JP2001053572A - パルス状高周波電源用自動整合器 - Google Patents
パルス状高周波電源用自動整合器Info
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- JP2001053572A JP2001053572A JP11223738A JP22373899A JP2001053572A JP 2001053572 A JP2001053572 A JP 2001053572A JP 11223738 A JP11223738 A JP 11223738A JP 22373899 A JP22373899 A JP 22373899A JP 2001053572 A JP2001053572 A JP 2001053572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス状の高周波信号であっても、特別な設
定作業を要することなく、負荷側インピーダンスと電源
側インピーダンスを適正かつ良好に自動整合させること
ができるようにする。 【解決手段】 パルス状高周波信号を出力する電源１か
らの出力信号の立ち上がりを遅延させるディレイ回路６
を設け、このディレイ回路６から出力される遅延パルス
信号をサンプル／ホールド回路７に取り込んで同期させ
ることで、位相差検出信号及びインピーダンスからパル
スの立ち上がり・立ち下がり成分を除外させて、その信
号によりサーボモータを制御し整合回路４を動作させる
ことによって、負荷側インピーダンスと電源側インピー
ダンスを自動的に整合させるように構成している。
定作業を要することなく、負荷側インピーダンスと電源
側インピーダンスを適正かつ良好に自動整合させること
ができるようにする。 【解決手段】 パルス状高周波信号を出力する電源１か
らの出力信号の立ち上がりを遅延させるディレイ回路６
を設け、このディレイ回路６から出力される遅延パルス
信号をサンプル／ホールド回路７に取り込んで同期させ
ることで、位相差検出信号及びインピーダンスからパル
スの立ち上がり・立ち下がり成分を除外させて、その信
号によりサーボモータを制御し整合回路４を動作させる
ことによって、負荷側インピーダンスと電源側インピー
ダンスを自動的に整合させるように構成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部インピーダン
スを持つ高周波電源から、例えば半導体ウェハの製造に
用いられる高周波利用のプラズマ応用機器等の電力消費
負荷にパルス状の高周波電力を供給するとき、その負荷
に最大の電力が供給されるように負荷側インピーダンス
と電源側インピーダンスを自動的に整合させるべく用い
られるパルス状高周波電源用自動整合器に関するもので
ある。
スを持つ高周波電源から、例えば半導体ウェハの製造に
用いられる高周波利用のプラズマ応用機器等の電力消費
負荷にパルス状の高周波電力を供給するとき、その負荷
に最大の電力が供給されるように負荷側インピーダンス
と電源側インピーダンスを自動的に整合させるべく用い
られるパルス状高周波電源用自動整合器に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来から一般的に用いられている
高周波電源用自動整合器の構成を示すブロック図であ
る。この従来一般の高周波電源用自動整合器は、高周波
信号を出力する電源１と、この電源１から出力される高
周波信号の進行波と反射波の位相差及び強度、または進
行波もしくは反射波の電圧と電流の位相差及び強度を検
出する回路２と、この検出回路２の出力に応じてサーボ
モータ（図示省略する）の動作を制御するサーボモータ
制御回路３と、このサーボモータ制御回路３により動作
制御されるサーボモータを介して、例えば真空バリコン
などを調整して電源１側の内部インピーダンスと半導体
ウェハ製造用プラズマ応用機器等の負荷５側のインピー
ダンスを自動的に整合させる整合回路４とを備えて構成
されている。
高周波電源用自動整合器の構成を示すブロック図であ
る。この従来一般の高周波電源用自動整合器は、高周波
信号を出力する電源１と、この電源１から出力される高
周波信号の進行波と反射波の位相差及び強度、または進
行波もしくは反射波の電圧と電流の位相差及び強度を検
出する回路２と、この検出回路２の出力に応じてサーボ
モータ（図示省略する）の動作を制御するサーボモータ
制御回路３と、このサーボモータ制御回路３により動作
制御されるサーボモータを介して、例えば真空バリコン
などを調整して電源１側の内部インピーダンスと半導体
ウェハ製造用プラズマ応用機器等の負荷５側のインピー
ダンスを自動的に整合させる整合回路４とを備えて構成
されている。
【０００３】ところで、図３に示す従来一般の高周波電
源用自動整合器は、連続高周波信号を出力する電源を対
象とするものであって、パルス状の高周波信号を出力す
る電源を前提とするものではないが、パルス状高周波信
号電源を対象とする場合においても、図３に示す構成の
自動整合器をそのまま使用しているのが実状である。
源用自動整合器は、連続高周波信号を出力する電源を対
象とするものであって、パルス状の高周波信号を出力す
る電源を前提とするものではないが、パルス状高周波信
号電源を対象とする場合においても、図３に示す構成の
自動整合器をそのまま使用しているのが実状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パルス状の高
周波信号を出力する電源において、図３に示す構成の自
動整合器をそのまま使用すると、図４の（ｂ）に示すよ
うな波形のパルス状信号が入力される検出回路２からは
図４の（ｃ）に示すような波形の出力が得られるが、こ
の出力波形にパルス状の信号の一部が重なったり、パル
ス状信号の周波数が高い場合は、検出回路２自体の応答
特性からみて検出出力にずれを生じたりしやすい。この
ような検出出力をそのままサーボモータの動作制御に使
用すると、サーボモータが小刻みに振動して負荷側イン
ピーダンスと電源側インピーダンスを適正に整合させる
ことができなかったり、場合によっては、サーボモータ
の停止ポイントを見失ってしまい、負荷側インピーダン
スと電源側インピーダンスの整合状態が完全に外れてし
まうなどの誤動作を招きやすく、その結果、負荷に対す
る電力供給が安定せず、品質管理の上で好ましくない。
周波信号を出力する電源において、図３に示す構成の自
動整合器をそのまま使用すると、図４の（ｂ）に示すよ
うな波形のパルス状信号が入力される検出回路２からは
図４の（ｃ）に示すような波形の出力が得られるが、こ
の出力波形にパルス状の信号の一部が重なったり、パル
ス状信号の周波数が高い場合は、検出回路２自体の応答
特性からみて検出出力にずれを生じたりしやすい。この
ような検出出力をそのままサーボモータの動作制御に使
用すると、サーボモータが小刻みに振動して負荷側イン
ピーダンスと電源側インピーダンスを適正に整合させる
ことができなかったり、場合によっては、サーボモータ
の停止ポイントを見失ってしまい、負荷側インピーダン
スと電源側インピーダンスの整合状態が完全に外れてし
まうなどの誤動作を招きやすく、その結果、負荷に対す
る電力供給が安定せず、品質管理の上で好ましくない。
【０００５】特に、パルス状信号の周波数が高い場合や
パルスデューティが小さい場合には既述のように検出回
路の応答特性自体から検出出力にずれが生じているた
め、使用者サイドでパルス状信号の周波数やパルスデュ
ーティ、負荷条件等を任意に調整して用いるとなると、
ますます検出出力のずれが大きくなって、整合不能にな
る恐れがある。そのため、周波数やパルスデューティな
どを変更して使用するためには、それらの変更の度にず
れ調整など再度の設定作業も必要とするという問題があ
る。
パルスデューティが小さい場合には既述のように検出回
路の応答特性自体から検出出力にずれが生じているた
め、使用者サイドでパルス状信号の周波数やパルスデュ
ーティ、負荷条件等を任意に調整して用いるとなると、
ますます検出出力のずれが大きくなって、整合不能にな
る恐れがある。そのため、周波数やパルスデューティな
どを変更して使用するためには、それらの変更の度にず
れ調整など再度の設定作業も必要とするという問題があ
る。
【０００６】また、検出回路２による検出出力を電子フ
ィルタ等の濾波器に通してインピーダンス及び位相差検
出信号から立ち上がり及び立ち下がり成分を除外するこ
とも考えられるが、電子フィルタ等の濾波器を通過した
信号の波形は図４の（ｄ）で示すように、機械的になま
りやすくて、パルス状高周波信号である場合、整合動作
に誤動作やずれが発生することは避けられない。
ィルタ等の濾波器に通してインピーダンス及び位相差検
出信号から立ち上がり及び立ち下がり成分を除外するこ
とも考えられるが、電子フィルタ等の濾波器を通過した
信号の波形は図４の（ｄ）で示すように、機械的になま
りやすくて、パルス状高周波信号である場合、整合動作
に誤動作やずれが発生することは避けられない。
【０００７】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、パルス状の高周波信号であっても、特別な設
定作業を要することなく、負荷側インピーダンスと電源
側インピーダンスを適正かつ良好に自動整合させること
ができるパルス状高周波電源用自動整合器を提供するこ
とを目的としている。
たもので、パルス状の高周波信号であっても、特別な設
定作業を要することなく、負荷側インピーダンスと電源
側インピーダンスを適正かつ良好に自動整合させること
ができるパルス状高周波電源用自動整合器を提供するこ
とを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るパルス状高周波電源用自動整合器は、
パルス状の高周波信号を出力する電源と、この電源から
出力されるパルス状高周波信号の進行波と反射波の位相
差及び強度、または、進行波もしくは反射波の電圧と電
流の位相差及び強度を検出する回路と、この検出回路の
出力によりサーボモータを制御して電源側のインピーダ
ンスと負荷側のインピーダンスを自動的に整合させる整
合回路とを備えてなるパルス状高周波電源用自動整合器
であって、上記電源から出力されるパルス状高周波信号
の立ち上がりを遅延させるディレイ回路と、このディレ
イ回路から出力される遅延パルス状信号を取り込んで上
記検出回路の出力に同期させることで位相差検出信号及
びインピーダンスを補正するサンプル／ホールド回路と
を具備させていることを特徴とするものである。
に、本発明に係るパルス状高周波電源用自動整合器は、
パルス状の高周波信号を出力する電源と、この電源から
出力されるパルス状高周波信号の進行波と反射波の位相
差及び強度、または、進行波もしくは反射波の電圧と電
流の位相差及び強度を検出する回路と、この検出回路の
出力によりサーボモータを制御して電源側のインピーダ
ンスと負荷側のインピーダンスを自動的に整合させる整
合回路とを備えてなるパルス状高周波電源用自動整合器
であって、上記電源から出力されるパルス状高周波信号
の立ち上がりを遅延させるディレイ回路と、このディレ
イ回路から出力される遅延パルス状信号を取り込んで上
記検出回路の出力に同期させることで位相差検出信号及
びインピーダンスを補正するサンプル／ホールド回路と
を具備させていることを特徴とするものである。
【０００９】上記構成の本発明によれば、電源から出力
されるパルス状高周波信号の立ち上がりを遅延させ、そ
の遅延パルス状信号をサンプル／ホールド回路に取り込
んで同期させることにより、検出回路による位相差検出
信号及びインピーダンスからパルスによる立ち上がり・
立ち下がり成分が除外される。その立ち上がり・立ち下
がり成分が除外されたパルス状信号をサーボモータの動
作制御に使用することによって、サーボモータの振動を
防止するとともに、サーボモータを所定のポイントで停
止させ、バルス状の高周波信号であっても、ずれや誤動
作を生じることなく、負荷側インピーダンスと電源側イ
ンピーダンスを適正に整合させることが可能となり、負
荷に対する電力供給の安定化を図ることができる。
されるパルス状高周波信号の立ち上がりを遅延させ、そ
の遅延パルス状信号をサンプル／ホールド回路に取り込
んで同期させることにより、検出回路による位相差検出
信号及びインピーダンスからパルスによる立ち上がり・
立ち下がり成分が除外される。その立ち上がり・立ち下
がり成分が除外されたパルス状信号をサーボモータの動
作制御に使用することによって、サーボモータの振動を
防止するとともに、サーボモータを所定のポイントで停
止させ、バルス状の高周波信号であっても、ずれや誤動
作を生じることなく、負荷側インピーダンスと電源側イ
ンピーダンスを適正に整合させることが可能となり、負
荷に対する電力供給の安定化を図ることができる。
【００１０】上記構成のパルス状高周波電源用自動整合
器において、上記ディレイ回路に遅延時間の調節機能を
持たせることによって、自動整合しようとする負荷を含
めた総合的な応答特性に応じて遅延時間を調節し決定す
ることが可能であり、これによって、広範な周波数条件
の負荷に接続しても上記と同様な整合機能を発揮させる
ことができ、当該自動整合器の用途の拡大を図ることが
できる。
器において、上記ディレイ回路に遅延時間の調節機能を
持たせることによって、自動整合しようとする負荷を含
めた総合的な応答特性に応じて遅延時間を調節し決定す
ることが可能であり、これによって、広範な周波数条件
の負荷に接続しても上記と同様な整合機能を発揮させる
ことができ、当該自動整合器の用途の拡大を図ることが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係るパルス状高
周波電源用自動整合器の構成を示すブロック図であり、
この自動整合器において、図３に示す従来一般の自動整
合器と同一もしくは相当部分には同一の符号を付して、
それらの説明を省略する。
にもとづいて説明する。図１は本発明に係るパルス状高
周波電源用自動整合器の構成を示すブロック図であり、
この自動整合器において、図３に示す従来一般の自動整
合器と同一もしくは相当部分には同一の符号を付して、
それらの説明を省略する。
【００１２】図１の自動整合器において、電源１はパル
ス状の高周波信号を出力するものであり、この電源１か
ら出力される図２の（ａ）に示すようなパルス状高周波
信号の立ち上がりを所定時間ｔに亘り遅延させるディレ
イ回路６が電源１内に配置して設けらているとともに、
このディレイ回路６から出力される図２の（ｃ）に示す
ような波形の遅延パルス信号を取り込んで図２の（ｄ）
で示すような波形の検出回路２の出力信号に同期させる
ことで、位相差検出信号及びインピーダンスを補正する
サンプル／ホールド回路７が設けられている。
ス状の高周波信号を出力するものであり、この電源１か
ら出力される図２の（ａ）に示すようなパルス状高周波
信号の立ち上がりを所定時間ｔに亘り遅延させるディレ
イ回路６が電源１内に配置して設けらているとともに、
このディレイ回路６から出力される図２の（ｃ）に示す
ような波形の遅延パルス信号を取り込んで図２の（ｄ）
で示すような波形の検出回路２の出力信号に同期させる
ことで、位相差検出信号及びインピーダンスを補正する
サンプル／ホールド回路７が設けられている。
【００１３】なお、上記ディレイ回路６には、遅延時間
ｔを調整する機能（構成）が設けられており、これは自
動整合しようとする負荷５を含めた総合的な応答特性に
応じて遅延時間ｔを調節し決定するものである。また、
このディレイ回路６は電源１内に配置されることに限定
されるものでなく、電源１の外部に配置してもよい。
ｔを調整する機能（構成）が設けられており、これは自
動整合しようとする負荷５を含めた総合的な応答特性に
応じて遅延時間ｔを調節し決定するものである。また、
このディレイ回路６は電源１内に配置されることに限定
されるものでなく、電源１の外部に配置してもよい。
【００１４】上記のような構成のパルス状高周波電源用
自動整合器においては、電源１から出力されるパルス状
高周波信号の立ち上がりを遅延させて、その遅延パルス
状信号をサンプル／ホールド回路７に取り込んで同期さ
せることにより、インピーダンス及び検出回路２による
位相差検出信号からパルスによる立ち上がり・立ち下が
り成分が除外された図２の（ｅ）に示すような平坦な波
形の信号が得られる。その立ち上がり・立ち下がり成分
が除外された平坦な信号をサーボモータ制御回路３にお
けるサーボモータの動作制御に使用することによって、
サーボモータに振動を発生しないとともに、サーボモー
タを所定のポイントで確実に停止させるといった整合動
作が行なわれ、バルス状の高周波信号であっても、ずれ
や誤動作を生じることなく、負荷側インピーダンスと電
源側インピーダンスを適正かつ良好に整合させることが
可能となり、負荷５に対する電力供給の安定化を図り、
半導体ウェハなどの品質向上に寄与することができる。
自動整合器においては、電源１から出力されるパルス状
高周波信号の立ち上がりを遅延させて、その遅延パルス
状信号をサンプル／ホールド回路７に取り込んで同期さ
せることにより、インピーダンス及び検出回路２による
位相差検出信号からパルスによる立ち上がり・立ち下が
り成分が除外された図２の（ｅ）に示すような平坦な波
形の信号が得られる。その立ち上がり・立ち下がり成分
が除外された平坦な信号をサーボモータ制御回路３にお
けるサーボモータの動作制御に使用することによって、
サーボモータに振動を発生しないとともに、サーボモー
タを所定のポイントで確実に停止させるといった整合動
作が行なわれ、バルス状の高周波信号であっても、ずれ
や誤動作を生じることなく、負荷側インピーダンスと電
源側インピーダンスを適正かつ良好に整合させることが
可能となり、負荷５に対する電力供給の安定化を図り、
半導体ウェハなどの品質向上に寄与することができる。
【００１５】また、使用者サイドでパルス状信号の周波
数やパルスデューティ、負荷条件等を任意に調整して用
いる場合であっても、上述したような整合動作によって
負荷側インピーダンスと電源側インピーダンスとを追従
性よく自動整合させることが可能であるから、周波数や
パルスデューティなどを変更して使用する度にずれ調整
など再度の設定作業を行なう必要もなく、各種のパルス
状信号に対する整合器として非常に容易かつ便利に使用
することができる。
数やパルスデューティ、負荷条件等を任意に調整して用
いる場合であっても、上述したような整合動作によって
負荷側インピーダンスと電源側インピーダンスとを追従
性よく自動整合させることが可能であるから、周波数や
パルスデューティなどを変更して使用する度にずれ調整
など再度の設定作業を行なう必要もなく、各種のパルス
状信号に対する整合器として非常に容易かつ便利に使用
することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、パルス
状の高周波信号であっても、また、あらゆる周波数条件
の負荷であっても、負荷側インピーダンスと電源側イン
ピーダンスを適正かつ良好に自動整合させることがで
き、したがって、負荷に対する電力供給の安定化を図
り、電力ロスの削減はもとより、半導体ウェハなどの品
質向上に大きく寄与することができるという効果を奏す
る。
状の高周波信号であっても、また、あらゆる周波数条件
の負荷であっても、負荷側インピーダンスと電源側イン
ピーダンスを適正かつ良好に自動整合させることがで
き、したがって、負荷に対する電力供給の安定化を図
り、電力ロスの削減はもとより、半導体ウェハなどの品
質向上に大きく寄与することができるという効果を奏す
る。
【図１】本発明に係るパルス状高周波電源用自動整合器
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】同上パルス状高周波電源用自動整合器における
信号波形図である。
信号波形図である。
【図３】従来の高周波電源用自動整合器の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】同上従来の高周波電源用自動整合器における信
号波形図である。
号波形図である。
１ パルス状高周波信号電源 ２ 検出回路 ３ サーボモータ制御回路 ４ 整合回路 ５ 負荷 ６ ディレイ回路 ７ サンプル／ホールド回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 慎一 大阪府大阪市住之江区南加賀屋３丁目８番 13号 パール工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 パルス状の高周波信号を出力する電源
と、この電源から出力されるパルス状高周波信号の進行
波と反射波の位相差及び強度、または、進行波もしくは
反射波の電圧と電流の位相差及び強度を検出する回路
と、この検出回路の出力によりサーボモータを制御して
電源側のインピーダンスと負荷側のインピーダンスを自
動的に整合させる整合回路とを備えてなるパルス状高周
波電源用自動整合器であって、 上記電源から出力されるパルス状高周波信号の立ち上が
りを遅延させるディレイ回路と、このディレイ回路から
出力される遅延パルス状信号を取り込んで上記検出回路
の出力に同期させることで位相差検出信号及びインピー
ダンスを補正するサンプル／ホールド回路とを具備させ
ていることを特徴とするパルス状高周波電源用自動整合
器。 - 【請求項２】 上記ディレイ回路は、遅延時間の調節機
能を有している請求項１に記載のパルス状高周波電源用
自動整合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11223738A JP2001053572A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | パルス状高周波電源用自動整合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11223738A JP2001053572A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | パルス状高周波電源用自動整合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001053572A true JP2001053572A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16802929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11223738A Pending JP2001053572A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | パルス状高周波電源用自動整合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001053572A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009124687A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Plasmart Co Ltd | インピーダンスマッチング方法及びこの方法のためのマッチングシステム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03126110A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波電源制御装置 |
| JPH05122180A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-05-18 | Kokusai Electric Co Ltd | Ｔｄｍａシステム用受信機のａｇｃ回路 |
| JPH0982496A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Jeol Ltd | 高周波装置 |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP11223738A patent/JP2001053572A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03126110A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波電源制御装置 |
| JPH05122180A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-05-18 | Kokusai Electric Co Ltd | Ｔｄｍａシステム用受信機のａｇｃ回路 |
| JPH0982496A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Jeol Ltd | 高周波装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009124687A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Plasmart Co Ltd | インピーダンスマッチング方法及びこの方法のためのマッチングシステム |
| JP2015062309A (ja) * | 2007-11-14 | 2015-04-02 | プラズマート カンパニー リミテッド | インピーダンスマッチング方法及びこの方法のためのマッチングシステム |
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