JP2000138540A - 高周波装置 - Google Patents

高周波装置

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JP2000138540A
JP2000138540A JP10313438A JP31343898A JP2000138540A JP 2000138540 A JP2000138540 A JP 2000138540A JP 10313438 A JP10313438 A JP 10313438A JP 31343898 A JP31343898 A JP 31343898A JP 2000138540 A JP2000138540 A JP 2000138540A
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frequency
amplifier
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variable condenser
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JP10313438A
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Tsutomu Kato
藤 努 加
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波アンプの破壊を防止した高周波装置を
実現する。 【解決手段】 マッチングバリコン7及びチューニング
バリコン8の調整により、各比較増幅器17,18が反
射電力0と判断すると、各比較増幅器17,18から比
較増幅器20にマッチング信号が送られる。すると、比
較増幅器20は直流電源11から高周波アンプ3に流れ
る電流値と基準値を比較し、高周波アンプに流れる電流
値が基準値と等しくなるようにモータ17,19をコン
トロールする。この結果、高周波アンプ3に流れる電流
値がマッチング領域Sにおける最小値Ibに等しくなる
位置まで各バリコン7,8が回転する。

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
チング回路を備えた高周波装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プラズマを用いたスパッタリング装置や
エッチング装置やCVD装置等では高周波電力を供給す
る高周波電源が備えられており、該電源からの高周波電
力を負荷であるプラズマ装置に供給している。
【0003】例えば、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。
【0004】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、自動ゲインコントロール回路(以後、AG
Cと称す)2,高周波アンプ3,カプラ4,及び検出器
5を介してマッチングボックス6に供給される。マッチ
ングボックス6はマッチングバリコン7,チューニング
バリコン8及びコイル9から構成されている。マッチン
グボックス6からの高周波は負荷10に供給される。
【0005】11は、前記高周波アンプ3の直流電源で
あり、商用交流200Vを整流する整流回路12を備え
ている。
【0006】前記カプラ4は、負荷10に供給される入
射電力と、負荷からの反射電力をモニタするものであ
り、該カプラから得られた入射電力に比例した信号は、
安定化アンプ13に供給される。該安定化アンプは、入
射電力に比例した信号と基準信号との差信号を前記AG
C2に供給する。その結果、負荷に供給される高周波電
力値が所望の値に制御される。14,15はそれぞれ入
射電力メータ、反射電力メータである。
【0007】前記検出器2は、マッチングボックス3に
入力する高周波の電圧と電流のインピーダンス、及び該
電圧と電流の位相差θをそれぞれ高周波信号として検出
し、内蔵するダイオードとコンデンサから成る回路によ
りそれぞれ検出された高周波信号を直流信号に変換して
いる。検出器2からのインピーダンスに応じた直流信号
は比較増幅器16に供給され基準電圧と比較される。比
較増幅器16の出力は、マッチングバリコン7を駆動す
るモータ17に供給される。その結果、インピーダンス
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
チングバリコン7が調整される。又、検出器2からの位
相差に応じた直流信号は、比較増幅器18に供給され基
準電圧と比較される。比較増幅器18の出力は、チュー
ニングバリコン8を駆動するモータ19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19によりチューニングバリコン8が調整
される。前記マッチングバリコン及びチューニングバリ
コンの調整により、反射電力が0になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記した様に、
マッチングボックス6では、バリコンを回転させて反射
電力が0になるように調整しているのであるが、そのバ
リコンの位置(回転位置)と反射電力の関係は、負荷の
種類に関係なく、図2の(a)に示す様に、マッチング
ポイントMPから離れるに従って反射電力が大きくなる
関係にある。但し、バリコン位置の変化に対する反射電
力の変化の程度は負荷の種類により異なる。
【0009】前記図2の(a)におけるR,Lは、仮
に、バリコンを右回転してマッチングポイントMPに近
づけた場合、左回転し近づけた場合を表している。バリ
コンを回転させてマッチングポイントMPに近づけた
時、現時点での装置の精度においては、バリコン位置が
Sの領域に入ると各比較増幅器16,18は反射電力が
0になったと判断してしまう。尚、この領域(マッチン
グ領域)の広さは、バリコン位置の変化に対する反射電
力の変化の程度が少ない関係を有する負荷ほど大きくな
る。
【0010】所で、バリコン位置と、直流電源11から
高周波アンプ3に流れる直流電流との関係は、図2
(b)に示す様な関係にある。その為に、反射電力が0
になったと判断される、いわゆるマッチング領域Sにお
いては、直流電流はIa〜Ibの値を取る。その為、若
し、バリコンがマッチング領域Sの一方の端の位置Aの
時にマッチングが取れた場合には、高周波アンプ3に流
れる直流電流が極めて大きなものとなり、高周波アンプ
が破壊されてしまうことがある。
【0011】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、新規な高周波装置を提供することを目
的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】 本発明の高周波装置
は、高周波発振器、高周波発振器からの高周波出力のゲ
インが制御される可変アンプ、交流入力を整流する整流
回路の出力が直流電源として与えられ、前記可変アンプ
からの高周波電力を増幅する様に成した高周波アンプ、
高周波アンプの出力が供給される負荷、高周波アンプと
負荷との間に配置され、マッチングバリコンとチューニ
ングバリコンとから成るマッチングボックス、高周波発
振器とマッチングボックスとの間に設けられ、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バリコン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
ングバリコン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、前記直流電源から高周波ア
ンプに流れる電流値に応じて前記モータを制御するよう
に成した。
【0013】又、本発明の高周波装置は、負荷に応じた
マッチング時の最小電流値を基準値とし、直流電源から
高周波アンプに流れる電流値が該基準値と一致するよう
にモータを制御するように成した。
【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3は本発明の一実施例として、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。
【0016】図中20は直流電源11から高周波アンプ
3に流れる電流を検出し、該電流値がマッチング領域の
最小電流値かどうかの判断を行い、検出電流値が最小に
なる様にモータ17,19をコントロールする比較増幅
器である。該比較増幅器には、予め実験等により求めら
れているマッチング領域の最小電流値が基準値として設
定されている。尚、この基準値は負荷の種類により異な
る。
【0017】図3に示す如き高周波装置の動作を次に説
明する。
【0018】先ず、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と電流のインピーダンス、及び
該電圧と電流の位相差θをそれぞれ高周波信号として検
出し、内蔵するダイオードとコンデンサから成る回路に
よりそれぞれ検出された高周波信号を直流信号に変換し
ている。検出器2からのインピーダンスに応じた直流信
号は、比較増幅器16に供給され基準電圧と比較され
る。比較増幅器16の出力は、マッチングバリコン7を
駆動するモータ17に供給される。その結果、インピー
ダンスの値が基準電圧と等しくなるようにモータ9によ
りマッチングバリコン7が調整される。又、検出器2か
らの位相差に応じた直流信号は、比較増幅器18に供給
され基準電圧と比較される。比較増幅器18の出力は、
チューニングバリコン8を駆動するモータ19に供給さ
れる。その結果、位相差の値が基準電圧(0)と等しく
なるようにモータ19によりチューニングバリコン8が
調整される。
【0019】この様にして、マッチングバリコン7及び
チューニングバリコン8の調整により、前記各比較増幅
器17,18が反射電力0と判断すると、前記各比較増
幅器17,18から前記比較増幅器20にマッチング信
号が送られる。すると、該比較増幅器20は直流電源1
1から高周波アンプ3に流れる電流値と基準値を比較
し、高周波アンプ3に流れる電流値が基準値と等しくな
るように前記モータ17,19をコントロールする。こ
の結果、高周波アンプ3に流れる電流値がマッチング領
域Sにおける最小値Ibに等しくなる位置まで各バリコ
ン7,8が回転する。
【0020】この結果、常に、高周波アンプに流れる電
流値が最小になるように、マッチングが取れるので、マ
ッチングが取れた際、高周波アンプ3に流れる直流電流
が相対的に最小となり、高周波アンプが破壊されること
がなくなる。
【0021】尚、前記実施例では、インピーダンスマッ
チングが終了してから、高周波アンプ3に流れる電流値
が基準値と等しくなるように前記モータ17,19をコ
ントロールする様に成したが、該コントロールとインピ
ーダンスマッチングとが同時進行されるように成しても
良い。
【0022】又、前記実施例では、バリコン位置に対
し、高周波アンプ3に流れる電流が右肩上がりの特性を
持つ負荷を例に上げたが、負荷によっては左肩上がりの
ものがあるが、何れの場合にも、基準値としてマッチン
グ領域の最小値が設定される。又、前記実施例において
は、基準値としてマッチング領域の最小値が設定される
ように成したが、高周波アンプが許容出来る範囲なら
ば、最小値から所定値大きい値を設定値に選択しても良
い。
【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】 を示している。
【図3】 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。
【符号の説明】
1 高周波発振器 2 自動ゲインコントロール回路(AGC) 3 高周波アンプ 4 カプラ 5 検出器 6 マッチングボックス 7 マッチングバリコン 8 チューニングバリコン 9 コイル 10 負荷 11 直流電源 12 整流回路 13 安定化アンプ 14 入射電力メータ 15 反射電力メータ 16,18,20 比較増幅器 17,19 モータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波発振器、高周波発振器からの高周
    波出力のゲインが制御される可変アンプ、交流入力を整
    流する整流回路の出力が直流電源として与えられ、前記
    可変アンプからの高周波電力を増幅する様に成した高周
    波アンプ、高周波アンプの出力が供給される負荷、高周
    波アンプと負荷との間に配置され、マッチングバリコン
    とチューニングバリコンとから成るマッチングボック
    ス、高周波発振器とマッチングボックスとの間に設けら
    れ、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バリコンの容量をモ
    ータによって調整し、検出器により検出された位相に応
    じてチューニングバリコン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、前記直流電源
    から高周波アンプに流れる電流値に応じて前記モータを
    制御するように成した高周波装置。
  2. 【請求項2】 負荷に応じたマッチング時の最小電流値
    を基準値とし、前記直流電源から高周波アンプに流れる
    電流値が該基準値と一致するように前記モータを制御す
    るように成した請求項1記載の高周波装置。
JP10313438A 1998-11-04 1998-11-04 高周波装置 Withdrawn JP2000138540A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002063999A (ja) * 2000-08-21 2002-02-28 Fuji Electric Co Ltd プラズマ電位測定方法と測定用プローブ
US6936955B1 (en) * 2000-08-04 2005-08-30 Santa Fe Science And Technology, Inc. Conjugated polymer actuator responsive to electrical stimulation
JP2008526147A (ja) * 2004-12-29 2008-07-17 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) カップラベース増幅器における負荷不整合の適合
CN108649923A (zh) * 2018-04-08 2018-10-12 常州瑞思杰尔电子科技有限公司 在线射频自动匹配器

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Effective date: 20060110