中古HF電源の在庫・価格

HF電源は、真空チャンバー内でプラズマを発生・維持するための高周波電力を供給する電源で、RF電源とも呼ばれる。発振周波数は、電波法上ISMバンドに割り当てられた13.56MHzが事実上の標準であり、高調波の27.12MHzや40.68MHzもISMバンドに含まれるため、波形が歪んでも通信への妨害が問題になりにくい。出力は50Ω系の同軸で取り出し、定格は研究用の数百Wから量産装置向けの数kW級までが一般的である。
内部構成は、水晶発振器による基準信号、パワーMOSFETなどを用いた電力増幅段、高調波を抑える出力フィルタ、進行波電力と反射電力を検出する方向性結合器、制御回路からなる。検出値をフィードバックして出力を一定に保つ方式が基本で、代表的な仕様の例として周波数精度±0.01%、出力安定度±2%以内(50Ω抵抗負荷)、高調波歪み−35dB程度が挙げられる。商用入力は1kW級までは単相200V、3kW級以上は三相200Vが多く、冷却は小容量なら強制空冷、大容量では空冷と水冷の併用になる。出力コネクタも容量に応じてN型、HN型、7/16DIN型と大型化していく。
プラズマ負荷のインピーダンスは50Ωから大きく外れ、ガス種・圧力・投入電力によっても変わる。そのため電源と電極の間には整合器(マッチングボックス)を入れ、可変コンデンサとコイルで負荷側を50Ωに見えるよう変換する。不整合のままでは電力の多くが電源側へ戻り、増幅素子の発熱や損傷の原因になる。このため電源には許容反射電力(定格の1〜2割程度が目安)が設定され、これを超えると出力を絞るか停止する保護機能が組み込まれている。現在は整合器を自動制御するオートマッチングが主流で、電源側に整合制御機能を持たせた機種もある。
用途は、絶縁物ターゲットも成膜できるRFスパッタリング、プラズマCVD、ドライエッチング、アッシング、表面改質、RFイオン源や中和器(ニュートラライザ)など幅広い。平行平板電極に印加する容量結合プラズマ(CCP)では、電極に生じる自己バイアスがイオンの入射エネルギーを左右する。コイルに印加する誘導結合プラズマ(ICP)では高密度プラズマが得られる。基板バイアス用に別系統の電源を組み合わせる構成も多い。
実務上の要点としては、制御インターフェース(外部アナログ、接点、シリアル通信)と装置側シーケンスとの適合、インターロックの配線、同軸ケーブルの長さと接地の取り方、周辺機器へのノイズ対策が挙げられる。水冷機では冷却水の流量・水質も確認したい。中古品や長期保管品を導入する際は、ダミーロードを使って定格出力まで安定して出せるか、進行波・反射波メータの指示が正しいか、保護機能が動作するかを確かめ、整合器との組み合わせや入力電源の仕様も事前に照合しておくと安全である。