JP2000040933A - 高周波装置のマッチング方法 - Google Patents

高周波装置のマッチング方法

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JP2000040933A
JP2000040933A JP10207394A JP20739498A JP2000040933A JP 2000040933 A JP2000040933 A JP 2000040933A JP 10207394 A JP10207394 A JP 10207394A JP 20739498 A JP20739498 A JP 20739498A JP 2000040933 A JP2000040933 A JP 2000040933A
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variable capacitor
motor
pulse
frequency power
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JP10207394A
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Shintaro Hidaka
晋太郎 日高
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷の状態に拘わらず、短時間に正確にマッ
チングを行うことが出来る高周波装置のマッチング方法
を実現する。 【解決手段】 Vzの信号レベルが所定の範囲外の場合
には、連続したモータの制御によってマッチングバリコ
ン(可変コンデンサ)4を正転或いは逆転させる。Vz
の信号レベルが所定の範囲内の場合には、マッチングバ
リコン4をパルス的に駆動し、徐々にマッチングポイン
トMpに近づくように制御を行う。このパルス的駆動を
行う際、制御回路15は、スレッシュホールドレベル範
囲の駆動パルスのオン時の電圧レベルの絶対値がマッチ
ングポイントに近づくに従って徐々に小さくなっていく
駆動パルス波形に従ってモータを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、インピーダンスのマッ
チングを正確に短時間に行うことが出来る高周波スパッ
タリング装置やエッチング装置等の高周波装置のマッチ
ング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波スパッタリング装置では、2枚の
電極間に高周波を印加し、一方の電極(試料)をスパッ
タリングし、試料表面のクリーニング等を行っている。
又、別の高周波装置では、2枚の電極間に高周波を印加
し、一方の電極からスパッタされた粒子を電極に接近し
て配置された基板上に付着させるようにしている。
【0003】図1は、この様な高周波装置の概略を示し
ており、1は高周波発振器である。高周波発振器1から
の高周波は、検出器2を介してマッチングボックス3に
供給される。マッチングボックス3はマッチング可変コ
ンデンサ4,チューニング可変コンデンサ5及びコイル
6から構成されている。マッチングボックス3からの高
周波は、負荷7に供給される。尚、検出器2は、マッチ
ングボックス3に入力する高周波の電圧,電流,及び電
圧と電流の位相差θを検出している。
【0004】この様な構成において、検出器2によって
検出された電圧,電流,位相に基づいてインピーダンス
と位相差を求め、インピーダンスの値に基づいてマッチ
ングボックス3内のマッチング可変コンデンサ4の容量
を変え、位相差に基づいてチューニング可変コンデンサ
5の容量を変えている。
【0005】即ち、検出器2によって検出されたインピ
ーダンスZに応じた信号Vzは、比較増幅器8に供給さ
れ基準電圧と比較される。比較増幅器8の出力は、マッ
チング可変コンデンサ4を駆動するモータ9に供給され
る。その結果、インピーダンスZの値が基準電圧と等し
くなるようにモータ9によりマッチング可変コンデンサ
4が調整される。
【0006】又、検出器2によって検出された位相差θ
に応じた信号Vθは、比較増幅器10に供給され基準電
圧と比較される。比較増幅器10の出力は、チューニン
グ可変コンデンサ5を駆動するモータ11に供給され
る。その結果、位相差θの値が基準電圧(0)と等しく
なるようにモータ11によりチューニング可変コンデン
サ5が調整される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記した高周波
装置において、最近、モータ9,11の制御を連続駆動
とパルス駆動とに切り換えて行う事が試みられている。
図2はモータの駆動波形を示しており、横軸はインピー
ダンス或いは位相の値である。
【0008】図中Mpはマッチングポイントであり、マ
ッチングポイントMpから離れた状態(状態A,状態
C)の時には、モータは連続的に駆動され、インピーダ
ンス或いは位相の値がMpに近づいた値Xv,−Xvの
範囲にある状態(状態B)の時には、モータはパルス的
に駆動される。
【0009】この様な制御は、Z,θ信号がマッチング
ポイントMpから遠いい所では各モータを最大限に駆動
して短時間にマッチングポイントMpに近づけ、マッチ
ングポイントMp付近では、Z,θ信号のレベルに応じ
て各モータをパルス的に駆動し、モータの回転の行き過
ぎを防止している。その結果、短時間に正確にマッチン
グポイントに各コンデンサ4,5を停止させることが出
来る。
【0010】図3はこの様なマッチング方法のフローを
示しており、先ず、Vz=0或いはVθ=0かの判断を
行う。Vz≠0の場合、Vzの信号のレベルが設定した
範囲Xv>Vz>−Xvに入っているかどうかの判断を
行う。Vzの信号レベルが所定の範囲外の場合には、V
zの値が正か負荷により、従来と同様の連続したモータ
の制御によってマッチングバリコン(可変コンデンサ)
4を正転或いは逆転させる。Vzの信号レベルが所定の
範囲内の場合には、マッチングバリコン4をパルス的に
駆動し、徐々にマッチングポイントMpに近づくように
制御を行う。次に、Vθ≠0の場合、Vθの信号のレベ
ルが設定した範囲Xv>Vθ>−Xvに入っているかど
うかの判断を行う。Vθの信号レベルが所定の範囲外の
場合には、Vθの値が正か負荷により、従来と同様の連
続したモータの制御によってチューニングバリコン(可
変コンデンサ)5を正転或いは逆転させる。Vθの信号
レベルが所定の範囲内の場合には、チューニングバリコ
ン5をパルス的に駆動し、徐々にマッチングポイントM
pに近づくように制御を行う。
【0011】しかしながら、上記したパルス制御では、
負荷によって検出信号レベルとその全体の軌跡が異なる
ため、固定したスレッシュホールドレベルXv,−Xv
がマッチングポイントMpから離れている場合がある。
その場合には、パルス制御に切り換えると、マッチング
ポイントに到達するまでの時間が長くなってしまう。逆
に、スレッシュホールドレベルXv,−Xvがマッチン
グポイントMpに近づき過ぎている場合には、マッチン
グポイント付近でハンチング現象が生じてしまう。
【0012】本発明は、この様な問題点を解決する為に
なされたもので、負荷の状態に拘わらず、短時間に正確
にマッチングを行うことが出来る新規な高周波装置のマ
ッチング方法を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】 本発明の高周波装置の
マッチング方法は、高周波電源と、高周波電源からの高
周波電力が供給される負荷と、高周波電源と負荷との間
に配置され、マッチング可変コンデンサとチューニング
可変コンデンサとコイルとから成るマッチングボックス
と、高周波電源とマッチングボックスとの間に設けられ
た入力インピーダンスと入力高周波の電圧と電流との位
相を検出する検出器とを備え、検出器より検出されたイ
ンピーダンスに応じてマッチング可変コンデンサの容量
をモータによって調整し、検出器により検出された位相
に応じてチューニング可変コンデンサの容量をモータに
よって調整するように構成した高周波装置であって、イ
ンピーダンスが所定の値以下、及び、位相の値が所定の
値以下になった場合には、それぞれのモータの駆動をパ
ルス的に行うようにしたマッチング方法において、オン
時の電圧レベルの絶対値がマッチングポイントに近づく
に従って徐々に小さくなっていくパルス列から成る駆動
パルス信号に基づいてモータを駆動するようにした。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0015】図4は本発明のマッチング方法を使用した
高周波装置の概略を示している。図中、前記図1と同一
番号の付されたものは同一構成要素である。この実施の
形態では、検出器2からのインピーダンスの検出信号V
zと、位相の検出信号Vθは、コンピュータの如き制御
回路15に供給される。制御回路15は、モータ9,1
1の制御を行う。この制御を、前記図3のフローに沿っ
て説明する。
【0016】先ず、検出器2からインピーダンスの検出
信号Vzと、位相の検出信号Vθが供給されると、制御
回路15は、先ず、Vz=0或いはVθ=0かの判断を
行う。Vz≠0の場合、Vzの信号のレベルが設定した
範囲Xv>Vz>−Xvに入っているかどうかの判断を
行う。Vzの信号レベルが所定の範囲外の場合には、V
zの値が正か負荷により、従来と同様の連続したモータ
の制御によってマッチングバリコン(可変コンデンサ)
4を正転或いは逆転させる。Vzの信号レベルが所定の
範囲内の場合には、マッチングバリコン4をパルス的に
駆動し、徐々にマッチングポイントMpに近づくように
制御を行う。このパルス的駆動を行う際、制御回路15
は、前記図2に示す如き駆動パルス波形、即ち、スレッ
シュホールドレベル範囲のオン時(“ハイ”の状態)の
電圧レベルの絶対値が同一(10V)の駆動パルス波形
のパルス信号に従ってモータを駆動せずに、図5に示す
様な、スレッシュホールドレベル範囲のオン時の電圧レ
ベルの絶対値がマッチングポイントに近づくに従って徐
々に小さくなっていく駆動パルス波形のパルス信号に従
ってモータを駆動する。この様な駆動により、ハンチン
グの発生が殆ど抑えられるようになる。
【0017】次に、Vθ≠0の場合、Vθの信号のレベ
ルが設定した範囲Xv>Vθ>−Xvに入っているかど
うかの判断を行う。Vθの信号レベルが所定の範囲外の
場合には、Vθの値が正か負荷により、従来と同様の連
続したモータの制御によってチューニングバリコン(可
変コンデンサ)5を正転或いは逆転させる。Vθの信号
レベルが所定の範囲内の場合には、チューニングバリコ
ン5をパルス的に駆動し、徐々にマッチングポイントM
pに近づくように制御を行う。このパルス的駆動を行う
際も、制御回路15は、前記と同様に、図5に示す様
な、スレッシュホールドレベル範囲のオン時の電圧レベ
ルの絶対値がマッチングポイントに近づくに従って徐々
に小さくなっていく駆動パルス波形のパルス信号に従っ
てモータを駆動する。従って、ハンチングの発生が殆ど
抑えられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の高周波装置の概略を示している。
【図2】 モータの駆動波形を示している。
【図3】 最近行われているマッチング方法のフローを
示している。
【図4】 本発明のを実施するための高周波装置の一例
を示している。
【図5】 本発明に基づくモータの駆動波形を示してい
る。
【符号の説明】
1…高周波発振器、2…検出器、3…マッチングボック
ス、4…マッチング可変コンデンサ、5…チューニング
可変コンデンサ、7…負荷、9,11…制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波電源と、高周波電源からの高周波
    電力が供給される負荷と、高周波電源と負荷との間に配
    置され、マッチング可変コンデンサとチューニング可変
    コンデンサとコイルとから成るマッチングボックスと、
    高周波電源とマッチングボックスとの間に設けられた入
    力インピーダンスと入力高周波の電圧と電流との位相を
    検出する検出器とを備え、検出器より検出されたインピ
    ーダンスに応じてマッチング可変コンデンサの容量をモ
    ータによって調整し、検出器により検出された位相に応
    じてチューニング可変コンデンサの容量をモータによっ
    て調整するように構成した高周波装置であって、インピ
    ーダンスが所定の値以下、及び、位相の値が所定の値以
    下になった場合には、それぞれのモータの駆動をパルス
    的に行うようにしたマッチング方法において、オン時の
    電圧レベルの絶対値がマッチングポイントに近づくに従
    って徐々に小さくなっていくパルス列から成る駆動パル
    ス信号に基づいてモータを駆動するようにしたマッチン
    グ方法。
JP10207394A 1998-07-23 1998-07-23 高周波装置のマッチング方法 Pending JP2000040933A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012074361A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc (Asia) マルチ周波数マッチングのための単一マッチングネットワーク、その構築方法及び当該マッチングネットワークを使用するrfパワーサプライヤーシステム

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