DE102010015071A1 - Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung und Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung - Google Patents

Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung und Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung Download PDF

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Abstract

In einer Pulsleistungssteuerung wird eine Leistungsamplitude (Spitzenleistung) der Ausgabeleistung gesteuert, konstant zu sein gegen die Fluktuation der Leistung, wodurch es möglich ist, einen Einfluss auf die Last zu vermeiden, die verursacht wird durch die Fluktuation der Leistungsamplitude der Ausgabeleistung. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung umfasst einen Ausgabeamplitudensteuerungsschritt zum Steuern einer Amplitude der Pulsausgabe, und einen Tastgradsteuerungsschritt zum Steuern eines Tastgrads der Pulsausgabe. Der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt führt eine konstante Amplitudensteuerung durch, um einen Amplitudenwert der Pulsausgabe so zu steuern, dass der Amplitudenwert gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird. Die konstante Amplitudensteuerung gemäß der Ausgabeamplitudensteuerung führt beispielsweise eine Rückkopplung des Amplitudenwerts der von der Leistungssteuerung ausgegebenen Pulsausgabe an, ermittelt einen Differenzwert zwischen dem Rückkoppelwert und dem eingestellten Amplitudenwert, und steuert den Amplitudenwert der Pulsausgabe, so dass die Differenz Null wird.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochfrequenz-(RF, Engl.: radio-frequency)-Leistungssteuerungsverfahren und eine RF-Leistungsversorgungsvorrichtung, und im Genaueren betrifft die vorliegende Erfindung Pulsleistungsmodulation zum Modulieren von Leistung mit einer pulsartigen Wellenform, die einer Last zugeführt wird.
  • Beschreibung der zugehörigen Technik
  • Als ein Verfahren zum Steuern von RF-Leistung, die einer Last zuzuführen ist, sind ein Verfahren zum Durchführen einer Steuerung, um eine konstante Vorwärtsleistung zu etablieren, die von der RF-Leistungsversorgungsvorrichtung (PF-Steuerung) ausgegeben wird, und ein Verfahren zum Durchführen einer Steuerung bekannt, um eine konstante Lastleistung zu etablieren, die erhalten wird durch Subtrahieren von reflektierter Leistung von der Vorwärtsleistung (PL-Steuerung), wie in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2007-087908 (siehe Paragraphen 0002 bis 0009, 0026, und 0027) und in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2009-111940 (siehe Paragraphen 0002 und 0011) offenbart ist, auf die im Folgenden als ”Patentdokument 1” und ”Patentdokument 2” Bezug genommen wird.
  • Als ein Verfahren zum Steuern der Amplitude von ausgegebener Leistung sind ein Dauerleistungssteuerungsverfahren zum Steuern der Leistungsamplitude von Dauerleistung und ein Pulsleistungssteuerungsverfahren zum Verändern eines Tastverhältnisses einer Pulsbreite oder eines Pulses bekannt, wie in dem japanischen Patent Nr. 4065820 (siehe Paragraphen 0014 und 0015) offenbart, auf das im Folgenden als ”Patentdokument 3” Bezug genommen wird.
  • Beim Steuern der Pulsleistung oder der Dauerleistung ist es bekannt, dass in dem Fall, in dem die reflektierte Leistung erhöht wird, die Ausgabeleistung vermindert wird, um die RF-Leistungsversorgungsvorrichtung zu schützen. In einer Spitzenlastleistungssteuerung zum Steuern eines Spitzenwerts der Lastleistung wird die Spitzenvorwärtsleistung so gesteuert, dass diese variabel ist, wenn die Spitzenreflektionsleistung fluktuiert.
  • Bei einer konventionellen Leistungssteuerung, wenn die Spitzenvorwärtsleistung zusammen mit der Fluktuation der reflektierten Leistung bzw. der Reflektionsleistung verändert wird, wird die Spitzenvorwärtsleistung erhöht oder vermindert. Fluktuationen der Spitzenvorwärtsleistung können Probleme verursachen, so wie das Instabilmachen der Ausgangsleistung und die Beeinflussung eines Prozesses, der in einer Kammer auf der Lastseite ausgeführt wird.
  • Beispielsweise gleicht ein Abgleichschaltkreis, der bereitgestellt ist zwischen der RF-Leistungsquelle und der Last, die Impedanzvariation, die bewirkt wird durch die Erhöhung oder Verminderung der Spitzenvorwärtsleistung, ab durch eine Abgleichoperation. Bei diesem Ereignis fluktuiert ein Abgleichpunkt gemäß dieser Abgleichoperation des Abgleichschaltkreises. Diese Fluktuation des Abgleichpunktes destabilisiert die Impedanz in einer Plasmakammer zum Produzieren des Plasmas auf der Lastseite und bewirkt weiter Fluktuationen der reflektierten Leistung. Folglich wird die Ausgabeleistung instabil. Zusätzlich, wenn die Spitzenvorwärtsleistung fluktuiert, werden die Plasmadichte und die Plasma-Atmosphäre innerhalb der Kammer simultan variiert, und folglich werden die Homogenität und die Ausbeute eines Prozesses, der in der Kammer durchgeführt wird, nachteilig beeinflusst.
  • Während des Betriebsprozesses, der durch das Plasma auf der Lastseite durchgeführt wird, wenn die Ausgabe der Vorwärtsleistung vermindert wird, um die RF-Leistungsversorgungsvorrichtung zu schützen, in dem Fall, in dem die Spitzenreflektionsleistung in der Kammer erhöht wird aufgrund einer Variation der Impedanz, stellt sich das Problem dar, dass eine Verminderung der Vorwärtsleistung einen Verlust von Plasma-Aktivierung, Unterbrechung der Prozessentwicklung und einen Einfluss auf eine Produktqualität bewirken kann.
  • Zur Zeit des Prozessstarts auf der Lastseite ist die reflektierte Leistung im Allgemeinen geeignet, in einem Zustand groß zu werden, in dem das Plasma noch nicht gezündet wurde. Hier ist ein Problem dargestellt, dass wenn die Ausgabe der Vorwärtsleistung vermindert wird, um die RF-Leistungsversorgungsvorrichtung zu schützen vor der Erhöhung der reflektierten Leistung, eine Zündung des Plasmas schwieriger werden kann.
  • Das Patentdokument 1 beschreibt, dass es folgende Probleme gibt in dem Fall, in dem die reflektierte Leistung erhöht wird, während die Vorwärtsleistung gesteuert wird, konstant zu sein.
  • In dem Fall, in dem die Vorwärtsleistung gesteuert wird, konstant zu sein, wird ein Spitzenwert der Vorwärtsleistung gesteuert, konstant zu sein. Daher, wenn die reflektierte Leistung erhöht wird, wird die Menge der Leistung, die der Last zugeführt wird, vermindert, und ein Plasmazustand innerhalb der Kammer wird verändert, wodurch bewirkt wird, dass die Lastimpedanz fluktuiert. Diese Fluktuation kann eine Abweichung von dem Abgleichzustand bewirken, wodurch das Plasma nicht erhalten werden kann, und folglich verschwindet das Plasma.
  • Ferner, wenn die Menge der Leistung, die der Last zugeführt wird, instabil wird und die lastseitige Impedanz fluktuiert, wird auch ein Zielpunkt des Abgleichs instabil. Folglich kann auf eine Zielposition eines variablen Impedanzelements des Abgleichschaltkreises instabil werden, und es besteht eine Möglichkeit, dass das variable Impedanzelement ein Pendelphänomen verursacht. Ein solches Pendelphänomen während des Prozesses des Abgleichs, wie dieser oben beschrieben ist, kann möglicherweise lediglich einen Teil des variablen Impedanzelements des Abgleichschaltkreises betätigen, und dies kann eine Lebensdauer des variablen Impedanzelements verkürzen.
  • Daher wird in einer konventionellen Leistungssteuerung, wenn die Ausgabeleistung, so wie eine Vorwärtsleistung und eine Lastleistung, gesteuert wird, die Ausgabeleistung erhöht oder vermindert in Übereinstimmung mit den Fluktuationen der reflektierten Leistung. Daher wird die Leistungsamplitude der Ausgabeleistung instabil, was Probleme verursacht, so wie Fluktuationen des Plasmazustandes innerhalb der Kammer.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, solche konventionellen Probleme, wie diese oben beschrieben sind, zu lösen durch Steuern der Leistungsamplitude (Spitzenleistung) der Ausgabeleistung, so dass diese konstant ist, gegen die Leistungsvariation in einer Pulsleistungssteuerung, um einen Effekt bzw. Einfluss auf die Last aufgrund der Fluktuationen der Leistungsamplitude der Ausgabeleistung zu vermeiden.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, stabil die Leistungsamplitude der Ausgabeleistung zu steuern, wodurch die Plasmadichte und die Plasma-Atmosphäre auf der Lastseite stabilisiert wird, und wodurch sowohl die Prozesshomogenität, die erhalten wird durch die Plasmabehandlung, und eine Produktqualität, die erhalten wird durch den Prozess, verbessert werden.
  • Weiterhin ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Durchschnittsreflektionsleistung zu unterdrücken gegen die Erhöhung der reflektierten Leistung, um die Leistungsversorgungsvorrichtung zu schützen und simultan die Leistungsamplitude der Vorwärtsleistung (Spitzenvorwärtsleistung) beizubehalten, wodurch eine nicht notwendige Abgleichsoperation des Abgleichschaltkreises eliminiert wird und die Plasmalast stabilisiert wird.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vereinfachung der Erzeugung eines Plasmas innerhalb der Kammer zu der Zeit des Prozessstarts bei der Last.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Leistungssteuerung gerichtet, umfassend: eine Ausgabeamplitudensteuerung, die eine konstante Leistungssteuerung durchführt, so dass die Leistungsamplitude der Ausgabeleistung gleich einem eingestellten Wert wird, und eine Tastgradsteuerung zum Steuern eines Tastverhältnisses von Pulsleistung, so dass ein Betrag, der einem Betrag der Ausgabeleistung entspricht, gleich einem eingestellt Wert wird, wodurch eine stabile Steuerung über die Leistungsamplitude der Ausgabeleistung erreicht bzw. etabliert wird und die Leistungsversorgungsvorrichtung gegen die Erhöhung der reflektierten Leistung geschützt wird.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst einen Aspekt eines Steuerungsverfahrens für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung und einen Aspekt einer Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung, und beide oder jeder der Aspekte der Erfindung beziehen gemeinsam eine Ausgabeamplitudesteuerung mit ein, die eine konstante Leistungssteuerung über die Leistungsamplitude der Ausgabeleistung durchführt, und eine Tastgradsteuerung zum Steuern, durch Verwenden des Tastverhältnisses von Pulsleistung, eines Betrags, der einem Betrag der Ausgabeleistung entspricht, wodurch eine stabile Steuerung über die Leistungsamplitude der Ausgabeleistung implementiert wird und die Leistungsversorgungsvorrichtung gegen die Erhöhung der reflektierten Leistung geschützt wird.
  • Ein Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern von RF-Leistung bzw. Hochfrequenzleistung, das die RF-Leistung steuert, die einer Last zuzuführen ist. Die RF-Ausgabe, die zu der Last ausgegeben wird gemäß der Steuerungsverfahren der vorliegenden Erfindung, ist eine Pulsausgabe. Eine kontinuierliche Ausgabe bzw. eine Dauerausgabe ist eine RF-Leistung, die zeitlich kontinuierlich ausgegeben wird, wohingegen die Pulsausgabe eine RF-Leistung ist, die zeitlich intermittierend ausgegeben wird. Die Pulsausgabe, die zeitlich intermittierend ausgegeben wird, wird mit zwei Zeitperioden alternierend bereitgestellt; eine Zeitperiode, wenn eine Spitzenleistung zu der Last zugeführt wird, (EIN-Periode), und eine Zeitperiode, wenn eine Leistung, die kleiner ist als die Spitzenleistung, der Last zugeführt wird (AUS-Periode). Hier wird die Zeitperiode, wenn die Spitzenleistung der Last zugeführt wird, als EIN-Periode angenommen, und die Zeitperiode, wenn eine Leistung, die kleiner ist als die Spitzenleistung, der Last zugeführt wird, wird als die AUS-Periode angenommen. Die Leistung wird zugeführt in einer Kombination der EIN-Periode und der AUS-Periode, wobei die Kombination als ein Zyklus angenommen wird.
  • 27 ist ein Diagramm zum Erklären einer pulsmodulierten Hochfrequenzsteuerung, in der eine Pulsausgabe von RF-Leistung einer Last zugeführt wird. In 27A wird die Leistung zeitlich intermittierend zugeführt, wobei Tcyc als ein Zyklus angenommen wird. Der eine Zyklus (Tcyc) wird mit einer EIN-Periode (Ton) und einer AUS-Periode (Toff) bereitgestellt. Die pulsmodulierte Hochfrequenzleistungssteuerung steuert eine Leistung, die einer Last zuzuführen ist, durch Steuern eines Verhältnisses der EIN-Periode und der AUS-Periode (Tastverhältnis), in der eine Hochfrequenzleistung zugeführt wird, in der EIN-Periode, und eine FR-Leistung wird in einer AUS-Periode reguliert.
  • 27A und 27B illustrieren einen gleichen Ausgabezustand.
  • 27B zeigt einen vereinfachten Veränderungszustand einer Hochfrequenzleistung in einer EIN-Periode.
  • Jede Figur bzw. jede Zeichnung in der folgenden Beschreibung vereinfacht ein Ausgabezustand einer RF-Leistung bzw. einer Hochfrequenzleistung auf die gleiche Art und Weise wie 27B.
  • Es wird angenommen, dass die AUS-Periode in der vorliegenden Erfindung eine Zeitperiode umfasst zum Zuführen einer Leistung, die kleiner ist als die Spitzenleistung, zusätzlich zu der Zeitperiode, wenn die Spitzenleistung nicht der Last zugeführt wird. Ferner wird in der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen, dass der Ausdruck ”Spitzen-” der Spitzenleistung eine maximale Leistungsamplitude angibt. Beispielsweise repräsentiert ”Spitzenvorwärtsleistung” eine Vorwärtsleistung, die einen maximalen Amplitudenwert aufweist in der Vorwärtsleistung, die sich von der Hochfrequenzleistungsquelle zu der Last bewegt. Andererseits wird die Vorwärtsleistung, deren Amplitudenwert nicht die maximale Amplitude erreicht hat, einfach als ”Vorwärtsleistung” bezeichnet.
  • Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung umfasst einen Ausgabenamplitudensteuerungsschritt zum Steuern einer Amplitude einer Pulsausgabe und einen Tastgradsteuerungsschritt zum Steuern eines Tastverhältnisses der Pulsausgabe.
  • Der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt steuert einen Amplitudenwert der Pulsausgabe und führt eine konstante Amplitudensteuerung durch, so dass ein Amplitudenwert gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird. Beispielsweise führt die konstante Amplitudensteuerung gemäß der Ausgaben-Amplitudensteuerung eine Rückkopplung des Amplitudenwerts der Pulsausgabe an, die durch die Leistungssteuerung ausgegeben wird, erhält bzw. ermittelt einen Differenzwert zwischen dem Rückkoppelwert und dem eingestellten Amplitudenwert und steuert den Amplitudenwert der Pulsausgabe, so dass der Differenzwert Null wird. Die Ausgabenamplitudensteuerung kann implementiert werden durch die PWM-(Pulsbreitenmodulation, Engl.: pulse width modulation)Steuerung. Beispielsweise wird die Dauer der EIN-Periode angepasst, ein Pulssteuerungssignal zu bilden, basierend auf dem Differenzwert, und dann wird eine eingegebene Gleichspannungsleistung einem Schalten durch geformte Pulssteuerungssignale unterzogen, wodurch der Amplitudewert der Pulsausgabe gesteuert wird.
  • Ein Taktgradsteuerungsschritt steuert das Tastverhältnis der Pulsausgabe und führt die konstante Leistungssteuerung durch, so dass eine Leistungsmenge bzw. eine Leistungsgröße, die bestimmt wird durch das Tastverhältnis, gleich einem eingestellten Leistungswert wird.
  • Hier kann die Leistungsmenge, die der konstanten Leistungssteuerung zu unterziehen ist, durch den Tastgradsteuerungsschritt beispielsweise ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung sein, oder kann ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenlastleistung sein, der erhalten wird von der Spitzenvorwärtsleistung und einer Spitzenreflektionsleistung. Hier korrespondiert die Spitzenreflektionsleistung mit der maximalen Amplitude der reflektierten Leistung bzw. Reflektionsleistung, die zu der Hochfrequenzleistungsquelle von der Last zurückkehrt, und die Spitzenlastleistung korrespondiert mit der maximalen Amplitude der Lastleistung, die der Last zugeführt wird.
  • Sowohl der Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung als auch der Durchschnittsleistungswert der Spitzenlastleistung korrespondieren mit einem Durchschnittsleistungswert der Leistung, die von der Hochfrequenzleistungsquelle der Last zugeführt wird.
  • Die konstante Leistungssteuerung bzw. die Konstantleistungssteuerung in dem Tastgradsteuerungsschritt steuert die Leistungsmenge, die von der Hochfrequenzleistungsquelle der Last zugeführt wird, so dass die Leistungsmenge gleich einem eingestellten Leistungswert wird, und diese wird konstant gehalten unabhängig von den temporären Fluktuationen. Die Leistungsmenge ist nicht begrenzt auf den Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung oder der Spitzenlastleistung, die als ein Beispiel in der oberen Beschreibung angeführt sind, sondern auch ein Mittelwert oder ein häufigster Wert der Spitzenvorwärtsleistung oder der Spitzenlastleistung sind auch anwendbar bzw. verwendbar, die Werte sind, die konstant bzw. durchgängig die Menge der Leistung repräsentieren.
  • Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung führt den Ausgabeamplitudensteuerungsschritt und den Tastgradsteuerungsschritt unabhängig voneinander aus und führt Pulsmodulation der Hochfrequenzleistung durch, wodurch beide Steuerungen unabhängig voneinander durchgeführt bzw. betrieben werden, ohne miteinander zu Wechselwirken bzw. zu interferieren. Folglich ist es beispielsweise möglich, die Steuerungen durchzuführen, so dass die Spitzenvorwärtsleistung konstant wird und simultan die Durchschnittsvorwärtsleistung konstant wird.
  • Der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt und der Tastgradsteuerungsschritt können unter Annahme, dass die Spannung und der Strom, die der Last zugeführt werden, Steuerungsziele der Pulsausgabe sind, die Steuerungen auch durchführen zusätzlich zu der Leistung, die der Last zugeführt wird.
  • In dem Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Tastgradsteuerungsschritt ferner einen Schritt zum Einstellen der AUS-Zeit, in der eine Hochfrequenzleistung nicht ausgegeben wird, auf Null durch Steuern des Tastverhältnisses, und zum Durchführen der Steuerung, so dass die Leistungsmenge der Pulsausgabe gleich einem Amplitudenwert der Pulsausgabe wird, um die Pulsausgabe auf eine kontinuierliche Ausgabe bzw. Dauerausgabe zu schalten.
  • Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung kann zwei Modi umfassen; einen Modus zum Durchführen einer Steuerung unter der Annahme der Spitzenvorwärtsleistung als ein Steuerungsziel, und ein Modus zum Durchführen der Steuerung unter der Annahme der Durchschnittslastleistung als das Steuerungsziel.
  • In dem Tastgradsteuerungsschritt, in dem Modus zum Durchführen der Steuerung unter der Annahme der Spitzenvorwärtsleistung als das Steuerungsziel bzw. als die Steuerungsgröße, ist die Steuerungsgröße der Pulsausgabe auf die Spitzenvorwärtsleistung gerichtet. In dem Ausgabeamplitudensteuerungsschritt wird die konstante Amplitudensteuerung durchgeführt, so dass ein Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird. Indem Tastgradsteuerungsschritt wird die konstante Leitungsschnittstelle durchgeführt, so dass ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung, die bestimmt wird durch das Tastverhältnis, gleich einem eingestellten Leistungswert wird, und folglich wird die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert.
  • Der Tastgradsteuerungsschritt umfasst eine Pulsausgabesteuerung zum Erzeugen einer diskontinuierlichen Ausgabe und eine kontinuierliche Ausgabesteuerung bzw. Dauerausgabesteuerung, um die Pulsausgabe zu einer kontinuierlichen Ausgabe bzw. Dauerausgabe zu machen.
  • In der Pulsausgabesteuerung wird die EIN-Periode eingestellt, weniger als 100% in dem Tastverhältnis zu sein, das bestimmt wir durch die EIN-Periode und AUS-Periode in einem Zyklus einer Pulsausgabe, und ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung wird gesteuert, kleiner zu sein als ein Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung, so dass die Pulsausgabe zu einer diskontinuierlichen Ausgabe gemacht wird.
  • In der kontinuierlichen Ausgabesteuerung bzw. der Dauerausgabesteuerung wird die AUS-Periode auf 0% eingestellt und die EIN-Periode wird auf 100% eingestellt in dem Tastverhältnis, das bestimmt wird durch die EIN-Periode und AUS-Periode innerhalb eines Zyklus der Pulsausgabe, so dass die Pulsausgabe zu einer kontinuierlichen Ausgabe bzw. Dauerausgabe gemacht wird.
  • Diese Steuerung bewirkt, dass der Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung gesteuert wird, gleich dem Amplitudenwert der Spitzenvorwärtswellenleistung zu sein.
  • In dem Tastgradsteuerungsschritt, in dem Modus zum Durchführen der Steuerung unter der Annahme der Durchschnittslastleistung als ein Steuerungsziel, ist ein Steuerungsziel der Pulsausgabe auf die Spitzenvorwärtsleistung in dem Ausgabenamplitudensteuerungsschritt gerichtet, und ein Steuerungsziel der Pulsausgabe ist gerichtet auf die Durchschnittslastleistung in dem Tastgradsteuerungsschritt. Der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt führt die konstante Amplitudensteuerung durch, so dass der Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung konstant wird, und der Tastgradsteuerungsschritt führt die konstante Leistungssteuerung durch, so dass ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenlastleistung, ermittelt aus der Spitzenvorwärtsleistung und Spitzenreflektionsleistung, die bestimmt wird durch das Tastverhältnis, gleich einem eingestellten Leistungswert wird, und folglich wird die Durchschnittslastleistung gesteuert.
  • In der Tastgradsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Tastverhältnis der Pulsausgabe erhöht oder vermindert auf der Basis eines Rückkoppelwerts, der erhalten bzw. ermittelt wird durch die konstante Leistungssteuerung in dem Ausgabeamplitudensteuerungsschritt.
  • In der Steuerung zum Erhöhen oder Vermindern des Tastverhältnisses führt der Tastgradsteuerungsschritt eine Rückkopplung des Spitzenreflektionsleistungswerts an, und wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, wird der Anteil der EIN-Periode in dem Tastverhältnis reduziert, um die Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung zu unterdrücken.
  • In der Steuerung zum Erhöhen oder Vermindern des Tastverhältnisses führt der Tastgradsteuerungsschritt eine Rückkopplung des Spitzenreflektionsleistungswerts an und wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, wird der Anteil der EIN-Periode in dem Tastverhältnis vergrößert, um die Durchschnittslastleistung so zu steuern, dass diese konstant ist.
  • In der Lastleistungssteuerung, bei den Fluktuationen der Spitzenreflektionsleistung, wenn die Spitzenvorwärtsleistung durchgeführt wird, um die Spitzenlastleistungssteuerung durchzuführen, gibt es eine Möglichkeit, dass die Plasmadichte auf der Lastseite fluktuieren kann, und dies kann zu einer Instabilität führen aufgrund der Fluktuation der Spitzenvorwärtsleistung. Andererseits, wenn der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses eingestellt wird, um die Durchschnittslastleistung zu steuern, ein konstanter Wert zu werden, ist es möglich, eine Ausgabe der Spitzenvorwärtsleistung zu stabilisieren.
  • In dem Fall, in dem die Hochfrequenzleistung gesteuert wird durch die kontinuierliche Ausgabesteuerung, wenn ein Amplitudenwert der Spitzenreflektionsleistung überhöht ist, kann ein Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden, wodurch die Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  • Ein Steuerungsmodus, auf dem das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung angewendet werden kann anstelle der kontinuierlichen Ausgabesteuerung, umfasst einen kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus und einen Prozessstartsteuerungsmodus; der Erstere ist ein Steuerungsmodus zum Zuführen der Spitzenvorwärtsleistung gemäß einer kontinuierlichen Ausgabe in einem stationären Zustand, und der Letztere ist ein Steuerungsmodus zum Starten des Plasmalastprozesses durch eine Hochfrequenzleistungszuführungsvorrichtung und Zünden des Plasmas.
  • In dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus bzw. dem Dauervorwärtsleistungssteuerungsmodus wird eine konstante Spitzenvorwärtsleistung kontinuierlich ausgegeben in dem stationären Zustand, und wenn der Amplitudenwert der Spitzenreflektionsleistung während dieser kontinuierlichen Ausgabe überhöht wird, wird eine Pulsausgabesteuerung angewendet durch Schalten durch die kontinuierliche Ausgabesteuerung, wodurch das Tastverhältnis gesteuert wird und folglich die Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  • Andererseits wird in dem Prozessstartsteuerungsmodus die Pulsausgabesteuerung angewendet während eines Zustands bzw. eines Stadiums zum Erhöhen der Spitzenvorwärtsleistung, und nachdem die Spitzenvorwärtsleistung einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Pulsausgabesteuerung auf die kontinuierliche Ausgangsteuerung geschaltet. Wenn ein Amplitudenwert der Spitzenreflektionsleistung während der Erhöhung der Spitzenvorwärtsleistung überhöht wird, wird die kontinuierliche Ausgabesteuerung zu der Pulsausgabesteuerung geschaltet und angewendet, wodurch das Tastverhältnis gesteuert wird und folglich die Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  • In dem Steuerungsmodus zum Zuführen der Spitzenvorwärtsleistung in dem stationären Zustand (kontinuierlicher Vorwärtsleistungssteuerungsmodus) gibt es eine Möglichkeit, dass die Impedanz innerhalb der Kammer verändert wird aufgrund einer Variation von Gasdruck oder Ionen-Reaktionen während des Prozesses, und die reflektierte Leistung bzw. die Reflektionsleistung wird temporär erhöht.
  • In der Situation, in der die Reflektionsleistung wie oben beschrieben erhöht wird, wenn die Ausgabeleistung als eine konventionelle Maßnahme vermindert wird, wird das Plasma innerhalb der Kammer instabil aufgrund von kombinierter Bewegung der Angleichsoperationen des Angleichschaltkreises.
  • Andererseits wird in der vorliegenden Erfindung der Anteil der EIN-Periode des Pulstastverhältnisses als 100% angenommen, und die Durchschnittsvorwärtsleistung und die Spitzenvorwärtsleistung werden einander angeglichen, um den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus zu etablieren. Unter solchen Umständen, wenn ein Amplitudenwert der Spitzenreflektionsleistung überhöht ist, wird der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses von 100% reduziert, und die kontinuierliche Ausgabesteuerung wird zu der Pulsausgabesteuerung geschaltet, wodurch die Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  • Mit der oben beschriebenen Steuerung ist es möglich, eine Variation der Spitzenvorwärtsleistung zu vermeiden, wodurch eine Stabilisierung der Leistungszuführung zu der Last ermöglicht wird.
  • Es ist anzumerken, dass es in dem Prozessstartsteuerungsmodus eine Tendenz gibt, dass die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird vor dem Zünden des Plasmas. In solch einer Situation, wenn die Ausgabeleistung vermindert wird, wie dies konventionell gemacht wird, wird die Ausgabespannung niedriger als die Spannung, die notwendig ist zum Zündendes Plasmas in der Kammer, wodurch es schwierig wird, das Plasma zu zünden.
  • Andererseits wird in dem Prozessstartsteuerungsmodus der vorliegenden Erfindung die Spitzenvorwärtsleistung zugeführt, während diese in der kontinuierlichen Ausgabesteuerung erhöht wird, und wenn ein Amplitudenwert der Spitzenreflektionsleistung überhöht ist im Zuge der Erhöhung der Spitzenvorwärtsleistung, wird der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses reduziert von 100%, und die kontinuierliche Ausgabesteuerung wird auf die Pulsausgabesteuerung geschaltet. Dann wird im Anschluss, nachdem die Spitzenreflektionsleistung vermindert wird auf einen zusätzlichen Bereich durch Zünden des Plasmas, die Spitzenvorwärtsleistung erhöht, und anschließend wird der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses auf 100% erneut eingestellt, und die Pulsausgabesteuerung wird auf die kontinuierliche Ausgabesteuerung geschaltet. Folglich ist es möglich, die Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung während der Zeitperiode zu unterdrücken, wenn die Spitzenvorwärtsleistung erhöht wird.
  • Gemäß der oben beschriebenen Steuerung, selbst wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, wird eine Zuführung der Spitzenvorwärtsleistung beibehalten, während die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird. Daher erleichtert dies ein Zünden des Plasmas, und nach Zünden des Plasmas innerhalb der Kammer wird die Plasma-Atmosphäre normal und die Spitzenreflektionsleistung wird vermindert. Folglich wird der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses wieder durch die Tastgradsteuerung auf 100% wiederhergestellt, und die Pulsausgabesteuerung wird zu der kontinuierlichen Ausgabesteuerung geschaltet.
  • Durch Vergleichen eines Rückkoppelwerts der Spitzenreflektionsleistung mit einem eingestellten Wert wird beispielsweise bestimmt, ob der Amplitudenwert der Spitzenreflektionsleistung überhöht ist oder nicht. Zusätzlich ist es ferner möglich, eine Bestimmung durchzuführen durch Vergleichen einer Erhöhungsrate des Rückkoppelwerts der Spitzenreflektionsleistung mit einem eingestellten Wert.
  • Der Prozessstartsteuerungsmodus kann ausgeführt werden durch die Tastgradsteuerung anstelle der zuvor erwähnten kontinuierlichen Ausgabesteuerung.
  • In der Tastgradsteuerung während des Prozessstartsteuerungsmodus, wenn ein Amplitudenwert der Spitzenreflektionsleistung überhöht ist, wird der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses graduell erhöht, wodurch die Erhöhung der der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  • Mit der oberen Steuerung kann, selbst wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, eine Zuführung der Spitzenvorwärtsleistung beibehalten werden, während die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird. Daher wird ein Zünden eines Plasmas ermöglicht, und nach Zünden des Plasmas innerhalb der Kammer wird die Plasma-Atmosphäre normal, und dann wird die Spitzenreflektionsleistung reduziert. Folglich wird der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses durch die Tastgradsteuerung auf 100% verändert, und die Tastgradsteuerung wird zu der kontinuierlichen Ausgabesteuerung geschaltet.
  • In der Tastgradsteuerung der Steuerung der pulsmodulierten Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Zyklus der Pulsausgabe eine EIN-Periode und AUS-Periode, und es gibt zwei Leistungssteuerungsmodi gemäß dem Leistungsniveau in jeder der Zeitperioden.
  • Einer der Leistungssteuerungsmodi ist EIN/AUS-Leistungssteuerung, bei der ein Leistungswert der Pulsausgabe während der AUS-Periode als Null angenommen wird und ein Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode als ein eingestellter Leistungswert angenommen wird in der Tastverhältnissteuerung. Der andere Leistungssteuerungsmodus ist HOCH/TIEF-Leistungssteuerung, bei der ein Leistungswert der Pulsausgabe während der AUS-Periode angenommen wird als ein vorbestimmter Leistungswert, der definiert ist zwischen Null und einem eingestellten Leistungswert, und ein Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode wird als der eingestellte Leistungswert angenommen.
  • Die HOCH/TIEF-Leistungssteuerung stellt das Leistungsniveau des Pulses während der TIEF-Periode ein, gleich oder höher als der vorbestimmte Wert zu sein, wodurch der Zustand vermieden wird, dass das Plasma während der AUS-Periode verschwindet.
  • In der Steuerung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung kann mehr als ein Steuerungsmodus für die Tastverhältnissteuerung angewendet werden.
  • Einer der Steuerungsmodi für die Tastverhältnissteuerung ist die PWM-(Pulsbreitenmodulation, Engl.: pulse width modulation)-Steuerung, die eine konstante Frequenz verwendet, und diese steuert ein Verhältnis der Dauer zwischen der EIN-Periodendauer und der AUS-Periodendauer, während die Frequenz konstant gehalten wird. Der andere Steuerungsmodus der Tastverhältnissteuerung ist die PFM-(Pulsfrequenzmodulation, Engt.: pulse frequency modulation)-Steuerung, die eine konstante EIN-Periodendauer oder eine konstante AUS-Periodendauer verwendet, und diese steuert die Frequenz der Pulsausgabe durch Variieren der AUS-Periodendauer, während die EIN-Periodendauer konstant gehalten wird, oder durch Variieren der Dauer der EIN-Periode, während die Dauer der AUS-Periode konstant gehalten wird.
  • Die PWM-Amplitudensteuerung, die durch die Ausgabeamplitudensteuerung durchgeführt wird, ist zum Steuern eines Amplitudenwerts der Pulsausgabe durch Schalten der Eingangsgleichstromleistung, und die PWM-Steuerung, die durch Tastverhältnissteuerung durchgeführt wird, ist zum Steuern der Durchschnittsvorwärtsleistung, während der Amplitudenwert beibehalten wird, der durch die Ausgabenamplitudensteuerung gesteuert wird. Steuerungsziele dieser Steuerungen sind voneinander unterschiedlich, und diese interferieren bzw. beeinflussen einander nicht, wodurch unabhängige Steuerungen ermöglicht werden. Folglich ist es möglich, dass selbst wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, die Durchschnittsvorwärtsleistung gesteuert werden kann, ohne den Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung zu vermindern.
  • Als Nächstes wird ein Aspekt der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt.
  • Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung ist zum Zuführen von Hochfrequenzleistung zu einer Last und umfasst einen Hochfrequenzausgabeteil zum Ausgeben einer Hochfrequenzausgabe einer Pulsausgabe, einen Ausgabeamplitudensteuerungsteil zum Steuern einer Amplitude der Pulsausgabe, und einen Tastgradsteuerungsteil zum Steuern eines Tastverhältnisses der Pulsausgabe.
  • Der Ausgabeamplitudensteuerungsteil steuert einen Amplitudenwert der Pulsausgabe und führt die konstante Amplitudensteuerung durch, so dass der Amplitudenwert gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird. Der Tastgradsteuerungsteil steuert das Tastverhältnis der Pulsausgabe und führt die konstante Leistungssteuerung durch, so dass eine Leistungsmenge, die bestimmt wird durch das Tastverhältnis, gleich einem eingestellten Leistungswert wird. Der Ausgabeamplitudensteuerungsteil und der Tastgradsteuerungsteil steuern entsprechend den Hochfrequenzausgabeteil unabhängig, wodurch Pulsmodulation der Hochfrequenzleistung durchgeführt wird.
  • Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung weist die Konfiguration auf, umfassend den Ausgabeamplitudensteuerungsteil und den Tastgradsteuerungsteil, die oben beschrieben sind, und diese Konfiguration erlaubt eine Implementierung von jedem der Steuerungselemente, die in der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung, die oben beschrieben sind, eingebaut bzw. inkorporiert sind.
  • Es ist anzumerken, dass die Steuerungselemente der Steuerung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung, die implementiert sind durch die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung, die gleichen sind wie die bereits oben beschriebenen, und daher werden Erklärungen diesbezüglich hier weggelassen.
  • Apparaturen zum Implementieren jedes der Steuerungselemente der Steuerung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung kann den Ausgabeamplitudensteuerungsteil und den Tastgradsteuerungsteil bilden. Zusätzlich können einen CPU, Programme zum Implementieren von jedem der Steuerungselemente, ein Speicher zum Speichern von Berechnungsergebnissen und dergleichen auch diese Steuerungsteile bilden.
  • Der Ausgabeamplitudensteuerungsteil kann beispielsweise einen Fehlerdetektor zum Ermitteln bzw. Erhalten einer Differenz zwischen dem eingestellten Amplitudenwert (Amplitudenbefehlswert) und einem Amplitudenwert der Pulsausgabe, was eine Rückkopplung von dem RF-Ausgabeteil ist, und eine PWM-Steuerung zum Durchführen der PWM-Steuerung basierend auf einem Differenzwert einbeziehen bzw. inkorporieren, der detektiert wird durch den Fehlerdetektor, als die Pulssignale von einem Oszillator.
  • Der Tastgradsteuerungsteil kann beispielsweise einen Fehlerdetektor zum Erhalten eines Differenzwertes zwischen dem eingestellten Leistungswert (Durchschnittsleistungsbefehlswert) und einem Durchschnittswert der Rückkopplung von dem Hochfrequenzausgabeteil und einem Tastverhältnismodifizierer, der das Tastverhältnis des Pulssignals basierend auf einem Differenzwert modifiziert, der durch den Fehlerdetektor detektiert wird, als die Pulssignale von dem Oszillator inkorporieren bzw. einbeziehen.
  • Der Hochfrequenzausgabeteil führt Pulsmodulation der Gleichstromleistung durch und gibt Hochfrequenzleistung aus. Der Hochfrequenzausgabeteil führt die konstante Amplitudensteuerung der Gleichstromleistung durch basierend auf Steuerungssignalen von dem Anzeigengröße und die Ausgabeamplitudensteuerungsteil und führt Pulsmodulation durch, so dass ein Amplitudenwert gleich dem eingestellten Amplitudenwert wird. Anschließend steuert der Hochfrequenzsteuerungsteil das Tastverhältnis der Pulsausgabe durch, die der konstanten Amplitudensteuerung unterworfen wird durch den Ausgabeamplitudensteuerungsteil, basierend auf dem Steuerungssignal von dem Tastgradsteuerungsteil, und führt die konstante Leistungssteuerung durch, so dass die Menge von Pulsausgabeleistung gleich dem eingestellten Leistungswert wird.
  • Der Hochfrequenzausgabeteil ist mit einem Verstärker versehen, der die konstante Amplitudensteuerung über Gleichstromleistung durchführt basierend auf dem Steuerungssignal von dem Ausgabeamplitudensteuerungsteil und gibt eine Pulsausgabe aus, und dieser ist auch versehen mit einem Schaltungsschaltkreis zum Durchführen der konstanten Leistungssteuerung über die Pulsausgabe von dem Ausgabeamplitudensteuerungsteil basierend auf dem Steuerungssignal von dem Tastgradsteuerungsteil. Ferner ist der Hochfrequenzausgabeteil bereitgestellt mit einem Detektor zum Detektieren der Pulsausgabe, die der Pulsmodulierung in dem Tastgradsteuerungsteil unterworfen ist, und gibt ein Feedback bzw. eine Rückkopplung der Pulsausgabe zu dem Ausgabeamplitudensteuerungsteil und dem Tastgradsteuerungsteil. Der in dem Hochfrequenzausgabeteil bereitgestellte Detektor detektiert nicht nur die Leistung der Pulsausgabe, sondern detektiert auch eine Spannung und einen Strom, wodurch ermöglicht wird, dass jeder dieser detektierten Werte als ein Rückkoppelwert verwendet wird.
  • Der Hochfrequenzausgabeteil führt die Pulsausgabe der Last zu. Durch Zuführen der Pulsausgabe ist eine Angleichungsbox zwischen dem Hochfrequenzausgabeteil und der Last bereitgestellt, um Impedanzanpassung durchzuführen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Leistungsamplitude der Ausgabeleistung stabil gesteuert, wodurch eine Plasmadichte und Plasma-Atmosphäre auf der Lastseite stabilisiert wird und sowohl die Prozesshomogenität, die erhalten wird durch die Plasmabehandlung, und eine Produktqualität, die erhalten wird durch den Prozess, verbessert werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt gegen die Erhöhung der Reflektionsleistung, um die Leistungsversorgungsvorrichtung zu schützen, während die Leistungsamplitude (Spitzenvorwärtsleistung) der Vorwärtsleistung beibehalten wird, wodurch der Bedarf nach nicht notwendigen Angleichungsoperationen der Angleichungsbox eliminiert wird und die Plasmalast stabilisiert wird.
  • Ferner wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Erzeugung eines Plasmas innerhalb der Kammer vereinfacht zu der Zeit des Prozessstarts auf der Lastseite.
  • Wie oben beschrieben ist es gemäß dem Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung und der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung möglich, die Leistungsamplitude (Spitzenleistung) der Ausgabeleistung konstant zu steuern gegen die Leistungsfluktuationen in der Pulsleistungssteuerung, wodurch Einflüsse auf die Last vermieden werden, die verursacht werden durch die Fluktuation der Leistungsamplitude der Ausgabeleistung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Diagramm zum Erklären einer schematischen Konfiguration einer Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Diagramm zum Erklären einer Tastgradsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist ein Diagramm zum Erklären der Tastgradsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 erklärt Steuerungsmodi der Tastgradsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Diagramm zum Erklären eines detaillierten Konfigurationsbeispiels der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist ein Diagramm zum Erklären eines Konfigurationsbeispiels in dem Fall, in dem Vorwärtsleistung als ein Steuerungsziel angenommen wird, in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Betriebsbeispiels bzw. Operationsbeispiels der Tastgradsteuerung in dem Fall, in dem Vorwärtsleistung als ein Steuerungsziel angenommen wird, in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines Betriebsbeispiels der Tastgradsteuerung in dem Fall, in dem Vorwärtsleistung angenommen wird als ein Steuerungsziel, in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ist ein Diagramm zum Erklären eines Konfigurationsbeispiels der Steuerung durch reflektierte Leistung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Betriebsbeispiels zu der Zeit, wenn reflektierte Leistung erhöht wird, in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 11 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines Betriebsbeispiels zu der Zeit, wenn reflektierte Leistung erhöht wird, in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 12 stellt ein Signaldiagramm dar zum Erklären eines Betriebsbeispiels zu der Zeit, wenn reflektierte Leistung erhöht wird, in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 13 ist ein Diagramm zum Erklären eines Konfigurationsbeispiels der Lastleistungssteuerung in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 14 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Betriebsbeispiels der Lastleistungssteuerung in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 15 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines Betriebsbeispiels der Lastleistungssteuerung in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 16 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines konventionellen Betriebsbeispiels der Lastleistungssteuerung in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ist ein Diagramm zum Erklären eines Konfigurationsbeispiels zum Anwenden der Tastgradsteuerung auf einen kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 18 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Steuerungsbetriebsbeispiels zum Anwenden der Tastgradsteuerung auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 19 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines Steuerungsbetriebsbeispiels zum Anwenden der Tastgradsteuerung auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 20 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines konventionellen Steuerungsbetriebsbeispiels des kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 21 ist ein Diagramm zum Erklären eines Konfigurationsbeispiels in dem Fall, in dem die Tastgradsteuerung angewendet wird auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen, in einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 22 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Steuerungsbetriebsbeispiels in dem Fall, in dem die Tastgradsteuerung angewendet wird auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen, in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 23 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines Steuerungsbetriebsbeispiels in dem Fall, in dem die Tastgradsteuerung angewendet wird auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen, in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 24 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären eines konventionellen Steuerungsbetriebsbeispiels in dem Fall, in dem Spitzenvorwärtsleistung erhöht wird in dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 25 ist ein Flussdiagramm zum Erklären des Steuerungsbetriebsbeispiels, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen zu der Zeit eines Prozessstarts in der Tastgradsteuerung in einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 26 stellt Signaldiagramme dar zum Erklären des Steuerungsbetriebsbeispiels, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen zu der Zeit des Prozessstarts in der Tastgradsteuerung in der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 27 ist ein Diagramm zum Erklären einer Pulsausgabe von Hochfrequenzleistung, die durchgeführt wird durch eine Steuerung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert erklärt.
  • Mit Bezug auf 1 bis 6 wird eine Grundkonfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung und des Steuerungsverfahrens für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung erklärt; mit Bezug auf 6 bis 8 wird eine Erklärung eines Beispiels gegeben, in dem eine Vorwärtsleistung als ein Steuerungsziel genutzt wird; mit Bezug auf 9 bis 11 wird eine Erklärung eines Beispiels einer Bearbeitung gegeben, wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird; mit Bezug auf 13 bis 16 wird eine Erklärung des Falls gegeben, in dem eine Last der Pulsausgabe gesteuert wird durch die Pulsspitzenlast-Leistungssteuerung; mit Bezug auf 17 bis 20 wird eine Erklärung des Falls gegeben, in dem die Tastgradsteuerung auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus bzw. den Dauervorwärtsleistungssteuerungsmodus angewendet wird; mit Bezug auf 21 bis 24 wird eine Erklärung des Falls gegeben, in dem die Tastgradsteuerung angewendet wird auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus zum Erhöhen der Spitzenvorwärtsleistung zu einer Zeit wie einen Prozessstart; mit Bezug auf 25 und 26 wird eine Erklärung des Falls gegeben, in dem die Spitzenvorwärtsleistung zu der Zeit des Prozessstarts in der Tastgradsteuerung erhöht wird.
  • [Grundkonfiguration der Steuerung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung]
  • Zuerst wird mit Bezug auf 1 eine Erklärung einer schematischen Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der vorliegenden Erfindung gegeben.
  • Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung 1 umfasst einen Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 zum Steuern einer Amplitude einer Pulsausgabe, einen Tastgradsteuerungsteil zum Steuern eines Tastverhältnisses der Pulsausgabe und einen Hochfrequenzausgabeteil bzw. RF-Ausgabeteil 4 zum Ausgeben einer Hochfrequenzausgabe der Pulsausgabe, wobei der Hochfrequenzausgabeteil 4 die Hochfrequenzausgabe zu einer Last 6 ausgibt. Die Last 6 kann eine Plasmalast sein, die beispielsweise innerhalb einer Kammer erzeugt ist.
  • Ein Angleichungsschaltkreis 5 kann verbunden sein zwischen dem Hochfrequenzausgabeteil 4 und der Last 6, um eine Impedanz zwischen diesen anzugleichen.
  • Der Hochfrequenzausgabeteil 4 führt Pulsmodulation von Gleichstromleistung durch und erzeugt eine Hochfrequenzausgabe. Die Gleichstromleistung kann erhalten werden von einer Gleichstromleistungsquelle, oder die Gleichstromleistung kann erhalten werden durch Unterziehen einer Wechselstromleistung einer Wechselstrom/Gleichstrom-Konvertierung. Die Leistung wird bidirektional übertragen zwischen dem Hochfrequenzausgabeteil 4 und der Last 6. Vorwärtsleistung wird von dem Hochfrequenzausgabeteil 4 zu der Last 6 zugeführt, und reflektierte Leistung bzw. Reflektionsleistung wird zurückgegeben von der Last 6 zu dem Hochfrequenzausgabeteil 4. Gemäß einer Differenz zwischen der Vorwärtsleistung und der reflektierten Leistung wird eine Lastleistung, die gerichtet ist von dem Hochfrequenzausgabeteil 4 zu der Last 6, zugeführt. Hier wird eine maximale Amplitude der Vorwärtsleistung bezeichnet als ”Spitzenvorwärtsleistung”, und eine maximale Amplitude der reflektierten Leistung wird bezeichnet als ”Spitzenreflektionsleistung”.
  • Die Pulsmodulation wird durchgeführt gemäß einer Amplitudensteuerung der Pulsausgabe durch den Ausgabeamplitudenteil 2 und gemäß einer Leistungsmengensteuerung durch den Tastgradsteuerungsteil 3.
  • In den Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 wird ein eingestellter Amplitudenwert als einen Befehlswert eingegeben, wird ein Amplitudenwert der Pulsausgabe als ein Rückkoppelwert eingegeben, und der Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 führt eine konstante Amplitudensteuerung durch, so dass der Amplitudenwert gleich dem eingestellten Amplitudenwert wird. Ein Leistungswert, ein Spannungswert oder ein Stromwert können angenommen bzw. verwendet werden als der Amplitudenwert der Pulsausgabe, und ein Detektor, der in dem RF-Ausgabeteil bzw. Hochfrequenzausgabeteil 4 bereitgestellt ist, oder ein Detektor, der zwischen dem RF-Ausgabeteil 4 und der Last 6 bereitgestellt ist, kann diesen Amplitudenwert detektieren. In der konstanten Amplitudensteuerung des Ausgabeamplitudensteuerungsteils 2 wird ein Amplitudenwert (Spitzenwert) der Pulsausgabe so gesteuert, dass dieser gleich dem eingestellten Wert wird.
  • In den Tastgradsteuerungsteil 3 werden ein eingestellter Wert als einen Befehlswert und ein Pulsausgabewert als ein Rückkoppelwert eingegeben. Dann steuert der Tastgradsteuerungsteil das Tastverhältnis, so dass der Pulsausgabewert gleich dem eingestellten Wert wird, und führt eine konstante Wertsteuerung durch, so dass ein Wert, der definiert ist durch das Tastverhältnis, gleich dem eingestellten Wert wird. Der Pulsausgabewert kann repräsentiert sein durch einen Leistungswert, einen Spannungswert oder einen Stromwert.
  • Es ist möglich anzunehmen, dass eine Menge bzw. eine Größe, die mit dem Leistungswert der Pulsausgabe korrespondiert, beispielsweise eine Durchschnittsvorwärtsleistung ist. In diesem Fall wird ein Durchschnittsausgabeleistungsbefehlwert als der eingestellte Wert verwendet. Die konstante Leistungssteuerung durch den Tastgradsteuerungsteil 3 ist vorgesehen zum Durchführen einer Steuerung, so dass konstant die Leistungsmenge gleich dem Durchschnittsausgabeleistungsbefehlwert wird, ohne von temporären Fluktuationen abzuhängen, wie von der Leistung, die von der Hochfrequenzleistungsquellenseite zu der Lastseite zugeführt wird. Dieser Wert ist nicht begrenzt auf einen Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung oder der Spitzenlastleitung, sondern es kann auch ein anderer Wert, der konstant eine Leistungsmenge repräsentiert, verwendet werden, so wie ein Mittelwert oder ein am häufigsten vorkommender Wert der Spitzenvorwärtsleistung oder der Spitzenlastleistung.
  • Der Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 und der Tastgradsteuerungsteil 3 der vorliegenden Erfindung steuern den RF-Ausgabeteil 4 unabhängig voneinander, um die Pulsmodulation der Hochfrequenzleistung durchzuführen.
  • Es ist anzumerken, dass in 1 der Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 und der Testgradsteuerungsteil 3 als separate Elemente aus Gründen der Einfachheit der Erklärung dargestellt sind, diese können jedoch als eine Steuerungseinheit konfiguriert sein. Ferner ist der Hochfrequenzausgabeteil 4 als ein individuelles Element dargestellt, jedoch kann dieser als ein Schaltkreis konfiguriert sein zusammen mit dem kombinierte Steuerungsteil, der den Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 und den Tastgradsteuerungsteil 3 umfasst.
  • Es ist anzumerken, dass jeder Steuerungsteil und der Hochfrequenzausgabesteuerungsteil eine Apparaturkonfiguration oder eine Software-Konfiguration sein können, umfassend eine CPU, einen Speicher und dergleichen, der Programme speichert, die es der CPU ermöglichen, jedes Signal auszuführen, und rechnerisch Ergebnisse erzeugt.
  • [Tastgradsteuerung]
  • Mit Bezug auf 2 und 3 wird eine Tastgradsteuerung gemäß dem Tastgradsteuerungsteil 3 erklärt.
  • In der Tastgradsteuerung wird ein Tastverhältnis der Pulsausgabe verändert, wodurch Pulsmodulation eines Ausgabeleistungswerts durchgeführt wird. Hier wird eine Erklärung gegeben unter Verwendung einer Vorwärtsleistung als ein Beispiel. In der Steuerung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung führt der Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 eine Steuerung durch, so dass der maximale Amplitudenwert (Spitzenwert) der Spitzenvorwärtsleistung PF gleich einem eingestellten Wert wird. Während die Spitzenvorwärtsleistung auf dem eingestellten Wert gehalten wird, wird das Tastverhältnis gesteuert, so dass die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV gleich einem eingestellten Leistungswert wird.
  • Ein Zyklus der Pulsleistung ist gebildet bzw. bereitgestellt mit einer EIN-Periode und AUS-Periode, und es gibt zwei Leistungssteuerungsmodi in Abhängigkeit von dem Leistungsniveau in jeder der Perioden.
  • Ein Leistungssteuerungsmodus ist EIN/AUS-Leistungssteuerung in der Tastgradsteuerung, bei der ein Leistungswert der Pulsausgabe als Null angenommen wird während der AUS-Periode, und ein Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode wird als ein eingestellter Leistungswert angenommen.
  • 2 stellt diese EIN/AUS-Leistungssteuerung dar. In 2 umfasst ein Zyklus Tcyc eine EIN-Dauer Ton, die eine Periode zum Ausgeben der Spitzenvorwärtsleistung ist, und eine AUS-Dauer Toff, die eine Periode ist, wenn es keine Pulsausgabe gibt, und das Tastverhältnis wird bestimmt basierend auf Ton und Toff. Beispielsweise wird das Tastverhältnis repräsentiert durch eine Einschaltung Don (Engl.: ON duty), die ein Verhältnis einer EIN-Dauer Ton zu einem Zyklus Tcyc ist. Don = Ton/(Ton + Toff) Tcyc = Ton + Toff
  • Die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV kann ausgedrückt werden durch die folgende Formel unter Verwendung der Einschaltung Don. PFAV = PF × Don
  • Daher ist es möglich, durch Verändern der Einschaltung Don eine Steuerung durchzuführen, so dass die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV ein vorbestimmter Leistungswert wird.
  • In dieser Tastgradsteuerung, wenn das Tastverhältnis so gesteuert wird, dass die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV der eingestellte Leistungswert wird, gibt es eine Möglichkeit, dass die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV sinken gelassen wird. Beispielsweise können eine Erhöhung der Reflektionsleistung (2B) oder eine Erhöhung der reflektierten Spannung oder des Stroms ein Faktor sein, der ein Sinkenlassen der Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV bewirkt.
  • Wie in 2A gezeigt, wird so gesteuert, dass die Einschaltung Don vermindert wird, wodurch die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV reduziert wird, gegen den Faktor zum Bewirken des Abfallens bzw. Sinkenlassens der Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV.
  • Ein anderer Leistungssteuerungsmodus ist HOCH/TIEF-Leistungssteuerung in der Tastgradsteuerung, in der ein Leistungswert der Pulsausgabe während der AUS-Periode angenommen wird als ein vorbestimmter Leistungswert, der definiert ist in einer Zeit bzw. in einer Dauer zwischen und gleich Null und einem eingestellten Leistungswert, und ein Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode ist angenommen als der eingestellte Leistungswert.
  • 3 stellt die HOCH/TIEF-Leistungssteuerung dar. In 3 umfasst ein Zyklus Tcyc eine HOCH-Dauer Thigh, die eine Periode zum Ausgeben der Spitzenvorwärtsleistung ist, und eine TIEF-Dauer Tlow, die eine Periode ist, in der die Leistungsausgabe das Vorwärtsleistungs-Tief-Niveau Plow sein kann, das niedriger ist als die Spitzenvorwärtsleistung. Das Tastverhältnis wird bestimmt basierend auf Thigh und Tlow. Beispielsweise kann das Tastverhältnis repräsentiert sein durch das Verhältnis der HOCH-Dauer Thigh zu einem Zyklus Tcyc. Die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV wird durch dieses Tastverhältnis bestimmt, die Spitzenvorwärtsleistung PF und das Vorwärtsleistungs-Tief-Niveau Plow.
  • Die HOCH/TIEF-Leistungssteuerung stellt ein Leistungsniveau eines Pulses während der TIEF-Periode ein, gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert zu sein, wodurch der Zustand vermieden bzw. verändert wird, dass das Plasma während der TIEF-Periode verschwindet.
  • Als Nächstes werden mit Bezug auf 4 Steuerungsmodi der Tastgradsteuerung erklärt.
  • Ein Steuerungsmodus der Tastgradsteuerung ist die PWM-Steuerung, die die Frequenz konstant hält. 4A ist ein Diagramm zum Erklären der PWM-Steuerung.
  • Die Frequenz wird konstant gehalten. In 4A bis 4C wird der Zyklus Tcyc konstant gehalten. Das Verhältnis der Zeitdauer zwischen der EIN-Periodendauer Ton und der AUS-Periodendauer Toff wird gesteuert. 4A bis 4C sind in einer aufsteigenden Reihenfolge des Verhältnisses der Zeitdauer Ton dargestellt.
  • Ein anderer Steuerungsmodus der Tastgradsteuerung ist die PFM-Steuerung, die die EIN-Dauer oder AUS-Dauer konstant hält.
  • 4D bis 4F stellen Beispiele der PFM-Steuerung dar, die die Zeitdauer der EIN-Periode konstant hält und die Zeitdauer der AUS-Periode variiert, wobei diese Beispiele in einer aufsteigenden Reihenfolge der AUS-Periodenzeitdauer Toff dargestellt sind.
  • 4G bis 4I stellen Beispiele der PFM-Steuerung dar, die die Zeitdauer der AUS-Periode konstant hält und die Zeitdauer der EIN-Periode variiert, wobei diese Beispiele in aufsteigender Reihenfolge der EIN-Periodenzeitdauer Ton dargestellt sind.
  • [Konfigurationsbeispiel einer Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung]
  • Als Nächstes wird mit Bezug auf 5 eine Erklärung eines detaillierteren Konfigurationsbeispiels der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung 1 gegeben.
  • Der Hochfrequenzausgabeteil bzw. der RR-Ausgabeteil 4 ist mit einem Schaltkreisteil zum Durchführen der PWM-Steuerung über einen Amplitudenwert der Gleichstromeingangsleistung basierend auf einem Steuerungssignal von dem Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 versehen, und ist versehen mit einem Schaltkreisteil zum Steuern eines Tastverhältnisses einer Pulsausgabe basierend auf einem Steuerungssignal von dem Tastgradsteuerungsteil 3.
  • Beispielsweise kann der Schaltkreisteil zum Durchführen bzw. Betreiben der PWM-Steuerung einen Schalt-Schaltkreis 4a umfassen zum Verändern eines Amplitudenwerts der Gleichstromeingangsleistung, und kann einen Glättungsschaltkreis 4b umfassen zum Entfernen einer Rauschkomponente von der Gleichstromleistung, dessen Amplitude durch den Schalt-Schaltkreis 4a gesteuert wurde.
  • Es ist möglich, für die Gleichstromeingangsleistung eine Gleichstromeingangsleistung zu verwenden, die erhalten wird von einer Gleichstromleistungsquelle, und es ist auch möglich, eine Gleichstromleistung zu verwenden, die aus einer Wechselstromleistung konvertiert wurde, die erhalten wurde von einer Wechselstromleistungsquelle, über einen AD/DC-Konverter bzw. Wechselstrom/Gleichstrom-Konverter.
  • Der Schaltkreisteil zum Steuern des Tastverhältnisses kann einen Schalt-Schaltkreis 4c umfassen, der die Pulsausgabe verwendet, wobei die Gleichstromleistung der Amplitudensteuerung durch den zuvor erwähnten Schaltkreisteil unterworfen wird, und steuert das Tastverhältnis der Pulsausgabe, so dass die Leistungsmenge gleich einem eingestellten Leistungswert wird.
  • Der RF-Ausgabeteil 4 kann einen Detektierungsschaltkreis umfassen zum Detektieren eines Rückkoppelwerts, der als eine Rückkopplung zu dem Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 und dem Tastgradsteuerungsteil 3 gegeben wird. Es ist anzumerken, dass dieser Detektierungsschaltkreis außerhalb vom RF-Ausgabeteil 4 bereitgestellt sein kann.
  • 5 zeigt als einen Detektor einen Leistungsdetektor 4d zum Detektieren von Spitzenvorwärtsleistung. Der Leistungsdetektor 4d wählt aus und detektiert die Spitzenvorwärtsleistung durch einen Richtkoppler, der nicht dargestellt ist. Die detektierte Spitzenvorwärtsleistung wird als eine Rückkopplung zu dem Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 gegeben, und simultan wird eine Durchschnittsvorwärtsleistung, die erhalten wird durch Durchschnittsbearbeitung bzw. eine Bearbeitung zum Bilden eines Durchschnitts in dem Durchschnittsbearbeitungsschaltkreis 7, als eine Rückkopplung zu dem Tastgradsteuerungsteil 3 gegeben.
  • Der Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 kann beispielsweise einen Fehlerdetektor 2a, einen Oszillator 2b und einen PWM-Steuerungschaltkreis 2c umfassen. In den Fehlerdetektor 2a wird ein eingestellter Amplitudenwert als ein Befehlswert eingegeben, und simultan wird die Spitzenvorwärtsleistung eingegeben, die eine Rückkopplung von dem RF-Ausgabeteil 4 ist, als ein Pulsausgabeamplitudenwert des Rückkoppelwerts, und detektiert einen Differenzwert zwischen dem Pulsausgabeamplitudenwert und dem eingestellten Amplitudenwert.
  • Der PWM-Steuerungschaltkreis 2c nimmt den Differenzwert, der durch den Fehlerdetektor 2a detektiert wird, als ein Steuerungssignal an, und führt die PWM-Steuerung über das Pulssignal von dem Oszillator 2b durch. Gemäß der PWM-Steuerung bildet die PWM-Steuerung 2c ein anderes Steuerungssignal zum Durchführen der Steuerung, um zu erreichen, dass der Amplitudenwert gleich dem eingestellten Amplitudenwert wird.
  • Der Schalt-Schaltkreis 4a des RF-Ausgabeteils 4 steuert den Amplitudenwert der DC-Leistung bzw. der Gleichstromleistung basierend auf dem Steuerungssignal von dem PWM-Schaltkreis 2c.
  • Der Tastgradsteuerungsteil 3 kann beispielsweise einen Fehlerdetektor 3a, einen Oszillator 3b und einen Tastverhältnis-Veränderungsschaltkreis 3c umfassen.
  • In den Fehlerdetektor 3a wird ein eingestellter Leistungswert als ein Befehlswert eingegeben, und simultan wird als ein Leistungswert einer Rückkopplung eine Durchschnittsvorwärtsleistung eingegeben, die gegeben ist als eine Rückkopplung von dem RF-Ausgabeteil 4 und die einer Durchschnittsbearbeitung bzw. einer Bearbeitung zum Bilden des Durchschnitts in dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7 unterzogen wurde, und detektiert einen Differenzwert zwischen dem Leistungswert, der als eine Rückkopplung gegeben ist, und dem eingestellten Leistungswert.
  • Der Tastverhältnis-Veränderungsschaltkreis 3c nimmt den Differenzwert, der detektiert wird durch den Fehlerdetektor 3a, als ein Steuerungssignal an und verändert das Tastverhältnis des Pulssignals von dem Oszillator 3b. Mit der Veränderung des Tastverhältnisses bildet der Tastverhältnis-Veränderungsschaltkreis 3c ein Steuerungssignal zum Durchführen der Steuerung, um zu erreichen, dass der Leistungswert gleich dem eingestellten Leistungswert wird.
  • Der Schalt-Schaltkreis 4c des RF-Ausgabeteils 4 steuert das Tastverhältnis der Pulsausgabe basierend auf dem Steuerungssignal von dem Tastverhältnis-Veränderungsschaltkreis 3c.
  • [Erste Ausführungsform: Konfiguration und Steuerung, wenn eine Vorwärtsleistung als ein Steuerungsziel angenommen wird]
  • Als nächstes wird als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration und Steuerungsoperationen mit Bezug auf 6 bis 8 erklärt, wobei eine Vorwärtsleistung als ein Steuerungsziel bzw. als eine Steuerungsgröße angenommen wird.
  • 6 ist ein Diagramm zum Erklären eines Konfigurationsbeispiels in dem Fall, in dem die Vorwärtsleistung als die Steuerungsgröße bzw. das Steuerungsziel angenommen wird. In 6 ist eine Konfiguration einer Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung 1A fast die gleiche wie die Konfiguration, die in 1 gezeigt ist, umfassend einen Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2A als der Ausgabeamplitudensteuerungsteil 2 zum Steuern einer Amplitude einer Pulsausgabe, einen Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3A als der Tastgradsteuerungsteil 3 zum Steuern eines Tastverhältnisses der Pulsausgabe, und einen RF-Ausgabeteil bzw. einen Hochfrequenzausgabeteil 4A als der RF-Ausgabeteil 4 zum Ausgeben einer RF-Ausgabe bzw. Hochfrequenzausgabe der Pulsausgabe. Der RF-Ausgabeteil 4A gibt die Hochfrequenzausgabe zu einer Last aus.
  • In dem Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2A wird ein Spitzenvorwärtsleistungsbefehlswert als ein Amplitudenbefehlswert eingegeben, wird der Spitzenwanderwellenrückkoppelwert als ein Amplitudenwert der Pulsausgabe eingegeben, und führt eine konstante Amplitudensteuerung über den RF-Ausgabeschaltkreis 4d0 des RF-Ausgabeteils 4A durch, so dass der Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung gleich dem Spitzenvorwärtsleistungsbefehlswert wird.
  • In den Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3A wird ein Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert als ein Leistungsbefehlswert eingegeben, wird der Durchschnittswanderwellen-Rückkoppelwert als ein Leistungswert der Pulsausgabe eingegeben, und führt die Tastgradsteuerung über die RF-Ausgabeschaltkreis 4d0 des RF-Ausgabeteils 4A durch, so dass ein Leistungswert der Durchschnittsvorwärtsleistung gleich dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert wird. In dieser Tastgradsteuerung, wenn das Tastverhältnis so gesteuert wird, dass der Durchschnittsvorwärtsleistungs-Rückkoppelwert gleich dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert wird, wenn ein Sinkfaktor auftritt, der bewirkt, dass die Durchschnittsvorwärtsleistung absinkt (z. B. Erhöhung von Reflektionsleistung, reflektierter Spannung, Strom und dergleichen), wird eine Einschaltung Don so gesteuert, dass diese vermindert wird, wodurch die Durchschnittsvorwärtsleistung reduziert wird.
  • Der Richtkoppler 4d1, der in dem RF-Ausgabeteil 4A bereitgestellt ist, trennt die Vorwärtsleistung, wodurch ermöglicht wird, dass der Vorwärtsleistungsdetektor 4d2 einen Spitzenwanderwellenrückkoppelwert detektiert. Dieser Spitzenwanderwellenrückkoppelwert wird in den Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2A eingegeben.
  • Der Durchschnittsbearbeitungsteil 7A unterwirft den Spitzenwanderwellenrückkoppelwert einer Durchschnittsbearbeitung bzw. einer Bearbeitung zum Bilden des Durchschnitts, um eine Durchschnittsvorwärtsleistung zu erhalten. Diese Durchschnittsvorwärtsleistung wird als ein Rückkoppelwert in den Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3A eingegeben.
  • 7 und 8 sind ein Flussdiagramm bzw. ein Signaldiagramm zum Erklären eines Operationsbeispiels der Tastgradsteuerung unter Verwendung der Vorwärtsleistung als ein Steuerungsziel.
  • Der Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 detektiert die Spitzenvorwärtsleistung (S1), ein Durchschnittswert der detektierten Spitzenvorwärtsleistung wird in dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7A ermittelt bzw. erhalten, und die ermittelte Durchschnittsvorwärtsleistung wird in den Vorwärtsleistungssteuerungsteil 3A eingegeben (S2).
  • Der Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3A erhält bzw. ermittelt eine Differenz zwischen der Durchschnittsvorwärtsleistung, die eingegeben wird, und dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert (S3). Gemäß der ermittelten Differenz, wenn die Durchschnittsvorwärtsleistung kleiner ist als der Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert (S4), wird eine Einschaltung Don eingestellt, ein größerer Wert zu sein (S5), und wenn die Durchschnittsvorwärtsleistung größer als der Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert ist, wird eine Einschaltung Don eingestellt, ein kleinerer Wert zu sein (S6).
  • Wenn die Durchschnittsvorwärtsleistung gleich dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert ist, wird der Wert der Einschaltung Don unverändert beibehalten, ohne eine Veränderung durchzuführen (S7).
  • In den in 8 gezeigten Signaldiagrammen stellt 8A die Spitzenvorwärtsleistung PF dar, 8B stellt die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV dar, und 8C stellt das Tastverhältnis (Einschaltung Don) dar.
  • Wenn der Rückkoppelwert der Durchschnittsvorwärtsleistung (dargestellt durch die durchgezogene Linie in 8) niedriger wird als der Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert (dargestellt durch die unterbrochene Linie in 8B) (Zeitpunkt A in 8B), wird die Einschaltung Don vergrößert (Zeitpunkt A in 8C). Wenn die Einschaltung Don groß wird, wird das Verhältnis der EIN-Periode der Spitzenvorwärtsleistung PF auch vergrößert (Zeitpunkt A in 8A), und folglich wird die Durchschnittsvorwärtsleistung erhöht.
  • Wenn der Rückkoppelwert der Durchschnittsvorwärtsleistung (dargestellt durch die durchgezogene Linie in 8B) erhöht wird und den Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert (dargestellt durch die unterbrochene Linie in 8B) (Zeitpunkt B in 8B) erreicht, wird die Einschaltung Don wiederhergestellt (Zeitpunkt B in 8C). Durch Wiederherstellen der Einschaltung Don wird das Verhältnis der EIN-Periode der Spitzenvorwärtsleistung PF wiederhergestellt (Zeitpunkt B in 8A).
  • Wenn der Rückkoppelwert der Durchschnittsvorwärtsleistung (dargestellt durch die durchgezogene Linie in 8B) höher steigt als der Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert (dargestellt durch die unterbrochene Linie in 8B) (Zeitpunkt C in 8B), wird die Einschaltung Don reduziert (Punkt C in 8C). Wenn die Einschaltung Don reduziert wird, wird das Verhältnis der EIN-Periode der Spitzenvorwärtsleistung PF kleiner (Zeitpunkt C in 8A), und folglich wird die Durchschnittsvorwärtsleistung vermindert.
  • Wenn der Rückkoppelwert (dargestellt durch die durchgezogene Linie in 8B) der Durchschnittsvorwärtsleistung vermindert wird und der Rückkoppelwert dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert (dargestellt durch die unterbrochene Linie in 8B) (Zeitpunkt D in 8B) erreicht, wird die Einschaltung Don wiederhergestellt (Zeitpunkt D in 8C). Wenn die Einschaltung Don wiederhergestellt wird, wird auch das Verhältnis der EIN-Periode der Spitzenvorwärtsleistung PF auch wiederhergestellt (Zeitpunkt D in 8A).
  • [Zweite Ausführungsform: Steuerungsbeispiel, wenn eine Spitzenreflektionsleistung erhöht wird]
  • Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung der Vorwärtsleistung, erklärt mit Bezug auf 9 bis 12 für den Fall, bei dem die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird.
  • In 9 ist eine Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung 1B fast die gleiche wie die Konfiguration, die in 6 gezeigt ist, umfassend einen Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2B zum Steuern einer Amplitude einer Pulsausgabe, einen Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3B zum Steuern eines Tastverhältnisses der Pulsausgabe, einen Hochfrequenzausgabeteil bzw. einen RF-Ausgabeteil 4B zum Ausgeben einer Hochfrequenzausgabe der Pulsausgabe, und einen Durchschnittsbearbeitungsteil 7B. Der RF-Ausgabeteil 4B ist bereitgestellt mit einem RF-Ausgabeschaltkreis bzw. einem Hochfrequenz-Ausgabeschaltkreis 4d0, einen Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2, einen Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 zum Detektieren einer Spitzenreflektionsleistung, und einen Richtkoppler 4d1 zum Erreichen einer Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, um die Leistung entsprechend zurückzugewinnen.
  • Die konstitutionellen Elemente mit Ausnahme des Reflektionsleistungsdetektierungsteils 4d3 sind fast die gleichen wie die Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung 1A, wie diese in 6 gezeigt ist. Daher wird hauptsächlich der Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 im Folgenden erklärt.
  • Der Richtkoppler 4d1 erreicht eine Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, gibt die Spitzenvorwärtsleistung in den Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 ein und gibt die Spitzenreflektionsleistung in den Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 ein.
  • Der Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 überträgt den Spitzenreflektionsleistungswert, der detektiert wird, zu dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3B. Der Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3B verwendet den Spitzenreflektionsleistungswert, der übertragen wird, um die Tastgradsteuerung einzustellen. Solch eine Tastgradsteuerungseinstellung wird ausgeführt zum Schützen der Leistungsquelle durch unterdrücken der Durchschnittsreflektionsleistung, wenn beispielsweise die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird. In dieser Tastgradsteuerungseinstellung wird die Spitzenvorwärtsleistung PF gesteuert, konstant zu sein. Daher wird eine Angleichungsoperation des Angleichungsschaltkreises stabil, wodurch die Leistungseinspeisung in die Kammer stabilisiert wird.
  • 10, 11 und 12 sind Flussdiagramme und Signaldiagramme zum Erklären von Operationsbeispielen der Tastgradsteuerung in dem Fall, in dem die Reflektionsleistung erhöht wird.
  • In der Tastgradsteuerung (S11) detektiert der Reflektionsleistungsdetektierungsteil die Reflektionsleistung. Wenn die Reflektionsleistung erhöht wird (S12), wird das in der Tastgradsteuerung ermittelte Tastverhältnis durch den Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3B reduziert (S13), und eine Durchschnittsreflektionsleistung P wird unterdrückt (S14).
  • Wenn die Unterdrückung der Durchschnittsreflektionsleistung PRAV nicht ausreichend ist (S15), wird das Tastverhältnis weiter in Schritt S13 reduziert. Nachdem die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV ausreichend unterdrückt ist (S15), wird das reduzierte Tastverhältnis wiederhergestellt (S16).
  • Die in 11 gezeigten Signaldiagramme stellen dar, dass die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird in dem Fall, in dem die Spitzenreflektionsleistung erhöht ist, während die Tastgradsteuerung durchgeführt wird.
  • 11A stellt die Spitzenreflektionsleistung PR und die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV dar, 11B stellt das Tastverhältnis (Einschaltung Don) dar, und 11C stellt die Spitzenvorwärtsleistung PF und die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV dar.
  • Wenn die Spitzenreflektionsleistung PR (dargestellt durch eine durchgezogene Linie in 11A) erhöht wird (Zeitpunkt E in 11A), wird die Einschaltung Don reduzier (Zeitpunkt E in 11B). Durch Reduzieren der Einschaltung Don wird das Verhältnis der EIN-Periode der Spitzenvorwärtsleistung PF verkleinert (Zeitpunkt E in 11B), die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV wird vermindert (Zeitpunkt E in 11C), und folglich wird die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV auch vermindert (Zeitpunkt E in 11A).
  • Wenn der Rückkoppelwert der Spitzenreflektionsleistung vermindert wird (Zeitpunkt F in 11A), wird die Einschaltung Don wiederhergestellt (Zeitpunkt F in 11B). Durch Wiederherstellen der Einschaltung Don wird das Verhältnis der EIN-Periode der Spitzenvorwärtsleistung PF wiederhergestellt (Zeitpunkt F in 11B), die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV wird auch wiederhergestellt (Zeitpunkt F in 11C), und dann wird auch die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV wiederhergestellt (Zeitpunkt F in 11A).
  • 12 stellt ein Signaldiagramm dar zum Erklären der Beziehung zwischen der Erhöhung oder Verminderung des Tastverhältnisses (Einschaltung Don) und der Erhöhung oder Verminderung der Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV dar. 12 zeigt den Fall, in dem der Zyklus (Tcyc) konstant gehalten wird, und die EIN-Dauer Ton wird verkürzt und die AUS-Dauer Toff wird erweitert, wodurch die Einschaltung Don reduzier wird. Durch Verkürzen der Periode der EIN-Dauer Ton und Erweitern der Periode der AUS-Dauer Toff wird die Leistungsmenge der Vorwärtsleistung vermindert, die in Richtung der Last innerhalb eines Zyklus zugeführt wird, und folglich wird die Durchschnittsvorwärtsleistung 2 vermindert.
  • [Dritte Ausführungsform: Konfiguration und Steuerung von Lastleistungssteuerung]
  • Als Nächstes wird als eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration der Lastleistungssteuerung und Steuerungsoperationen davon mit Bezug auf Zeichnung 13 bis Zeichnung 17 erklärt.
  • Die Lastleistung wird erhalten durch Subtrahieren von Reflektionsleistung von Vorwärtsleistung, und die Lastleistungssteuerung steuert eine Durchschnitts-Lastleistung, die im Wesentlichen von der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung der Last zugeführt wird, wodurch die Spitzenvorwärtsleistungsausgabe stabilisiert wird.
  • Die Lastleistungssteuerung nimmt die Spitzenvorwärtsleistung als ein Steuerungsziel für die Pulsausgabe in der Ausgabenamplitudensteuerung an, nimmt die Durchschnittslastleistung als ein Steuerungsziel für die Pulsausgabe in dem Tastgradsteuerungsschritt an. Die Ausgabenamplitudensteuerung führt eine konstante Amplitudensteuerung durch, so dass ein Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung konstant wird. Die Tastgradsteuerung steuert die Durchschnittslastleistung durch Durchführen der konstanten Leistungssteuerung, so dass ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenlastleistung gleich einem eingestellten Wert wird, wobei der Durchschnittsleistungswert erhalten wird von der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, die bestimmt wird durch das Tastverhältnis gemäß der Tastgradsteuerung.
  • In 13 weist eine Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung 1C fast die gleiche Konfiguration auf wie die in 9, umfassend einen Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2C zum Steuern einer Amplitude der Spitzenvorwärtsleistung, einen Durchschnittslastleistungssteuerungsteil 3C zum Steuern des Tastverhältnisses einer Pulsausgabe, einen RF-Ausgabeteil bzw. einen Hochfrequenzausgabeteil 4C zum Ausgeben einer RF-Ausgabe bzw. Hochfrequenzausgabe der Pulsausgabe, und Durchschnittsbearbeitungsteile 7c1 und 7c2. Der RF-Ausgabeteil 4C umfasst einen RF-Ausgabeschaltkreis 4d0, einen Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4b2 zum Detektieren der Spitzenvorwärtsleistung, einen Reflektionsleistungdetektierungsteil 4d3 zum Detektieren der Spitzenreflektionsleistung, und einen Richtkoppler 4d1 zum Erreichen von Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, um die Leistung entsprechend zu erhalten.
  • Der Durchschnittsbearbeitungsteil 7c1 ermittelt eine Durchschnittsvorwärtsleistung der Spitzenvorwärtsleistung, die durch den Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 detektiert wird, und der Durchschnittsbearbeitungsteil 7c2 ermittelt eine Durchschnittsreflektionsleistung der Reflektionsleistung, die durch den Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 detektiert wird.
  • Die Bauelemente bzw. die konstitutionellen Elemente mit Ausnahme des Durchschnittslastleistungssteuerungsteils 3C zum Durchführen der Tastgradsteuerung über die Durchschnittslastleistung und des Durchschnittsbearbeitungsteils 7c2 zum Ermitteln einer Durchschnittsreflektionsleistung der Reflektionsleistung sind die gleichen wie die der Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung, wie diese in 9 gezeigt ist. Daher werden hauptsächlich die Tastgradsteuerungsoperationen der Durchschnittslastleistung im Folgenden erklärt.
  • Der Richtkoppler 4d1 erreicht eine Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, gibt die Spitzenvorwärtsleistung in den Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 ein, und gibt die Spitzenreflektionsleistung in den Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 ein.
  • Der Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 überträgt den Spitzenvorwärtsleistungswert, der detektiert wird, zu dem Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2C und überträgt simultan den Spitzenvorwärtsleistungswert, der detektiert wird, zu dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7c1. Der Durchschnittsbearbeitungsteil 7c1 überträgt eine ermittelte Durchschnittsvorwärtsleistung zu dem Durchschnittslastleistungssteuerungsteil 3C. Zusätzlich überträgt der Reflektionswellendetektierungsteil 4d3 den Spitzenreflektionsleistungswert, der detektiert wird, zu dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7c2, und der Durchschnittsbearbeitungsteil 7c2 überträgt eine Durchschnittsreflektionsleistung zu dem Durchschnittslastleistungssteuerungsteil 3C.
  • Der Durchschnittslastleistungssteuerungsteil 3C ist bereitgestellt mit einem Durchschnittslastleistungsdetektierungsteil (nicht dargestellt) zum Subtrahieren des Durchschnittsreflektionsleistungswerts von dem Durchschnittsvorwärtsleistungswert, um einen Durchschnittslastleistungswert zu erhalten, und der ermittelte Durchschnittslastleistungswert, der ein Rückkoppelwert ist, wird mit dem Durchschnittslastleistungsbefehlswert verglichen, und die Tastgradsteuerung wird durchgeführt, so dass der Durchschnittslastleistungswert gleich dem Durchschnittslastleistungsbefehlswert wird.
  • Es ist anzumerken, dass der Durchschnittslastleistungsdetektierungsteil nicht auf solch eine Konfiguration begrenzt ist, die in dem Durchschnittsleistungssteuerungsteil 3C umfasst bzw. enthalten ist. Der Durchschnittslastleistungsdetektierungsteil kann in einem Schaltkreis konfiguriert sein, beispielsweise der Durchschnittsbearbeitungsteil 7c1 oder 7c2, oder er kann als ein eigenständiger Schaltkreis konfiguriert sein.
  • Der Durchschnittslastleistungssteuerungsteil 3C den Spitzenreflektionsleistungswert, der von dem Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 übertragen wird, um die Tastgradsteuerung einzustellen. Die Einstellung der Tastgradsteuerung wird beispielsweise durchgeführt, um die Durchschnittslastleistung zu unterdrücken, wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, und durch Unterdrücken der Durchschnittslastleistung wird die Spitzenvorwärtsleistung unterdrückt, wodurch ein Schutz der Leistungsversorgungsvorrichtung ermöglicht wird. In dieser Tastgradsteuerungseinstellung wird die Spitzenvorwärtsleistung PF gesteuert, konstant zu sein. Daher wird eine Angleichungsoperation des Angleichungsschaltkreises stabil, wodurch die Leistungszuführung in die Kammer stabilisiert wird.
  • 14, 15 und 16 sind Fluss- und Signaldiagramme zum Erklären von Operationsbeispielen der Lastleistungssteuerung in dem Fall, in dem die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird.
  • In der Lastleistungssteuerung wird die Tastgradsteuerung durchgeführt, so dass die Durchschnittslastleistung gleich einem Durchschnittslastleistungsbefehlswert wird.
  • Eine Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV wird erhalten in dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7c1 (S21), und eine Durchschnittsreflektionsleistung PRAV wird in dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7c2 erhalten (S22). Der Durchschnittslastleistungsdetektierungsteil berechnet eine Differenz zwischen der erhaltenen Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV und der Durchschnittsreflektionsleistung PRAV, um eine Durchschnittslastleistung PLAV zu erhalten gemäß der folgenden Formel (S23): PLAV = PFAV – PRAV
  • Der Durchschnittslastleistungssteuerungsteil 3C ermittelt eine Differenz zwischen der Durchschnittslastleistung PLAV, die ermittelt wird, und dem Durchschnittslastleistungsbefehlswert PLAVO (S24), modifiziert den Tastgradwert basierend auf diesem Differenzwert und führt eine Steuerung durch, so dass die Differenz Null wird (S26).
  • Durch Durchführen der Tastgradsteuerung, so dass die Differenz zwischen der Durchschnittslastleistung PLAV und dem Durchschnittslastleistungsbefehlswert PLAVO Null wird, ist es möglich, die Durchschnittslastleistung PLAV so zu steuern, dass diese gleich dem eingestellten Wert wird, ohne den Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung zu verändern (S25).
  • Während des Betriebs der Tastgradsteuerung wird die Reflektionsleistung, die detektiert wird durch den Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3, ermittelt, um die Erhöhung der Reflektionsleistung zu Überwachen. Wenn die Reflektionsleistung erhöht wird (S27), wird das Tastverhältnis, das ermittelt wird durch die Tastgradsteuerung des Durchschnittslastleistungssteuerungsteils 3C (Einschaltung Don), erhöht (S28), und die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV wird auch erhöht (S29). Folglich wird die Durchschnittslastleistung PLAV unterdrückt und konstant gehalten (S30), wodurch die Ausgabe der Spitzenvorwärtsleistung PF stabilisiert wird.
  • Wenn die Spitzenreflektionsleistung vermindert wird (S31), wird das Tastverhältnis, das angehoben wurde, wiederhergestellt (S32) und eine normale Tastgradsteuerung wird durchgeführt.
  • Die in 15 gezeigten Signaldiagramme stellen dar, dass die Durchschnittslastleistung unterdrückt ist, wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht ist, während die Tastgradsteuerung durchgeführt wird.
  • 15A stellt die Spitzenreflektionsleistung PR und die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV dar, Vorrichtung 15B stellt das Tastverhältnis (Einschaltung Don) dar, 15C stellt die Spitzenvorwärtsleistung PF und die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV dar, und 15D stellt die Spitzenlastleistung PL und die Durchschnittslastleistung PLAV dar.
  • Wenn die Spitzenreflektionsleistung PR (dargestellt durch eine durchgezogene Linie in 15A) angehoben wird während der Tastgradsteuerung, wird die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV auch angehoben bzw. erhöht (zwischen den Zeitpunkten G und H in 15A), wohingegen die Spitzenlastleistung PL und die Durchschnittslastleistung PLAV vermindert werden (zwischen den Zeitpunkten G und H in 15D).
  • Bei Detektierung der Anhebung der Spitzenreflektionsleistung PR erhöht der Durchschnittsleistungssteuerungsteil 3C die Einschaltung Don (Zeitpunkt H in 15B). Durch Anheben der Einschaltung Don wird die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV erhöht (Zeitpunkt H in 15C), und dann wird die Durchschnittslastleistung PLAV erhöht, wodurch diese wiederhergestellt wird (Zeitpunkt H in 15D).
  • Anschließend, wenn die Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung gelöscht und dann wiederhergestellt wird, wird die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV auch erniedrigt und wiederhergestellt (Zeitpunkt I in 15A).
  • Wenn der Durchschnittslastleistungssteuerungsteil 3C die Wiederaufnahme der Spitzenreflektionsleistung PR detektiert, reduziert dieser die Einschaltung Don zur Wiederherstellung (Zeitpunkt I in 15B). Durch Vermindern bzw. Erniedrigen der Einschaltung Don wird die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV vermindert und wiederhergestellt (Zeitpunkt I in 15C). Da die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV wiederhergestellt ist, ist es möglich, die Spitzenlastleistung PL und die Durchschnittslastleistung PLAV beizubehalten, um in dem Originalzustand in der normalen Tastgradsteuerung zu sein (Zeitpunkt I in 15D).
  • 16 stellt Operationsbeispiele einer konventionellen Pulsspitzenlaststeuerung dar. In der Pulsspitzenlaststeuerung, wenn die Spitzenreflektionsleistung fluktuiert, wird die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert, um die Spitzenlastleistung zu steuern.
  • Beispielsweise, wenn die Spitzenreflektionsleistung PR erhöht wird (Zeitpunkt J in 16A), wird die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert, erhöht zu werden (Zeitpunkt J in 16B). Die Spitzenvorwärtsleistung PF wird gesteuert, erhöht zu werden, so dass die Spitzenlastleistung PL konstant gehalten werden kann (Zeitpunkt J in 16C).
  • Wenn die Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung PR zurückgenommen wird (Zeitpunkt K in 16A), wird die Spitzenvorwärtsleistung PF gesteuert, reduziert wiederhergestellt zu sein (Zeitpunkt K in 16B).
  • In dieser Pulsspitzenlaststeuerung fluktuiert die Spitzenvorwärtsleistung. Daher fluktuiert auch die Zuführung der Spitzenvorwärtsleistung zu der Last, und dies kann eine Fluktuation einer Plasmadichte bei der Last bewirken, wodurch eine Instabilität auftritt.
  • Andererseits ist es gemäß der Tastgradsteuerung der vorliegenden Erfindung möglich, die Durchschnittslastleistung zu steuern, während die Spitzenvorwärtsleistung konstant gehalten wird, um eine instabile Operation aufgrund der Fluktuation der Spitzenvorwärtsleistung zu vermeiden.
  • [Vierte Ausführungsform: Konfiguration und Steuerung in dem Fall, in dem Tastgradsteuerung auf einen Dauervorwärtsleistungssteuerungsmodus angewendet wird]
  • Als Nächstes werden als eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration und ein Steuerungsbetrieb erklärt mit Bezug auf 17 bis 20 für den Fall, bei dem die Tastgradsteuerung auf den Dauervorwärtsleistungssteuerungsmodus bzw. den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus angewendet wird.
  • Der Tastgradsteuerungsschritt der vorliegenden Erfindung kann eine Pulsausgabesteuerung umfassen zum Erzeugen einer unstetigen Ausgabe und eine kontinuierliche Ausgabesteuerung zum Durchführen von kontinuierlicher Ausgabe von einer Pulsausgabe.
  • In der Pulsausgabesteuerung wird die EIN-Periode eingestellt, weniger als 100% des Tastverhältnisses zu sein, das bestimmt wird durch die EIN-Periode und AUS-Periode innerhalb eines Zyklus der Pulsausgabe, und der Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung wird gesteuert, kleiner zu sein als die Spitzenvorwärtsleistung, so dass die Pulsausgabe zu einer nicht kontinuierlichen bzw. nicht stetigen bzw. unterbrochenen Ausgabe gemacht wird.
  • Andererseits wird in der kontinuierlichen Ausgabesteuerung die AUS-Periode eingestellt, 0% zu sein, und die EIN-Periode wird eingestellt, 100% zu sein in dem Tastverhältnis, das bestimmt wird durch die EIN-Periode und AUS-Periode innerhalb eines Zyklus der Pulsausgabe, und der Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung wird gesteuert, gleich der Spitzenvorwärtsleistung zu sein, so dass die Pulsausgabe zu einer kontinuierlichen Ausgabe gemacht wird.
  • Der kontinuierliche Vorwärtsleistungssteuerungsmodus bzw. Dauervorwärtsleistungssteuerungsmodus ist ein Modus zum Durchführen der kontinuierlichen Ausgabesteuerung über die Vorwärtsleistung. In den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, wenn die Vorwärtsleistung der Last in einem konstanten Zustand zugeführt wird, so wie im Laufe eines Prozesses, wenn die Impedanz der Last in solch einem Fall verändert wird, dass die Impedanz innerhalb der Kammer verändert wird aufgrund eines Faktors, umfassend eine Gasdruckvariation und Ionen-Reaktionen innerhalb der Kammer, gibt es eine Möglichkeit, dass die Reflektionsleistung temporär erhöht wird.
  • Die vorliegende Erfindung wendet die Tastgradsteuerung auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus wie oben beschrieben an, und selbst wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, wird die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt, ohne die Spitzenvorwärtsleistung zu verändern, das ganz im Gegensatz zu einer konventionellen Steuerung ist, wodurch die Leistung der Last auf eine stabile Art und Weise zugeführt wird.
  • 17 stellt ein Konfigurationsbeispiel dar, wenn die Tastgradsteuerung auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus angewendet wird.
  • In 17 ist die Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung 1D fast die gleiche wie die Konfiguration, die in 9 gezeigt ist, umfassend einen Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2D zum Steuern einer Amplitude von Spitzenvorwärtsleistung, einen Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3D zum Steuern eines Tastverhältnisses einer Pulsausgabe, einen RF-Ausgabeteil bzw. einen Hochfrequenzausgabeteil 4D zum Ausgeben einer RF-Ausgabe bzw. Hochfrequenzausgabe der Pulsausgabe, und einen Durchschnittsbearbeitungsteil 7D, und die Konfiguration ist ferner bereitgestellt mit einem Tastgradsteuerungsteil 8D zum Steuern eines Tastverhältnisses der Tastgradsteuerung, die durchgeführt wird durch den Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3D.
  • Der RF-Ausgabeteil 4D umfasst einen RF-Ausgabeschaltkreis bzw. Hochfrequenz-Ausgabeschaltkreis 4d0, einen Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 zum Detektieren von Spitzenvorwärtsleistung, einen Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 zum Detektieren von Spitzenreflektionsleistung, und einen Richtkoppler 4d1 zum Erreichen von Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, um die Leistung entsprechend abzufragen.
  • Der Durchschnittsbearbeitungsteil 7D ermittelt eine Durchschnittsvorwärtsleistung basierend auf der Spitzenvorwärtsleistung, die detektiert wird durch den Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2, und gibt die ermittelte Durchschnittsvorwärtsleistung als eine Rückkopplung zu dem Durchschnittsvorwärtsleistungsteuerungsteil 3D.
  • Die Aufbauelemente bzw. die konstitutionellen Elemente mit Ausnehmung des Durchschnittswanderwellensteuerungsteils 3D zum Durchführen der Tastgradsteuerung über die Durchschnittsvorwärtsleistung und des Tastgradsteuerungsteils 8D sind fast die gleichen wie die der Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung, wie diese in 9 gezeigt ist. Daher werden hauptsächlich die kontinuierliche Ausgabesteuerung Dauerausgabesteuerung und die Tastgradsteuerungsoperationen des Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteils 3D im Folgenden erklärt.
  • Der Richtkoppler 4d1 erreicht eine Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, gibt die Spitzenvorwärtsleistung in den Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 ein, und gibt die Spitzenreflektionsleistung in den Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 ein.
  • Der Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 überträgt den Spitzenvorwärtsleistungswert, der detektiert wird, zu dem Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2D, und überträgt simultan die Spitzenvorwärtsleistung, die detektiert wird, zu dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7D. Der Durchschnittsbearbeitungsteil 7D überträgt die Durchschnittsvorwärtsleistung, die ermittelt wird, zu dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3D. Der Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 überträgt den Spitzenreflektionsleistungswert, der detektiert wird, zu dem Tastgradsteuerungsteil 8D, und der Tastgradsteuerungsteil 8D verändert das Tastverhältnis der Tastgradsteuerung, die durchgeführt wird in dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3D, in Reaktion auf die Fluktuation der Reflektionsleistung.
  • Der Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3D vergleicht die Durchschnittsvorwärtsleistung von dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7D als einen Rückkoppelwert mit dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert und führt die Tastgradsteuerung durch, so dass der Durchschnittsvorwärtsleistungswert gleich dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert wird.
  • In dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3D, bei einem normalen Zustand, wird eine kontinuierliche Ausgabesteuerung bzw. eine Dauerausgabesteuerung durchgeführt, die das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% setzt. Dann wird die Tastgradsteuerung eingestellt gemäß dem Steuerungssignal, das von dem Tastgradsteuerungsteil 8D übertragen wird, und eine Schaltung wird durchgeführt zwischen der kontinuierlichen Ausgabesteuerung und der Pulsausgabesteuerung. Hier ist die kontinuierliche Ausgabesteuerung ein Steuerungsmodus zum Einstellen des Tastverhältnisses (Einschaltung Don) auf 100% in der Tastgradsteuerung, und die Pulsausgabesteuerung ist ein Steuermodus zum Durchführen der Tastgradsteuerung auf das Tastverhältnis (Einschaltung Don), die kleiner als 100% ist.
  • Solch eine Tastgradsteuerungseinstellung wird ausgeführt, wenn die Spitzenreflektionsleistung beispielsweise erhöht wird, durch Schalten bzw. Wechseln des Tastverhältnisses (Einschaltung Don) von 100% auf einen vorbestimmten Wert, der kleiner als 100% ist. Folglich wird eine Schaltung bzw. ein Wechsel durchgeführt von der kontinuierlichen Ausgabesteuerung zu der Pulsausgabesteuerung, wodurch die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird, und die Leistungsquelle wird geschützt. In dieser Tastgradsteuerungseinstellung, da die Spitzenvorwärtsleistung PF gesteuert wird, konstant zu sein, wird eine Angleichungsoperation des Angleichungsschaltkreises stabil, wodurch die Leistungszuführung in die Kammer stabilisiert wird.
  • 18, 19 und 20 sind ein Flussdiagramm und Signaldiagramme zum Erklären von Operationsbeispielen der Wanderwellensteuerung in dem Fall, in dem die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird in dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus.
  • In einem normalen Zustand führt der Durchschnittsleistungssteuerungsteil 3D die kontinuierliche Ausgabesteuerung durch, so dass die Durchschnittsvorwärtsleistung gleich dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert wird.
  • In diesem Steuerungszustand wird das Tastverhältnis (Einschaltung Don) eingestellt, 100% zu sein (S41), und die Spitzenvorwärtsleistung wird gesteuert in dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus (S42).
  • In diesem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus überwacht der Tastgradsteuerungsteil 8D die Spitzenreflektionsleistung, die detektiert wird durch den Reflektionsieistungsdetektierungsteil 4d3. Bei Detektierung der Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung (S43) führt der Tastgradsteuerungsteil 8D eine Schaltung bzw. einen Wechsel von der kontinuierlichen Ausgabe, die das Tastverhältnis (Einschaltung Don) von 100% nutzt, zu der Pulsausgabe durch, die das Tastverhältnis (Einschaltung Don) von weniger als 100% nutzt. Folglich ist es möglich, die Durchschnittsreflektionsleistung zu unterdrücken, während der Zustand beibehalten wird, dass die Ausgabe der Spitzenvorwärtsleistung PF stabilisiert ist (S44).
  • Bei Detektieren der Verminderung der Spitzenreflektionsleistung (S45) stellt der Tastgradsteuerungsteil 8D das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% wieder her, führt Schalten von der Pulsausgabe zu der kontinuierlichen Ausgabe durch, und stellt den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus gemäß der kontinuierlichen Ausgabe wieder her (S46).
  • Die in 19 gezeigten Signaldiagramme stellen das Schalten zwischen der kontinuierlichen Ausgabe und der Pulsausgabe dar.
  • 19A stellt die Spitzenreflektionsleistung PR und die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV dar, 19B stellt das Tastverhältnis (Einschaltung Don) dar, und 19C stellt die Spitzenvorwärtsleistung PF und die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV dar.
  • In dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, während die kontinuierliche Ausgabe durchgeführt wird, die das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% einstellt, wenn die Spitzenreflektionsleistung PR (dargestellt durch die durchgezogene Linie in 19A) erhöht wird, wird die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV (dargestellt durch die unterbrochene Linie in 19A) auch erhöht (zwischen den Zeitpunkten L und M in 19A).
  • Bei Detektierung der Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung PR vermindert der Tastgradsteuerungsteil 8D die Einschaltung Don von 100% (Zeitpunkt L in 19B). Durch Vermindern der Einschaltung Don wird die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV vermindert (Zeitpunkt L in 19C).
  • Anschließend, wenn die Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung PR gelöscht bzw. ausgesetzt ist und diese wiederhergestellt ist, detektiert der Tastgradsteuerungsteil 8D die Verminderung der Spitzenreflektionsleistung PR und stellt die Einschaltung Don auf 100% wieder her (Zeitpunkt M in 19B). Durch Wiederaufnehmen der kontinuierlichen Steuerung mit der Einschaltung Don von 100% wird die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV in den Originalzustand wiederhergestellt (Zeitpunkt M in 19C).
  • Gemäß einer Ausführungsform der Steuerung der vorliegenden Erfindung wird die kontinuierliche Ausgabesteuerung ausgeführt, die die Einschaltung Don auf 100% setzt, in einem normalen Zustand, und wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, wird die Einschaltung Don eingestellt, kleiner als 100% zu sein, und die Pulsausgabesteuerung wird durchgeführt. Folglicherweise wird die Durchschnittsvorwärtsleistung vermindert und die Durchschnittsreflektionsleistung wird unterdrückt.
  • 20 stellt ein Operationsbeispiel einer konventionellen kontinuierlichen Ausgabesteuerung dar. In dieser kontinuierlichen Ausgabesteuerung, wenn die Spitzenreflektionsleistung fluktuiert, wird die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert, um die Durchschnittsvorwärtsleistung zu steuern.
  • Beispielsweise, wenn die Spitzenreflektionsleistung PR erhöht wird (Zeitpunkt O in 20B), wird eine Steuerung auf solch eine Art und Weise durchgeführt, dass die Spitzenvorwärtsleistung PF vermindert wird (Zeitpunkt O in 20A). Durch Vermindern der Spitzenvorwärtsleistung PF wird die Durchschnittsvorwärtsleistung unterdrückt.
  • Wenn die Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung PR zurückgenommen bzw. gelöscht wird (Zeitpunkt P in 20B), wird eine Steuerung auf solch eine Art und Weise durchgeführt, dass die Spitzenvorwärtsleistung 2F erhöht wird und wiederhergestellt wird (Zeitpunkt P in 20A).
  • In dieser kontinuierlichen Ausgabesteuerung, da die Spitzenvorwärtsleistung fluktuiert, fluktuiert eine Zuführung der Spitzenvorwärtsleistung zu der Last, und dies kann eine Variation einer Plasmadichte bei der Last bewirken, was wiederum eine Instabilität zur Folge hat.
  • Andererseits, gemäß der Steuerung der vorliegenden Erfindung, ist es möglich, die Durchschnittsvorwärtsleistung zu steuern, während die Spitzenvorwärtsleistung konstant gehalten wird, und instabile Operationen aufgrund der Fluktuationen der Spitzenvorwärtsleistung zu vermeiden.
  • [Fünfte Ausführungsform: Konfiguration und Steuerung in dem Fall, in dem Tastgradsteuerung angewendet wird auf einen kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen (Fig. 21 bis Fig. 24)]
  • Als Nächstes werden als eine fünfte Ausführungsform der yorliegenden Erfindung eine Konfiguration und Steuerungsoperationen erklärt mit Bezug auf 21 bis 24 für den Fall, bei dem die Tastgradsteuerung angewendet wird auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen.
  • Bei dem Ereignis der Erzeugung eines Plasmas in der Kammer auf der Lastseite gibt es eine Tendenz, dass reflektierte Leistung erhöht wird vor Zünden des Plasmas zum Starten eines Prozesses des Erzeugens des Plasmas. In dem konventionellen Steuerungsverfahren wird die Vorwärtsleistung gegen die Erhöhung der reflektierten Leistung gesenkt, wodurch ein Effekt bzw. ein Einfluss auf der RF-Ausgabenleistungsquellenseite reduziert wird. Bei solch einer Steuerung, bei der die Vorwärtsleistung gesenkt werden darf, gibt es jedoch ein Problem, dass der Zustand der Spannung innerhalb der Kammer vermindert wird unter die Plasmazündungsspannung, was zu einem Fehler der Plasmazündung führen kann.
  • Die vorliegende Ausführungsform wendet die Tastgradsteuerung auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus an auf die gleiche Art und Weise wie bei der zuvor erwähnten und beschriebenen Ausführungsform, und selbst wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, ist es möglich, die Durchschnittsreflektionsleistung zu unterdrücken, ohne die Spitzenvorwärtsleistung zu verändern, was anders ist als bei der konventionellen Steuerung, und eine Zuführung der Leistung zu der Last auf eine stabile Art und Weise wird ermöglicht.
  • Ein Unterschied zwischen der vorliegenden Ausführungsform und der zuvor erwähnten Ausführungsform ist der Folgende; die zuvor erwähnte Ausführungsform betrifft Leistungszuführung in einem normalen Zustand zum Zuführen von konstanter Spitzenvorwärtsleistung, wohingegen die vorliegende Ausführungsform Leistungszuführung betrifft, die graduell die Spitzenvorwärtsleistung zu der Zeit des Prozessstarts oder dergleichen erhöht.
  • 21 stellt ein Konfigurationsbeispiel in dem Fall dar, in dem die Tastgradsteuerung angewendet wird auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, um die Spitzenvorwärtsleistung zu erhöhen, und es ist möglich, das vorliegende Beispiel auf die gleiche Art und Weise wie das Konfigurationsbeispiel, das in 17 gezeigt ist, zu konfigurieren.
  • In 21 umfasst die Konfiguration der Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung einen Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2E zum Steuern einer Amplitude der Spitzenvorwärtsleistung, einen Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3D zum Steuern eines Tastverhältnisses einer Pulsausgabe, einen RF-Ausgabeteil bzw. Hochfrequenzausgabeteil 4E zum Ausgeben der RF-Ausgabe bzw. Hochfrequenzausgabe der Pulsausgabe, und einen Durchschnittsbearbeitungsteil 7E, und diese ist ferner bereitgestellt mit einem Tastgradsteuerungsteil 8E zum Steuern des Tastverhältnisses der Tastgradsteuerung, die durchgeführt wird durch den Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3E.
  • Der RF-Ausgabeteil 4E umfasst einen RF-Ausgabeschaltkreis 4d0, einen Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2, einen Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 zum Detektieren von Spitzenreflektionsleistung, und einen Richtkoppler 4d1 zum Erreichen einer Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, um die entsprechende Leistung abzurufen.
  • Der Durchschnittsbearbeitungsteil 7E ermittelt eine Durchschnittsvorwärtsleistung der Spitzenvorwärtsleistung, die detektiert wird durch den Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2, und gibt die Durchschnittsvorwärtsleistung, die ermittelt wird, als eine Rückkopplung zu dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3E.
  • Der Richtkoppler 4d1 erreicht eine Trennung zwischen der Spitzenvorwärtsleistung und der Spitzenreflektionsleistung, gibt die Spitzenvorwärtsleistung in den Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 ein, und gibt die Spitzenreflektionsleistung in den Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 ein.
  • Der Vorwärtsleistungsdetektierungsteil 4d2 überträgt den detektierten Spitzenvorwärtsleistungswert zu dem Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2E und überträgt simultan die detektierte Spitzenvorwärtsleistung zu dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7E. Der Durchschnittsbearbeitungsteil 7E überträgt die ermittelte Durchschnittsvorwärtsleistung zu dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3E. Der Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3 überträgt den detektierten Spitzenreflektionsleistungswert zu dem Tastgradsteuerungsteil 8E, und der Tastgradsteuerungsteil 8E verändert das Tastverhältnis der Tastgradsteuerung, die durchgeführt wird in dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3E, in Reaktion auf die Fluktuation der reflektierten Leistung, zu der Zeit des Prozessstarts.
  • Der Durchschnittsleistungsteuerungsteil 3E vergleicht den Durchschnittsvorwärtsleistungswert von dem Durchschnittsbearbeitungsteil 7E als ein Rückkoppelwert mit dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert und führt die Tastgradsteuerung durch, so dass der Durchschnittsvorwärtsleistungswert gleich dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert wird.
  • In dem Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3E, zu der Zeit des Prozessstarts und in einem normalen Zustand, wird die kontinuierliche Ausgabesteuerung gestartet, die das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% einstellt, und dann wird die Tastgradsteuerung eingestellt gemäß dem Steuerungssignal, das von dem Tastgradsteuerungsteil 8E übertragen wird, wodurch Schalten durchgeführt wird zwischen der kontinuierlichen Ausgabesteuerung und der Pulsausgabesteuerung. Hier ist die kontinuierliche Ausgabesteuerung ein Steuerungsmodus zum Einstellen des Tastverhältnisses (Einschaltung Don) auf 100% in der Tastgradsteuerung, und die Pulsausgabesteuerung ist ein Steuerungsmodus zum Durchführen der Tastgradsteuerung bei dem Tastverhältnis (Einschaltung Don), die kleiner als 100% ist.
  • Solch eine Tastgradsteuerungseinstellung wird ausgeführt, wenn die Spitzenreflektionsleistung beispielsweise erhöht wird durch Schalten bzw. Wechseln des Tastverhältnisses (Einschaltung Don) von 100% auf einen vorbestimmten Wert, der kleiner ist als 100%. Folglich wird ein Schalten durchgeführt von der kontinuierlichen Ausgabesteuerung zu der Pulsausgabesteuerung, und die Durchschnittsreflektionsleistung wird unterdrückt, wodurch die Leistungsquelle geschützt wird. In dieser Tastgradsteuerungseinstellung, da die Spitzenvorwärtsleistung PF gesteuert wird, konstant zu sein, wird eine Angleichungsoperation des Angleichungsschaltkreises stabil, wodurch die Leistungszuführung in die Kammer stabilisiert wird.
  • 22, 23 und 24 sind ein Flussdiagramm und Signaldiagramme zum Erklären von Operationsbeispielen der Wanderwellensteuerung in dem Fall, in dem die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird zu der Zeit des Prozessstarts in dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus.
  • Der Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3E führt die kontinuierliche Ausgabesteuerung zu der Zeit des Prozessstarts und in einem normalen Zustand durch, so dass die Durchschnittsvorwärtsleistung gesteuert wird, gleich dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert zu sein. In dem Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil 2E, zu der Zeit des Prozessstarts, wird die Leistung erhöht von Null auf einen konstanten Leistungswert mit einer vorbestimmten Erhöhungsrate, und der Prozess wird gestartet basierend auf dem Spitzenvorwärtsleistungsbefehl, der den konstanten Leistungswert in dem normalen Zustand (S51) erreicht.
  • Zu der Zeit des Prozessstarts stellt der Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil 3E das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% ein und führt die Steuerung in dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus durch (S52).
  • In dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus überwacht der Tastgradsteuerungsteil 8E die Spitzenreflektionsleistung, die detektiert wird durch den Reflektionsleistungsdetektierungsteil 4d3. Bei Detektieren der Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung (S53) führt der Tastgradsteuerungsteil 8E Schalten bzw. Wechseln von der kontinuierlichen Ausgabe bei dem Tastverhältnis (Einschaltung Don) von 100% auf die Pulsausgabe bei dem Tastverhältnis (Einschaltung Don) aus, die kleiner als 100% ist. Folglich ist es möglich, die Durchschnittsreflektionsleistung zu unterdrücken in dem Fall, in dem die Ausgabe der Spitzenvorwärtsleistung PF stabilisiert ist (S54).
  • Bei Detektieren einer Zündung oder einer akzeptablen Spitzenreflektionsleistung (S55) stellt der Tastgradsteuerungsteil 8E das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% wieder her, führt einen Wechsel von der Pulsausgabe zu der kontinuierlichen Ausgabe aus und nimmt den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus gemäß der kontinuierlichen Ausgabe wieder auf (S56). Eine Detektierung der Zündung kann erreicht werden beispielsweise durch Detektieren einer Fluktuation der reflektierten Leistung.
  • Das in 23 gezeigte Signaldiagramm stellt das Schalten zwischen der kontinuierlichen Ausgabe und der Pulsausgabe zu der Zeit des Prozessstarts dar.
  • 23A stellt die Spitzenreflektionsleistung PR und die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV dar, 23B stellt das Tastverhältnis (Einschaltung Don) dar, und 23C stellt die Spitzenvorwärtsleistung PF und die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV dar.
  • In dem kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus wird die kontinuierliche Ausgabe durchgeführt, die das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% einstellt, und die Spitzenvorwärtsleistung wird erhöht von Null auf einen vorbestimmten Spitzenvorwärtsleistungswert bei dem Start des Prozessstarts (Q in 23C). Zu dieser Zeit des Prozessstarts, wenn die Spitzenreflektionsleistung PR (dargestellt durch die durchgezogene Linie in 23A) erhöht wird, wird die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV (dargestellt durch die unterbrochene Linie) auch erhöht (Zeitpunkt R in 23A).
  • Bei Detektieren der Erhöhung. der Spitzenreflektionsleistung PR reduziert der Tastgradsteuerungsteil 8E die Einschaltung Don von 100% (Zeitpunkt R in 23B). Durch Reduzieren der Einschaltung Don wird die Erhöhung der Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV unterdrückt (Periode R–S in 23C), und folglich wird auch die Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung PRAV unterdrückt (Periode R–S in 23A).
  • Anschließend, wenn die Erhöhung der Spitzenreflektionsleistung PR zurückgenommen bzw. gelöscht und wiederhergestellt ist, detektiert der Tastgradsteuerungsteil 8E die Verminderung der Spitzenreflektionsleistung PR und stellt die Einschaltung Don auf 100% wieder her (Zeitpunkt S in 23B). Durch Wiederaufnehmen der kontinuierlichen Steuerung mit der Einschaltung Don von 100% wird die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV wieder der Normalzustand (Punkt S in 23C).
  • Gemäß einer Ausführungsform der Steuerung der vorliegenden Erfindung wird die kontinuierliche Ausgabesteuerung ausgeführt, die die Einschaltung Don auf 100% zu der Zeit des Prozessstarts einstellt, und wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, wird die Einschaltung Don eingestellt, kleiner als 100% zu sein, um die Pulsausgabesteuerung durchzuführen, wodurch die Durchschnittsvorwärtsleistung vermindert wird und die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  • 24 stellt ein Operationsbeispiel einer konventionellen kontinuierlichen Ausgabesteuerung dar. In dieser kontinuierlichen Ausgabesteuerung, wenn die Spitzenreflektionsleistung zu der Zeit des Prozessstarts fluktuiert, wird die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert, um die Durchschnittsvorwärtsleistung zu steuern.
  • Beispielsweise, wenn die Spitzenreflektionsleistung PR erhöht wird (Zeitpunkt T in 24B), wird eine Steuerung durchgeführt, um die Spitzenvorwärtsleistung PF zu vermindern (Zeitpunkt T in 24A). Folglich wird die Spitzenvorwärtsleistung PF vermindert, wodurch die Durchschnittsvorwärtsleistung unterdrückt wird.
  • In dieser kontinuierlichen Ausgabesteuerung, da die Spitzenvorwärtsleistung fluktuiert, fluktuiert auch die Zuführung der Spitzenvorwärtsleistung zu der Last, und dies kann eine Variation der Plasmadichte bei der Last bewirken, was wiederum eine Instabilität auslösen kann.
  • Andererseits ist es gemäß der Steuerung der vorliegenden Erfindung möglich, die Durchschnittsvorwärtsleistung zu steuern, während die Spitzenvorwärtsleistung konstant gehalten wird, und instabile Operationen aufgrund der Fluktuationen der Spitzenvorwärtsleistung zu vermeiden.
  • [Sechste Ausführungsform: Konfiguration und Steuerung in dem Fall, in dem Spitzenvorwärtsleistung in der Tastgradsteuerung erhöht wird]
  • Als Nächstes wird als eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration und Steuerungsoperationen mit Bezug auf 25 und 26 erklärt für den Fall, in dem Spitzenvorwärtsleistung in der Tastgradsteuerung erhöht wird.
  • Die hier beschriebene Ausführungsform ist ein Steuerungsmodus zu der Zeit eines Prozessstarts, die ähnlich der zuvor erwähnten Ausführungsform ist. In der zuvor erwähnten bzw. in der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die Tastgradsteuerung angewendet auf den kontinuierlichen Vorwärtsleistungssteuerungsmodus, und wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird, wird die kontinuierliche Ausgabe auf die Pulsausgabe durch die Tastgradsteuerung geschaltet. Andererseits, ist die vorliegende Ausführungsform ein Steuerungsmodus zum Durchführen der Vorwärtsleistungssteuerung, so dass eine Amplitude der Spitzenvorwärtsleistung konstant wird, und simultan der Prozessstart initiiert wird gemäß der Pulsausgabe, wonach eine Erhöhung des Tastverhältnisses (Einschaltung Don) ermöglicht wird, und in einem stationären Zustand wird das Tastverhältnis (Einschaltung Don) auf 100% eingestellt, um ein Schalten von der Pulsausgabe zu der kontinuierlichen Ausgabe durchzuführen.
  • Gemäß diesem Steuerungsmodus, selbst wenn die Spitzenreflektionsleistung zu der Zeit des Prozessstarts erhöht wird, ist das Tastverhältnis (Einschaltung Don) in dem Zustand kleiner als 100%. Daher wird die Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt, ohne die Spitzenvorwärtsleistung zu verändern, im Gegensatz zu einer konventionellen Steuerung, und führt Leistung zu der Last auf eine stabile Art und Weise zu.
  • Da die Konfiguration dieser Ausführungsform die gleiche sein kann wie die des fünften Konfigurationsbeispiels, wie in 21 gezeigt, wird diese im Detail hier nicht erklärt.
  • 25 und 26 sind ein Flussdiagramm und Signaldiagramme zum Erklären von Operationsbeispielen der Wanderwellensteuerung in dem Fall, in dem die Spitzenvorwärtsleistung erhöht wird zu der Zeit des Prozessstarts in der Tastgradsteuerung.
  • Der Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil erhöht die Durchschnittsvorwärtsleistung durch die Tastgradsteuerung zu der Zeit des Prozessstarts und steuert die Leistung so, dass diese eine vorbestimmte Durchschnittsvorwärtsleistung in einem stationären Fall wird, durch die Tastgradsteuerung. Diese Steuerung kann erreicht werden durch eine Steuerung basierend auf einem Vergleich zwischen dem Durchschnittsvorwärtsleistungsbefehlswert und einem Rückkoppelwert.
  • Zusätzlich unterwirft der Spitzenvorwärtsleistungssteuerungsteil einen Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung der konstanten Amplitudensteuerung basierend auf einem Spitzenvorwärtsleistungsbefehlswert, der eine vorbestimmte Größe aufweist.
  • Zu der Zeit des Prozessstarts (S61) erhöht der Durchschnittsvorwärtsleistungssteuerungsteil das Tastverhältnis (Einschaltung Don) sequentiell von Null auf 100% (S62, S63). Ein Plasma wird während dieser Schritte gezündet. In dieser Ausführungsform wird die Tastgradsteuerung durchgeführt bis die Durchschnittsvorwärtsleistung eine Leistungsmenge bzw. einen Leistungsbetrag des stationären Zustandes erreicht, wodurch die Durchschnittsvorwärtsleistung unterdrückt wird, die der Last zugeführt wird. Folglich wird die reflektierte Leistung auch unterdrückt.
  • Das in 26 gezeigte Signaldiagramm stellt die Tastgradsteuerung zu der Zeit des Prozessstarts dar. 26A stellt das Tastverhältnis (Einschaltung Don) dar, 26B stellt die Spitzenreflektionsleistung PR und die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV dar, und 26 stellt die Spitzenvorwärtsleistung PF und die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV dar.
  • Zu der Zeit des Prozessstarts wird das Tastverhältnis (Einschaltung Don) graduell erhöht von 0% auf 100% (26A), und die Durchschnittsvorwärtsleistung wird von Null auf einen vorbestimmten Durchschnittsvorwärtsleistungswert erhöht (26C).
  • Zu der Zeit des Prozessstarts, wenn die Spitzenreflektionsleistung PR (dargestellt durch die durchgezogene Linie in 26B) erhöht wird, wird die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV (dargestellt durch die unterbrochene Linie in 26B) auch erhöht.
  • Zu der Zeit des Prozessstarts wird die Durchschnittsvorwärtsleistung PFAV bereits unterdrückt. Daher ist es möglich, selbst wenn eine reflektierte Welle auftritt, einen Einfluss auf die RF-Leistungsquelle bzw. Hochfrequenzleistungsquelle zu unterdrücken, da die Durchschnittsreflektionsleistung PRAV auch unterdrückt wird.
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine der oberen Ausführungsformen begrenzt ist. Es können verschiedene Modifikationen in den exemplarischen Ausführungsformen durchgeführt werden, ohne sich materiell von den Lehren und Vorteilen dieser Erfindung zu entfernen. Folglich sind alle solche Modifizierungen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung.
  • Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung und die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung gemäß der vorliegenden Erfindung können angewendet werden zum Zuführen von Hochfrequenzleistung zu einer Last in einer Plasmabehandlungsvorrichtung zum Durchführen von Plasmaätzen und Plasma-CVD und dergleichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007-087908 [0002]
    • JP 2009-111940 [0002]
    • JP 4065820 [0003]

Claims (32)

  1. Ein Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung zum Steuern von Hochfrequenzleistung, die einer Last zuzuführen ist, wobei die Hochfrequenzleistung eine Pulsausgabe ist, die die Hochfrequenzausgabe ist, die zeitlich intermittierend ausgegeben wird, wobei das Verfahren folgendes umfasst: einen Ausgabeamplitudensteuerungsschritt zum Steuern einer Amplitude der Pulsausgabe, und einen Tastgradsteuerungsschritt zum Steuern eines Tastgrads der Pulsausgabe, wobei der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt eine konstante Amplitudensteuerung durchführt, um einen Amplitudenwert der Pulsausgabe so zu steuern, dass der Amplitudenwert gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird, wobei der Tastgradsteuerungsschritt eine konstante Leistungssteuerung durchführt, um das Tastverhältnis der Pulsausgabe so zu steuern, dass ein durch den Tastgrad bestimmter Leistungsbetrag gleich einem eingestellten Leistungswert wird, und wobei der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt und der Tastgradsteuerungsschritt unabhängig ausgeführt werden, um Pulsmodulation der Hochfrequenzleistung durchzuführen.
  2. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 1, wobei der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt und der Tastgradsteuerungsschritt als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe eine beliebige der folgenden Größen verwendet, die der Last zuzuführen sind: Leistung, Spannung, und Strom.
  3. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei der Tastgradsteuerungsschritt einen Schritt umfasst zum Steuern des Tastgrads, um eine AUS-Periode auf Null einzustellen, und zum Steuern des Leistungsbetrags der Pulsausgabe, so dass dieser gleich dem Amplitudenwert der Pulsausgabe ist, um die Pulsausgabe zu einer gleichmäßigen Ausgabe zu machen.
  4. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Spitzenvorwärtsleistung als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe angenommen wird, der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt die konstante Amplitudensteuerung durchführt, so dass ein Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird, und der Tastgradsteuerungsschritt die konstante Leistungssteuerung durchführt, so dass ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung, die durch das Tastverhältnis bestimmt wird, gleich einem eingestellten Leistungswert wird, wodurch die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert wird.
  5. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 4, wobei der Tastgradsteuerungsschritt folgendes umfasst: eine Pulsausgabesteuerung, die weniger als 100% für die EIN-Periode des Tastverhältnisses einstellt, bestimmt durch die EIN-Periode und die AUS-Periode innerhalb eine Zyklus der Pulsausgabe, und die den Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung steuert, kleiner zu sein als der Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung, so dass die Pulsausgabe die Pulsausgabe zu einer diskontinuierlichen Ausgabe gemacht wird, und eine kontinuierliche Ausgabesteuerung, die 0% für die AUS-Periode und 100% für die EIN-Periode des Tastverhältnisses einstellt, bestimmt durch die EIN-Periode und die AUS-Periode innerhalb eines Zyklus der Pulsausgabe, und die den Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung steuert, gleich dem Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung zu werden, so dass die Pulsausgabe zu einer kontinuierlichen Ausgabe gemacht wird.
  6. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Spitzenvorwärtsleistung als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe in dem Ausgabeamplitudensteuerungsschritt angenommen wird, eine Durchschnittslastleistung als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe in der Tastgradsteuerung angenommen wird, der Ausgabeamplitudensteuerungsschritt die konstante Amplitudensteuerung durchführt, so dass der Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung konstant wird, und der Tastgradsteuerungsschritt die konstante Leistungssteuerung durchführt, so dass ein Durchschnittsleistungswert von Spitzenlastleistung, ermittelt aus der Spitzenvorwärtsleistung und Spitzenreflektionsleistung, bestimmt durch das Tastverhältnis, gleich einem eingestellten Leistungswert wird, wodurch die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert wird.
  7. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Tastgradsteuerungsschritt das Tastverhältnis der Pulsausgabe erhöht oder vermindert basierend auf einem Rückkoppelwert, der ermittelt wird durch die konstante Leistungssteuerung in dem Ausgabeamplitudensteuerungsschritt.
  8. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 4, wobei bei Steuerung der Spitzenvorwärtsleistung die Spitzenvorwärtsleistung als das Steuerungsziel der Pulsausgabe angenommen wird, der Tastgradsteuerungsschritt einen Spitzenreflektionsleistungswert als eine Rückkopplung anführt und eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird durch Reduzieren des Anteils der EIN-Periode des Tastverhältnisses, wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird.
  9. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 6, wobei bei Steuerung der Lastleistung die Spitzenvorwärtsleistung und die Durchschnittslastleistung als Steuerungsziele der Pulsausgabe angenommen werden, der Tastgradsteuerungsschritt die Spitzenreflektionsleistung als eine Rückkopplung anführt und die Durchschnittslastleistung steuert konstant zu sein, durch Vergrößern des Anteils der EIN-Periode des Tastverhältnisses, wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird.
  10. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 3 oder nach Anspruch 5, wobei in der kontinuierlichen Ausgabesteuerung, wenn ein Amplitudenwert von Spitzenreflektionsleistung überhöht ist, der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses von 100% reduziert wird, und die kontinuierliche Ausgabesteuerung wird zu der Pulsausgabesteuerung geschaltet, wodurch eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  11. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 3 oder nach Anspruch 5, wobei während der Periode, wenn die Spitzenvorwärtsleistung erhöht wird durch die kontinuierliche Ausgabesteuerung, wenn ein Amplitudenwert des Spitzenreflektionsleistung überhöht ist, der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses von 100% reduziert wird, und die kontinuierliche Ausgabesteuerung wird zu der Pulsausgabesteuerung geschaltet, und nachdem die Spitzenvorwärtsleistung erhöht ist, wird der Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses auf 100% wiederhergestellt, und die Pulsausgabesteuerung wird zu der kontinuierlichen Ausgabesteuerung geschaltet, wodurch eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird während der Periode, wenn die Spitzenvorwärtsleistung erhöht ist.
  12. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 4, wobei während der Periode, wen die Spitzenvorwärtsleistung erhöht ist durch die Tastgradsteuerung, eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird durch graduelles Erhöhen des Anteils der EIN-Periode des Tastverhältnisses.
  13. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in der Tastgradsteuerung ein Leistungswert der Pulsausgabe während der AUS-Periode als Null angenommen wird und ein Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode als ein eingestellter Leistungswert angenommen wird.
  14. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in der Tastgradsteuerung ein Leistungswert der Pulsausgabe während der AUS-Periode als ein vorbestimmter Leistungswert angenommen wird, der zwischen Null und einem eingestellten Leistungswert definiert ist, und ein Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode als der eingestellte Leistungswert angenommen wird.
  15. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in der Tastgradsteuerung eine Frequenz konstant gehalten wird und ein Verhältnis der Dauer zwischen EIN-Periodendauer und AUS-Periodendauer gesteuert wird.
  16. Das Steuerungsverfahren für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in der Tastgradsteuerung eine AUS-Periodendauer variiert, während eine EIN-Periodendauer konstant gehalten wird, oder die EIN-Periodendauer variiert, während die AUS-Periodendauer konstant gehalten wird, wodurch die Frequenz der Pulsausgabe gesteuert wird.
  17. Eine Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung zum Versorgen einer Last mit pHochfrequenzleistung, umfassend einen Hochfrequenzausgabeteil zum Ausgeben einer Hochfrequenzausgabe einer Pulsausgabe, einen Ausgabeamplitudensteuerungsteil zum Steuern einer Amplitude der Pulsausgabe, und einen Tastgradsteuerungsteil zum Steuern eines Tastgrads der Pulsausgabe, wobei der Ausgabeamplitudensteuerungsteil eine konstante Amplitudensteuerung durchführt, um einen Amplitudenwert der Pulsausgabe so zu steuern, dass der Amplitudenwert gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird, wobei der Tastgradsteuerungsteil eine konstante Leistungssteuerung durchführt, um das Tastverhältnis der Pulsausgabe so zu steuern, dass ein durch den Tastgrad bestimmter Leistungsbetrag gleich einem eingestellten Leistungswert wird, und wobei der Ausgabeamplitudensteuerungsteil und der Tastgradsteuerungsteil unabhängig den Hochfrequenzausgabeteil betreiben, um Pulsmodulation der Hochfrequenzleistung durchzuführen.
  18. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 17, wobei der Ausgabeamplitudensteuerungsteil und der Tastgradsteuerungsteil als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe eine beliebige der folgenden Größen verwendet, die der Last zuzuführen sind: Leistung, Spannung, und Strom.
  19. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 17 oder nach Anspruch 18, wobei der Tastgradsteuerungsteil den Tastgrad steuert, um eine AUS-Periode auf Null einzustellen, und den Leistungsbetrag der Pulsausgabe steuert, so dass dieser gleich dem Amplitudenwert der Pulsausgabe ist, um die Pulsausgabe zu einer gleichmäßigen Ausgabe zu machen.
  20. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei eine Spitzenvorwärtsleistung als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe angenommen wird, das Ausgabeamplitudensteuerungsteil die konstante Amplitudensteuerung durchführt, so dass ein Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung gleich einem eingestellten Amplitudenwert wird, und das Tastgradsteuerungsteil die konstante Leistungssteuerung durchführt, so dass ein Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung, die durch das Tastverhältnis bestimmt wird, gleich einem eingestellten Leistungswert wird, wodurch die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert wird.
  21. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 20, wobei der Tastgradsteuerungsteil Schalten ermöglicht zwischen einer Pulsausgabesteuerung, die weniger als 100% für die EIN-Periode des Tastverhältnisses einstellt, bestimmt durch die EIN-Periode und die AUS-Periode innerhalb eine Zyklus der Pulsausgabe, und die den Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung steuert, kleiner zu sein als der Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung, so dass die Pulsausgabe die Pulsausgabe zu einer diskontinuierlichen Ausgabe gemacht wird, und einer kontinuierliche Ausgabesteuerung, die 0% für die AUS-Periode und 100% für die EIN-Periode des Tastverhältnisses einstellt, bestimmt durch die EIN-Periode und die AUS-Periode innerhalb eines Zyklus der Pulsausgabe, und die den Durchschnittsleistungswert der Spitzenvorwärtsleistung steuert, gleich dem Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung zu werden, so dass die Pulsausgabe zu einer kontinuierlichen Ausgabe gemacht wird.
  22. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei eine Spitzenvorwärtsleistung als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe in dem Ausgabeamplitudensteuerungsteil angenommen wird, eine Durchschnittslastleistung als ein Steuerungsziel der Pulsausgabe in dem Tastgradsteuerungsteil angenommen wird, der Ausgabeamplitudensteuerungsteil die konstante Amplitudensteuerung durchführt, so dass der Amplitudenwert der Spitzenvorwärtsleistung konstant wird, und der Tastgradsteuerungsteil die konstante Leistungssteuerung durchführt, so dass ein Durchschnittsleistungswert von Spitzenlastleistung, ermittelt aus der Spitzenvorwärtsleistung und Spitzenreflektionsleistung, bestimmt durch das Tastverhältnis, gleich einem eingestellten Leistungswert wird, wodurch die Spitzenvorwärtsleistung gesteuert wird.
  23. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei der Tastgradsteuerungsteil das Tastverhältnis erhöht oder vermindert, ermittelt durch die konstante Leistungssteuerung, basierend auf einem Rückkoppelwert der Pulsausgabe.
  24. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 20, wobei bei Steuerung der Spitzenvorwärtsleistung die Spitzenvorwärtsleistung als das Steuerungsziel der Pulsausgabe angenommen wird, der Tastgradsteuerungsteil einen Reflektionsleistungswert als eine Rückkopplung anführt und eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird durch Reduzieren des Anteils der EIN-Periode des Tastverhältnisses, wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird.
  25. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 22, wobei bei Steuerung der Lastleistung die Spitzenvorwärtsleistung und die Durchschnittslastleistung als Steuerungsziele der Pulsausgabe angenommen werden, der Tastgradsteuerungsteil die Spitzenreflektionsleistung als eine Rückkopplung anführt und die Durchschnittslastleistung steuert konstant zu sein, durch Vergrößern des Anteils der EIN-Periode des Tastverhältnisses, wenn die Spitzenreflektionsleistung erhöht wird.
  26. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 19 oder nach Anspruch 21, wobei in der kontinuierlichen Ausgabesteuerung, wenn ein Amplitudenwert von Spitzenreflektionsleistung überhöht ist, der Tastgradsteuerungsteil den Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses von 100% reduziert, und Schalten von der kontinuierlichen Ausgabesteuerung zu der Pulsausgabesteuerung durchführt, wodurch eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird.
  27. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 19 oder nach Anspruch 21, wobei während der Periode, wenn die Spitzenvorwärtsleistung erhöht wird durch die kontinuierliche Ausgabesteuerung, wenn ein Amplitudenwert des Spitzenreflektionsleistung überhöht ist, der Tastgradsteuerungsteil den Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses von 100% reduziert und Schalten durchführt von der kontinuierlichen Ausgabesteuerung zu der Pulsausgabesteuerung, und nachdem die Spitzenvorwärtsleistung erhöht ist, der Tastgradsteuerungsteil den Anteil der EIN-Periode des Tastverhältnisses auf 100% wiederherstellt und Schalten der Pulsausgabesteuerung zu der kontinuierlichen Ausgabesteuerung durchführt, wodurch eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt wird während der Periode, wenn die Spitzenvorwärtsleistung erhöht ist.
  28. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach Anspruch 20, wobei während der Periode, wen die Spitzenvorwärtsleistung erhöht ist durch die Tastgradsteuerung, der Tastgradsteuerungsteil eine Erhöhung der Durchschnittsreflektionsleistung unterdrückt durch graduelles Erhöhen des Anteils der EIN-Periode des Tastverhältnisses.
  29. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei der Tastgradsteuerungsteil einen Leistungswert der Pulsausgabe während der AUS-Periode als Null annimmt und einen Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode als einen eingestellten Leistungswert annimmt.
  30. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei der Tastgradsteuerungsteil einen Leistungswert der Pulsausgabe während der AUS-Periode als einen vorbestimmten Leistungswert annimmt, der zwischen Null und einem eingestellten Wert definiert ist, und einen Leistungswert der Pulsausgabe während der EIN-Periode als den eingestellten Leistungswert annimmt.
  31. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei der Tastgradsteuerungsteil eine Frequenz konstant hält und ein Verhältnis der Dauer zwischen EIN-Periodendauer und AUS-Periodendauer steuert.
  32. Die Versorgungsvorrichtung für pulsmodulierte Hochfrequenzleistung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei der Tastgradsteuerungsteil eine AUS-Periodendauer variiert, während eine EIN-Periodendauer konstant gehalten wird, oder die EIN-Periodendauer variiert, während die AUS-Periodendauer konstant gehalten wird, wodurch die Frequenz der Pulsausgabe gesteuert wird.
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