中古 アネルバ ANELVA RF電源 PRF-125C

RF電源(高周波電源)は、高い周波数の交流電力を作って真空容器の中の電極やコイルに送り、ガスを電離させてプラズマを生成し、維持するための電源である。半導体や電子部品の製造では、ドライエッチング、プラズマCVD、スパッタリング、アッシングなど、プラズマを使うほとんどの工程で使われる。直流では放電を保てない絶縁物のターゲットをスパッタする場合にも欠かせない。
周波数は工業・科学・医療用に割り当てられた13.56MHzが基本で、プラズマの密度を上げたい用途では27MHz、60MHz、100MHz級といったより高い周波数が使われる。一方、400kHzから2MHz級の低い周波数は、基板に入るイオンのエネルギーを制御する目的で、高い周波数の電源と組み合わせて使われることが多い。平行平板の電極の間に高周波をかける容量結合形のプラズマが代表的な使い方である。
RF電源の扱いで最も大事なのが整合(マッチング)である。プラズマは導電性の気体で、そのインピーダンスはガスの種類や圧力、電力によって変わる。電源の出力側のインピーダンスと負荷のインピーダンスが合っていないと、送った電力の一部が反射して電源に戻り、プラズマに届く電力が減るうえ、電源を傷める原因になる。そのため電源と真空容器の間にマッチングボックス(整合器)を入れ、内部の可変コンデンサーなどを調整して反射を小さくする。整合器は真空容器の近くに置き、電源とは同軸ケーブルでつなぐ。電源側と整合器側には電圧と電流を測るプローブを置いて、実際に送られている電力と整合の状態を監視する。自動で整合をとるオートマッチングが一般的で、電源本体に整合の制御機能を持たせた機種もある。電源側は反射波を検出して保護しながら、目標の電力にすばやく落ち着かせる制御を行い、許容できる反射波電力が仕様として定められている。プロセスの条件をそろえるため、出力の精度は±1%級、出力の立ち上がりは数十µs程度からの速さが求められ、数kHzで出力をオンとオフに切り替えるパルス出力は、エッチングの選択比の向上やチャージングダメージの低減に使われる。
選ぶときは、周波数、最大出力、許容反射波電力、組み合わせる整合器と制御信号の互換性、入力電源と冷却方式(空冷か水冷か)、外部からの制御の方式を確かめる。整合器は電源と別体のことが多く、組み合わせによって使える条件が変わる。水冷の機種では、冷却水の流量や水温の条件も設置先で満たせるか確かめておく。