(57)【要約】【課題】高周波発振器の異常発振を適切に判断すること。【解決手段】プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、処理容器と、高周波発振器を有し、該高周波発振器によって発振される高周波を用いて処理容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器と、インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、インピーダンスが変更された状態で高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、高周波発振器の異常発振を判断する判断部とを備えた。【選択図】図３
2015022940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
高周波発振器を有し、該高周波発振器によって発振される高周波を用いて前記処理容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、
前記高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器と、
前記インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、前記インピーダンスが変更された状態で前記高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、前記基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、前記高周波発振器の異常発振を判断する判断部と
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、前記周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとを検出するスペクトラムレベル検出部をさらに備え、
前記判断部は、前記インピーダンスが変更された状態で前記スペクトラムレベル検出部によって検出される前記中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と前記周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分を算出し、算出した差分の値が所定の閾値以下であるか否かを判定し、前記差分の値が前記閾値以下である場合に、前記高周波発振器の異常発振が発生していると判断することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記スペクトラムレベル検出部は、前記中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、複数の前記周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとを検出し、
前記判断部は、前記インピーダンスが変更された状態で、前記スペクトラムレベル検出部によって検出される前記中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と前記複数の周辺周波数のうちの一つの周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との第一の差分と、前記中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と前記一つの周辺周波数とは異なる他の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との第二の差分とを算出し、算出した前記第一の差分の値が前記閾値以下であり、かつ、前記第二の差分の値が前記閾値とは異なる他の閾値以下であるか否かを判定し、前記第一の差分の値が前記閾値以下であり、かつ、前記第二の差分の値が前記他の閾値以下である場合に、前記高周波発振器の異常発振が発生していると判断することを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記判断部は、さらに、前記インピーダンスが変更された状態で前記基本波の前記中心周波数の成分と、前記基本波の前記中心周波数を中心とする前記所定の周波数帯域の両端よりも外側に発生する異周波の周波数の成分とに基づいて、前記高周波発振器の異常発振を判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記判断部による判断結果を報知する報知部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
処理容器と、
高周波発振器を有し、該高周波発振器によって発振される高周波を用いて前記処理容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、
前記高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器と
を備えたプラズマ処理装置を用いた異常発振判断方法であって、
前記インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、
前記インピーダンスが変更された状態で前記高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、前記基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、前記高周波発振器の異常発振を判断する
ことを特徴とする異常発振判断方法。
【請求項７】
高周波を発振する高周波発振器と、
前記高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器と、
前記インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、前記インピーダンスが変更された状態で前記高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、前記基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、前記高周波発振器の異常発振を判断する判断部と
を備えたことを特徴とする高周波発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理装置、異常発振判断方法及び高周波発生器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波を利用してプラズマを励起させるプラズマ処理装置がある。このプラズマ処理装置は、マグネトロン等の高周波発振器を有し、高周波発振器によって発振されるマイクロ波を処理容器内に放射し、処理容器内のガスを電離してプラズマを励起させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６８９１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したプラズマ処理装置においては、高周波発振器の使用時間が長くなるほど、高周波発振器の異常発振が発生する頻度が高くなる。高周波発振器の異常発振とは、高周波発振器によって発振されるマイクロ波の波形が乱れる現象を指す。高周波発振器の異常発振は、マイクロ波の反射波を発生させるため、高周波発振器のパフォーマンスを低下させる要因となる。このため、プラズマ処理装置において、高周波発振器の異常発振を適切に判断することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示するプラズマ処理装置は、１つの実施態様において、処理容器と、高周波発振器を有し、該高周波発振器によって発振される高周波を用いて前記処理容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、前記高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器と、前記インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、前記インピーダンスが変更された状態で前記高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、前記基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、前記高周波発振器の異常発振を判断する判断部とを備えた。
【発明の効果】
【０００６】
開示するプラズマ処理装置の１つの態様によれば、高周波発振器の異常発振を適切に判断することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示すプラズマ処理装置に含まれるスロットアンテナ板を、図１中の矢印ＩＩの方向から見た図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るマイクロ波発生器の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、マイクロ波発生器に含まれるマグネトロンの周辺の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、マイクロ波発生器に含まれる４Ｅチューナーの周辺の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、第１の実施形態におけるマグネトロンの動作特性を示すリーケ線図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるインピーダンス調整器のインピーダンスが変更された場合のマグネトロンの異常発振の測定例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態におけるインピーダンス調整器のインピーダンスが変更された場合のマグネトロンの異常発振の測定例を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態におけるインピーダンス調整器のインピーダンスが変更された場合のマグネトロンの異常発振の測定例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態におけるインピーダンス調整器のインピーダンスが変更された場合のマグネトロンの異常発振の測定例を示す図である。
【図１１】図１１は、インピーダンスが規定値から変更される前のマグネトロンの周波数特性を示す図である。
【図１２】図１２は、インピーダンスが規定値から変更された後のマグネトロンの周波数特性を示す図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係る異常発振判断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係るマイクロ波発生器の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、マグネトロンの使用初期の段階における周波数を示すグラフである。
【図１６】図１６は、マグネトロンの長時間使用後の周波数を示すグラフである。
【図１７】図１７は、異周波差分と反射波電力との関係を示すグラフである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態に係る異常発振判断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、他の実施形態に係るプラズマ処理装置に備えられるマイクロ波発生器の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、他の実施形態に係るプラズマ処理装置に備えられるマイクロ波発生器の概略的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、開示するプラズマ処理装置、異常発振判断方法及び高周波発生器の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【０００９】
開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、処理容器と、高周波発振器を有し、該高周波発振器によって発振される高周波を用いて処理容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器と、インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、インピーダンスが変更された状態で高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、高周波発振器の異常発振を判断する判断部とを備えた。
【００１０】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとを検出するスペクトラムレベル検出部をさらに備え、判断部は、インピーダンスが変更された状態でスペクトラムレベル検出部によって検出される中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分を算出し、算出した差分の値が所定の閾値以下であるか否かを判定し、差分の値が閾値以下である場合に、高周波発振器の異常発振が発生していると判断する。
【００１１】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、スペクトラムレベル検出部は、中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、複数の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとを検出し、判断部は、インピーダンスが変更された状態で、スペクトラムレベル検出部によって検出される中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と複数の周辺周波数のうちの一つの周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との第一の差分と、中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と一つの周辺周波数とは異なる他の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との第二の差分とを算出し、算出した第一の差分の値が閾値以下であり、かつ、第二の差分の値が閾値とは異なる他の閾値以下であるか否かを判定し、第一の差分の値が閾値以下であり、かつ、第二の差分の値が他の閾値以下である場合に、高周波発振器の異常発振が発生していると判断する。
【００１２】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、判断部は、さらに、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端よりも外側に発生する異周波の周波数の成分とに基づいて、高周波発振器の異常発振を判断する。
【００１３】
また、開示する異常発振判断方法は、１つの実施形態において、処理容器と、高周波発振器を有し、該高周波発振器によって発振される高周波を用いて処理容器内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器とを備えたプラズマ処理装置を用いた異常発振判断方法であって、インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、インピーダンスが変更された状態で高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、高周波発振器の異常発振を判断する。
【００１４】
また、開示する高周波発生器は、１つの実施形態において、高周波を発振する高周波発振器と、高周波発振器に付与されるインピーダンスを調整するインピーダンス調整器と、インピーダンス調整器によって調整されるインピーダンスを変更し、インピーダンスが変更された状態で高周波発振器によって発振される高周波である基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、高周波発振器の異常発振を判断する判断部とを備えた。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。図２は、図１に示すプラズマ処理装置に含まれるスロットアンテナ板を下方側、すなわち、図１中の矢印ＩＩの方向から見た図である。なお、図１において、理解の容易の観点から、部材の一部のハッチングを省略している。また、この実施形態においては、図１中の矢印ＩＩで示す方向またはその逆の方向で示される図１における紙面上下方向を、プラズマ処理装置における上下方向としている。
【００１６】
図１および図２を参照して、プラズマ処理装置１１は、被処理対象物である被処理基板Ｗに対して、プラズマを用いて処理を行う。具体的には、エッチングやＣＶＤ、スパッタリング等の処理を行う。被処理基板Ｗとしては、例えば、半導体素子の製造に用いられるシリコン基板が挙げられる。
【００１７】
プラズマ処理装置１１は、その内部で被処理基板Ｗに対してプラズマにより処理を行う処理容器１２と、処理容器１２内にプラズマ励起用のガスやプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部１３と、処理容器１２内に設けられ、その上で被処理基板Ｗを保持する円板状の保持台１４と、マイクロ波を用い、処理容器１２内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構１９と、プラズマ処理装置１１全体の動作を制御する制御部１５とを備える。制御部１５は、ガス供給部１３におけるガス流量、処理容器１２内の圧力等、プラズマ処理装置１１全体の制御を行う。
【００１８】
処理容器１２は、保持台１４の下方側に位置する底部２１と、底部２１の外周から上方向に延びる側壁２２とを含む。側壁２２は、略円筒状である。処理容器１２の底部２１には、その一部を貫通するように排気用の排気孔２３が設けられている。処理容器１２の上部側は開口しており、処理容器１２の上部側に配置される蓋部２４、後述する誘電体窓１６、および誘電体窓１６と蓋部２４との間に介在するシール部材としてのＯリング２５によって、処理容器１２は密封可能に構成されている。
【００１９】
ガス供給部１３は、被処理基板Ｗの中央に向かってガスを第１の流路を介して供給する第一のガス供給部２６と、被処理基板Ｗの外側からガスを第２の流路を介して供給する第二のガス供給部２７とを含む。第一のガス供給部２６において第１の流路に連通し、ガスを供給するガス供給孔３０ａは、誘電体窓１６の径方向中央であって、保持台１４と対向する対向面となる誘電体窓１６の下面２８よりも誘電体窓１６の内方側に後退した位置に設けられている。第一のガス供給部２６は、第一のガス供給部２６に接続されたガス供給系２９により流量等を調整しながらプラズマ励起用の不活性ガスやプラズマ処理用のガスを供給する。第二のガス供給部２７は、側壁２２の上部側の一部において、処理容器１２内にプラズマ励起用の不活性ガスやプラズマ処理用のガスを供給する複数のガス供給孔３０ｂを設けることにより形成されている。複数のガス供給孔３０ｂは、周方向に等しい間隔を開けて設けられている。第一のガス供給部２６および第二のガス供給部２７には、同じガス供給源から同じ種類のプラズマ励起用の不活性ガスやプラズマ処理用のガスが供給される。なお、要求や制御内容等に応じて、第一のガス供給部２６および第二のガス供給部２７から別のガスを供給することもでき、それらの流量比等を調整することもできる。
【００２０】
保持台１４には、ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）バイアス用の高周波電源３８がマッチングユニット３９を介して保持台１４内の電極に電気的に接続されている。この高周波電源３８は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波を所定の電力（バイアスパワー）で出力可能である。マッチングユニット３９は、高周波電源３８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容しており、この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。なお、プラズマ処理時において、この保持台１４へのバイアス電圧の供給は、必要に応じて行ってもよいし、行わなくてもよい。
【００２１】
保持台１４は、静電チャック（図示せず）によりその上に被処理基板Ｗを保持可能である。また、保持台１４は、内部に加熱のためのヒータ（図示せず）等の温度調整機構３３を備え、温度調整機構３３により所望の温度に設定可能である。保持台１４は、底部２１の下方側から垂直上方に延びる絶縁性の筒状支持部３１に支持されている。上記した排気孔２３は、処理容器１２の底部中央に形成され、筒状支持部３１が排気孔２３を貫通する。環状の排気孔２３の下方側には排気管（図示せず）を介して排気装置（図示せず）が接続されている。排気装置は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置により、処理容器１２内を所定の圧力まで減圧することができる。
【００２２】
プラズマ発生機構１９は、処理容器１２外に設けられており、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器４１ａを含む。また、プラズマ発生機構１９は、処理容器１２の上部に保持台１４と対向する位置に配置され、マイクロ波発生器４１ａにより発生させたマイクロ波を処理容器１２内に導入する誘電体窓１６を含む。また、プラズマ発生機構１９は、誘電体窓１６の上に配置され、マイクロ波を誘電体窓１６に放射する複数のスロット孔が形成されたスロットアンテナ板１７を含む。また、プラズマ発生機構１９は、スロットアンテナ板１７の上方側に配置され、後述する同軸導波管３６により導入されたマイクロ波を径方向に伝播し、マイクロ波を遅延する機能を有する誘電体部材１８を含む。
【００２３】
マイクロ波発生器４１ａは、モード変換器３４および矩形導波管３５を介して、マイクロ波を導入する同軸導波管３６の上部に接続されている。例えば、マイクロ波発生器４１ａで発生させたＴＥモードのマイクロ波は、矩形導波管３５を通り、モード変換器３４によりＴＥＭモードへ変換され、同軸導波管３６を伝播する。マイクロ波発生器４１ａの具体的な構成については、後述する。なお、マイクロ波発生器４１ａに対しての矩形導波管３５側が、後述する負荷側となる。
【００２４】
誘電体窓１６は、略円板状であって、誘電体で構成されている。誘電体窓１６の下面２８の一部には、導入されたマイクロ波による定在波の発生を容易にするためのテーパ状に凹んだ環状の凹部３７または円形状に凹んだ凹部が設けられている。この凹部３７により、誘電体窓１６の下部側にマイクロ波によるプラズマを効率的に生成することができる。なお、誘電体窓１６の具体的な材質としては、石英やアルミナ等が挙げられる。
【００２５】
スロットアンテナ板１７は、薄板状であって、円板状である。複数のスロット孔２０については、図２に示すように、それぞれ所定の間隔を開けて直交するように２つのスロット孔２０が一対となるように設けられており、一対をなしたスロット孔２０が周方向に所定の間隔を開けて設けられている。また、径方向においても、複数の一対のスロット孔２０が所定の間隔を開けて設けられている。
【００２６】
マイクロ波発生器４１ａにより発生させたマイクロ波は、同軸導波管３６を通って、誘電体部材１８に伝播される。内部に冷媒等を循環させる循環路４０を有し、スロットアンテナ板１７、誘電体窓１６および誘電体部材１８等を冷却して温度調整を行う冷却ジャケット３２とスロットアンテナ板１７との間に挟まれた誘電体部材１８の内部を径方向外側に向かって、マイクロ波は放射状に広がり、スロットアンテナ板１７に設けられた複数のスロット孔２０から誘電体窓１６に放射される。誘電体窓１６を透過したマイクロ波は、誘電体窓１６の直下に電界を生じさせ、処理容器１２内にプラズマを生成させる。
【００２７】
プラズマ処理装置１１においてマイクロ波プラズマを発生させた場合、誘電体窓１６の下面２８の直下、具体的には、誘電体窓１６の下面２８の数ｃｍ程度下に位置する領域においては、プラズマの電子温度が比較的高いいわゆるプラズマ生成領域（電子温度Ｔｅ≧１．５ｅＶ）が形成される。そして、その下側に位置する領域には、プラズマ生成領域で生成されたプラズマが拡散するいわゆるプラズマ拡散領域が形成される。このプラズマ拡散領域は、プラズマの電子温度が比較的低い領域（電子温度Ｔｅ＜１．５ｅＶ）であり、この領域でプラズマ処理を行う。そうすると、プラズマ処理時における被処理基板Ｗに対するいわゆるプラズマダメージを与えず、かつ、プラズマの電子密度が高い（電子密度Ｎｅ＞１．５×１０１２／ｃｍ３）ので、効率的なプラズマ処理を行うことができる。
【００２８】
プラズマ発生機構１９は、後述する高周波発振器としてのマグネトロンにより発生させた高周波を処理容器１２内へ透過させる誘電体窓１６と、複数のスロット孔２０が設けられており、高周波を誘電体窓１６に放射するスロットアンテナ板１７とを含むよう構成されている。また、プラズマ発生機構１９により発生させるプラズマは、ラジアルラインスロットアンテナにより生成されるよう構成されている。
【００２９】
ここで、上記した構成のプラズマ処理装置１１に備えられるプラズマ発生機構１９に含まれるマイクロ波発生器４１ａの具体的な構成について説明する。
【００３０】
図３は、第１の実施形態に係るマイクロ波発生器４１ａの構成を示すブロック図である。図４は、マイクロ波発生器４１ａに含まれる後述のマグネトロンの周辺の構成を示す模式図である。図５は、マイクロ波発生器４１ａに含まれる後述の整合装置としての４Ｅチューナーの周辺の構成を示す模式図である。
【００３１】
図３〜図５を参照して、マイクロ波発生器４１ａは、高周波としてのマイクロ波を発振する高周波発振器としてのマグネトロン４２と、マグネトロン４２に電圧を供給する高圧電源４３と、高周波を発振する際のカソード電極４６ａを構成するフィラメントに電源を供給するフィラメント電源４４とを含む。発振部は、マグネトロン４２と、マグネトロン４２のマイクロ波のパワーを導波管に伝えるランチャー（図示せず）から構成されている。マグネトロン４２から発振されるマイクロ波は、図３中の矢印Ａ１の方向に進行する。なお、マイクロ波の反射波については、図３中の矢印Ａ１の逆の方向である矢印Ａ２で示す方向に進行する。
【００３２】
マグネトロン４２と高圧電源４３との間には、回路４５が形成される。回路４５を介して、高圧電源４３側からマグネトロン４２側にアノード電流が供給される。マグネトロン４２の内部において、回路４５には、フィラメントが組み込まれている。フィラメントによって構成されるカソード電極４６ａと、高圧電源４３からアノード電流を供給されて形成されるアノード電極４６ｂとによって、外部に出力されるマイクロ波４８が生成される。なお、カソード電極４６ａを構成する陰極側となる上記したフィラメント、および陽極側となるアノード電極４６ｂを形成する陽極ベイン（図示せず）等は、機械加工により製造される機械加工品である。
【００３３】
また、マイクロ波発生器４１ａは、マグネトロン４２により発振させたマイクロ波を、アイソレーター４９を介して接続される方向性結合器５４と、整合器としての４Ｅチューナー５１とを含む。アイソレーター４９は、マグネトロン４２から負荷５０側に位置する４Ｅチューナー５１側へ、周波数信号を一方向に伝送する。ここでいう負荷５０は、モード変換器３４等、いわゆる矩形導波管３５の下流側に位置する部材である。
【００３４】
４Ｅチューナー５１は、マイクロ波の進行方向に向かって間隔を開けて設けられる４つの可動短絡板（図示せず）を備える可動短絡部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、可動短絡部５２ａに対してマグネトロン４２側に位置する３つのプローブ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを含む。３つのプローブ５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、マイクロ波の進行方向に向かって基本周波数λの１／８、すなわち、λ／８の距離離れて設けられる。また、３つのプローブ５３ａ、５３ｂ、５３ｃに接続された演算回路５３ｄにより、３つのプローブ５３ａ〜５３ｃにそれぞれ対応する図示しない同調棒の突出量が算出される。
【００３５】
また、４Ｅチューナー５１には、可動短絡部５２ａに対してマグネトロン４２側に方向性結合器５４が設けられている。この方向性結合器５４は、双方向性結合器である。なお、方向性結合器５４は、３つのプローブ５３ａ、５３ｂ、５３ｃに対向していなくてもよい。この方向性結合器５４を用いて、回路５５ａにより導波管内を進行する進行波の電力信号を、マイクロ波発生器４１ａに設けられる電圧制御回路５６に伝送する。なお、回路５５ａにより伝送される進行波の電力信号については、検出器５５ｃで進行波電力として検出される。また、この方向性結合器５４を用いて、回路５５ｂにより導波管内を進行する反射波の電力信号を、マイクロ波発生器４１ａに設けられる電圧制御回路５６に伝送する。なお、回路５５ｂにより伝送される反射波の電力信号については、検出器５５ｄで反射波電力として検出される。この電圧制御回路５６から、制御回路５７ａおよび制御回路５７ｂを用いて、高圧電源４３により供給する電圧の制御信号およびフィラメント電源４４に供給する電圧の制御信号を送信し、高圧電源４３の電圧の制御を行う。すなわち、電圧制御回路５６は、設定電力が方向性結合器５４から検出された進行波電力と同じになるように、高圧電源４３とフィラメント電源４４に対して、マグネトロン４２の仕様を満たす適正な電圧となるよう電流を供給するものである。
【００３６】
なお、マグネトロン４２と４Ｅチューナー５１との間に設けられるアイソレーター４９は、受動素子であるサーキュレーターのうち、１つの端子をダミー負荷５９とすることにより構成されている。すなわち、マグネトロン４２側に位置する第一の端子５８ａを発振部と接続し、４Ｅチューナー５１側に位置する第二の端子５８ｂを４Ｅチューナー５１と接続し、残りの第三の端子５８ｃにダミー負荷５９を接続することにより構成されている。こうすることにより、アイソレーター４９は、マグネトロン４２から負荷５０側に位置する４Ｅチューナー５１へ、周波数信号を一方向に伝送することができる。
【００３７】
また、マイクロ波発生器４１ａは、図３に示すように、インピーダンス調整器１０１、スペクトラムレベル検出器１０２、メモリ１０３、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０４及び報知器１０５を有する。
【００３８】
インピーダンス調整器１０１は、マグネトロン４２の後段側の導波路６０に設けられ、マグネトロン４２に付与されるインピーダンスを調整する。具体的には、インピーダンス調整器１０１は、導波管と、導波管の管壁から管内へ突出する、少なくとも一つの金属棒（スタブ）とを含み、管内へ突出するスタブの突出量を変更することによって、マグネトロン４２に付与されるインピーダンスを調整する。例えば、インピーダンス調整器１０１は、導波管内の定在波の波長をλｇとすると、電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage  Standing  Wave  Ratio）が１．５となり、定在波の位相が０．４λｇとなる規定値（デフォルト値）にインピーダンスを調整する。また、インピーダンス調整器１０１によって調整されるインピーダンスは、後述するＣＰＵ１０４によって制御される。すなわち、インピーダンス調整器１０１は、ＣＰＵ１０４によって変更されるインピーダンスの制御値を用いてスタブの突出量を増減することによって、マグネトロン４２に付与されるインピーダンスを調整する。
【００３９】
スペクトラムレベル検出器１０２は、回路５５ａから分岐部６５にて分岐される進行波の電力信号の入力を受け付ける。スペクトラムレベル検出器１０２は、マグネトロン４２によって発振されるマイクロ波（以下「基本波」という）の中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとを、進行波の電力信号から検出する。また、スペクトラムレベル検出器１０２は、基本波の中心周波数を中心とする複数の周波数帯域の各々の両端に存在する複数の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルを検出することもできる。スペクトラムレベル検出器１０２は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と、周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値とを検出結果としてＣＰＵ１０４へ出力する。
【００４０】
メモリ１０３は、マグネトロン４２の異常発振を判断するために用いられる所定の閾値ΔＳ１を記憶する。閾値ΔＳ１は、予め定められた１つの値であっても、互いに異なる複数の値であってもよい。閾値ΔＳ１が互いに異なる複数の値である場合には、メモリ１０３は、例えば、第一の閾値ΔＳ１−１と、第一の閾値ΔＳ１−１よりも大きい第二の閾値ΔＳ１−２とを閾値ΔＳ１として記憶する。
【００４１】
ＣＰＵ１０４は、インピーダンス調整器１０１によって調整されるインピーダンス（以下適宜「インピーダンス」という）を変更する。ＣＰＵ１０４は、インピーダンスが変更された状態でマグネトロン４２によって発振される基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断する。マグネトロン４２の異常発振とは、マグネトロン４２によって発振されるマイクロ波の波形が乱れる現象を指す。
【００４２】
ここで、インピーダンスの変更と、マグネトロン４２の異常発振との関係について説明する。図６は、第１の実施形態におけるマグネトロンの動作特性を示すリーケ線図である。図７〜図１０は、第１の実施形態におけるインピーダンス調整器のインピーダンスが変更された場合のマグネトロンの異常発振の測定例を示す図である。図６に示したリーケ線図は、極座標により表されるインピーダンス線図上に、マグネトロン４２の出力電力及び発振周波数を等高線状に表示した線図である。図６において、半径方向の座標は、ＶＳＷＲを示し、円周方向の座標は、定在波の位相を示す。
【００４３】
また、図６において、点１５１は、ＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．４λｇとなる規定値（デフォルト値）にインピーダンスが調整された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１５２は、規定値からＶＳＷＲ：１．０となる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１５３は、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１５４は、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．３０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１５５は、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．３５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１５６は、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．４５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１５７は、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．００（０．５０）λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１５８は、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．０５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。
【００４４】
また、図６において、点１５９は、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１６０は、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．３０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１６１は、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．３５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１６２は、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．４０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１６３は、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．４５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１６４は、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．００（０．５０）λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。点１６５は、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．０５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合のマグネトロン４２の動作点を示す。
【００４５】
また、図７、図８及び図９に示す測定例では、それぞれ、使用されていないマグネトロン４２である３つの未使用マグネトロンＡ，Ｂ，Ｃの異常発振を測定した。また、図１０に示す測定例では、所定の期間だけ使用されたマグネトロン４２である使用済マグネトロンＤの異常発振を測定した。
【００４６】
図６及び図７に示すように、未使用マグネトロンＡでは、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１４００〜１９００Ｗにおける異常発振が発生した。
【００４７】
図６及び図８に示すように、未使用マグネトロンＢでは、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１９００〜２７００Ｗにおける異常発振が発生した。また、未使用マグネトロンＢでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．３０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１２００〜１６００Ｗにおける異常発振が発生した。また、未使用マグネトロンＢでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１５００〜２１００Ｗにおける異常発振が発生した。
【００４８】
図６及び図９に示すように、未使用マグネトロンＣでは、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：２０００〜２８００Ｗにおける異常発振が発生した。また、未使用マグネトロンＣでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．３５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１６００〜１９００Ｗにおける異常発振が発生した。また、未使用マグネトロンＣでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．３０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１６００〜２３００Ｗにおける異常発振が発生した。また、未使用マグネトロンＣでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：２６００〜２９００Ｗにおける異常発振が発生した。
【００４９】
図６及び図１０に示すように、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：１．０となる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１６００〜２７００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．０５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：２１００〜２３００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．３０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：２１００〜２３００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１４００〜２６００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．５０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１４００〜１９００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．４５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１１００〜１８００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．４０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：８００〜１８００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．３５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：９００〜２０００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．３０λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：１２００〜２３００Ｗにおける異常発振が発生した。また、使用済マグネトロンＤでは、規定値からＶＳＷＲ：３．０、定在波の位相：０．２５λｇとなる変更値にインピーダンスが変更された場合に、出力電力の範囲：２２００〜２３００Ｗにおける異常発振が発生した。
【００５０】
このように、マグネトロン４２が使用済であるか否かに関わらず、インピーダンス調整器１０１にて調整されるインピーダンスが規定値から変更された場合、インピーダンスが変更されない場合と比して、マグネトロン４２の異常発振が発生する頻度が高くなった。また、マグネトロン４２が使用済である場合、マグネトロン４２が未使用である場合と比して、マグネトロン４２の異常発振が発生する頻度は、高くなった。すなわち、インピーダンスが規定値から変更された状態でマグネトロン４２の異常発振を判断することは、使用時間の経過に伴うマグネトロン４２の異常発振の発生を予測することに等しい。そこで、使用時間の経過に伴うマグネトロン４２の異常発振を予測するために、本実施形態のＣＰＵ１０４は、インピーダンス調整器１０１によって調整されるインピーダンスを変更し、インピーダンスが変更された状態でマグネトロン４２の異常発振を判断する。ＣＰＵ１０４は、判断部の一例である。
【００５１】
ここで、ＣＰＵ１０４がマグネトロン４２の異常発振を判断する処理の詳細を説明する。ＣＰＵ１０４は、インピーダンス調整器１０１によって調整されるインピーダンスを変更し、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器１０２から取得する。ＣＰＵ１０４は、インピーダンスが変更された状態で基本波の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器１０２から取得する。ＣＰＵ１０４は、マグネトロン４２の異常発振を判断するために用いられる所定の閾値ΔＳ１をメモリ１０３から取得する。ＣＰＵ１０４は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分を算出する。ＣＰＵ１０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１以下であるか否かを判定する。マグネトロン４２の異常発振が発生すると、マグネトロン４２からのマイクロ波の波形の乱れが発生するため、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、基本波の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとが接近する。スペクトラムレベルの接近の度合いは、マイクロ波の波形の乱れの度合いが大きいほど、大きくなる。このスペクトラムレベルの接近の度合いを判定するために、ＣＰＵ１０４は、スペクトラムレベルの差分の値が閾値ΔＳ１以下であるか否かを判定する。
【００５２】
ＣＰＵ１０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１を超える場合には、スペクトラムレベルの接近の度合いが相対的に小さいため、マグネトロン４２の異常発振が発生していないと判断する。一方、ＣＰＵ１０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１以下である場合には、スペクトラムレベルの接近の度合いが相対的に大きいため、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断する。そして、ＣＰＵ１０４は、判断結果を報知器１０５へ出力する。
【００５３】
また、ＣＰＵ１０４は、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数を中心とする複数の周波数帯域の各々の両端に存在する複数の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器１０２から取得した場合には、以下の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ１０４は、マグネトロン４２の異常発振を判断するために用いられる閾値ΔＳ１として、第一の閾値ΔＳ１−１と、第一の閾値ΔＳ１−１よりも大きい第二の閾値ΔＳ１−２とをメモリ１０３から取得する。ＣＰＵ１０４は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と複数の周辺周波数のうちの一つの周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との第一の差分を算出する。ＣＰＵ１０４は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と他の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との第二の差分を算出する。ＣＰＵ１０４は、算出した第一の差分の値が第一の閾値ΔＳ１−１以下であり、かつ、第二の差分の値が第二の閾値ΔＳ１−２以下であるか否かを判定する。
【００５４】
ＣＰＵ１０４は、第一の差分の値が第一の閾値ΔＳ１−１を超えるか、又は第二の差分の値が第二の閾値ΔＳ１−２を超える場合には、マグネトロン４２の異常発振が発生していないと判断する。一方、ＣＰＵ１０４は、第一の差分の値が第一の閾値ΔＳ１−１以下であり、かつ、第二の差分の値が第二の閾値ΔＳ１−２以下である場合には、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断する。そして、ＣＰＵ１０４は、判断結果を報知器１０５へ出力する。
【００５５】
報知器１０５は、ＣＰＵ１０４による判断結果を報知する。例えば、報知器１０５は、音、光及び振動等を用いて判断結果を報知する。
【００５６】
ここで、ＣＰＵ１０４がマグネトロン４２の異常発振を判断する処理の一例を説明する。図１１は、インピーダンスが規定値から変更される前のマグネトロンの周波数特性を示す図である。図１２は、インピーダンスが規定値から変更された後のマグネトロンの周波数特性を示す図である。図１１及び１２において、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、スペクトラムレベル（ｄＢｍ）を示す。図１１及び図１２では、マグネトロン４２の出力電力は、いずれも１６００（Ｗ）であるものとする。また、図１１では、インピーダンスが、ＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．４λｇとなる規定値（デフォルト値）に設定される場合を示す。また、図１２では、インピーダンスが、規定値からＶＳＷＲ：１．５、定在波の位相：０．３λｇとなる変更値に変更される場合を示す。
【００５７】
図１１に示すように、インピーダンスが規定値に設定される場合、マグネトロン４２から発振されるマイクロ波の波形は乱れず、マグネトロン４２の異常発振は発生しなかった。この場合、基本波の中心周波数２４６３．６（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値は、「１３」（ｄＢｍ）である。基本波の中心周波数を中心とする、−５００（ｋＨｚ）〜＋５００（ｋＨｚ）の周波数帯域の一端に存在する周辺周波数−５００（ｋＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「−１８」（ｄＢｍ）である。−５００（ｋＨｚ）〜＋５００（ｋＨｚ）の周波数帯域の他端に存在する周辺周波数＋５００（ｋＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「−１８」（ｄＢｍ）である。したがって、中心周波数２４６３．６（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±５００（ｋＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第一の差分は、３１，３１（ｄＢｍ）である。また、基本波の中心周波数を中心とする、−１（ＭＨｚ）〜＋１（ＭＨｚ）の周波数帯域の一端に存在する周辺周波数−１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「−２２」（ｄＢｍ）である。−１（ＭＨｚ）〜＋１（ＭＨｚ）の周波数帯域の他端に存在する周辺周波数＋１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「−２０」（ｄＢｍ）である。したがって、中心周波数２４６３．６（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第二の差分は、３５，３３（ｄＢｍ）である。
【００５８】
これに対して、図１２に示すように、インピーダンスが規定値から変更された場合、マグネトロン４２から発振されるマイクロ波の波形は乱れ、マグネトロン４２の異常発振が発生した。この場合、基本波の中心周波数２４６３．６（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値は、「９」（ｄＢｍ）である。基本波の中心周波数を中心とする、−５００（ｋＨｚ）〜＋５００（ｋＨｚ）の周波数帯域の一端に存在する周辺周波数−５００（ｋＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「４」（ｄＢｍ）である。−５００（ｋＨｚ）〜＋５００（ｋＨｚ）の周波数帯域の他端に存在する周辺周波数＋５００（ｋＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「−４」（ＭＨｚ）である。したがって、中心周波数２４６３．６（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第一の差分は、５，１３（ｄＢｍ）である。また、基本波の中心周波数を中心とする、−１（ＭＨｚ）〜＋１（ＭＨｚ）の周波数帯域の一端に存在する周辺周波数−１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「−８」（ｄＢｍ）である。−１（ＭＨｚ）〜＋１（ＭＨｚ）の周波数帯域の他端に存在する周辺周波数＋１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルは、「−１２」（ｄＢｍ）である。したがって、中心周波数２４６３．６（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第二の差分は、１７，２１（ｄＢｍ）である。
【００５９】
このように、インピーダンスが規定値から変更された場合、インピーダンスが規定値に設定される場合と比して、基本波の中心周波数のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±５００（ｋＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第一の差分が小さくなった。言い換えると、マグネトロン４２の異常発振が発生した場合、マグネトロン４２の異常発振が発生しない場合と比して、基本波の中心周波数のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±５００（ｋＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第一の差分が小さくなった。また、インピーダンスが規定値から変更された場合、インピーダンスが規定値に設定される場合と比して、基本波の中心周波数のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第二の差分が小さくなった。言い換えると、マグネトロン４２の異常発振が発生した場合、マグネトロン４２の異常発振が発生しない場合と比して、基本波の中心周波数のスペクトラムレベルの値と周辺周波数±１（ＭＨｚ）の成分のスペクトラムレベルの値との第二の差分が小さくなった。すなわち、図１２に示した例では、第一の差分が２０（ｄＢｍ）以下であり、かつ、第二の差分が３０（ｄＢｍ）以下である場合に、マグネトロン４２の異常発振が発生することが把握される。したがって、ＣＰＵ１０４は、一例として、第一の差分の値が第一の閾値「２０」（ｄＢｍ）以下であり、かつ、第二の差分の値が第二の閾値「３０」（ｄＢｍ）以下である場合に、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断する。
【００６０】
次に、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置１１を用いた異常発振判断処理について説明する。図１３は、第１の実施形態に係る異常発振判断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６１】
図１３に示すように、ＣＰＵ１０４は、インピーダンス調整器１０１によって調整されるインピーダンスを変更する（ステップＳ１０１）。ＣＰＵ１０４は、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器１０２から取得する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ１０４は、インピーダンスが変更された状態で周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器１０２から取得する（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ１０４は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分を算出する（ステップＳ１０４）。
【００６２】
続いて、ＣＰＵ１０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ１０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１を超える場合には（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、マグネトロン４２の異常発振が発生していないと判断し（ステップＳ１０６）、処理をステップＳ１０８に進める。
【００６３】
一方、ＣＰＵ１０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１以下である場合には（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断し（ステップＳ１０７）、処理をステップＳ１０８に進める。
【００６４】
そして、ＣＰＵ１０４は、処理が終了されない場合には（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理をステップＳ１０１へ戻す。一方、ＣＰＵ１０４は、処理が終了される場合には（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、報知器１０５を介して判断結果を報知する（ステップＳ１０９）。
【００６５】
以上のように、第１の実施形態のプラズマ処理装置１１は、マグネトロン４２へ付与されるインピーダンスが変更された状態でマグネトロン４２から発振される基本波の中心周波数の成分と周辺周波数の成分とを基に、マグネトロン４２の異常発振を判断する。このため、プラズマ処理装置１１は、インピーダンスの変更に応じてマグネトロン４２の異常発振の発生頻度を高めた環境を実現しつつ、使用時間の経過に伴うマグネトロン４２の異常発振を予測することが可能となる。その結果、第１の実施形態によれば、マグネトロン４２の異常発振を適切に判断することができる。
【００６６】
また、第１の実施形態のプラズマ処理装置１１は、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分の値が閾値ΔＳ１以下であるか否かを判定する。そして、プラズマ処理装置１１は、差分の値がΔＳ１以下である場合に、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断する。その結果、第１の実施形態によれば、使用時間の経過に伴うマグネトロン４２の異常発振の発生を精度良く判断することが可能となる。
【００６７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断した。しかしながら、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端よりも外側に存在する異周波の周波数の成分とに基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断してもよい。そこで、第２の実施形態では、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端よりも外側に存在する異周波の周波数の成分とに基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断する例を説明する。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同一の構成要件については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
図１４は、第２の実施形態に係るマイクロ波発生器の構成を示すブロック図である。図１４に示すマイクロ波発生器２４１ａは、図３に示すマイクロ波発生器４１ａのスペクトラムレベル検出器１０２、メモリ１０３及びＣＰＵ１０４に代えて、スペクトラムレベル検出器２０２、メモリ２０３及びＣＰＵ２０４を有する。
【００６９】
スペクトラムレベル検出器２０２は、図３に示すスペクトラムレベル検出器１０２と同様に、回路５５ａから分岐部６５ａにて分岐される進行波の電力信号の入力を受け付ける。スペクトラムレベル検出器２０２は、マグネトロン４２によって発振される基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとを、進行波の電力信号から検出する。また、スペクトラムレベル検出器２０２は、基本波の中心周波数を中心とする複数の周波数帯域の各々の両端に存在する複数の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルを検出することもできる。スペクトラムレベル検出器２０２は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と、周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値とを検出結果としてＣＰＵ２０４へ出力する。
【００７０】
スペクトラムレベル検出器２０２は、さらに、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端よりも外側に発生する異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルを、進行波の電力信号から検出する。スペクトラムレベル検出器２０２は、異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルの値を検出結果としてＣＰＵ２０４へ出力する。
【００７１】
ここで、異周波の周波数の成分について簡単に述べる。高周波発振器が発振する高周波の他の周波数特性として、いわゆるスプリアスと呼ばれる設計上意図されない異周波成分がある。この異周波成分は、高周波に含まれるものである。この異周波成分は、高周波発振器を使用するにつれ、増加する傾向がある。この異周波成分の増加は、高周波発振器が発振する高周波が伝播する導波路、整合器において、反射波を引き起こす。この反射波が引き起こされると、マグネトロン４２の実効パワーやマイクロ波を発生させる際の負荷のインピーダンスが変化することになり、結果として、マグネトロン４２の異常発振が発生し易くなる。すなわち、この反射波が発生し始めたタイミングは、いわゆるマグネトロン４２の交換のタイミングの目安となる。
【００７２】
メモリ２０３は、マグネトロン４２の異常発振を判断するために用いられる所定の閾値ΔＳ１，ΔＳ２を記憶する。閾値ΔＳ１は、第１の実施形態の閾値ΔＳ１に相当し、基本波の中心周波数付近で発生するマグネトロン４２の異常発振を判断するための閾値である。閾値ΔＳ２は、異周波成分の増加により引き起こされるマグネトロン４２の異常発振を判断するための閾値である。
【００７３】
ＣＰＵ２０４は、図３に示すＣＰＵ１０４と同様に、インピーダンス調整器１０１によって調整されるインピーダンス（以下適宜「インピーダンス」という）を変更する。ＣＰＵ２０４は、インピーダンスが変更された状態でマグネトロン４２によって発振される基本波の中心周波数の成分と、基本波の中心周波数を中心とする所定の周波数帯域の両端に存在する周辺周波数の成分とに基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断する。ＣＰＵ２０４は、さらに、インピーダンスが変更された状態でマグネトロン４２によって発振される基本波の中心周波数の成分と、異周波の周波数の成分とに基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断する。
【００７４】
ここで、ＣＰＵ２０４がマグネトロン４２の異常発振を判断する処理の詳細を説明する。ＣＰＵ２０４は、インピーダンス調整器１０１によって調整されるインピーダンスを変更し、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器２０２から取得する。ＣＰＵ２０４は、インピーダンスが変更された状態で基本波の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器２０２から取得する。ＣＰＵ２０４は、マグネトロン４２の異常発振を判断するために用いられる所定の閾値ΔＳ１をメモリ１０３から取得する。ＣＰＵ２０４は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分を算出する。ＣＰＵ２０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１以下であるか否かを判定する。マグネトロン４２の異常発振が発生すると、マグネトロン４２からのマイクロ波の波形の乱れが発生するため、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、基本波の周辺周波数の成分のスペクトラムレベルとが接近する。スペクトラムレベルの接近の度合いは、マイクロ波の波形の乱れの度合いが大きいほど、大きくなる。このスペクトラムレベルの接近の度合いを判定するために、ＣＰＵ２０４は、スペクトラムレベルの差分の値が閾値ΔＳ１以下であるか否かを判定する。
【００７５】
ＣＰＵ２０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１以下である場合には、スペクトラムレベルの接近の度合いが相対的に大きいため、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断する。
【００７６】
一方、ＣＰＵ２０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１を超える場合には、以下の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２０４は、異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器２０２から取得する。ＣＰＵ２０４は、異周波成分の増加により引き起こされるマグネトロン４２の異常発振を判断するための閾値ΔＳ２をメモリ１０３から取得する。ＣＰＵ２０４は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分を算出する。基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分を、以下では「異周波差分」と呼ぶ。ＣＰＵ２０４は、算出した異周波差分の値が閾値ΔＳ２以下であるか否かを判定する。異周波成分の増加に伴いマグネトロン４２の異常発振が発生すると、マイクロ波の波形の乱れが発生するため、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルと、異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルとが接近する。スペクトラムレベルの接近の度合いは、異周波成分の増加の度合いが大きいほど、大きくなる。このスペクトラムレベルの接近の度合いを判定するために、ＣＰＵ２０４は、異周波差分の値が閾値ΔＳ２以下であるか否かを判定する。
【００７７】
ＣＰＵ２０４は、異周波差分の値が閾値ΔＳ２を超える場合には、スペクトラムレベルの接近の度合いが相対的に小さいため、マグネトロン４２の異常発振が発生していないと判断する。一方、ＣＰＵ２０４は、異周波差分の値が閾値ΔＳ２以下である場合には、スペクトラムレベルの接近の度合いが相対的に大きいため、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断する。そして、ＣＰＵ２０４は、判断結果を報知器１０５へ出力する。
【００７８】
ここで、異周波差分の値と閾値ΔＳ２との関係について説明する。図１５は、マグネトロン４２の使用初期の段階における周波数を示すグラフである。図１６は、マグネトロン４２の長時間使用後の周波数を示すグラフである。図１５および図１６において、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、スペクトラムレベル（ｄＢｍ）を示す。図１５および図１６を参照して、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）付近の大きなスペクトラム７７ａは、基本波の中心周波数の成分を示し、３０００ＭＨｚ（３ＧＨｚ）付近のスペクトラム７８ａは、異周波の周波数の成分を示す。
【００７９】
まず、図１５を参照して、マグネトロン４２の使用初期の段階においては、基本波のスペクトラム７７ａのレベルと異周波のスペクトラム７８ａのレベルとの異周波差分は、比較的大きい。図１５においては、基本波のスペクトラム７７ａのレベルは、おおよそ１０．０ｄＢｍであり、異周波のスペクトラム７８ａのレベルは、おおよそ−６０．０ｄＢｍであり、基本波のスペクトラム７７ａのレベルと異周波のスペクトラム７８ａのレベルとの異周波差分は、おおよそ７０．０ｄＢｍ程度である。しかし、図１６を参照して、長時間の使用後においては、基本波のスペクトラム７７ａのレベルと異周波のスペクトラム７８ａのレベルとの異周波差分は、小さくなってきている。図１６においては、基本波のスペクトラム７７ｂのレベルは、おおよそ０．０ｄＢｍであり、異周波のスペクトラム７８ａのレベルは、おおよそ−４０．０ｄＢｍであり、基本波のスペクトラム７７ａのレベルと異周波のスペクトラム７８ａのレベルとの異周波差分は、おおよそ４０．０ｄＢｍ程度である。
【００８０】
図１７は、異周波差分と反射波電力との関係を示すグラフである。図１７を参照して、異周波差分が４０．０ｄＢｍ以上であれば、反射波電力の値は、０（Ｗ）である。すなわち、反射波電力は発生していない。これに対し、異周波差分が４０．０ｄＢｍよりも小さければ、反射波電力が発生する。ここで、異周波差分が４０ｄＢｍ以上であれば、反射波電力が発生しないことが把握できる。したがって、この実施形態においては、例えば、閾値ΔＳ２として４０．０ｄＢｍを設定する。そして、異周波差分が４０．０ｄＢｍよりも小さくなったタイミングで報知器１０５によるアラーム音の発生等の報知を行う。このタイミングが、マグネトロン４２の交換のタイミングの目安となる。この報知器１０５による報知があった際に被処理基板Ｗのプラズマ処理中であれば、プラズマ処理を終了した後にマグネトロン４２を交換するとよい。被処理基板Ｗのプラズマ処理を行う前であれば、プラズマ処理を行う前に、マグネトロン４２の交換を行えばよい。
【００８１】
すなわち、このようなプラズマ処理装置１１によると、ＣＰＵ２０４によりマグネトロン４２の状態を判断し、判断結果が報知機構としての報知器１０５により報知されるため、マグネトロン４２の交換のタイミングを計ることができる。そうすると、プラズマ処理中にマグネトロン４２の交換のタイミングとなる事態を回避することができる。したがって、このようなプラズマ処理装置１１によると、効率的なプラズマ処理を行うことができる。
【００８２】
なお、この場合、判断機構においては、初期の値として特に入力する必要はない。すなわち、検出した基本波の成分と異周波の成分を用いて、マグネトロン４２の交換のタイミングを計ることができる。したがって、利便性が良好である。
【００８３】
この場合、分岐部６５ａからマグネトロン４２の発振する周波数信号の一部を分岐して入力されているため、導波路６０から分岐させた周波数信号の取り扱い性を向上させることができる。
【００８４】
また、図１７を参照すると、スペクトラムレベルの差が小さくなるほど、大きな反射波電力が発生する傾向があることも把握できる。したがって、反射波電力の大きさとの兼ね合いで、閾値を他の値に設定し、マグネトロン４２の交換のタイミングを計ることとしてもよい。
【００８５】
次に、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置１１を用いた異常発振判断処理について説明する。図１８は、第２の実施形態に係る異常発振判断処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１８に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０４は、それぞれ、図１３に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０４に対応するため、その詳しい説明を省略する。
【００８６】
図１８に示すように、ＣＰＵ２０４は、ステップＳ２０４にて算出した、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と周辺周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分の値が閾値ΔＳ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【００８７】
ＣＰＵ２０４は、算出した差分の値が閾値ΔＳ１を超える場合には（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルの値をスペクトラムレベル検出器２０２から取得する（ステップＳ２０６）。ＣＰＵ２０４は、基本波の中心周波数の成分のスペクトラムレベルの値と、異周波の周波数の成分のスペクトラムレベルの値との差分である異周波差分を算出する（ステップＳ２０７）。ＣＰＵ２０４は、算出した異周波差分の値が閾値ΔＳ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。
【００８８】
ＣＰＵ２０４は、異周波差分の値が閾値ΔＳ２を超える場合には（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、マグネトロン４２の異常発振が発生していないと判断する（ステップＳ２０９）、処理をステップＳ２１１に進める。
【００８９】
一方、ＣＰＵ２０４は、ステップＳ２０４にて算出した差分の値が閾値ΔＳ１以下である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、又は異周波差分の値が閾値ΔＳ２以下である場合には（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、マグネトロン４２の異常発振が発生していると判断し（ステップＳ２１０）、処理をステップＳ２１１に進める。
【００９０】
そして、ＣＰＵ２０４は、処理が終了されない場合には（ステップＳ２１１；Ｎｏ）、処理をステップＳ２０１へ戻す。一方、ＣＰＵ２０４は、処理が終了される場合には（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ）、報知器２０５を介して判断結果を報知する（ステップＳ２１２）。
【００９１】
以上のように、第２の実施形態のプラズマ処理装置１１は、インピーダンスが変更された状態で基本波の中心周波数の成分と、異周波の周波数の成分とに基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断する。その結果、プラズマ処理装置１１は、異周波成分の増加に伴うマグネトロン４２の異常発振を精度良く判断することが可能となる。
【００９２】
（他の実施形態）
以上、第１及び第２の実施形態のプラズマ処理装置について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。以下では、他の実施形態について説明する。
【００９３】
例えば、上記第１及び第２の実施形態では、ＣＰＵがマグネトロン４２の異常発振を判断する例を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、減算回路及び比較器等のハードウェアに、ＣＰＵによる異常発振の判断機能の一部を担わせても良い。
【００９４】
図１９は、他の実施形態に係るプラズマ処理装置に備えられるマイクロ波発生器４１ｂの概略的な構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同一の構成要件については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１９に示すマイクロ波発生器４１ｂは、基本波の成分のスペクトラムレベルおよび異周波の成分のスペクトラムレベルを検出するスペクトラムレベル検出部６３ｂと、スペクトラムレベル検出部６３ｂにより検出した基本波の成分のスペクトラムレベルの値および異周波の成分のスペクトラムレベルの値とを比較するスペクトラムレベル比較部６４ｂとを含む。スペクトラムレベル検出部６３ｂは、方向性結合器５４から検出器５５ｃに至る回路５５ａの途中に設けられた分岐部６５ｂと、分岐部６５ｂから分岐され、入力された周波数信号を入力される第一のバンドパスフィルタ６７ｂおよび第二のバンドパスフィルタ６８ｂと、第一のバンドパスフィルタ６７ｂを通過した周波数を検出する第一の検出器６９ｂと、第二のバンドパスフィルタ６８ｂを通過した周波数を検出する第二の検出器７０ｂと、第一の検出器６９ｂによって検出した周波数信号を増幅させる第一のゲイン調整アンプ７１ｂと、第二の検出器７０ｂによって検出した周波数信号を増幅させる第二のゲイン調整アンプ７２ｂとを含む。また、スペクトラムレベル比較部６４ｂは、第一のゲイン調整アンプ７１ｂにより増幅させた周波数および第二のゲイン調整アンプ７２ｂにより増幅させた周波数との差分を算出する減算回路７３ｂと、減算回路７３ｂにより算出された差分の値と所定の値となる閾値とを比較する比較器７４ｂと、比較器７４ｂにより比較される比較対象となる閾値を調整する閾値調整部７５ｂとを備える。
【００９５】
第一のバンドパスフィルタ６７ｂは、基本波の成分の周波数帯域のみを通過させ、その他の周波数帯域を取り除くフィルタリングを行う。第一の検出器６９ｂにおいては、第一のバンドパスフィルタ６７ｂを通過した基本波の成分を検出する。そして、第一の検出器６９ｂによって検出された基本波の成分は、第一のゲイン調整アンプ７１ｂにより増幅され、減算回路７３ｂに入力される。第二のバンドパスフィルタ６８ｂは、異周波の成分の周波数帯域のみを通過させ、その他の周波数帯域を取り除くフィルタリングを行う。第二の検出器７０ｂにおいては、第二のバンドパスフィルタ６８ｂを通過した異周波の成分を検出する。そして、第二の検出器７０ｂによって検出された異周波の成分は、第二のゲイン調整アンプ７２ｂにより増幅され、減算回路７３ｂに入力される。減算回路７３ｂでは、それぞれ増幅された基本波のスペクトラムレベルと異周波のスペクトラムレベルとの差分を算出する。そして、算出された差分は、比較器７４ｂに入力される。また、比較器７４ｂには、閾値調整部７５ｂから調整された差分の比較対象となる閾値も入力される。比較器７４ｂにより差分の値と閾値との比較を行い、比較結果に基づいて、マグネトロン４２の異常発振を判断する。この判断結果は、ＣＰＵ１０４を介して報知器１０５に入力され、報知される。
【００９６】
以上、他の実施形態によれば、減算回路及び比較器等のハードウェアに、ＣＰＵによる異常発振の判断機能の一部を担わせることができるので、マグネトロン４２の異常発振の判断処理に伴う処理負荷を軽減することが可能となる。
【００９７】
なお、上記他の実施形態においては、マイクロ波発生器に含まれるスペクトラムレベル比較部は、減算回路、比較器、閾値調整部を含むこととしたが、これに限らず、例えば、入力されるアナログデータをデジタルデータに変換し、比較を行うこととしてもよい。
【００９８】
図２０は、この場合におけるプラズマ処理装置に備えられるマイクロ波発生器４１ｃの概略的な構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同一の構成要件については、同一の符号を付してその説明を省略する。図２０に示すマイクロ波発生器４１ｃは、基本波の成分のスペクトラムレベルおよび異周波の成分のスペクトラムレベルを検出するスペクトラムレベル検出部６３ｃと、スペクトラムレベル検出部６３ｃにより検出した基本波の成分のスペクトラムレベルの値および異周波の成分のスペクトラムレベルの値とを比較するスペクトラムレベル比較部６４ｃとを含む。スペクトラムレベル検出部６３ｃは、方向性結合器５４から検出器５５ｃに至る回路５５ａの途中に設けられた分岐部６５ｃと、分岐部６５ｃから分岐され、入力された周波数信号を入力される第一のバンドパスフィルタ６７ｃおよび第二のバンドパスフィルタ６８ｃと、第一のバンドパスフィルタ６７ｃを通過した周波数を検出する第一の検出器６９ｃと、第二のバンドパスフィルタ６８ｃを通過した周波数を検出する第二の検出器７０ｃと、第一の検出器６９ｃによって検出した周波数信号を増幅させる第一のゲイン調整アンプ７１ｃと、第二の検出器７０ｃによって検出した周波数信号を増幅させる第二のゲイン調整アンプ７２ｃと、第一のゲイン調整アンプ７１ｃにより増幅させた周波数のＡＤ変換を行う第一のＡＤ変換器７９ｃと、第二のゲイン調整アンプ７２ｃにより増幅させた周波数のＡＤ変換を行う第二のＡＤ変換器８０ｃとを含む。また、スペクトラムレベル比較部６４ｃは、第一および第二のＡＤ変換器７９ｃ、８０ｃにより変換されたデジタルデータを入力させるＣＰＵ１０４と、ＣＰＵ１０４との間でデータの授受を行うことができ、データを記憶する記憶部としてのメモリ１０３とを含む。
【００９９】
第一のバンドパスフィルタ６７ｃ、第二のバンドパスフィルタ６８ｃ、第一の検出器６９ｃ、第二の検出器７０ｃ、第一のゲイン調整アンプ７１ｃ、第二のゲイン調整アンプ７２ｃのそれぞれの構成については、図１９に示す他の実施形態における第一のバンドパスフィルタ６７ｂ等と同様の構成であるため、その説明を省略する。第一のゲイン調整アンプ７１ｃにより増幅させた周波数のアナログデータは、第一のＡＤ変換器７９ｃによってデジタルデータに変換される。同様に、第二のゲイン調整アンプ７２ｃにより増幅させた周波数のアナログデータは、第二のＡＤ変換器８０ｃによってデジタルデータに変換される。すなわち、それぞれのアナログデータがＡＤ変換される。そして、ＡＤ変換されたそれぞれの周波数のデジタルデータが、ＣＰＵ１０４に入力される。ここで、メモリ１０３には、閾値が記憶されている。ＣＰＵ１０４は、メモリ１０３から閾値を取得し、入力されたそれぞれの周波数のデジタルデータを用いて、演算処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１０４は、第一のＡＤ変換器７９ｃにより入力されたデジタルデータの値と第二のＡＤ変換器８０ｃにより入力されたデジタルデータの値との差分を算出し、得られた差分の値とメモリ１０３から取得した閾値との比較を行う。この閾値については、上記した図１７等に示す実施形態によれば、４０．０ｄＢｍに相当するデジタルデータである。そして、比較による判断結果を、報知器１０５により報知する。
【０１００】
以上、他の実施形態によれば、メモリ１０３によるデジタルデータの記憶を図ることができ、このデータを取得して、マグネトロン４２の状態の管理、記録等、有効活用を図ることができる。また、閾値の設定等も、デジタルデータの入力等、任意の値を容易に設定することができる。
【０１０１】
なお、上記の実施の形態においては、高周波発振器としてマグネトロンを用いることとしたが、これに限らず、他の高周波発振器を用いた場合にも適用される。
【０１０２】
なお、上記の実施の形態においては、フィルタリングを行う部材としてバンドパスフィルタを用いることとしたが、この場合、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）やハイパスフィルタ（ＨＰＦ）をそれぞれ組み合わせて用いることにしてもよいし、必要に応じて、いずれか一方のみを用いることにしてもよい。
【０１０３】
また、上記の実施の形態においては、ラジアルラインスロットアンテナを用いたマイクロ波によりプラズマ処理を行うこととしたが、これに限らず、くし型のアンテナ部を有し、マイクロ波によりプラズマを生成するプラズマ処理装置やスロットからマイクロ波を放射しプラズマ生成するプラズマ処理装置を用いてもよい。
【０１０４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１１  プラズマ処理装置
１２  処理容器
１９  プラズマ発生機構
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、２４１ａ  マイクロ波発生器
４２  マグネトロン
１０１  インピーダンス調整器
１０２、２０２  スペクトラムレベル検出器
１０３、２０３  メモリ
１０４  ＣＰＵ
１０５、２０５  報知器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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