JP2005286936A - Output power control method for high frequency power supply and high frequency power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばプラズマエッチング、プラズマCVDを行うプラズマ処理装置等の負荷に整合器を介して電力を供給する高周波電源装置に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency power supply apparatus that supplies power to a load such as a plasma processing apparatus that performs plasma etching and plasma CVD, for example, via a matching unit.
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源装置として、従来は高周波電源装置が出力する進行波電力あるいは進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力を一定に制御する方法が用いられてきた。 As a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit, conventionally, a traveling wave power output from the high-frequency power supply device or a method of constantly controlling load-side power obtained by subtracting reflected wave power from traveling wave power is used. Has been.
図5は、従来の高周波電源装置1pの構成、整合器3pの構成及び高周波電源装置1pと整合器3pと負荷5との接続関係を示すブロック図である。
従来の高周波電源装置1pは、伝送線路2及び整合器3p及び負荷接続部4を介して、負荷5に高周波電力を供給するための電源装置であり、発振部11から出力した高周波信号を増幅部12で増幅し電力検出部13を介して高周波電力を出力する。なお、高周波電源装置1pの増幅部12から出力されて負荷5に向かう高周波電力を進行波電力という。
電力検出部13によって検出された進行波電力PFおよび反射波電力PRは、電力制御部16pにフィードバックされ、進行波電力PFあるいは負荷側電力(進行波電力−反射波電力)が、出力電力設定部15で設定された出力電力設定値の大きさになるように電力制御部16pで制御される。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the conventional high-frequency power supply device 1p, the configuration of the
The conventional high frequency power supply device 1p is a power supply device for supplying high frequency power to the
The traveling wave power PF and the reflected wave power PR detected by the
伝送線路2は、電力を伝送するための線路であり、例えば、同軸ケーブル、導波管、同軸管等が用いられる。負荷接続部4は、例えば電磁波が漏れないように遮蔽された銅板からなり、負荷接続部4を介して整合器3pと負荷5とが接続される。
The transmission line 2 is a line for transmitting power, and for example, a coaxial cable, a waveguide, a coaxial tube, or the like is used. The
整合器3pは、整合器3pの入力端から伝送線路2を経由し高周波電源装置側を見た電源側インピーダンスZo(通常は50Ωにしていることが多い)と、整合器3pの入力端から負荷側を見た負荷側インピーダンスZL(整合器3p及び負荷接続部4及び負荷5のインピーダンス)とを整合させることによって、高周波電源装置1pと負荷5との間をインピーダンス整合させる目的で用いられる装置である。
The matching
この整合器3pは、主に整合部32と整合器制御部31とで構成される。
整合部32は、可変インピーダンス素子(例えば、可変コンデンサ、可変インダクタ等)及び固定インピーダンス素子(例えば、固定コンデンサ、固定インダクタ等)によって構成され、可変インピーダンス素子のインピーダンスを変化させることによって高周波電源装置1pと負荷5との間をインピーダンス整合させることができる。この例では、可変コンデンサC1、C2と固定インダクタL1によって整合部32が構成されている。
整合器制御部31は、図示しない高周波電力検出器を備え、高周波電力の電圧成分、電流成分および電圧成分と電流成分との位相差を検出し、検出した情報に基づいて高周波電源装置1pと負荷5との間がインピーダンス整合するように整合部のインピーダンス値を制御する機能を有する。この例の場合、整合器制御部31は、可変コンデンサC1、C2のキャパシタンス値を制御する。
The matching
The matching unit 32 is configured by a variable impedance element (for example, a variable capacitor, a variable inductor, etc.) and a fixed impedance element (for example, a fixed capacitor, a fixed inductor, etc.), and by changing the impedance of the variable impedance element, the high frequency power supply device 1p And the
The matching
負荷5は、加工部を備え、その加工部の内部に搬入したウエハ、液晶基板等の被加工物を加工(エッチング、CVD等)するための装置である。この負荷5は、被加工物を加工するために、加工部にプラズマ放電用ガスを導入し、そのプラズマ放電用ガスに高周波電源装置から供給された高周波電力(電圧)を印加することによって、上記のプラズマ放電用ガスを放電(以下、プラズマ放電という)させて非プラズマ状態からプラズマ状態にしている。そして、プラズマ状態になったガスを利用して被加工物を加工している。なお、このような放電を伴う負荷を放電負荷という。また、放電負荷においては、放電開始前と放電開始後で負荷インピーダンスが急変する特性がある。
The
ところで、高周波電源装置1pと負荷5との間がインピーダンス整合しているときは、高周波電源装置1pから出力された高周波電力が効率よく負荷5に供給される。
しかし、負荷5の内部インピーダンスがプラズマ放電の状態によって変動するために、負荷のインピーダンスは整合時に比べて、高インピーダンス又は低インピーダンスに変動する。
そうなると、高周波電源装置1pと負荷5との間がインピーダンス整合していない状態になって、整合器の入力端301での反射係数が増加するために、高周波電源装置1pから出力されて負荷5に向かう進行波電力の一部又は全部が反射して整合器3pから高周波電源装置に向かう反射波電力PRが発生するので、高周波電力が効率よく負荷5に供給されない。
By the way, when impedance matching is performed between the high frequency power supply device 1p and the
However, since the internal impedance of the
As a result, impedance matching between the high frequency power supply device 1p and the
通常は、整合器3pによってインピーダンス整合をさせるために、整合状態に戻るが、不整合状態から整合状態になるまでの間は、反射波電力が発生することになる。また、整合器3pの調整が最適でない場合等は、不整合状態が続くこともある。上記のような理由で発生した反射波電力PRは、高周波電源装置内に戻る。
前述したような整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源装置において、放電負荷のように放電開始前と放電開始後の負荷インピーダンスが急変する負荷が接続されたとき、高周波電源装置1pから出力する進行波電力あるいは負荷側電力(進行波電力−反射波電力)を一定に制御する場合について説明をする。 In a high-frequency power supply apparatus that supplies high-frequency power to a load via the matching unit as described above, when a load whose load impedance changes suddenly before and after the start of discharge, such as a discharge load, is connected, the high-frequency power supply apparatus 1p The case where the traveling wave power or the load side power (traveling wave power-reflected wave power) output from the terminal is controlled to be constant will be described.
高周波電源装置1pが進行波電力の出力を開始して放電負荷が放電すると、整合器は負荷インピーダンスの急変に対応するために、整合部32の可変コンデンサC1,C2のキャパシタンス値を変化させて整合動作を行う。 When the high frequency power supply device 1p starts to output traveling wave power and the discharge load discharges, the matching unit changes the capacitance values of the variable capacitors C1 and C2 of the matching unit 32 in order to cope with a sudden change in load impedance. Perform the action.
この整合動作の過程において、整合器内の可変コンデンサC1,C2のインピーダンスが変化しているために、高周波電源装置が進行波電力あるいは負荷側電力を一定に制御するように動作していても、整合器3pの出力端302の電圧や出力電流の大きさは変化している。したがって整合過程においては、負荷にかかる電圧や負荷を流れる電流値が変化する。
In the process of this matching operation, since the impedances of the variable capacitors C1 and C2 in the matching unit are changed, even if the high frequency power supply device operates to control the traveling wave power or the load side power to be constant, The voltage at the
上記整合過程において、放電負荷の電圧が放電を維持できない大きさまで低下したり、放電負荷を流れる電流値が放電を維持できない大きさまで低下すると、放電が消滅する。放電が消滅すると、整合器の入力端での反射係数が増加するために、整合器は反射係数が小さくなるように整合動作を行う。この過程において負荷にかかる電圧が放電開始電圧に達しないと再び放電を行うことができない。放電開始電圧に達し再放電を行った場合には、整合動作を続ける。その後、放電負荷の電圧が放電維持電圧未満の大きさになると放電は再び消滅するが、放電維持電圧よりも下がらなければ放電を維持して整合動作を続ける。 In the matching process, the discharge disappears when the voltage of the discharge load decreases to a level at which the discharge cannot be maintained, or the current value flowing through the discharge load decreases to a level at which the discharge cannot be maintained. When the discharge is extinguished, the reflection coefficient at the input terminal of the matching device increases, so that the matching device performs a matching operation so that the reflection coefficient becomes small. In this process, discharge cannot be performed again unless the voltage applied to the load reaches the discharge start voltage. When the discharge start voltage is reached and re-discharge is performed, the matching operation is continued. Thereafter, when the voltage of the discharge load becomes smaller than the discharge sustain voltage, the discharge disappears again, but if the voltage does not fall below the discharge sustain voltage, the discharge is maintained and the matching operation is continued.
負荷を流れる電流値が放電を維持できない大きさまで低下して放電が消滅した場合も同様であり、負荷を流れる電流値が放電開始電流に達しないと再び放電を行うことができない。放電開始電流に達し再放電を行った場合には、整合動作を続ける。その後、負荷を流れる電流値が放電維持電流未満の大きさになると放電は再び消滅するが、放電維持電流よりも下がらなければ放電を維持して整合動作を続ける。 The same applies to the case where the current value flowing through the load decreases to a level at which the discharge cannot be maintained and the discharge disappears. If the current value flowing through the load does not reach the discharge start current, the discharge cannot be performed again. When the discharge start current is reached and re-discharge is performed, the matching operation is continued. Thereafter, when the value of the current flowing through the load becomes smaller than the discharge sustaining current, the discharge disappears again, but if the current value does not fall below the discharge sustaining current, the discharge is maintained and the matching operation is continued.
このように従来の高周波電源装置では、接続する負荷が放電負荷の場合には、放電開始から整合するまでの間に放電が消滅する場合があり、放電を利用するエッチング装置やCVD装置の加工プロセスに悪影響を与えるという問題があった。
本発明は、上記問題を鑑みなされたもので、放電開始から整合過程において放電の消滅が発生しない高周波電源装置を提供することを目的としている。
As described above, in the conventional high-frequency power supply device, when the load to be connected is a discharge load, the discharge may disappear between the start of the discharge and the alignment, and the processing process of the etching apparatus and the CVD apparatus using the discharge There was a problem of adversely affecting
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-frequency power supply device in which the disappearance of discharge does not occur in the matching process from the start of discharge.
本願発明によって提供される高周波電源の出力電力制御方法は、例えば図1に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源の出力電力制御方法において、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に高周波電力の出力を増加させるための指令値を加えた値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値よりも小さくならないように制御することを特徴としている。
As shown in FIG. 1, for example, the output power control method of the high frequency power supply provided by the present invention is as follows.
In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
When the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching device is equal to or higher than the voltage setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the power setting value,
When the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the voltage setting value, the power detection value of the high-frequency power is set to a value obtained by adding the command value for increasing the output of the high-frequency power to the power setting value. Control to be equal,
The voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is controlled so as not to be smaller than the voltage setting value.
本願発明によって提供される他の高周波電源の出力電力制御方法は、例えば図2に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源の出力電力制御方法において、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に高周波電力の出力を増加させるための指令値を加えた値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値よりも小さくならないように制御することを特徴としている。
For example, as shown in FIG. 2, the output power control method of another high frequency power supply provided by the present invention is as follows.
In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
If the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or greater than the current set value, control the power detection value of the high frequency power to be equal to the power set value,
When the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the current setting value, the power detection value of the high frequency power is set to a value obtained by adding the command value for increasing the output of the high frequency power to the power setting value. Control to be equal,
Control is performed so that the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit does not become smaller than the current set value.
本願発明によって提供される他の高周波電源の出力電力制御方法は、例えば図3に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源の出力電力制御方法において、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、高周波電力の出力を増加させるための指令値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値よりも小さくならないように制御することを特徴としている。
For example, as shown in FIG. 3, the output power control method of another high frequency power source provided by the present invention is as follows.
In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
When the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching device is equal to or higher than the voltage setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the power setting value,
If the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the voltage setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the command value for increasing the output of the high frequency power,
The voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is controlled so as not to be smaller than the voltage setting value.
本願発明によって提供される他の高周波電源の出力電力制御方法は、例えば図4に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源の出力電力制御方法において、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、高周波電力の出力を増加させるための指令値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値よりも小さくならないように制御することを特徴としている。
For example, as shown in FIG. 4, the output power control method of another high-frequency power supply provided by the present invention is as follows.
In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
If the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or greater than the current set value, control the power detection value of the high frequency power to be equal to the power set value,
When the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the current setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the command value for increasing the output of the high frequency power,
Control is performed so that the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit does not become smaller than the current set value.
また、前記高周波電源の出力電力制御方法において、前記高周波電力の出力を増加させるための指令値は、電圧設定値から電圧検出値を減じた値に応じて変化する値とすればよい。また、前記高周波電力の出力を増加させるための指令値は、電流設定値から電流検出値を減じた値に応じて変化する値とすればよい。 In the output power control method of the high frequency power supply, the command value for increasing the output of the high frequency power may be a value that changes according to a value obtained by subtracting the voltage detection value from the voltage setting value. The command value for increasing the output of the high-frequency power may be a value that changes according to a value obtained by subtracting the current detection value from the current setting value.
本願発明によって提供される高周波電源装置は、例えば図1に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源装置において、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出した電圧検出値と電圧設定値とを比較し、前記電圧検出値が電圧設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電圧検出値が電圧設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電圧制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に電圧制御部から出力する指令値を加えた値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴としている。
The high-frequency power supply device provided by the present invention is, for example, as shown in FIG.
In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A voltage detection unit that detects a voltage on the load side of the matching unit of the matching unit; and
The voltage detection value detected by the voltage detection unit is compared with a voltage setting value. When the voltage detection value is equal to or higher than the voltage setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the voltage detection is performed. If the value is less than the voltage setting value, a voltage control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power; and
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
For controlling the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power detected by the power detection unit or the traveling wave power to be equal to a value obtained by adding the command value output from the voltage control unit to the power set value A power control unit that outputs a power control signal of
And an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
本願発明によって提供される他の高周波電源装置は、例えば図2に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源装置において、
整合器の整合部よりも負荷側の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出した電流検出値と電流設定値とを比較し、前記電流検出値が電流設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電流検出値が電流設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電流制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に電流制御部から出力する指令値を加えた値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴としている。
Another high frequency power supply device provided by the present invention is, for example, as shown in FIG.
In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A current detection unit that detects a current on the load side of the matching unit of the matching unit;
The current detection value detected by the current detection unit is compared with a current setting value, and if the current detection value is equal to or greater than the current setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the current detection If the value is less than the current set value, a current control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power;
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
In order to control so that the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is equal to the value obtained by adding the command value output from the current control unit to the power setting value A power control unit that outputs a power control signal of
And an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
本願発明によって提供される他の高周波電源装置は、例えば図3に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源装置において、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出した電圧検出値と電圧設定値とを比較し、前記電圧検出値が電圧設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電圧検出値が電圧設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電圧制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力し、前記電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電圧制御部から出力する指令値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴としている。
Another high frequency power supply device provided by the present invention is, for example, as shown in FIG.
In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A voltage detection unit that detects a voltage on the load side of the matching unit of the matching unit; and
The voltage detection value detected by the voltage detection unit is compared with a voltage setting value. When the voltage detection value is equal to or higher than the voltage setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the voltage detection is performed. If the value is less than the voltage setting value, a voltage control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power; and
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
When the voltage detection value is equal to or higher than the voltage setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is controlled to be equal to the power setting value. When the voltage detection value is less than the voltage setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is the voltage control unit. A power control unit that outputs a power control signal for controlling to be equal to the command value output from
And an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
本願発明によって提供される他の高周波電源装置は、例えば図4に示すように、
整合器を介して高周波電力を負荷に供給する高周波電源装置において、
整合器の整合部よりも負荷側の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出した電流検出値と電流設定値とを比較し、前記電流検出値が電流設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電流検出値が電流設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電流制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電流検出値が電流設定値以上の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力し、前記電流検出値が電流設定値未満の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電流制御部から出力する指令値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴としている。
Another high frequency power supply device provided by the present invention is, for example, as shown in FIG.
In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A current detection unit that detects a current on the load side of the matching unit of the matching unit;
The current detection value detected by the current detection unit is compared with a current setting value, and if the current detection value is equal to or greater than the current setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the current detection If the value is less than the current set value, a current control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power;
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
When the current detection value is equal to or greater than the current setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is controlled to be equal to the power setting value. When the current detection value is less than the current setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is the current control unit. A power control unit that outputs a power control signal for controlling to be equal to the command value output from
And an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
また、前記高周波電源装置において、前記高周波電力の出力を増加させるための指令値は、電圧設定値から電圧検出値を減じた値に応じて変化する値とすればよい。また、前記高周波電力の出力を増加させるための指令値は、電流設定値から電流検出値を減じた値に応じて変化する値とすればよい。 In the high frequency power supply apparatus, the command value for increasing the output of the high frequency power may be a value that changes according to a value obtained by subtracting the voltage detection value from the voltage setting value. The command value for increasing the output of the high-frequency power may be a value that changes according to a value obtained by subtracting the current detection value from the current setting value.
従来では、接続する負荷が放電負荷の場合には、放電開始から整合するまでの間に放電が消滅する場合があり、放電を利用するエッチング装置やCVD装置の加工プロセスに悪影響を与えるという問題があった。
しかし、本発明では、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値未満の場合に、電力設定値よりも高周波出力を増加させることによって、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値よりも小さくならないように制御するので、放電開始してから整合状態になるまでに放電が消滅することはない。
または、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値未満の場合に、電力設定値よりも高周波出力を増加させることによって、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値よりも小さくならないように制御するので、放電開始してから整合状態になるまでに放電が消滅することはない。
そのために、従来に生じていた加工プロセスでの問題を解消できる。
Conventionally, when the load to be connected is a discharge load, the discharge may disappear between the start of discharge and the alignment, and there is a problem of adversely affecting the processing process of the etching apparatus and the CVD apparatus using the discharge. there were.
However, in the present invention, when the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the voltage setting value, the high frequency output is increased more than the power setting value, thereby increasing the load side of the matching unit of the matching unit. Since the voltage detection value is controlled so as not to be smaller than the voltage setting value, the discharge does not disappear from the start of the discharge to the matching state.
Alternatively, when the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the current setting value, the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is increased by increasing the high-frequency output above the power setting value. Is controlled so as not to become smaller than the current set value, so that the discharge does not disappear from the start of the discharge until the matching state is reached.
For this reason, problems in processing processes that have occurred in the past can be solved.
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る高周波電源装置1aの構成、整合器3aの構成及び高周波電源装置1aと整合器3aと負荷5との接続関係を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the high-frequency power supply device 1a according to the first embodiment of the present invention, the configuration of the
(整合器の説明)
本発明の第1の実施形態に係る整合器3aは、従来技術の整合器3pに比べて、整合器の整合部32よりも負荷側の出力電圧を検出する電圧検出部33を有する点が異なるが、他は従来の整合器3pと同様であり、高周波電源装置1aと負荷5との間をインピーダンス整合させる目的で用いられる装置である。この電圧検出部33は、整合器の整合部よりも負荷側の出力電圧を検出し、出力電圧に対応した電圧検出信号Vvを出力する。
(Description of matcher)
The
(高周波電源装置の説明)
本発明の第1の実施形態に係る高周波電源装置1aは、伝送線路2及び整合器3及び負荷接続部4を介して、負荷5に高周波電力を供給するための電源装置である。また、一般にこの種の高周波電源装置では、数百kHz以上の周波数の高周波電力を出力している。
(Description of high frequency power supply)
A high frequency power supply device 1 a according to the first embodiment of the present invention is a power supply device for supplying high frequency power to a
(高周波電源装置の内部構成についての説明)
発振部11は、所定の周波数の高周波信号Vosを出力する。なお、ここで言う高周波信号とは、正弦波信号に限らず、例えば、矩形波信号、三角波信号等も含む。
(Description of internal configuration of high frequency power supply device)
The oscillating
増幅部12は、後述する電力制御部16aの出力信号を指示値として発振部11から出力する高周波信号を増幅して進行波電力PFを出力する。
なお、増幅部12から出力された進行波電力は、高周波電源装置の出力端としての高周波電力出力コネクタ101に接続された伝送線路2を介して、高周波電源装置の外部に出力される。
The amplifying
The traveling wave power output from the amplifying
電力検出部13は、増幅部12から出力される進行波電力PF及び高周波電源装置の外部から戻ってくる反射波電力PRを検出するとともに、進行波電力値に対応した進行波電力信号Vpf及び反射波電力値に対応した反射波電力信号Vprを出力する。この電力検出部13には、例えば、方向性結合器等が用いられる。
The
出力電圧設定部17は、整合器の出力電圧設定値を定める出力電圧設定信号Vvsを出力する。出力電圧設定値は、放電負荷の場合、負荷電圧が放電維持電圧のときの整合器の出力電圧よりも大きくするとよい。なお、出力電圧設定信号Vvsは、高周波電源装置の外部にある他の装置から入力してもよい。
The output
電圧制御部18は、電圧検出部33から出力される電圧検出信号Vvと出力電圧設定部17から出力される出力電圧設定信号Vvsとを入力し、電圧制御信号Vvcを電力制御部16aに出力する。電圧制御信号Vvcは、電圧検出信号Vvの大きさが出力電圧設定信号Vvsの大きさ以上のときには0Vの電圧信号であり、電圧検出信号Vvの大きさが出力電圧設定信号Vvsの大きさ未満のときにはプラスの電圧信号である。このプラスの電圧信号の大きさは電圧検出信号Vvの大きさを出力電圧設定信号Vvsの大きさにするための電圧値に相当する。なお、電圧検出信号Vvは、整合器の出力端子304および高周波電源装置の入力端子102を介して電圧制御部18に入力される。
The
出力電力設定部15は、高周波電源装置から出力する進行波電力PFの出力設定値あるいは負荷側電力の設定値を定める出力電力設定信号Vpsを出力する。なお、出力電力設定信号Vpsは、高周波電源装置の外部にある他の装置から入力してもよい。
The output
電力制御部16aは、電力検出部13から出力される進行波電力信号Vpf及び反射波電力信号Vpr、出力電力設定部15から出力される出力電力設定信号Vps及び電圧制御部18から出力される電圧制御信号Vvcを入力する。また、進行波電力を一定に制御する場合には、進行波電力値に対応した進行波電力信号Vpfを電力検出信号Vpとし、負荷側電力一定に制御する場合には、進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力に対応した負荷側電力信号Vplを演算し、この負荷側電力信号Vplを電力検出信号Vpとする。進行波電力信号Vpfと負荷側電力信号Vplのどちらを電力検出信号Vpとするかは予め定めておく。そして、電力検出信号Vpの大きさが、出力電力設定信号Vpsに電圧制御信号Vvcを加えた大きさと等しくなるように増幅部に指示値となる電力制御信号Vpc1を出力する。
上記の関係を演算式で表すと式(1)となる。
Vpc1∝(Vps+Vvc−Vp) ・・・・・(1)
The
When the above relationship is expressed by an arithmetic expression, Expression (1) is obtained.
Vpc1∝ (Vps + Vvc−Vp) (1)
すなわち、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御する。
一方、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、電力検出値が、電力設定値に不足分(電圧設定値−電圧検出値)に応じて変化する高周波電力の出力を増加させるための指令値を加えた値に等しくなるように制御して、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値よりも小さくならないように制御する。
That is, when the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or higher than the voltage setting value, the power detection value is controlled to be equal to the power setting value.
On the other hand, when the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the voltage setting value, the power detection value changes to the power setting value according to the shortage (voltage setting value−voltage detection value). Control is performed so as to be equal to a value obtained by adding a command value for increasing the output of power, and control is performed so that the voltage detection value on the load side relative to the matching unit of the matching unit does not become smaller than the voltage setting value.
また、放電を利用するエッチング装置やCVD装置の場合、放電中に放電条件(放電ガスの種類、ガス流量、圧力等)を変更する場合がある。そのために、各放電条件のときの放電維持電圧以上の安定電圧と加工プロセスに必要な電力をそれぞれ出力電圧設定値、出力電力設定値として取り込むことで、最適な加工プロセスを行うことが可能となる。 In the case of an etching apparatus or a CVD apparatus that uses discharge, there are cases where discharge conditions (type of discharge gas, gas flow rate, pressure, etc.) are changed during discharge. For this reason, an optimum machining process can be performed by taking in a stable voltage that is equal to or higher than the discharge sustaining voltage under each discharge condition and the power required for the machining process as an output voltage set value and an output power set value, respectively. .
[第2の実施の形態]
図2は、本発明の第2の実施形態に係る高周波電源装置1bの構成、整合器3bの構成及び高周波電源装置1bと整合器3bと負荷5との接続関係を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the high frequency power supply device 1b according to the second embodiment of the present invention, the configuration of the
(整合器の説明)
本発明の第2の実施形態に係る整合器3bは、従来技術の整合器3pに比べて、整合部32と負荷5との間に流れる出力電流を検出する電流検出部34を有する点が異なるが、他は従来の整合器3pと同様であり、高周波電源装置1bと負荷5との間をインピーダンス整合させる目的で用いられる装置である。この電流検出部34は、整合器の整合部32よりも負荷側に流れる出力電流を検出し、出力電流に対応した電流検出信号Viを出力する。
(Description of matcher)
The
(高周波電源装置の説明)
本発明の第2の実施形態に係る高周波電源装置1bは、伝送線路2及び整合器3及び負荷接続部4を介して、負荷5に高周波電力を供給するための電源装置である。また、一般にこの種の高周波電源装置では、数百kHz以上の周波数の高周波電力を出力している。
(Description of high frequency power supply)
The high frequency power supply device 1b according to the second embodiment of the present invention is a power supply device for supplying high frequency power to the
(高周波電源装置の内部構成についての説明)
発振部11、増幅部12、電力検出部13および出力電力設定部15は、第1の実施形態で説明した図1の高周波電源装置と同様であるので、説明を省略する。
(Description of internal configuration of high frequency power supply device)
The oscillating
出力電流設定部20は、整合器の出力電流設定値を定める出力電流設定信号Visを出力する。出力電流設定値は、放電負荷の場合、負荷電流が放電維持電流のときの整合器の出力電流よりも大きくするとよい。なお、出力電流設定信号Visは、高周波電源装置の外部にある他の装置から入力してもよい。
The output
電流制御部21は、電流検出部34から出力される電流検出信号Viと出力電流設定部20から出力される出力電流設定信号Visとを入力し、電流制御信号Vicを電力制御部16bに出力する。電流制御信号Vicは、電流検出信号Viの大きさが出力電流設定信号Visの大きさ以上のときには0Vの電圧信号であり、電流検出信号Viの大きさが出力電流設定信号Visの大きさ未満のときにはプラスの電圧信号である。このプラスの電圧信号の大きさは電流検出信号Viの大きさを出力電流設定信号Visの大きさにするための電圧値に相当する。なお、電流検出信号Viは、整合器の出力端子305および高周波電源装置の入力端子103介して電流制御部21に入力される。
The
電力制御部16bは、電力検出部13から出力される進行波電力信号Vpf及び反射波電力信号Vpr、出力電力設定部15から出力される出力電力設定信号Vps及び電流制御部21から出力される電流制御信号Vicを入力する。また、進行波電力を一定に制御する場合には、進行波電力値に対応した進行波電力信号Vpfを電力検出信号Vpとし、負荷側電力一定に制御する場合には、進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力に対応した負荷側電力信号Vplを演算し、この負荷側電力信号Vplを電力検出信号Vpとする。進行波電力信号Vpfと負荷側電力信号Vplのどちらを電力検出信号Vpとするかは予め定めておく。そして、電力検出信号Vpの大きさが、出力電力設定信号Vpsに電流制御信号Vicを加えた大きさと等しくなるように増幅部に指示値となる電力制御信号Vpc2を出力する。
上記の関係を演算式で表すと式(2)となる。
Vpc2∝(Vps+Vic−Vp) ・・・・・(2)
The power control unit 16b includes a traveling wave power signal Vpf and a reflected wave power signal Vpr output from the
When the above relationship is expressed by an arithmetic expression, Expression (2) is obtained.
Vpc2∝ (Vps + Vic−Vp) (2)
すなわち、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値以上の場合は、電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御する。
一方、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値未満の場合は、電力検出値が、電力設定値に不足分(電流設定値−電流検出値)に応じて変化する高周波電力の出力を増加させるための指令値を加えた値に等しくなるように制御して、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値よりも小さくならないように制御する。
That is, when the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or greater than the current set value, control is performed so that the power detected value is equal to the power set value.
On the other hand, when the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the current setting value, the power detection value changes to the power setting value in accordance with the shortage (current setting value−current detection value). Control is performed so as to be equal to a value obtained by adding a command value for increasing the output of electric power, and control is performed so that the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit does not become smaller than the current set value.
また、放電を利用するエッチング装置やCVD装置の場合、放電中に放電条件(放電ガスの種類、ガス流量、圧力等)を変更する場合がある。そのために、各放電条件のときの放電維持電流以上の安定電流と加工プロセスに必要な電力をそれぞれ出力電流設定値、出力電力設定値として取り込むことで、最適な加工プロセスを行うことが可能となる。 In the case of an etching apparatus or a CVD apparatus that uses discharge, there are cases where discharge conditions (type of discharge gas, gas flow rate, pressure, etc.) are changed during discharge. For this reason, an optimum machining process can be performed by taking in a stable current that is equal to or greater than the discharge sustaining current under each discharge condition and the power required for the machining process as an output current set value and an output power set value, respectively. .
[第3の実施の形態]
図3は、本発明の第3の実施形態に係る高周波電源装置1cの構成、整合器3aの構成及び高周波電源装置1cと整合器3aと負荷5との接続関係を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the high-frequency power supply device 1c according to the third embodiment of the present invention, the configuration of the
(整合器の説明)
整合器3aは、図1と同様であるので説明を省略する。
(Description of matcher)
The
(高周波電源装置の説明)
本発明の第3の実施形態に係る高周波電源装置1cは、図1で説明した第1の実施形態に係る高周波電源装置1aに比べて、電力制御部16aが電力制御部16cに変更されている点が異なる。そのために、電力制御部16cについて説明する。その他は、図1の高周波電源装置と同様であるので、説明を省略する。
(Description of high frequency power supply)
In the high frequency power supply device 1c according to the third embodiment of the present invention, the
電力制御部16cは、電力検出部13から出力される進行波電力信号Vpf及び反射波電力信号Vpr、出力電力設定部15から出力される出力電力設定信号Vps及び電圧制御部18から出力される電圧制御信号Vvcを入力する。また、進行波電力を一定に制御する場合には、進行波電力値に対応した進行波電力信号Vpfを電力検出信号Vpとし、負荷側電力一定に制御する場合には、進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力に対応した負荷側電力信号Vplを演算し、この負荷側電力信号Vplを電力検出信号Vpとする。進行波電力信号Vpfと負荷側電力信号Vplのどちらを電力検出信号Vpとするかは予め定めておく。
そして、電圧制御信号Vvcが0Vの電圧信号のときには、電力検出信号Vpの大きさが、出力電力設定信号Vpsの大きさと等しくなるように増幅部に指示値となる電力制御信号Vpc3を出力する。また、電圧制御信号Vvcがプラスの電圧信号のときには、電力検出信号Vpの大きさが、電圧制御信号Vvcの大きさと等しくなるように増幅部に指示値となる電力制御信号Vpc3を出力する。
上記の関係を演算式で表すと、整合器3aの出力電圧が電圧設定値以上の場合は式(3)となり、整合器3aの出力電圧が電圧設定値未満の場合は式(4)となる。
Vpc3∝(Vps−Vp) ・・・・・(3)
Vpc3∝(Vvc−Vp) ・・・・・(4)
The
When the voltage control signal Vvc is a voltage signal of 0V, the power control signal Vpc3 serving as an instruction value is output to the amplifier so that the magnitude of the power detection signal Vp is equal to the magnitude of the output power setting signal Vps. When the voltage control signal Vvc is a positive voltage signal, the power control signal Vpc3 serving as an instruction value is output to the amplifier so that the magnitude of the power detection signal Vp is equal to the magnitude of the voltage control signal Vvc.
When the above relationship is expressed by an arithmetic expression, Expression (3) is obtained when the output voltage of the
Vpc3∝ (Vps-Vp) (3)
Vpc3∝ (Vvc−Vp) (4)
すなわち、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御する。
一方、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、電力検出値が、不足分(電圧設定値−電圧検出値)に応じて変化する高周波電力の出力を増加させるための指令値に等しくなるように制御して、整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値よりも小さくならないように制御する。
That is, when the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or higher than the voltage setting value, the power detection value is controlled to be equal to the power setting value.
On the other hand, when the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the voltage setting value, the power detection value is an output of high-frequency power that changes according to the shortage (voltage setting value−voltage detection value). Control is performed so as to be equal to the command value for increase, and control is performed so that the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit does not become smaller than the voltage setting value.
また、放電を利用するエッチング装置やCVD装置の場合、放電中に放電条件(放電ガスの種類、ガス流量、圧力等)を変更する場合がある。そのために、各放電条件のときの放電維持電圧以上の安定電圧と加工プロセスに必要な電力をそれぞれ出力電圧設定値、出力電力設定値として取り込むことで、最適な加工プロセスを行うことが可能となる。 In the case of an etching apparatus or a CVD apparatus that uses discharge, there are cases where discharge conditions (type of discharge gas, gas flow rate, pressure, etc.) are changed during discharge. For this reason, an optimum machining process can be performed by taking in a stable voltage that is equal to or higher than the discharge sustaining voltage under each discharge condition and the power required for the machining process as an output voltage set value and an output power set value, respectively. .
[第4の実施の形態]
図4は、本発明の第4の実施形態に係る高周波電源装置1dの構成、整合器3bの構成及び高周波電源装置1dと整合器3bと負荷5との接続関係を示すブロック図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the high frequency power supply device 1d according to the fourth embodiment of the present invention, the configuration of the
(整合器の説明)
整合器3bは、図2と同様であるので説明を省略する。
(Description of matcher)
The
(高周波電源装置の説明)
本発明の第4の実施形態に係る高周波電源装置1dは、図2で説明した第2の実施形態に係る高周波電源装置1bに比べて、電力制御部16bが電力制御部16dに変更されている点が異なる。そのために、電力制御部16dについて説明する。その他は、図1の高周波電源装置と同様であるので、説明を省略する。
(Description of high frequency power supply)
In the high frequency power supply device 1d according to the fourth embodiment of the present invention, the power control unit 16b is changed to the power control unit 16d as compared with the high frequency power supply device 1b according to the second embodiment described in FIG. The point is different. Therefore, the power control unit 16d will be described. The rest of the configuration is the same as that of the high frequency power supply device of FIG.
電力制御部16dは、電力検出部13から出力される進行波電力信号Vpf及び反射波電力信号Vpr、出力電力設定部15から出力される出力電力設定信号Vps及び電流制御部21から出力される電流制御信号Vicを入力する。また、進行波電力を一定に制御する場合には、進行波電力値に対応した進行波電力信号Vpfを電力検出信号Vpとし、負荷側電力一定に制御する場合には、進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力に対応した負荷側電力信号Vplを演算し、この負荷側電力信号Vplを電力検出信号Vpとする。進行波電力信号Vpfと負荷側電力信号Vplのどちらを電力検出信号Vpとするかは予め定めておく。
そして、電流制御信号Vicが0Vの電圧信号のときには、電力検出信号Vpの大きさが、出力電力設定信号Vpsの大きさと等しくなるように増幅部に指示値となる電力制御信号Vpc4を出力する。また、電流制御信号Vicがプラスの電圧信号のときには、電力検出信号Vpの大きさが、電流制御信号Vicの大きさと等しくなるように増幅部に指示値となる電力制御信号Vpc4を出力する。
上記の関係を演算式で表すと、整合器3bの出力電流が電流設定値以上の場合は式(5)となり、整合器3bの出力電流が電流設定値未満の場合は式(6)となる。
Vpc4∝(Vps−Vp) ・・・・・(5)
Vpc4∝(Vic−Vp) ・・・・・(6)
The power control unit 16d is a traveling wave power signal Vpf and a reflected wave power signal Vpr output from the
When the current control signal Vic is a voltage signal of 0V, the power control signal Vpc4 serving as an instruction value is output to the amplifier so that the magnitude of the power detection signal Vp is equal to the magnitude of the output power setting signal Vps. When the current control signal Vic is a positive voltage signal, the power control signal Vpc4 serving as an instruction value is output to the amplifier so that the magnitude of the power detection signal Vp is equal to the magnitude of the current control signal Vic.
When the above relationship is expressed by an arithmetic expression, Expression (5) is obtained when the output current of the
Vpc4∝ (Vps-Vp) (5)
Vpc4∝ (Vic-Vp) (6)
すなわち、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値以上の場合は、電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御する。
一方、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値未満の場合は、電力検出値が、不足分(電流設定値−電流検出値)に応じて変化する高周波電力の出力を増加させるための指令値に等しくなるように制御して、整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値よりも小さくならないように制御する。
That is, when the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or greater than the current set value, control is performed so that the power detected value is equal to the power set value.
On the other hand, when the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the current setting value, the power detection value is an output of high-frequency power that changes according to the shortage (current setting value−current detection value). Control is performed so as to be equal to the command value for increase, and control is performed so that the current detection value on the load side relative to the matching unit of the matching unit does not become smaller than the current set value.
また、放電を利用するエッチング装置やCVD装置の場合、放電中に放電条件(放電ガスの種類、ガス流量、圧力等)を変更する場合がある。そのために、各放電条件のときの放電維持電流以上の安定電流と加工プロセスに必要な電力をそれぞれ出力電流設定値、出力電力設定値として取り込むことで、最適な加工プロセスを行うことが可能となる。 In the case of an etching apparatus or a CVD apparatus that uses discharge, there are cases where discharge conditions (type of discharge gas, gas flow rate, pressure, etc.) are changed during discharge. For this reason, an optimum machining process can be performed by taking in a stable current that is equal to or greater than the discharge sustaining current under each discharge condition and the power required for the machining process as an output current set value and an output power set value, respectively. .
なお、図1、図3では、整合器の内部に電圧検出部を設けて整合器の出力電圧を検出しているが、負荷の両端の電圧を検出するようにしてもよい。また、図2、図4では、整合器の内部に電流検出部を設けて整合器の出力電流を検出しているが、負荷に流れる電流を検出してもよい。 In FIG. 1 and FIG. 3, the voltage detector is provided inside the matching unit to detect the output voltage of the matching unit, but the voltage at both ends of the load may be detected. 2 and 4, the current detector is provided inside the matching unit to detect the output current of the matching unit. However, the current flowing through the load may be detected.
1a 本発明の第1の実施形態に係る高周波電源装置
1b 本発明の第2の実施形態に係る高周波電源装置
1c 本発明の第3の実施形態に係る高周波電源装置
1d 本発明の第4の実施形態に係る高周波電源装置
1p 従来の高周波電源装置
2 伝送線路
3a 本発明の第1、第3の実施形態に係る整合器
3b 本発明の第2、第4の実施形態に係る整合器
3p 従来の整合器
4 負荷接続部
5 負荷
11 発振部
12 増幅部
13 電力検出部
15 出力電力設定部
16 電力制御部
17 出力電圧設定部
18 電圧制御部
20 出力電流設定部
21 電流制御部
22 電圧電流選択部
31 整合器制御部
32 整合部
33 電圧検出部
34 電流検出部
1a High-frequency power supply device 1b according to the first embodiment of the present invention High-frequency power supply device 1c according to the second embodiment of the present invention High-frequency power supply device 1d according to the third embodiment of the present invention Fourth embodiment of the present invention High-frequency power supply device 1p according to the configuration Conventional high-frequency power supply device 2
Claims (12)
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に高周波電力の出力を増加させるための指令値を加えた値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値よりも小さくならないように制御することを特徴とする高周波電源の出力電力制御方法。 In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
When the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching device is equal to or higher than the voltage setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the power setting value,
When the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the voltage setting value, the power detection value of the high-frequency power is set to a value obtained by adding the command value for increasing the output of the high-frequency power to the power setting value. Control to be equal,
An output power control method for a high-frequency power source, wherein control is performed so that a voltage detection value on a load side of a matching unit of a matching device does not become smaller than a voltage setting value.
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に高周波電力の出力を増加させるための指令値を加えた値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値よりも小さくならないように制御することを特徴とする高周波電源の出力電力制御方法。 In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
If the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or greater than the current set value, control the power detection value of the high frequency power to be equal to the power set value,
When the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the current setting value, the power detection value of the high frequency power is set to a value obtained by adding the command value for increasing the output of the high frequency power to the power setting value. Control to be equal,
An output power control method for a high-frequency power source, wherein control is performed so that a current detection value on a load side of a matching unit of a matching unit does not become smaller than a current set value.
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、高周波電力の出力を増加させるための指令値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電圧検出値が電圧設定値よりも小さくならないように制御することを特徴とする高周波電源の出力電力制御方法。 In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
When the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching device is equal to or higher than the voltage setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the power setting value,
If the voltage detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the voltage setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the command value for increasing the output of the high frequency power,
An output power control method for a high-frequency power source, wherein control is performed so that a voltage detection value on a load side of a matching unit of a matching device does not become smaller than a voltage setting value.
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値以上の場合は、高周波電力の電力検出値が、電力設定値に等しくなるように制御し、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値未満の場合は、高周波電力の電力検出値が、高周波電力の出力を増加させるための指令値に等しくなるように制御して、
整合器の整合部よりも負荷側の電流検出値が電流設定値よりも小さくならないように制御することを特徴とする高周波電源の出力電力制御方法。 In an output power control method of a high frequency power source that supplies high frequency power to a load via a matching unit,
If the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is equal to or greater than the current set value, control the power detection value of the high frequency power to be equal to the power set value,
When the current detection value on the load side of the matching unit of the matching unit is less than the current setting value, the power detection value of the high frequency power is controlled to be equal to the command value for increasing the output of the high frequency power,
An output power control method for a high-frequency power source, wherein control is performed so that a current detection value on a load side of a matching unit of a matching unit does not become smaller than a current set value.
整合器の整合部よりも負荷側の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出した電圧検出値と電圧設定値とを比較し、前記電圧検出値が電圧設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電圧検出値が電圧設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電圧制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に電圧制御部から出力する指令値を加えた値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴とする高周波電源装置。 In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A voltage detection unit that detects a voltage on the load side of the matching unit of the matching unit; and
The voltage detection value detected by the voltage detection unit is compared with a voltage setting value. When the voltage detection value is equal to or higher than the voltage setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the voltage detection is performed. If the value is less than the voltage setting value, a voltage control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power; and
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
For controlling the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power detected by the power detection unit or the traveling wave power to be equal to a value obtained by adding the command value output from the voltage control unit to the power set value A power control unit that outputs a power control signal of
A high-frequency power supply apparatus comprising: an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
整合器の整合部よりも負荷側の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出した電流検出値と電流設定値とを比較し、前記電流検出値が電流設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電流検出値が電流設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電流制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に電流制御部から出力する指令値を加えた値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴とする高周波電源装置。 In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A current detection unit that detects a current on the load side of the matching unit of the matching unit;
The current detection value detected by the current detection unit is compared with a current setting value, and if the current detection value is equal to or greater than the current setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the current detection If the value is less than the current set value, a current control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power;
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
In order to control so that the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is equal to the value obtained by adding the command value output from the current control unit to the power setting value A power control unit that outputs a power control signal of
A high-frequency power supply apparatus comprising: an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
整合器の整合部よりも負荷側の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出した電圧検出値と電圧設定値とを比較し、前記電圧検出値が電圧設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電圧検出値が電圧設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電圧制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電圧検出値が電圧設定値以上の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力し、前記電圧検出値が電圧設定値未満の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電圧制御部から出力する指令値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴とする高周波電源装置。 In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A voltage detection unit that detects a voltage on the load side of the matching unit of the matching unit; and
The voltage detection value detected by the voltage detection unit is compared with a voltage setting value. When the voltage detection value is equal to or higher than the voltage setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the voltage detection is performed. If the value is less than the voltage setting value, a voltage control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power; and
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
When the voltage detection value is equal to or higher than the voltage setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is controlled to be equal to the power setting value. When the voltage detection value is less than the voltage setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is the voltage control unit. A power control unit that outputs a power control signal for controlling to be equal to the command value output from
A high-frequency power supply apparatus comprising: an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
整合器の整合部よりも負荷側の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出した電流検出値と電流設定値とを比較し、前記電流検出値が電流設定値以上の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力せず、前記電流検出値が電流設定値未満の場合は高周波電力の出力を増加させるための指令値を出力する電流制御部と、
高周波電源装置から出力され負荷に向かう進行波電力を検出するか、進行波電力および負荷側から反射される反射波電力とを検出する電力検出部と、
前記電流検出値が電流設定値以上の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電力設定値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力し、前記電流検出値が電流設定値未満の場合は、前記電力検出部で検出した進行波電力または進行波電力から反射波電力を減じた負荷側電力が、電流制御部から出力する指令値に等しくなるように制御するための電力制御信号を出力する電力制御部と、
前記電力制御部から出力される電力制御信号に応じて出力値を増減させた高周波電力を出力する増幅部とを備えたことを特徴とする高周波電源装置。 In a high-frequency power supply device that supplies high-frequency power to a load via a matching unit,
A current detection unit that detects a current on the load side of the matching unit of the matching unit;
The current detection value detected by the current detection unit is compared with a current setting value, and if the current detection value is equal to or greater than the current setting value, a command value for increasing the output of high-frequency power is not output, and the current detection If the value is less than the current set value, a current control unit that outputs a command value for increasing the output of the high-frequency power;
A power detection unit that detects traveling wave power output from the high-frequency power supply device and directed to the load, or detects traveling wave power and reflected wave power reflected from the load side;
When the current detection value is equal to or greater than the current setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is controlled to be equal to the power setting value. When the current detection value is less than the current setting value, the traveling wave power detected by the power detection unit or the load side power obtained by subtracting the reflected wave power from the traveling wave power is the current control unit. A power control unit that outputs a power control signal for controlling to be equal to the command value output from
A high-frequency power supply apparatus comprising: an amplifying unit that outputs high-frequency power whose output value is increased or decreased according to a power control signal output from the power control unit.
11. The high frequency power supply apparatus according to claim 8, wherein a command value for increasing the output of the high frequency power changes according to a value obtained by subtracting a current detection value from a current set value.
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JPS6148101B2 (en) * | 1981-10-27 | 1986-10-22 | Shimadzu Corp |
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- 2004-03-31 JP JP2004101766A patent/JP4763247B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPS6148101B2 (en) * | 1981-10-27 | 1986-10-22 | Shimadzu Corp |
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JP2020537301A (en) * | 2017-10-11 | 2020-12-17 | アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッドAdvanced Energy Industries, Inc. | Methods and equipment for changing the apparent source impedance of the generator |
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