후에 취득되는 현재의 파라미터를 이용해도, 마그네트론(42)을 정확하게 검사할 수 없다. 한편, 도 8에 나타내는 바와 같이, 고주파 변환 효율, 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 진행파의 피크 주파수는, 마그네트론(42)에 의한 마이크로파의 연속적인 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이(예를 들면 10 초)의 시간이 경과한 후에, 안정된 값을 취한다. 따라서, 마그네트론(42)에 의한 마이크로파의 발생의 개시로부터 소정 시간 길이의 시간이 경과했을 때의 현재의 파라미터를 이용함으로써, 마그네트론(42)을 고정밀도로 검사하는 것이 가능해진다.

이 때문에, 방법(MT)에서는, '1'인 작동 신호(MW_on)의 입력 개시 시부터의 경과 시간을 측정할 필요가 있다. 따라서 일례에 있어서는, 타이머(T_ON)가 이용되고, 당해 타이머가 단계(ST1)에 있어서 프로세서(110)에 의해 초기화된다.

이어지는 단계(ST2)에서는, 작동 신호(MW_on), 진행파 전력의 측정값(P_fm), 반사파 전력의 측정값(P_rm), 애노드 전류의 측정값(I_m), 애노드 전압의 측정값(V_m) 및 진행파의 피크 주파수의 측정값(F_m)의 검출이 프로세서(110)에 의해 실행된다.

이어지는 단계(ST3)에서는, 단계(ST2)에서 검출된 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 0보다 큰지 여부, 및 작동 신호(MW_on)가 '1'인지 여부가 프로세서(110)에 의해 판정된다. 즉, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생이 개시되어 있는지 여부가 판정된다. 이 단계(ST3)에 있어서, 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 0 이하이며, 또한 작동 신호(MW_on)가 '0'이라고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생이 개시되어 있지 않으므로, 단계(ST1)부터의 처리가 반복된다. 한편, 단계(ST3)에 있어서, 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 0보다 크거나, 또는 작동 신호(MW_on)가 '1'이라고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생이 개시되어 있으므로, 이어지는 단계(ST4)에 있어서 타이머(T_ON)가 프로세서(110)에 의해 카운트업된다.

이어지는 단계(ST5)에서는, 최근 단계(ST2)의 측정값의 검출 시점이, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점인지 여부의 판정이 프로세서(110)에 의해 이루어진다. 구체적으로, 타이머(T_ON)의 카운트값이 소정값보다 작은 경우에는, 최근 단계(ST2)의 측정값의 검출 시점은, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생 개시로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점은 아닌 것으로 판정된다. 한편, 타이머(T_ON)의 카운트값이 소정값 이상일 경우에는, 최근 단계(ST2)의 측정값의 검출 시점은, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점인 것으로 판정된다. 단계(ST5)에 있어서, 최근 단계(ST2)의 측정값의 검출 시점이 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점이 아닌 것으로 판정되는 경우에는, 다시 단계(ST2)부터의 처리가 반복된다. 한편, 단계(ST5)에 있어서, 최근 단계(ST2)의 측정값의 검출 시점이 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점인 것으로 판정되는 경우에는, 이어지는 단계(ST6)의 처리가 프로세서(110)에 의해 실행된다.

단계(ST6)에서는, 설정 전력(P_sin)과 진행파 전력이 대략 동일하며, 또한, 반사파 전력이 대략 0인지 여부가 판정된다. 예를 들면, 진행파 전력의 측정값(P_fm)과 설정 전력(P_sin)과의 차가 제 1 소정값 이하이며, 또한, 반사파 전력의 측정값(P_rm)이 제 2 소정값 이하인지 여부가 프로세서(110)에 의해 판정된다. 단계(ST6)에 있어서, 설정 전력(P_sin)과 진행파 전력(측정값(P_fm))이 대략 동일하지 않거나, 또는, 반사파 전력(측정값(P_rm))이 대략 0은 아니라고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)의 동작은 아직 불안정하다고 상정된다. 따라서, 단계(ST2)부터의 처리가 다시 실행된다. 한편, 설정 전력(P_sin)과 진행파 전력(측정값(P_fm))이 대략 동일하며, 또한, 반사파 전력(측정값(P_rm))이 대략 0이라고 판정되는 경우에는, 이어지는 단계(ST7)에 있어서, 마그네트론(42)의 수명 판정이 프로세서(110)에 의해 실행된다.

도 9 ~ 도 12는 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST7)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다. 단계(ST7)의 수명 판정에서는, 도 9 ~ 도 12에 나타내는 복수의 처리 중 하나 이상의 처리가 실행될 수 있다. 도 9 ~ 도 12에 나타내는 복수의 처리는 모두, 상술한 단계(ST5)의 판정 기준 및 단계(ST6)의 판정 기준, 즉 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 측정값인 현재의 측정값으로부터 얻어지는 마그네트론의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터와, 마그네트론(42)의 초기의 상태를 나타내는 초기의 파라미터와의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부를 판정하는 것이다. 이하, 도 9 ~ 도 12의 각각에 나타내는 처리에 대하여 설명한다.

도 9에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서의 현재의 고주파 변환 효율과 초기의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 초기의 고주파 변환 효율과의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 9에 나타내는 처리에서는, 먼저, 단계(ST701)에 있어서, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서 현재의 고주파 변환 효율(η_m)이 산출된다. 현재의 고주파 변환 효율(η_m)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 투입 전력, 즉, 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m)과 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m)의 곱의 절대값에 의해, 현재의 진행파 전력의 측정값(P_fm)을 나눈 값으로서 산출된다. 또한, 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m), 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m), 현재의 진행파 전력의 측정값(P_fm)은 각각, 단계(ST701)의 실행의 직전의 단계(ST2)에서 검출된 애노드 전류의 측정값(I_m), 애노드 전압의 측정값(V_m), 진행파 전력의 측정값(P_fm)이다.

이어지는 단계(ST702)에서는, 초기의 파라미터가 도출된다. 여기서는, 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)이 도출된다. 구체적으로, 단계(ST702)에서는, 메모리(112)에 기억된 설정 전력(P_set), 즉, P_set(1) ~ P_set(N) 중 어느 하나가 설정 전력(P_sin)과 동일한 경우에는, P_set(1) ~ P_set(N) 중 설정 전력(P_sin)과 동일한 설정 전력(P_set(j))에 대응되어 있는 초기 고주파 변환 효율(η_i(j))이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)로서 도출된다. 한편, P_set(1) ~ P_set(N) 모두가 설정 전력(P_sin)과 동일하지 않은 경우에는, 설정 전력(P_sin)보다 작은 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k - 1))에 대응된 초기 고주파 변환 효율(η_i(k - 1)), 및 설정 전력(P_sin)보다 큰 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k))에 대응된 초기 고주파 변환 효율(η_i(k))을 이용한 안분에 의해, 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)이 도출된다.

이어지는 단계(ST703)에서는, 현재의 고주파 변환 효율(η_m)이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 현재의 고주파 변환 효율(η_m)이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)로부터 2 % 이상 저하되어 있는지 여부가 판정된다. 또한, 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율은, 당해 마그네트론(42)이 수명에 가까워짐에 따라, 초기의 고주파 변환 효율보다 작아진다. 단계(ST703)에 있어서, 현재의 고주파 변환 효율(η_m)이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 6에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST2)에 이르는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 단계(ST703)에 있어서, 현재의 고주파 변환 효율(η_m)이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다한 것으로 판정되고, 이어지는 단계(ST9)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

도 10에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 현재의 애노드 전압의 절대값과 초기의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 초기의 애노드 전압의 절대값과의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 10에 나타내는 처리에서는, 먼저 단계(ST711)에 있어서, 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)이 도출된다. 단계(ST711)에서는, 메모리(112)에 기억된 설정 전력(P_set), 즉, P_set(1) ~ P_set(N) 중 어느 하나가 설정 전력(P_sin)과 동일한 경우에는, P_set(1) ~ P_set(N) 중 설정 전력(P_sin)과 동일한 설정 전력(P_set(j))에 대응되어 있는 초기 애노드 전압의 절대값(V_i(j))이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)으로서 도출된다. 한편, P_set(1) ~ P_set(N) 모두 설정 전력(P_sin)과 동일하지 않은 경우에는, 설정 전력(P_sin)보다 작은 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k - 1))에 대응된 초기 애노드 전압의 절대값(V_i(k - 1)), 및 설정 전력(P_sin)보다 큰 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k))에 대응된 초기 애노드 전압의 절대값(V_i(k))을 이용한 안분에 의해, 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)이 도출된다.

이어지는 단계(ST712)에서는, 현재의 애노드 전압의 절대값과 초기의 애노드 전압의 절대값과의 비교에 기초하는 수명 판정이 행해진다. 구체적으로, 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m)의 절대값(｜Vm｜)이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m)의 절대값(｜Vm｜)이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)에 대하여 0.2 kV 이상 증가되어 있는지 여부가 판정된다. 여기서의 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m)의 절대값(｜Vm｜)은, 단계(ST712)의 실행의 직전의 단계(ST2)에서 검출된 애노드 전압의 측정값(V_m)의 절대값(｜Vm｜)이다. 또한, 마그네트론(42)의 애노드 전압의 절대값은, 당해 마그네트론(42)이 수명에 가까워짐에 따라, 초기의 애노드 전압의 절대값보다 커진다. 단계(ST712)에 있어서, 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m)의 절대값(｜Vm｜)이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 6에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST2)에 이르는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m)의 절대값(｜Vm｜)이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다한 것으로 판정되고, 이어지는 단계(ST9)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

도 11에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 현재의 애노드 전류와 초기의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 초기의 애노드 전류와의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 11에 나타내는 처리에서는, 먼저, 단계(ST721)에 있어서, 초기의 애노드 전류(I_ic)가 도출된다. 단계(ST721)에서는, 메모리(112)에 기억된 설정 전력(P_set), 즉, P_set(1) ~ P_set(N) 중 어느 하나가 설정 전력(P_sin)과 동일한 경우에는, P_set(1) ~ P_set(N) 중 설정 전력(P_sin)과 동일한 설정 전력(P_set(j))에 대응되어 있는 초기 애노드 전류(I_i(j))가 초기의 애노드 전류(I_ic)로서 도출된다. 한편, P_set(1) ~ P_set(N) 모두 설정 전력(P_sin)과 동일하지 않은 경우에는, 설정 전력(P_sin)보다 작은 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k - 1))에 대응된 초기 애노드 전류(I_i(k - 1)), 및 설정 전력(P_sin)보다 큰 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k))에 대응된 초기 애노드 전류(I_i(k))를 이용한 안분에 의해, 초기의 애노드 전류(I_ic)가 도출된다.

이어지는 단계(ST722)에서는, 현재의 애노드 전류와 초기의 애노드 전류와의 비교에 기초하는 수명 판정이 행해진다. 구체적으로, 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m)이 초기의 애노드 전류(I_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는지 여부가 판정된다. 예를 들면, 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m)이 초기의 애노드 전류(I_ic)에 대하여 0.1 A 이상 증가되어 있는지 여부가 판정된다. 여기서의 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m)은, 단계(ST722)의 실행의 직전의 단계(ST2)에서 검출된 애노드 전류의 측정값(I_m)이다. 또한, 마그네트론(42)의 애노드 전류는, 당해 마그네트론(42)의 수명에 가까워짐에 따라, 초기의 애노드 전류보다 커진다. 단계(ST722)에 있어서, 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m)이 초기의 애노드 전류(I_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 6에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST2)에 이르는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m)이 초기의 애노드 전류(I_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다한 것으로 판정되고, 이어지는 단계(ST9)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

도 12에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서, 마그네트론(42)에 의해 발생되는 고주파의 현재의 피크 주파수가 이용되고, 초기의 파라미터로서 마그네트론(42)에 의해 발생되는 고주파의 초기의 피크 주파수가 이용된다. 도 12에 나타내는 처리에서는, 현재의 피크 주파수와 초기의 피크 주파수와의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 12에 나타내는 처리에서는, 먼저, 단계(ST731)에 있어서, 초기의 피크 주파수(F_ic)가 도출된다. 단계(ST731)에서는, 메모리(112)에 기억된 설정 전력(P_set), 즉, P_set(1) ~ P_set(N) 중 어느 하나가 설정 전력(P_sin)과 동일한 경우에는, P_set(1) ~ P_set(N) 중 설정 전력(P_sin)과 동일한 설정 전력(P_set(j))에 대응되어 있는 초기 피크 주파수(F_i(j))가 초기의 피크 주파수(F_ic)로서 도출된다. 한편, P_set(1) ~ P_set(N) 모두 설정 전력(P_sin)과 동일하지 않은 경우에는, 설정 전력(P_sin)보다 작은 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k-1))에 대응된 초기 피크 주파수(F_i(k-1)), 및 설정 전력(P_sin)보다 큰 설정 전력(P_set) 중 가장 설정 전력(P_sin)에 가까운 설정 전력(P_set(k))에 대응된 초기 피크 주파수(F_i(k))를 이용한 안분에 의해, 초기의 피크 주파수(F_ic)가 도출된다.

이어지는 단계(ST732)에서는, 현재의 피크 주파수와 초기의 피크 주파수와의 비교에 기초하는 수명 판정이 행해진다. 구체적으로, 현재의 피크 주파수의 측정값(F_m)이 초기의 피크 주파수(F_ic)에 대하여 소정값(예를 들면, 2 MHz) 이상 저하되어 있는지 여부가 판정된다. 여기서의 현재의 피크 주파수의 측정값(F_m)은, 단계(ST732)의 실행의 직전의 단계(ST2)에서 검출된 피크 주파수의 측정값(F_m)이다. 단계(ST732)에 있어서, 현재의 피크 주파수의 측정값(F_m)이 초기의 피크 주파수(F_ic)에 대하여 소정값 이상 저하되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 6에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST2)에 이르는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 현재의 피크 주파수의 측정값(F_m)이 초기의 피크 주파수(F_ic)에 대하여 소정값 이상 저하되어 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다했다고 판정되고, 이어지는 단계(ST9)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

이와 같이, 방법(MT)은, 적절한 시점에서 검출된 측정값으로부터 취득되는 마그네트론(42)의 현재의 파라미터, 예를 들면 현재의 고주파 변환 효율, 현재의 애노드 전류, 현재의 애노드 전압, 현재의 피크 주파수 등을 이용하여, 마그네트론(42)의 수명을 판정하고 있으므로, 고정밀도로 마그네트론(42)을 검사하는 것이 가능하다.

다시 도 6을 참조한다. 일실시 형태에 있어서는, 방법(MT)은, 프로세서(110)에 의해 단계(ST8)를 실행함으로써, 마그네트론(42)의 수명까지의 잔존 시간 길이를 예측할 수 있다. 도 13 및 도 14는, 도 6에 나타내는 방법의 단계(ST8)에 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다. 단계(ST8)의 잔존 시간 길이의 예측에서는, 도 13 및 도 14에 나타내는 복수의 처리 중 하나 이상의 처리가 실행될 수 있다.

도 13에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 사용 시간 길이와 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율을 대응시킨 데이터가 이용된다. 도 15는 마그네트론의 사용 시간 길이와 마그네트론의 고주파 변환 효율과의 관계를 예시하는 도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율은, 그 사용 시간의 경과에 수반하여 저하되어 간다. 단, 마그네트론(42)의 사용 시간 길이와 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율과의 관계에는 기차에 의해 다소의 차이가 발생할 수 있다. 이 때문에, 마그네트론(42)의 기차를 고려하여 평균화한 마그네트론(42)의 사용 시간 길이와 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율을 서로 대응시킨 데이터가 메모리(112)에 미리 기억된다. 또한, 마그네트론(42)의 사용 시간 길이와 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율을 대응시킨 데이터는, 테이블 형식의 데이터여도 되고, 혹은 함수여도 된다.

도 13에 나타내는 처리에서는, 단계(ST801)에 있어서, 현재의 고주파 변환 효율(η_m)에 기초하여, 마그네트론(42)의 현재의 사용 시간 길이가 구해진다. 현재의 고주파 변환 효율(η_m)에는, 단계(ST701)에서 구해지는 현재의 고주파 변환 효율(η_m)을 이용할 수 있다. 단계(ST801)에서는, 마그네트론(42)의 사용 시간 길이와 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율을 대응시킨 데이터를 참조하여, 현재의 고주파 변환 효율(η_m)에 대응하는 사용 시간 길이가 구해진다.

이어지는 단계(ST802)에서는, 미리 설정된 마그네트론의 수명 시간 길이와 단계(ST801)에서 구해진 현재의 사용 시간 길이와의 차로부터, 마그네트론(42)의 수명까지의 잔존 시간 길이가 구해진다.

도 14에 나타내는 처리에서는, 먼저, 단계(ST811)에 있어서, 마그네트론(42)의 현재의 사용 시간 길이(t_c), 초기의 고주파 변환 효율(η_ic), 및 현재의 고주파 변환 효율(η_m)을 이용하여, 하기 식 (9)에 기초하여, 정수(A)가 구해진다. 정수(A)는, 검사 대상의 마그네트론(42)의 평균적인 마그네트론에 대한 특성의 불균형을 반영하는 정수이다. 또한, 현재의 고주파 변환 효율(η_m)에는, 단계(ST701)에서 구해지는 현재의 고주파 변환 효율(η_m)을 이용할 수 있다. 또한, 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)에는, 단계(ST702)에서 도출된 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)을 이용할 수 있다. 또한, 현재의 사용 시간 길이(t_c)는, 마그네트론(42)이 최초로 작동되고 나서 당해 마그네트론(42)이 작동되고 있던 시간 길이를 적산하여, 메모리(112)에 기억해 둠으로써, 얻을 수 있다.

[수 11]

이어지는 단계(ST812)에서는, 미리 정해진 마그네트론(42)의 수명이 다한 시점의 고주파 변환 효율(η_d), 단계(ST811)에서 산출된 정수(A), 및 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)을 이용하여, 하기 식 (10)에 기초하여, 수명 시간 길이(t_d)가 산출된다. 또한, 마그네트론(42)의 수명이 다한 시점의 고주파 변환 효율(η_d)은, 미리 메모리(112)에 기억해 둠으로써, 얻을 수 있다.

[수 12]

이어지는 단계(ST813)에서는, 산출된 수명 시간 길이(t_d)와 현재의 사용 시간 길이(t_c)와의 차로부터, 마그네트론(42)의 수명까지의 잔존 시간 길이가 산출된다. 도 14에 나타내는 처리는, 기차를 반영한 정수(A)를 산출하고, 산출된 정수(A)에 기초하여 잔존 시간을 산출하고 있으므로, 잔존 시간 길이가 보다 고정밀도로 구해진다.

도 13 또는 도 14에 나타낸 처리에 기초하는 단계(ST8)의 실행에 의해 구해진 잔존 시간 길이는, 디스플레이 등에 표시될 수 있다. 이에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)의 오퍼레이터는 마그네트론(42)의 교환 시기까지의 잔존 시간 길이를 파악할 수 있다. 이 단계(ST8)의 실행 후, 방법(MT)의 처리는 다시 단계(ST2)로 이행한다. 이에 의해, 마그네트론(42)이 작동되고 있는 동안, 마그네트론(42)을 검사할 수 있어, 마그네트론(42)의 교환을 적시에 행하는 것이 가능해진다.

이하, 다른 실시 형태에 따른 마그네트론을 검사하는 방법에 대하여 설명한다. 도 16은 다른 실시 형태에 따른 마그네트론을 검사하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 16에 나타내는 방법(MT2)은, 플라즈마 처리 장치(10)의 프로세서(110)에 의한 마그네트론(42)의 검사에 이용할 수 있는 방법이다.

이하, 도 16에 나타내는 방법(MT2)의 설명에 앞서, 도 17a ~ 도 17c를 참조한다. 도 17a ~ 도 17c는 마그네트론의 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 고주파 변환 효율의 경시 변화를 나타내는 도이다. 도 17a ~ 도 17c에 있어서는, 설정 전력이 3000 W, 2000 W, 1000 W의 각각의 경우에 대하여, 마그네트론의 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 고주파 변환 효율의 경시 변화가 나타나 있다. 도 17a ~ 도 17c에 나타내는 바와 같이, 마그네트론의 애노드 전압의 절대값, 애노드 전류 및 고주파 변환 효율은, 당해 마그네트론이 고주파의 발생을 개시한 시점으로부터, 수명의 시간 길이보다는 짧지만 비교적 긴 어느 시간 길이(예를 들면, 900 초 이상)가 경과했을 때, 그들의 수속값으로 안정되는 경우가 있다. 이 때문에, 마그네트론이 고주파의 발생을 개시한 시점으로부터 수 10 초와 같은 시간 길이의 경과에서는, 수속값에 대한 오산이 극소인 값을 얻을 수 없는 경우가 있다. 이러한 경향은, 진행파의 피크 주파수에 대해서도 동일한 경우가 있다. 따라서 방법(MT2)은, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서, 고주파 변환 효율, 애노드 전압의 측정값의 절대값, 애노드 전류의 측정값 및 진행파의 피크 주파수의 측정값의 각각에, 그들의 수속값에 대한 오프셋값을 반영시킨 값이 이용된다.

이 방법(MT2)에 있어서도, 초기 파라미터는, 도 7에 나타내는 바와 같이 메모리(112)에 기억된다. 초기 파라미터는 마그네트론(42)의 제조원, 또는 플라즈마 처리 장치(10)의 오퍼레이터 등으로부터 초기 사양을 나타내는 데이터로서 제공되어, 메모리(112)에 기억되어도 된다. 혹은, 초기 파라미터는, 플라즈마 처리 장치(10)에의 마그네트론(42)의 탑재 직후에 실제로 측정된 당해 마그네트론(42)의 상태를 특정하기 위한 측정값으로부터 취득되어, 메모리(112)에 기억되어도 된다. 단, 이 경우에는, 초기 파라미터는, 후술하는 고주파 변환 효율의 보정값, 애노드 전압의 절대값의 보정값, 애노드 전류의 보정값 및 진행파의 피크 주파수의 보정값과 마찬가지로 구해진다.

방법(MT2)의 실행 전에는 마그네트론(42)은 고주파를 발생하고 있지 않다. 즉, 마그네트론(42)은 방법(MT2)의 실행 전에는, 그 동작을 정지하고 있다. 따라서, 작동 신호(MW_on)는 '0'이다. 그리고 방법(MT2)에서는, 먼저 단계(ST21)가 실행된다. 단계(ST21)에서는 계수의 초기화가 행해진다. 단계(ST21)에서 초기화되는 계수는, 후술하는 도 18의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_V)를 포함하고, 후술하는 도 19의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_η)를 포함하고, 후술하는 도 20의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_I)를 포함하고, 후술하는 도 21의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_F)를 포함한다. 계수(C_V), 계수(C_η), 계수(C_I) 및 계수(C_F)는 단계(ST21)에 있어서 0으로 초기화된다.

이어지는 단계(ST22)에서는, 프로세서(110)에 의해 타이머(T_ON) 및 타이머(T_OFF)가 초기화된다. 타이머(T_ON)는 마그네트론(42)이 고주파를 연속적으로 발생하고 있는 기간의 시간 길이를 계측하기 위한 타이머이며, 타이머(T_OFF)는 마그네트론(42)이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 시간 길이를 계측하기 위한 타이머이다.

이어지는 단계(ST23)에서는, 타이머(T_OFF)가 프로세서(110)에 의해 카운트업된다. 이어지는 단계(ST24)는, 단계(ST2)와 동일한 단계이며, 작동 신호(MW_on), 진행파 전력의 측정값(P_fm), 반사파 전력의 측정값(P_rm), 애노드 전류의 측정값(I_m), 애노드 전압의 측정값(V_m) 및 피크 주파수의 측정값(F_m)의 검출이 프로세서(110)에 의해 실행된다.

이어지는 단계(ST25)는, 단계(ST3)와 동일한 단계이며, 당해 단계(ST25)에서는, 단계(ST24)에서 검출된 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 0보다 큰지 여부, 및 작동 신호(MW_on)가 '1'인지 여부가 프로세서(110)에 의해 판정된다. 즉, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생이 개시되어 있는지 여부가 판정된다. 이 단계(ST25)에 있어서, 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 0 이하이며, 또한 작동 신호(MW_on)가 '0'이라고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생이 개시되어 있지 않으므로, 단계(ST23)부터의 처리가 반복된다. 한편, 단계(ST25)에 있어서, 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 0보다 크거나, 또는 작동 신호(MW_on)가 '1'이라고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생이 개시되어 있으므로, 이어지는 단계(ST26)에 있어서, 타이머(T_ON)가 프로세서(110)에 의해 카운트업된다.

이어지는 단계(ST27)는, 단계(ST5)와 동일한 단계이며, 당해 단계(ST27)에서는, 최근 단계(ST24)의 측정값의 검출 시점이, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점인지 여부의 판정이 프로세서(110)에 의해 이루어진다. 구체적으로, 타이머(T_ON)의 카운트값이 소정값보다 작은 경우에는, 최근 단계(ST24)의 측정값의 검출 시점은, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생 개시로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점은 아닌 것으로 판정된다. 한편, 타이머(T_ON)의 카운트값이 소정값 이상인 경우에는, 최근 단계(ST24) 측정값의 검출 시점은, 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점인 것으로 판정된다. 단계(ST27)에 있어서, 최근 단계(ST24)의 측정값의 검출 시점이 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점이 아닌 것으로 판정되는 경우에는, 다시 단계(ST24)부터의 처리가 반복된다. 한편, 단계(ST27)에 있어서, 최근 단계(ST24)의 측정값의 검출 시점이 마그네트론(42)에 의한 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과한 시점인 것으로 판정되는 경우에는, 이어지는 단계(ST28)의 처리가 프로세서(110)에 의해 실행된다.

단계(ST28)는 단계(ST6)와 동일한 단계이며, 당해 단계(ST28)에서는, 설정 전력(P_sin)과 진행파 전력(측정값(P_fm))이 대략 동일하며, 또한 반사파 전력(측정값(P_rm))이 대략 0인지 여부가 판정된다. 예를 들면, 진행파 전력의 측정값(P_fm)과 설정 전력(P_sin)과의 차가 제 1 소정값 이하이며, 또한 반사파 전력의 측정값(P_rm)이 제 2 소정값 이하인지 여부가 프로세서(110)에 의해 판정된다. 단계(ST28)에 있어서, 설정 전력(P_sin)과 진행파 전력(측정값(P_fm))이 대략 동일하지 않거나, 또는 반사파 전력(측정값(P_rm))이 대략 0은 아니라고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)의 동작은 아직 불안정하다고 상정된다. 따라서, 단계(ST24)부터의 처리가 다시 실행된다. 한편, 설정 전력(P_sin)과 진행파 전력(측정값(P_fm))이 대략 동일하며, 또한 반사파 전력(측정값(P_rm))이 대략 0이라고 판정되는 경우에는, 이어지는 단계(ST29)에 있어서, 마그네트론(42)의 수명 판정이 프로세서(110)에 의해 실행된다.

도 18 ~ 도 21은 도 16에 나타내는 방법의 단계(ST29)에서 이용 가능한 처리를 나타내는 순서도이다. 도 18 ~ 도 21에 나타내는 복수의 처리는 모두, 상술한 단계(ST27)의 판정 기준 및 단계(ST28)의 판정 기준, 즉 사용 조건을 충족하고 있는 시점의 측정값인 현재의 측정값으로부터 얻어지는 마그네트론의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터와, 마그네트론(42)의 초기의 상태를 나타내는 초기의 파라미터와의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부를 판정하는 것이다. 이하, 도 18 ~ 도 21의 각각에 나타내는 처리에 대하여 설명한다.

도 18에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서의 현재의 애노드 전압의 절대값의 보정값과 초기의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 초기의 애노드 전압의 절대값과의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 18에 나타내는 처리에서는, 먼저 단계(ST2901)에 있어서, 단계(ST711)와 마찬가지로, 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)이 도출된다.

이어지는 단계(ST2902)에서는, 소정의 제 4 함수(f₄(t_A))를 이용하여 기본 오프셋값(VB_OFFSET(T_L))이 취득된다. 여기서, 도 22를 참조한다. 도 22는 마그네트론의 애노드 전압의 절대값의 경시 변화를 나타내는 도이다. 도 22에는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 세 개의 마그네트론(No. 1 ~ No. 3)이, 소정 조건 하에서 고주파를 연속적으로 발생하고 있을 때의, 애노드 전압의 절대값의 경시 변화가 나타나 있다. 구체적으로, 도 22에 나타내는 애노드 전압의 절대값의 경시 변화는, 설정 전력(P_set)이 3000(W)일 때 취득된 것이다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 마그네트론(No. 1 ~ No. 3)의 애노드 전압의 절대값은 서로 상이하다. 그러나, 마그네트론(No. 1 ~ No. 3)에서는, 애노드 전압의 절대값이 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 감소하여, 소정의 안정 시간 길이, 예를 들면, 900 초 이상의 시간 길이의 시간이 경과한 시점에서 수속값에 이르는 대략 동일한 경향을 가지고 있다. 또한, 마그네트론(No. 1 ~ No. 3)에서는, 임의의 시점에서의 애노드 전압의 절대값과 당해 애노드 전압의 절대값의 수속값과의 차, 즉, 오프셋값은 대략 동일하다.

방법(MT2)에서는, 소정 조건 하에서 취득된 애노드 전압의 경시 변화로부터, 제 4 함수(f₄(t_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 4 함수(f₄(t_A))가 이용된다. 이 소정의 제 4 함수(f₄(t_A))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 소정 조건 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 당해 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 당해 임의의 시점에서의 당해 마그네트론의 애노드 전압과 당해 마그네트론이 당해 소정 조건의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전압의 수속값과의 차의 절대값인 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는 함수이다. 또한 소정 조건은, 마그네트론이 고주파의 발생 전에 소정 시간, 예를 들면 20분과 같은 충분한 시간 동안 정지하고 있는 것, 또한 마그네트론에 발생시키는 고주파의 진행파의 설정 전력이 소정의 전력인 것을 포함한다.

제 4 함수(f₄(t_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₄(t_A) = VB_OFFSET(t_A) = a1_V × t_A＋b1_V t_A가 300 초 미만인 경우

f₄(t_A) = VB_OFFSET(t_A) = a2_V × t_A＋b2_V t_A가 300 초 이상 600 초 미만인 경우

f₄(t_A) = VB_OFFSET(t_A) = a3_V × t_A＋b3_V t_A가 600 초 이상 900 초 이하인 경우

상기 식에 있어서, a1_V, b1_V, a2_V, b2_V, a3_V, b3_V는 각각, 제 4 함수에 있어서의 계수이며, 일례에서는 -0.1850, 95, -0.0837, 64, -0.0235, 28이다. 또한 제 4 함수(f₄(t_A))는, 경과 시간 길이(t_A)와 소정 조건 하에서 마그네트론이 고주파를 연속적으로 발생하고 있는 기간 중의 상기 임의의 시점에서의 애노드 전압과 당해 애노드 전압의 수속값과의 차의 절대값과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2902)에서는, 제 4 함수(f₄(t_A))에, 경과 시간 길이(t_A)로서, 마그네트론(42)이 고주파의 발생을 개시한 시점으로부터 상술한 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)가 입력되고, 제 4 함수의 출력으로서 기본 오프셋값(VB_OFFSET(T_L))이 출력된다. 또한, 경과 시간 길이(T_L)는 타이머(T_ON)의 카운트값으로부터 얻어진다.

여기서, 도 23을 참조한다. 도 23은 마그네트론의 애노드 전압의 절대값의 경시 변화를 나타내는 도이다. 도 23에는, 세 개의 설정 전력(1000 W, 2000 W, 3000 W)의 진행파의 고주파를 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 발생하고 있을 때의, 애노드 전압의 경시 변화가 나타나 있다. 도 23에 나타내는 바와 같이, 진행파의 설정 전력이 작아지면, 애노드 전압의 경시 변화에 있어서 수속값에 대한 애노드 전압의 변동량은 작아진다. 즉, 진행파의 설정 전력이 작아지면, 임의의 시점에 있어서의 애노드 전압의 수속값에 대한 오프셋값은 작아진다. 예를 들면, 설정 전력이 3000 W인 경우에는 애노드 전압의 최대 변동량은 95 V이며, 설정 전력이 2000 W인 경우에는, 애노드 전압의 최대 변동량은 62 V이며, 설정 전력이 1000 W인 경우에는, 애노드 전압의 최대 변동량은 28 V이다.

이와 같이, 마그네트론의 애노드 전압의 수속값에 대한 오프셋값은 진행파 전력에 따라 상이하므로, 이어지는 단계(ST2903)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점의 진행파 전력의 측정값(P_fm)에 따른 오프셋값의 변화율을 나타내는 계수(B_V(P_fm))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 5 함수(f₅(P_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 5 함수(f₅(P_A))가 이용된다. 이 소정의 제 5 함수(f₅(P_A))는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_V(P_A))와의 관계를 정하는 함수이다. 또한, 애노드 전압의 최대 변동량은, 애노드 전압의 절대값의 최대값과 당해 애노드 전압의 수속값과의 차로서 정의된다.

제 5 함수(f₅(P_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₅(P_A) = B_V(P_A) = 0 P_A가 0 kW 이상 0. 5 kW 미만인 경우

f₅(P_A) = B_V(P_A) = c_V × P_A - d_V P_A가 0. 5 kW 이상 3. 5 kW 미만인 경우

상기 식에 있어서, c_V, d_V는 각각, 제 5 함수에 있어서의 계수이며, 일례에서는 0.35, 0.05이다. 이들 c_V의 값 및 d_V의 값은, 상술한 설정 전력(3000 W, 2000 W, 1000 W)과 애노드 전압의 최대 변동량(95 V, 62 V, 28 V)의, 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값(95 V)에 대한 비율과의 관계를 근사한 일차 함수로서 제 5 함수(f₅(P_A))를 도출함으로써 얻어진 것이다. 또한 제 5 함수(f₅(P_A))는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하고 있을 때의 당해 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2903)에서는, 제 5 함수(f₅(P_A))에, 진행파 전력(P_A)으로서, 현재의 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 입력되고, 제 5 함수의 출력으로서 계수(B_V(P_fm))가 출력된다.

여기서, 도 24를 참조한다. 도 24는 마그네트론의 정지 기간의 시간 길이와 당해 정지 기간의 직후에 고주파를 발생하고 있는 기간에 있어서의 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량과의 관계를 나타내는 도이다. 도 24에 나타내는 관계는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론을 이용하여 취득된 것이다. 도 24에 있어서, 마그네트론의 정지 기간의 시간 길이는, 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 기간의 시간 길이이며, 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량은, 정지 기간의 직후에 고주파를 발생할 때의 마그네트론의 애노드 전압의 수속값에 대한 오프셋값의 최대값이다.

도 24에 나타내는 바와 같이, 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량은, 당해 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간의 직전의 마그네트론의 정지 기간의 시간 길이에도 의존한다. 따라서, 이어지는 단계(ST2904)에서는, 마그네트론(42)의 고주파의 개시 시점의 직전의 정지 기간의 시간 길이(T_S)에 따른 애노드 전압의 최대 변동량의 변화율을 나타내는 계수(D_V(T_S))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 6 함수(f₆(t_SA))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 6 함수(f₆(t_SA))가 이용된다. 이 소정의 제 6 함수(f₆(t_SA))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 당해 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_V(t_SA))와의 관계를 정하는 함수이다.

제 6 함수(f₆(t_SA))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₆(t_SA) = D_V(t_SA) = e_V × log₁₀(t_SA) ＋ f_V

상기 식에 있어서, e_V, f_V는 각각, 제 6 함수에 있어서의 계수이며, 일례에서는, 0.19741, 0.00201이다. 이들 e_V의 값 및 f_V의 값은, 도 24에 나타낸 설정 전력이 3000 W이고, 소정의 정지 시간 길이가 120 분일 때의 애노드 전압의 최대 변동량을 1로서 규격화하고, 정지 기간의 시간 길이와 규격화된 변동량과의 관계를, 로그 함수를 이용하여 근사한 것이다. 또한 제 6 함수(f₆(t_SA))는, 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량의 비율과의 관계를 근사할 수 있는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2904)에서는, 제 6 함수(f₆(t_SA))에, 정지 기간의 시간 길이(t_SA)로서, 마그네트론(42)이 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 정지하고 있는 기간의 시간 길이(T_S)가 입력되고, 제 6 함수의 출력으로서 계수(D_V(T_S))가 출력된다. 또한, 시간 길이(T_S)는 타이머(T_OFF)의 카운트값으로부터 얻어진다.

이어지는 단계(ST2905)에서는, 기본 오프셋값(VB_OFFSET(T_L)), 계수(B_V(P_fm)), 계수(C_V) 및 계수(D_V(T_S))를 식 (3)에 이용함으로써, 마그네트론(42)의 애노드 전압의 오프셋값(V_OFFSET)이 구해진다.

[수 13]

또한 계수(C_V)는, 마그네트론(42)의 정지 기간의 직후에 처음으로 도 18에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 단계(ST21)에 초기화된 계수(C_V)이며, 2 회째 이후에 도 18에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 후술하는 단계(ST33)에서 갱신된 계수(C_V)이다. 이 계수(C_V)는, 마그네트론(42)의 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 당해 마그네트론(42)의 애노드 전압의 오프셋값(V_OFFSET)을 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값(예를 들면, 95 V)으로 나눔으로써 얻어진다.

이어지는 단계(ST2906)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 마그네트론(42)의 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m) 및 오프셋값(V_OFFSET)을 식 (4)에 이용함으로써, 현재의 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)이 구해진다.

[수 14]

이어지는 단계(ST2907)에서는, 현재의 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)과 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)과의 비교에 기초하는 수명 판정이 행해진다. 구체적으로, 현재의 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)에 대하여 소정값(Th_V) 이상 증가되어 있는지 여부가 판정된다. 또한, Th_V는 양의 수치이다. 단계(ST2907)에 있어서, 현재의 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 16에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST30)를 경유하는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 현재의 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)이 초기의 애노드 전압의 절대값(V_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다한 것으로 판정되고, 이어지는 단계(ST31)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

단계(ST30)는 단계(ST8)와 동일한 단계이다. 당해 단계(ST30)에서는, 마그네트론(42)의 수명까지의 잔존 시간 길이가 예측된다. 이어지는 단계(ST32)에서는, 작동 신호(MW_on)가 0인지 여부의 판정이 행해진다. 단계(ST32)에 있어서 작동 신호(MW_on)가 0이 아니라고 판정되면, 즉, 마그네트론(42)이 고주파를 연속적으로 발생하고 있는 것이라고 판정되면, 단계(ST24)부터의 처리가 다시 실행된다. 한편, 단계(ST32)에 있어서 작동 신호(MW_on)가 0이라고 판정되면, 즉, 마그네트론(42)이 고주파의 발생을 정지하고 있는 것이라고 판정되면, 이어지는 공정(ST33)에 있어서 계수(C)가 갱신된다. 예를 들면, 도 18의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_V)가 갱신된다. 또한, 계수(C_V)는 단계(ST33)의 직전에 구해진 오프셋값(V_OFFSET)을 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값(예를 들면, 95 V)으로 나눔으로써 얻어진다. 또한, 후술하는 도 19의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_η)가 단계(ST33)에서 갱신되고, 후술하는 도 20의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_I)가 단계(ST33)에서 갱신되고, 후술하는 도 21의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 계수(C_F)가 단계(ST33)에서 갱신된다.

이하, 도 19에 나타내는 처리에 대하여 설명한다. 도 19에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서의 현재의 고주파 변환 효율의 보정값과 초기의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 초기의 고주파 변환 효율과의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 19에 나타내는 처리에서는, 먼저, 단계(ST2911)에 있어서, 단계(ST701)와 마찬가지로 현재의 고주파 변환 효율(η_m)이 산출된다. 이어지는 단계(ST2912)에서는, 단계(ST702)와 마찬가지로 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)이 취득된다.

이어지는 단계(ST2913)에 있어서, 소정의 제 1 함수(f₁(t_A))를 이용하여 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(T_L))이 취득된다. 방법(MT2)에서는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 소정 조건 하에서 고주파를 발생하고 있을 때 취득된 고주파 변환 효율의 경시 변화로부터, 제 1 함수(f₁(t_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 1 함수(f₁(t_A))가 이용된다. 이 소정의 제 1 함수(f₁(t_A))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 소정 조건 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 당해 임의의 시점에서의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율과 당해 마그네트론이 당해 소정 조건 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율의 수속값과의 차의 절대값인 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는 함수이다. 또한 소정 조건은, 마그네트론이 고주파의 발생 전에 소정 시간, 예를 들면 20 분과 같은 충분한 시간 동안 정지하고 있는 것, 또한 마그네트론에 발생시키는 고주파의 진행파의 설정 전력이 소정의 전력인 것을 포함한다.

제 1 함수(f₁(t_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₁(t_A) = ηB_OFFSET(t_A) = a1_η × t_A ＋ b1_η t_A가 300 초 미만인 경우

f₁(t_A) = ηB_OFFSET(t_A) = a2_η × t_A ＋ b2_η t_A가 300 초 이상 600 초 미만인 경우

f₁(t_A) = ηB_OFFSET(t_A) = a3_η × t_A ＋ b3_η t_A가 600 초 이상 900 초 이하인 경우

상기 식에 있어서, a1_η, b1_η, a2_η, b2_η, a3_η, b3_η는 제 1 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 1 함수(f₁(t_A))는 상기 임의의 시점에서의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 소정 조건 하에서 마그네트론이 고주파를 연속적으로 발생하는 기간 중의 당해 임의의 시점에서의 고주파 변환 효율과 당해 고주파 변환 효율의 수속값과의 차의 절대값과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2913)에서는, 제 1 함수(f₁(t_A))에, 경과 시간 길이(t_A)로서, 마그네트론(42)이 고주파를 개시한 시점으로부터 상술한 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)가 입력되고, 제 1 함수의 출력으로서 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(T_L))이 출력된다. 또한, 경과 시간 길이(T_L)는 타이머(T_ON)의 카운트값으로부터 얻어진다.

이어지는 단계(ST2914)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점의 진행파 전력의 측정값(P_fm)에 따른 고주파 변환 효율의 오프셋값의 변화율을 나타내는 계수(B_η(P_fm))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 2 함수(f₂(P_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 2 함수(f₂(P_A))가 이용된다. 이 소정의 제 2 함수(f₂(P_A))는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_η(P_A))와의 관계를 정하는 함수이다. 또한, 고주파 변환 효율의 최대 변동량은, 고주파 변환 효율의 최대값과 당해 고주파 변환 효율의 수속값과의 차로서 정의된다.

제 2 함수(f₂(P_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₂(P_A) = B_η(P_A) = 0 P_A가 0 kW 이상 0. 5 kW 미만인 경우

f₂(P_A) = B_η(P_A) = c_η × P_A - d_η P_A가 0. 5 kW 이상 3. 5 kW 미만인 경우

상기 식에 있어서, c_η 및 d_η는 제 2 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 2 함수(f₂(P_A))는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하고 있는 기간 중의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2914)에서는, 제 2 함수(f₂(P_A))에, 진행파 전력(P_A)으로서, 현재의 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 입력되고, 제 2 함수의 출력으로서 계수(B_η(P_fm))가 출력된다.

이어지는 단계(ST2915)에서는, 마그네트론(42)의 고주파의 개시 시점의 직전의 정지 기간의 시간 길이(T_S)에 따른 고주파 변환 효율의 최대 변동량의 변화율을 나타내는 계수(D_η(T_S))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 3 함수(f₃(t_SA))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 3 함수(f₃(t_SA))가 이용된다. 이 소정의 제 3 함수(f₃(t_SA))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 당해 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_η(t_SA))와의 관계를 정하는 함수이다.

제 3 함수(f₃(t_SA))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₃(t_SA) = D_η(t_SA) = e_η × log₁₀(t_SA) ＋ f_η

상기 식에 있어서, e_η 및 f_η는 제 3 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 3 함수(f₃(t_SA))는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량의 비율과의 관계를 근사할 수 있는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2915)에서는, 제 3 함수(f₃(t_SA))에, 정지 기간의 시간 길이(t_SA)로서, 마그네트론(42)이 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 정지하고 있는 기간의 시간 길이(T_S)가 입력되고, 제 3 함수의 출력으로서 계수(D_η(T_S))가 출력된다. 또한, 시간 길이(T_S)는 타이머(T_OFF)의 카운트값으로부터 얻어진다.

이어지는 단계(ST2916)에서는, 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(T_L)), 계수(B_η(P_fm)), 계수(C_η), 및 계수(D_η(T_S))를 식 (1)에 이용함으로써, 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율의 오프셋값(η_OFFSET)이 구해진다.

[수 15]

또한 계수(C_η)는, 마그네트론(42)의 정지 기간의 직후에 처음으로 도 19에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 단계(ST21)에 초기화된 계수(C_η)이며, 2 회째 이후에 도 19에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 단계(ST33)에 있어서 갱신된 계수(C_η)이다. 이 계수(C_η)는, 마그네트론(42)의 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 당해 마그네트론(42)의 고주파 변환 효율의 오프셋값(η_OFFSET)을 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써 얻어진다.

이어지는 단계(ST2917)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 마그네트론(42)의 현재의 고주파 변환 효율(η_m) 및 오프셋값(η_OFFSET)을 식 (2)에 이용함으로써, 현재의 고주파 변환 효율의 절대값의 보정값(η_C)이 구해진다.

[수 16]

이어지는 단계(ST2918)에서는, 현재의 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)과 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)과의 비교에 기초하는 수명 판정이 행해진다. 구체적으로, 현재의 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)에 대하여 소정 비율(-Th_η) 이상 저하되어 있는지 여부가 판정된다. 또한, Th_η는 양의 비율(%)이다. 단계(ST2918)에 있어서, 현재의 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 16에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST30)를 경유하는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 현재의 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)이 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다한 것으로 판정되고, 이어지는 단계(ST31)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

또한, 도 19의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 공정(ST33)에서는 계수(C_η)가 갱신된다. 계수(C_η)는, 단계(ST33)의 직전에 구해진 오프셋값(η_OFFSET)을 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써 얻어진다.

이하, 도 20에 나타내는 처리에 대하여 설명한다. 도 20에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서의 현재의 애노드 전류의 보정값과 초기의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 초기의 애노드 전류와의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 20에 나타내는 처리에서는, 먼저 단계(ST2921)에 있어서, 단계(ST721)와 마찬가지로 초기의 애노드 전류(I_ic)가 취득된다.

이어지는 단계(ST2922)에 있어서, 소정의 제 7 함수(f₇(t_A))를 이용하여 기본 오프셋값(IB_OFFSET(T_L))이 취득된다. 방법(MT2)에서는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 소정 조건 하에서 고주파를 발생하고 있을 때 취득된 애노드 전류의 경시 변화로부터, 제 7 함수(f₇(t_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 7 함수(f₇(t_A))가 이용된다. 이 소정의 제 7 함수(f₇(t_A))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 것이 소정 조건 하에서 고주파를 발생하는 기간의 개시로부터 당해 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 당해 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 애노드 전류와 당해 마그네트론이 당해 소정 조건 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전류의 수속값과의 차의 절대값인 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는 함수이다. 또한 소정 조건은, 마그네트론이 고주파의 발생 전에 소정 시간, 예를 들면 20 분과 같은 충분한 시간 동안 정지하고 있는 것, 또한 마그네트론에 발생시키는 고주파의 진행파의 설정 전력이 소정의 전력인 것을 포함한다.

제 7 함수(f₇(t_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 특정된다.

f₇(t_A) = IB_OFFSET(t_A) = a1_I × t_A ＋ b1_I t_A가 300 초 미만인 경우

f₇(t_A) = IB_OFFSET(t_A) = a2_I × t_A ＋ b2_I t_A가 300 초 이상 600 초 미만인 경우

f₇(t_A) = IB_OFFSET(t_A) = a3_I × t_A ＋ b3- _I t_A가 600 초 이상 900 초 이하인 경우

상기 식에 있어서, a1_I, b1_I, a2_I, b2_I, a3_I, b3_I는 제 7 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 7 함수(f₇(t_A))는 상기 임의의 시점에서의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 소정 조건 하에서 마그네트론이 고주파를 연속적으로 발생하는 기간 중의 당해 임의의 시점에서의 애노드 전류와 당해 애노드 전류의 수속값과의 차의 절대값과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2922)에서는, 제 7 함수(f₇(t_A))에, 경과 시간 길이(t_A)로서, 마그네트론(42)이 고주파를 개시한 시점으로부터 상술한 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)가 입력되고, 제 7 함수의 출력으로서 기본 오프셋값(IB_OFFSET(T_L))이 출력된다. 또한, 경과 시간 길이(T_L)는 타이머(T_ON)의 카운트값으로부터 얻어진다.

이어지는 단계(ST2923)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점의 진행파 전력의 측정값(P_fm)에 따른 애노드 전류의 오프셋값의 변화율을 나타내는 계수(B_I(P_fm))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 8 함수(f₈(P_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 8 함수(f₈(P_A))가 이용된다. 이 소정의 제 8 함수(f₈(P_A))는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 당해 임의의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_I(P_A))와의 관계를 정하는 함수이다. 또한, 애노드 전류의 최대 변동량은, 애노드 전류의 최소값과 당해 애노드 전류의 수속값과의 차로서 정의된다.

제 8 함수(f₈(P_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₈(P_A) = B_I(P_A) = 0 P_A가 0 kW 이상 0. 5 kW 미만인 경우

f₈(P_A) = B_I(P_A) = c_I × P_A - d_I P_A가 0. 5 kW 이상 3. 5 kW 미만인 경우

상기 식에 있어서, c_I 및 d_I는, 제 8 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 8 함수(f₈(P_A))는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하고 있는 기간 중의 당해 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2923)에서는, 제 8 함수(f₈(P_A))에, 진행파 전력(P_A)으로서, 현재의 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 입력되고, 제 8 함수의 출력으로서 계수(B_I(P_fm))가 출력된다.

이어지는 단계(ST2924)에서는, 마그네트론(42)의 고주파의 개시 시점의 직전의 정지 기간의 시간 길이(T_S)에 따른 애노드 전류의 최대 변동량의 변화율을 나타내는 계수(D_I(T_S))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 9 함수(f₉(t_SA))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 9 함수(f₉(t_SA))가 이용된다. 이 소정의 제 9 함수(f₉(t_SA))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 당해 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 당해 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_I(t_SA))의 관계를 정하는 함수이다.

제 9 함수(f₉(t_SA))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₉(t_SA) = D_I(t_SA) = e_I × log₁₀(t_SA) ＋ f_I

상기 식에 있어서, e_I 및 f_I는 제 9 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 9 함수(f₉(t_SA))는, 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이, 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전류의 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 임의의 정지 시간 길이, 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 애노드 전류의 변동량의 비율과의 관계를 근사할 수 있는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2924)에서는, 제 9 함수(f₉(t_SA))에, 정지 기간의 시간 길이(t_SA)로서, 마그네트론(42)이 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 정지하고 있는 기간의 시간 길이(T_S)가 입력되고, 제 9 함수의 출력으로서 계수(D_I(T_S))가 출력된다. 또한, 시간 길이(T_S)는 타이머(T_OFF)의 카운트값으로부터 얻어진다.

이어지는 단계(ST2925)에서는, 기본 오프셋값(IB_OFFSET(T_L)), 계수(B_I(P_fm)), 계수(C_I) 및 계수(D_I(T_S))를 식 (5)에 이용함으로써, 마그네트론(42)의 애노드 전류의 오프셋값(I_OFFSET)이 구해진다.

[수 17]

또한, 계수(C_I)는 마그네트론(42)의 정지 기간의 직후에 처음으로 도 20에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 단계(ST21)에 초기화된 계수(C_I)이며, 2 회째 이후에 도 20에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 단계(ST33)에서 갱신된 계수(C_I)이다. 이 계수(C_I)는, 마그네트론(42)의 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 당해 마그네트론(42)의 애노드 전류의 오프셋값(I_OFFSET)을 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써 얻어진다.

이어지는 단계(ST2926)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 마그네트론(42)의 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m) 및 오프셋값(I_OFFSET)을 식 (6)에 이용함으로써, 현재의 애노드 전류의 보정값(IC)이 구해진다.

[수 18]

이어지는 단계(ST2927)에서는, 현재의 애노드 전류의 보정값(I_C)과 초기의 애노드 전류(I_ic)와의 비교에 기초하는 수명 판정이 행해진다. 구체적으로, 현재의 애노드 전류의 보정값(I_C)이 초기의 애노드 전류(I_ic)에 대하여 소정값(Th_I) 이상 증가되어 있는지 여부가 판정된다. 또한, Th_I는 양의 수치이다. 단계(ST2927)에 있어서, 현재의 애노드 전류의 보정값(I_C)이 초기의 애노드 전류(I_ic)에 대하여 소정값 이상 증가되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 16에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST30)를 경유하는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 현재의 애노드 전류의 보정값(I_C)이 초기의 애노드 전류(I_ic)에 대하여 소정값 이상 증가하고 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다한 것으로 판정되고, 이어지는 단계(ST31)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

또한, 도 20의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 공정(ST33)에서는 계수(C_I)가 갱신된다. 계수(C_I)는, 단계(ST33)의 직전에 구해진 오프셋값(I_OFFSET)을 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써 얻어진다.

이하, 도 21에 나타내는 처리에 대하여 설명한다. 도 21에 나타내는 처리에서는, 마그네트론(42)의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터로서의 현재의 진행파의 피크 주파수의 보정값과 초기의 파라미터로서의 마그네트론(42)의 초기의 진행파의 피크 주파수와의 비교에 기초하여, 마그네트론(42)이 수명이 다했는지 여부가 판정된다.

구체적으로, 도 21에 나타내는 처리에서는, 먼저 ST2931에 있어서, 단계(ST731)와 마찬가지로 초기의 피크 주파수(F_ic)가 취득된다.

이어지는 단계(ST2932)에 있어서, 소정의 제 10 함수(f₁₀(t_A))를 이용하여 기본 오프셋값(FB_OFFSET(T_L))이 취득된다. 방법(MT2)에서는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 소정 조건 하에서 고주파를 발생하고 있을 때 취득된 피크 주파수의 경시 변화로부터, 제 10 함수(f₁₀(t_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 10 함수(f₁₀(t_A))가 이용된다. 이 소정의 제 10 함수(f₁₀(t_A))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 소정 조건 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 당해 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 당해 임의의 시점에서의 당해 마그네트론의 진행파의 피크 주파수와 당해 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 조건 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 당해 마그네트론의 진행파의 피크 주파수의 수속값과의 차의 절대값인 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는 함수이다. 또한, 소정 조건은 마그네트론이 고주파의 발생 전에 소정 시간, 예를 들면 20분과 같은 충분한 시간 동안 정지하고 있는 것, 또한 마그네트론에 발생시키는 고주파의 진행파의 설정 전력이 소정의 전력인 것을 포함한다.

제 10 함수(f₁₀(t_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₁₀(t_A) = FB_OFFSET(t_A) = a1_F × t_A ＋ b1_F t_A가 300 초 미만인 경우

f₁₀(t_A) = FB_OFFSET(t_A) = a2_F × t_A ＋ b2_F t_A가 300 초 이상 600 초 미만인 경우

f₁₀(t_A) = FB_OFFSET(t_A) = a3_F × t_A ＋ b3_F t_A가 600 초 이상 900 초 이하인 경우

상기 식에 있어서, a1_F, b1_F, a2_F, b2_F, a3_F, b3_F는 제 10 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 10 함수(f₁₀(t_A))는, 상기 임의의 시점에서의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 소정 조건 하에서 마그네트론이 고주파를 연속적으로 발생하고 있는 기간 중의 당해 임의의 시점에서의 피크 주파수와 당해 피크 주파수의 수속값과의 차의 절대값과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2932)에서는, 제 10 함수(f₁₀(t_A))에, 경과 시간 길이(t_A)로서, 마그네트론(42)이 고주파를 개시한 시점으로부터 상술한 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)가 입력되고, 제 10 함수의 출력으로서, 기본 오프셋값(FB_OFFSET(T_L))이 출력된다. 또한, 경과 시간 길이(T_L)는 타이머(T_ON)의 카운트값으로부터 얻어진다.

이어지는 단계(ST2933)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 현재의 시점의 진행파 전력의 측정값(P_fm)에 따른 피크 주파수의 오프셋값의 변화율을 나타내는 계수(B_F(P_fm))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 11 함수(f₁₁(P_A))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 11 함수(f₁₁(P_A))가 이용된다. 이 소정의 제 11 함수(f₁₁(P_A))는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_F(P_A))와의 관계를 정하는 함수이다. 또한, 피크 주파수의 최대 변동량은, 피크 주파수의 최대값과 당해 피크 주파수의 수속값과의 차로서 정의된다.

제 11 함수(f₁₁(P_A))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₁₁(P_A) = B_F(P_A) = 0 P_A가 0 kW 이상 0. 5 kW 미만인 경우

f₁₁(P_A) = B_F(P_A) = c_F × P_A - d_F P_A가 0.5 kW 이상 3. 5 kW 미만인 경우

상기 식에 있어서, c_F 및 d_F는 제 11 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 11 함수(f₁₁(P_A))는 임의의 진행파 전력(P_A)과, 마그네트론이 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하고 있는 기간 중의 피크 주파수의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율과의 관계를 근사하는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2933)에서는, 제 11 함수(f₁₁(P_A))에, 진행파 전력(P_A)으로서 현재의 진행파 전력의 측정값(P_fm)이 입력되고, 제 11 함수의 출력으로서 계수(B_F(P_fm))가 출력된다.

이어지는 단계(ST2934)에서는, 마그네트론(42)의 고주파의 개시 시점의 직전의 정지 기간의 시간 길이(T_S)에 따른 피크 주파수의 최대 변동량의 변화율을 나타내는 계수(D_F(T_S))가 취득된다. 이 때문에, 방법(MT2)에서는, 제 12 함수(f₁₂(t_SA))가 미리 준비되어 있고, 당해 제 12 함수(f₁₂(t_SA))가 이용된다. 이 소정의 제 12 함수(f₁₂(t_SA))는, 마그네트론(42)과 동일 구성의 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 당해 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 당해 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_F(t_SA))의 관계를 정하는 함수이다.

제 12 함수(f₁₂(t_SA))는, 예를 들면 다음 식과 같이 정해진다.

f₁₂(t_SA) = D_F(t_SA) = e_F × log₁₀(t_SA) ＋ f_F

상기 식에 있어서, e_F 및 f_F는 제 12 함수에 있어서의 계수이다. 또한, 제 12 함수(f₁₂(t_SA))는, 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 피크 주파수의 최대 변동량에 대한, 당해 마그네트론이 임의의 시간 동안동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 피크 주파수의 최대 변동량의 비율과의 관계를 근사할 수 있는 함수이면, 임의의 함수여도 된다.

단계(ST2934)에서는, 제 12 함수(f₁₂(t_SA))에, 정지 기간의 시간 길이(t_SA)로서, 마그네트론(42)이 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 정지하고 있는 기간의 시간 길이(T_S)가 입력되고, 제 12 함수의 출력으로서 계수(D_F(T_S))가 출력된다. 또한, 시간 길이(T_S)는 타이머(T_OFF)의 카운트값으로부터 얻어진다.

이어지는 단계(ST2935)에서는, 기본 오프셋값(FB_OFFSET(T_L)), 계수(B_F(P_fm)), 계수(C_F) 및 계수(D_F(T_S))를 식 (7)에 이용함으로써, 마그네트론(42)의 피크 주파수의 오프셋값(F_OFFSET)이 구해진다.

[수 19]

또한 계수(C_F)는, 마그네트론(42)의 정지 기간의 직후에 처음으로 도 21에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 단계(ST21)에 초기화된 계수(C_F)이며, 2 회째 이후에 도 21에 나타내는 처리가 실행되는 경우에는, 단계(ST33)에서 갱신된 계수(C_F)이다. 이 계수(C_F)는, 마그네트론(42)의 고주파의 발생의 개시 시점의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 당해 마그네트론(42)이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 당해 마그네트론(42)의 피크 주파수의 오프셋값(F_OFFSET)을 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써 얻어진다.

이어지는 단계(ST2936)에서는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 마그네트론(42)의 현재의 피크 주파수의 측정값(F_m) 및 오프셋값(F_OFFSET)을 식 (8)에 이용함으로써, 현재의 피크 주파수의 보정값(F_C)이 구해진다.

[수 20]

이어지는 단계(ST2937)에서는, 현재의 피크 주파수의 보정값(F_C)과 초기의 피크 주파수(F_ic)와의 비교에 기초하는 수명 판정이 행해진다. 구체적으로, 현재의 피크 주파수의 보정값(F_C)이 초기의 피크 주파수(F_ic)에 대하여 소정값 이상 저하되어 있는지 여부가 판정된다. 또한, 도 21의 Th_F는 음의 수치이다. 단계(ST2937)에 있어서, 현재의 피크 주파수의 보정값(F_C)이 초기의 피크 주파수(F_ic)에 대하여 소정값 이상 저하되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 도 16에 나타내는 순서도에 있어서 단계(ST30)를 경유하는 플로우 상의 절차가 진행된다. 한편, 현재의 피크 주파수의 보정값(F_C)이 초기의 피크 주파수(F_ic)에 대하여 소정값 이상 저하되어 있다고 판정되는 경우에는, 마그네트론(42)이 수명이 다한 것으로 판정되고, 이어지는 단계(ST31)에 있어서 교환 요구 신호가 프로세서(110)로부터 출력된다.

또한, 도 21의 처리가 수명 판정에 포함되어 있는 경우에는, 공정(ST33)에서는 계수(C_F)가 갱신된다. 계수(C_F)는 단계(ST33)의 직전에 구해진 오프셋값(F_OFFSET)을 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값으로 나눔으로써 얻어진다.

상술한 도 18 ~ 도 21에 나타내는 수명 판정의 처리를 이용하는 방법(MT2)에서는, 오프셋값을 반영시킨 현재의 파라미터의 보정값이 취득된다. 따라서, 방법(MT2)에서는, 수속값과의 오차가 적은 마그네트론의 현재의 파라미터가 얻어진다. 그 결과, 상술한 Th_V, Th_η, Th_I, Th_F와 같은 판정 기준의 수치를 절대값이 작은 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 마그네트론의 수명의 판정을 더 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다.

또한 방법(MT2)에서는, 도 18 ~ 도 21의 수명 판정의 처리가, 도 10, 도 9, 도 11, 도 12의 수명 판정의 처리로 각각 치환되어도 된다. 또한, 방법(MT) 및 방법(MT2)에서 이용되는 측정값 등의 수치의 유효 자릿수는, 3 자릿수 이상인 것이 바람직하다. 이러한 유효 자릿수의 수치를 이용함으로써, 수명 판정의 정밀도가 더 향상된다.

이상, 다양한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고 다양한 변형 태양을 구성 가능하다. 예를 들면, 도 1 ~ 도 5에 나타낸 플라즈마 처리 장치(10), 마이크로파 발생기(41a) 및 제어 회로(100)의 구성은 단순한 예이며, 방법(MT) 및 방법(MT2)은 임의의 플라즈마 처리 장치에 탑재된 마그네트론의 검사를 위하여 이용하는 것이 가능하다.

10 : 플라즈마 처리 장치
12 : 처리 용기
13 : 가스 공급부
19 : 플라즈마 발생 기구
35 : 직사각형 도파관
41a : 마이크로파 발생기
42 : 마그네트론
43 : 고압 전원
44 : 필라멘트 전원
46a : 캐소드 전극
46b : 애노드 전극
50 : 부하
51 : 4E 튜너
54 : 방향성 결합기
90 : 검출기
92 : 검출기
94 : 주파수 검출기
100 : 제어 회로
110 : 프로세서
112 : 메모리
120 : 전압 모니터
122 : 전류 모니터
130 : 외부 컴퓨터 장치

Claims (11)

1. 마그네트론을 검사하는 방법으로서,
   마그네트론에, 설정 전력에 기초하는 고주파의 발생을 개시시키는 단계와,
   상기 마그네트론의 상태를 특정하기 위한 하나 이상의 측정값을 검출하는 단계와,
   상기 마그네트론에 의한 상기 고주파의 발생의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하는 단계와,
   상기 마그네트론에 의해 생성된 고주파에 기초하는 진행파의 전력과 상기 설정 전력과의 차가 제 1 소정값 이하인지 여부를 판정하는 단계와,
   상기 마그네트론과 부하와의 사이에 마련된 방향성 결합기로부터 출력되는 반사파의 전력이 제 2 소정값 이하인지 여부를 판정하는 단계와,
   상기 개시 시점으로부터 상기 소정 시간 길이 이상의 시간이 경과하고, 상기 진행파의 전력과 상기 설정 전력과의 차가 상기 제 1 소정값 이하이며, 또한 상기 반사파의 전력이 상기 제 2 소정값 이하인 사용 조건이 충족되어 있는 시점의 상기 하나 이상의 측정값으로부터 얻어지는 상기 마그네트론의 현재의 상태를 나타내는 현재의 파라미터와, 상기 현재의 파라미터에 대응하는 상기 마그네트론의 초기의 상태를 나타내는 초기의 파라미터와의 비교에 기초하여, 상기 마그네트론의 수명을 판정하는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 현재의 파라미터는, 상기 마그네트론의 현재의 고주파 변환 효율을 포함하고,
   상기 고주파 변환 효율은, 상기 마그네트론에 대한 투입 전력에 의해 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 진행파의 전력을 나눈 값이며,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 고주파 변환 효율이, 상기 초기의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 초기의 고주파 변환 효율에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 개시 시점으로부터 상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)를, 소정의 제 1 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 1 함수의 출력인 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 1 함수는, 상기 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율과 상기 마그네트론이 상기 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 수속값과의 차의 절대값인 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 2 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 2 함수의 출력인 계수(B_η(P_fm))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 2 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 상기 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 상기 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_η(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 개시 시점의 직전에 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 상기 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 오프셋값을 상기 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(t_A))의 상기 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_η)를 취득하는 단계와,
   상기 정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 3 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 3 함수의 출력인 계수(D_η(T_S))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 3 함수는, 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량에 대한, 상기 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_η(t_SA))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 제 1 기본 오프셋값(ηB_OFFSET(T_L)), 상기 계수(B_η(P_fm)), 상기 계수(C_η) 및 상기 계수(D_η(T_S))를 식 (1)에 이용하여, 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율의 오프셋값(η_OFFSET)을 구하는 단계와,
   [수 1]
   

   

   
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 진행파의 전력을 상기 마그네트론에 대한 투입 전력에 의해 나눈 값인 현재의 고주파 변환 효율(η_m) 및 상기 오프셋값(η_OFFSET)을 식 (2)에 이용하여, 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)을 구하는 단계
   [수 2]
   
   를 더 포함하고,
   상기 현재의 파라미터는, 상기 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)을 포함하고,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 파라미터에 포함되는 상기 고주파 변환 효율의 보정값(η_C)이, 상기 초기의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 초기의 고주파 변환 효율에 대하여 소정 비율 이상 저하되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 현재의 파라미터는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 상기 마그네트론의 애노드 전압의 측정값의 절대값을, 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전압의 절대값으로서 포함하고,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전압의 절대값이, 상기 초기의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 초기의 애노드 전압의 절대값에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개시 시점으로부터 상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)를, 소정의 제 4 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 4 함수의 출력인 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 4 함수는, 상기 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 애노드 전압과 상기 마그네트론이 상기 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 수속값과의 차의 절대값인 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 5 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 5 함수의 출력인 계수(B_V(P_fm))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 5 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 상기 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 상기 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_V(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 개시 시점의 직전에 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 상기 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 상기 마그네트론의 애노드 전압의 오프셋값을 상기 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(t_A))의 상기 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_V)를 취득하는 단계와,
   상기 정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 6 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 6 함수의 출력인 계수(D_V(T_S))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 6 함수는, 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량에 대한, 상기 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전압의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_V(t_SA))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 제 2 기본 오프셋값(VB_OFFSET(T_L)), 상기 계수 B_V(P_fm), 상기 계수(C_V) 및 상기 계수(D_V(T_S))를 식 (3)에 이용하여, 상기 마그네트론의 애노드 전압의 오프셋값(V_OFFSET)을 구하는 단계와,
   [수 3]
   

   

   
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전압의 측정값(V_m) 및 상기 오프셋값(V_OFFSET)을 식 (4)에 이용하여, 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)을 구하는 단계
   [수 4]
   

   

   
   를 더 포함하고,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 파라미터에 포함되는 상기 애노드 전압의 절대값의 보정값(V_C)이, 상기 초기의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 초기의 애노드 전압의 절대값에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 현재의 파라미터는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 상기 마그네트론의 애노드 전류의 측정값을, 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전류로서 포함하고,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전류가, 상기 초기의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 초기의 애노드 전류에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개시 시점으로부터 상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)를, 소정의 제 7 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 7 함수의 출력인 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 7 함수는, 상기 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 애노드 전류와 상기 마그네트론이 상기 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 수속값과의 차의 절대값인 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 8 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 8 함수의 출력인 계수(B_I(P_fm))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 8 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 상기 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 상기 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_I(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 개시 시점의 직전에 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 상기 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 상기 마그네트론의 애노드 전류의 오프셋값을 상기 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(t_A))의 상기 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_I)를 취득하는 단계와,
   상기 정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 9 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 9 함수의 출력인 계수(D_I(T_S))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 9 함수는, 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량에 대한, 상기 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 애노드 전류의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_I(t_SA))의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 제 3 기본 오프셋값(IB_OFFSET(T_L)), 상기 계수(B_I(P_fm)), 상기 계수(C_I) 및 상기 계수(D_I(T_S))를 식 (5)에 이용하여, 상기 마그네트론의 애노드 전류의 오프셋값(I_OFFSET)을 구하는 단계와,
   [수 5]
   

   

   
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 상기 마그네트론의 현재의 애노드 전류의 측정값(I_m) 및 상기 오프셋값(I_OFFSET)을 식 (6)에 이용하여, 애노드 전류의 보정값(I_C)을 구하는 단계
   [수 6]
   

   

   
   를 더 포함하고,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 파라미터에 포함되는 상기 애노드 전류의 보정값(I_C)이, 상기 초기의 파라미터에 포함되는 상기 마그네트론의 초기의 애노드 전류에 대하여 소정값 이상 증가되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 현재의 파라미터는, 상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 상기 진행파의 피크 주파수의 측정값을, 상기 진행파의 현재의 피크 주파수로서 포함하고,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 파라미터에 포함되는 상기 진행파의 현재의 피크 주파수가 상기 초기의 파라미터에 포함되는 진행파의 초기의 피크 주파수에 대하여 소정값 이상 저하되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개시 시점으로부터 상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점까지의 경과 시간 길이(T_L)를, 소정의 제 10 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 10 함수의 출력인 제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(T_L))을 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 10 함수는, 상기 마그네트론이 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생하는 기간의 개시로부터 상기 기간 중의 임의의 시점까지의 경과 시간 길이(t_A)와, 상기 임의의 시점에서의 상기 마그네트론의 진행파의 피크 주파수와 상기 마그네트론이 상기 소정의 진행파 전력의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 마그네트론의 진행파의 피크 주파수의 수속값과의 차의 절대값인 제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))과의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 진행파의 전력의 측정값(P_fm)을, 소정의 제 11 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 11 함수의 출력인 계수(B_F(P_fm))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 11 함수는, 임의의 진행파 전력(P_A)과, 상기 마그네트론이 상기 임의의 진행파 전력(P_A)의 설정 하에서 고주파를 연속적으로 발생할 때의 상기 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량으로서 미리 정해진 값의, 상기 제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(t_A))의 소정의 최대값에 대한 비율을 나타내는 계수(B_F(P_A))와의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 개시 시점의 직전에 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하고 있는 정지 기간의 직전에 상기 마그네트론이 고주파를 발생하고 있는 기간에서 구해진 상기 진행파의 피크 주파수의 오프셋값을 상기 제 4 기본 오프셋값의 소정의 최대값으로 나눔으로써, 계수(C_F)를 취득하는 단계와,
   상기 정지 기간의 시간 길이(T_S)를, 소정의 제 12 함수에 입력함으로써, 상기 소정의 제 12 함수의 출력인 계수(D_F(T_S))를 취득하는 단계이며, 상기 소정의 제 12 함수는, 마그네트론이 고주파의 발생을 정지하는 임의의 정지 시간 길이(t_SA)와, 상기 마그네트론이 고주파의 발생을 소정의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량에 대한, 상기 마그네트론이 상기 임의의 정지 시간 길이동안 정지한 직후에 고주파를 연속적으로 발생할 때의 진행파의 피크 주파수의 최대 변동량의 비율을 나타내는 계수(D_F(t_SA))의 관계를 정하는, 상기 단계와,
   상기 제 4 기본 오프셋값(FB_OFFSET(T_L)), 상기 계수(B_F(P_fm)), 상기 계수(C_F) 및 상기 계수(D_F(T_S))를 식 (7)에 이용하여, 상기 진행파의 피크 주파수의 오프셋값(F_OFFSET)을 구하는 단계와,
   [수 7]
   

   

   
   상기 사용 조건이 충족되어 있는 상기 시점의 상기 하나 이상의 측정값에 포함되는 상기 진행파의 피크 주파수의 측정값(F_m) 및 상기 오프셋값(F_OFFSET)을 식 (8)에 이용하여, 상기 진행파의 피크 주파수의 보정값(F_C)을 구하는 단계
   [수 8]
   

   

   
   를 더 포함하고,
   상기 마그네트론의 수명을 판정하는 상기 단계에서는, 상기 현재의 파라미터에 포함되는 상기 진행파의 피크 주파수의 보정값(F_C)이 상기 초기의 파라미터에 포함되는 상기 진행파의 초기의 피크 주파수에 대하여 소정값 이상 저하되어 있는 경우에, 상기 마그네트론의 수명을 검출하는 방법.
10. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 마그네트론의 현재의 수명까지의 잔존 시간 길이를 예측하는 단계를 더 포함하고,
    상기 잔존 시간 길이를 예측하는 단계에서는,
    상기 마그네트론의 사용 시간 길이와 상기 마그네트론의 고주파 변환 효율을 대응시킨 데이터를 참조하여, 상기 현재의 고주파 변환 효율에 대응하는 현재의 마그네트론의 사용 시간 길이를 구하고,
    미리 설정된 마그네트론의 수명 시간 길이와 상기 현재의 마그네트론의 사용 시간 길이와의 차를 상기 잔존 시간 길이로서 구하는 방법.
11. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 마그네트론의 현재의 수명까지의 잔존 시간 길이를 예측하는 단계를 더 포함하고,
    상기 잔존 시간 길이를 예측하는 단계에서는,
    상기 마그네트론의 현재의 사용 시간 길이(t_c), 상기 초기의 고주파 변환 효율(η_ic) 및 상기 현재의 고주파 변환 효율(η_m)을 이용하여, 식 (9)에 기초하여 정수(A)를 산출하고,
    [수 9]
    

    

    
    미리 정해진 상기 마그네트론의 수명이 다한 시점의 고주파 변환 효율(η_d), 산출된 상기 정수(A) 및 상기 초기의 고주파 변환 효율(η_ic)을 이용하여, 식 (10)에 기초하여, 수명 시간 길이(t_d)를 산출하고,
    [수 10]
    

    

    
    산출된 상기 수명 시간 길이(t_d)와 상기 현재의 사용 시간 길이(t_c)와의 차를 상기 잔존 시간 길이로서 산출하는 방법.

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