JP5847496B2 - プラズマ生成用電源装置及びプラズマ生成パラメータ設定方法 - Google Patents
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Description
このようなプラズマアッシング装置においては、例えば、基板を収容した反応管内に酸素ガスを導入し、該反応管周囲を巻き回すように設けたコイルに高周波電源から電流を供給して、反応管内部のガス中に放電を起こしプラズマを発生させる。放電によって生成したラジカルやイオン化分子を含んだガスにより、基板上のレジストはアッシングされ、二酸化炭素や水等となり除去される。
下記の特許文献1には、反射波電力が最小となるように高周波電源の発振周波数を変化させてインピーダンス整合を行う技術が開示されている。
所定の周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記基準信号を電力増幅し高周波電力信号を生成する電力増幅部と、
前記高周波電力信号に含まれる進行波電力と反射波電力とを検出する検出部と、
前記基準信号生成部に対して基準信号の周波数を変化させ、前記電力増幅部に対して電力増幅度を変化させる制御部とを備え、
外部に設けられプラズマを生成するプラズマ生成部へ前記電力増幅部で生成された高周波電力信号を供給するプラズマ生成用電源装置であって、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部へ前記高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記基準信号の周波数を所定の開始周波数に固定して、前記反射波電力が所定の第1の電力値以下となるよう制御し、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記基準信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うよう構成されるとともに、前記プラズマ生成動作におけるパラメータである前記開始周波数、前記第1の時間、前記第2の時間に関してプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成され、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作は、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定動作を行い、次に、前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定動作を行い、次に、前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定動作を行うよう構成されることを特徴とするプラズマ生成用電源装置。
プラズマを生成するプラズマ生成部へ高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記高周波電力信号の周波数を所定の開始周波数に固定して、前記高周波電力信号に含まれる反射波電力が所定の第1の電力値以下となるようにし、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記高周波電力信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うプラズマ生成方法に用いられるパラメータである前記開始周波数、前記第1の時間、前記第2の時間の設定方法であって、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定ステップと、
前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定ステップと、
前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定ステップと、を備えることを特徴とするプラズマ生成パラメータ設定方法。
プラズマ処理ユニット10は、半導体基板や半導体素子に対し、乾式処理でアッシングを施す高周波無電極放電型のプラズマ処理ユニットである。プラズマ処理ユニット10は、図1に示すように、プラズマを生成する空間であるプラズマ生成空間30、半導体基板などのウエハ20を収容する処理空間45、処理空間45の下方の第1排気室74、第2排気室76、共振コイル32等のプラズマ生成部、該プラズマ生成部に高周波電力を供給するプラズマ生成用電源装置40等を備えている。プラズマ生成空間30と処理空間45は繋がっており、プラズマ生成空間30と処理空間45から処理室が構成される。プラズマ処理ユニット10は、例えば、水平な架台であるベースプレート48の上側に前記のプラズマ生成部が配置され、ベースプレート48の下側に処理空間45が配置されて構成される。
底板69を経由して、昇降駆動部(図示略)の昇降シャフト73が昇降基板71に連結されている。昇降駆動部が昇降シャフト73を昇降させることで、昇降基板71とリフターピン13を介して、ウエハ支持部14が昇降する。
排気管80には、ガス流れの上流から順に、圧力調整バルブとしてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ81、真空排気装置としての真空ポンプ82が設けられている。真空ポンプ82は、処理室内の圧力が所定の圧力(真空度)となるよう、処理室内を真空排気するように構成されている。APCバルブ81は、後述の制御部90に電気的に接続されている。制御部90は、処理室内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、APCバルブ81の開度や、後述のガス供給ユニットの流量制御装置を制御するように構成されている。排気管80、APCバルブ81、真空ポンプ82からガス排気部が構成される。
ガス供給管55には、酸素ガス供給管21が接続されている。酸素ガス供給管21には、ガス流れの上流から順に、酸素ガスを供給する酸素ガス源24、流量制御装置としてのMFC(マスフローコントローラ)23、及び開閉バルブ22がそれぞれ設けられている。酸素ガス供給管21、酸素ガス源24、MFC23、開閉バルブ22から、ガス供給部が構成される。
また、反応容器31内には、ガス導入口33から導入された反応ガスを反応容器31の内壁に沿って流れるようにするための略円板形で、石英からなるバッフル板60が設けられている。
制御部90は、ハードウェア構成として、CPU(中央演算ユニット)と、CPUの動作プログラムを格納するメモリとを備えるものである。
図2において、41は、所定の周波数の基準信号を生成する基準信号生成部であり、本例では周波数シンセサイザ回路である。周波数シンセサイザ回路41には、例えば参照するための参照周波数信号を発生する水晶発振器(不図示)が接続され、この水晶発振器からの参照周波数信号に基づき、該参照周波数信号の整数倍又は整数で割った周波数の基準周波数信号(例えば27.12MHz)が、周波数シンセサイザ回路41から出力される。なお、参照周波数信号として、水晶発振器を用いず、外部の参照クロック信号を用いることも可能である。
また、周波数シンセサイザ回路41は、制御部90からの指示に基づき、上記基準周波数信号を中心として所定の範囲で、その出力周波数を変更することができるようになっている。
制御部90は、検出部43で検出された反射波電力に基づき、該反射波電力を小さくするように、周波数シンセサイザ回路41を制御し、また、検出部43で検出された進行波電力と反射波電力に基づき、所定の電力増幅度となるよう電力増幅部42を制御する。
なお、プラズマ生成用電源装置40を制御する制御部を、処理室の圧力等を制御する制御部とは別に設けるようにしてもよい。
図3において、横軸は時間を示す。縦軸(左)は、プラズマ生成用電源装置40から負荷である共振コイル32へ供給され印加される電力を示す。縦軸(右)は、プラズマ生成用電源装置40から負荷である共振コイル32へ供給され印加される電力の周波数を示す。
このようにして、開始時刻t1からt3までのT1時間(例えば約500ms間)、開始周波数F1に維持した状態で、プラズマ生成空間30内のプラズマ生成用ガスに、電離してプラズマ化するためのエネルギーを供給する。
なお、反射波電力PRの値を最大反射波電力PRmax以下に抑える理由は、電力増幅部42の出力デバイスが破壊されるのを防止するためである。
時刻t5から急激にインピーダンスマッチングが進むにつれて、反射波電力PRが急激に低下し、時刻t7になると反射波電力PRが最小値になる。一方、進行波電力PFは、所定の設定出力(例えば約3kW)となるよう、電力増幅部42で調整される。時刻t5から時刻t7の間においては、周波数シンセサイザ回路41の出力周波数は、反射波電力PRが最小となるように調整される、つまり、反射波電力PRが最小となるよう、周波数シンセサイザ回路41の出力周波数を追従させる。
なお、図3で説明したように、このプラズマ生成シーケンスにおいては、開始周波数F1は、プラズマ生成用ガスをプラズマ生成空間30に入れたときの共振コイル32の共振周波数よりも高くなるように設定され、周波数シンセサイザ回路41の出力周波数を開始周波数F1から徐々に下げていくことにより、反共振周波数を経て共振周波数に達するようになっている。
次に、制御部90は、プラズマ生成空間30内に所定のプラズマ生成用ガス(例えば酸素ガス)を供給し、プラズマ生成空間30内を所定の圧力(例えば2トール)にした後、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加する(ステップS44)。すなわち、図3で説明したように、制御部90は、開始周波数F1をデフォルト値(30MHz)に固定した状態で、開始周波数送信時間T1(デフォルト値:1s)の間、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加した後、周波数掃引時間T2(デフォルト値:2s)において、目標周波数F2(例えば25MHz)に向けて周波数掃引動作を行うように制御する。
周波数掃引時間T2の間にプラズマ着火されなかった場合は(ステップS45でNo)、制御部90は、プラズマ着火無を表示部92に表示し、電力印加を停止する(ステップS47)。この場合は、上述の各デフォルト値の少なくとも1つが不適切であるので、操作者は、各デフォルト値を見直して記憶部93に再設定し(ステップS48)、再度、ステップS41から開始するよう、操作部91から指示を行う。
プラズマ着火された場合は(ステップS45でYes)、制御部90は、周波数掃引動作を中止して電力印加を停止し(ステップS46)、図5の開始周波数設定処理(ステップS51)へ移行する。
次に、制御部90は、図4のデフォルト値での動作確認処理と同様に、プラズマ生成空間30内に所定のプラズマ生成用ガスを供給し、プラズマ生成空間30内を所定の圧力にした後、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加する(ステップS54)。すなわち、制御部90は、開始周波数F1を29.9MHzに固定した状態で、開始周波数送信時間T1(デフォルト値:1s)の間、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加した後、周波数掃引時間T2(デフォルト値:2s)において、目標周波数F2(25MHz)に向けて周波数掃引動作を行うように制御する。
プラズマ着火された場合は(ステップS55でYes)、制御部90は、周波数掃引動作を中止して電力印加を停止(ステップS56)した後、ステップS51へ戻り、開始周波数F1として、前回の設定値(29.9MHz)から所定の周波数幅(0.1MHz)を差し引いた値である29.8MHzを設定する。このようにして、プラズマ着火無が検出されるまで、ステップS51〜S56を繰り返す。
次に、制御部90は、図4のデフォルト値での動作確認処理と同様に、プラズマ生成空間30内に所定のプラズマ生成用ガスを供給し、プラズマ生成空間30内を所定の圧力にした後、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加する(ステップS64)。すなわち、制御部90は、開始周波数F1を最適値(28.1MHz)に固定した状態で、上記設定した開始周波数送信時間T1(990ms)の間、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加した後、周波数掃引時間T2(デフォルト値:2s)において、目標周波数F2(25MHz)に向けて周波数掃引動作を行うように制御する。
プラズマ着火された場合は(ステップS65でYes)、制御部90は、周波数掃引動作を中止して電力印加を停止(ステップS66)した後、前述したステップS61へ戻り、ステップS62において、開始周波数送信時間T1として、前回の設定値(990ms)から所定の時間(10ms)を差し引いた値である980msを設定する。このようにして、プラズマ着火無が検出されるまで、ステップS61〜S66を繰り返す。
次に、制御部90は、図4のデフォルト値での動作確認処理と同様に、プラズマ生成空間30内に所定のプラズマ生成用ガスを供給し、プラズマ生成空間30内を所定の圧力にした後、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加する(ステップS74)。すなわち、制御部90は、開始周波数F1を最適値(28.1MHz)に固定した状態で、最適値に設定した開始周波数送信時間T1(500ms)の間、プラズマ生成用電源装置40から共振コイル32へ電力印加した後、上記設定した周波数掃引時間T2(1990ms)において、目標周波数F2(25MHz)に向けて周波数掃引動作を行うように制御する。
プラズマ着火された場合は(ステップS75でYes)、制御部90は、周波数掃引動作を中止して電力印加を停止(ステップS76)した後、前述したステップS71へ戻り、ステップS73において、周波数掃引時間T2として、前回の設定値(1990ms)から所定の時間(10ms)を差し引いた値である1980msを設定する。このようにして、プラズマ着火無が検出されるまで、ステップS71〜S76を繰り返す。
(1)インピーダンス整合までの時間を短縮し、高周波電源の出力回路素子が負荷からの反射波により受けるストレスを低減する、あるいは、プラズマ処理装置における処理効率を向上することができる。
(2)開始周波数設定処理、開始周波数送信時間設定処理、周波数掃引時間設定処理の順に処理を行うので、最適なプラズマ生成パラメータを効率よく設定できる。
(3)プラズマ生成パラメータ設定動作において、電力印加中に進行波電力値と反射波電力値の差分が所定値以上大きくなるとプラズマ着火したと判定し、プラズマ着火有と判定すると、その時点で電力印加を停止してプラズマ生成動作を終了するので、インピーダンスマッチングするまでプラズマ生成動作を行う場合と比べて、効率よく最適なプラズマ生成パラメータを見出すことができる。
(4)開始周波数設定処理において、反射波電力が許容可能な最大反射波電力値に達すると、その電力値を維持するので、高周波電源の出力回路素子が反射波により破壊されることを抑制し、また、最大の電力をコイル等の負荷に供給できるので、開始周波数設定処理時間を短縮することができる。
前記実施形態のデフォルト値での動作確認処理(図4)では、電力印加中にプラズマ着火有と判定すると、その時点で電力印加を停止するようにしたが、プラズマ着火有と判定した後も電力印加を継続し、インピーダンス整合ができることを確認するように構成することも可能である。すなわち、プラズマ着火有と判定した後も電力印加を継続し、ほぼ共振周波数に達すると、つまり、反射波電力が急激に減少し始める周波数FM1に達すると、その後、周波数追従動作を行い、共振周波数FM2でインピーダンス整合ができることを確認するように構成することも可能である。この方が、確実にプラズマ生成するうえで好ましい。
また、前記実施形態の開始周波数設定処理(図5)や、開始周波数送信時間設定処理(図6)や、周波数掃引時間設定処理(図7)では、電力印加中にプラズマ着火有と判定すると、その時点で電力印加を停止するようにしたが、プラズマ着火有と判定した後も電力印加を継続し、インピーダンス整合ができることを確認するように構成することもできる。すなわち、プラズマ着火有と判定した後も電力印加を継続し、ほぼ共振周波数に達すると、つまり、反射波電力が急激に減少し始める周波数FM1に達すると、その後、周波数追従動作を行い、共振周波数FM2でインピーダンス整合ができることを確認するように構成することも可能である。
また、反共振点の周波数が共振点の周波数よりも低い場合においては、反共振点の周波数よりも低い開始周波数F1から、共振点の周波数よりも高い目標周波数F2に向けて、低周波数から高周波数へ周波数掃引を行うように構成することもできる。
同様に、開始周波数送信時間設定処理(図6)の1回目の電力印加処理において、プラズマ着火した最終回の開始周波数設定処理(図5)を行って、再度、プラズマ着火できることを確認した後に、2回目の電力印加処理以降において、開始周波数送信時間設定値を所定値(10ms)分差し引くように構成することもできる。この場合、1回目の電力印加処理においてプラズマ着火できなかったときは、開始周波数設定値を所定値(0.1MHz)分加算して、再度、開始周波数送信時間設定処理(図6)を行うように構成する。
同様に、周波数掃引時間設定処理(図7)の1回目の電力印加処理において、プラズマ着火した最終回の開始周波数送信時間設定処理(図6)を行って、再度、プラズマ着火できることを確認した後に、2回目の電力印加処理以降において、周波数掃引時間設定値を所定値(10ms)分差し引くように構成することもできる。この場合、1回目の電力印加処理においてプラズマ着火できなかったときは、開始周波数送信時間設定値を所定値(10ms)分加算して、再度、周波数掃引時間設定処理(図7)を行うように構成する。
第1の発明は、
所定の周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記基準信号を電力増幅し高周波電力信号を生成する電力増幅部と、
前記高周波電力信号に含まれる進行波電力と反射波電力とを検出する検出部と、
前記基準信号生成部に対して基準信号の周波数を変化させ、前記電力増幅部に対して電力増幅度を変化させる制御部とを備え、
外部に設けられプラズマを生成するプラズマ生成部へ前記電力増幅部で生成された高周波電力信号を供給するプラズマ生成用電源装置であって、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部へ前記高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記基準信号の周波数を所定の開始周波数に固定して、前記反射波電力が所定の第1の電力値以下となるよう制御し、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記基準信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うよう構成されるとともに、前記プラズマ生成動作におけるパラメータである前記開始周波数、前記第1の時間、前記第2の時間に関してプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成され、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作は、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定動作を行い、次に、前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定動作を行い、次に、前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定動作を行うよう構成されることを特徴とするプラズマ生成用電源装置。
前記プラズマ生成パラメータ設定動作において、前記プラズマ生成動作実行中に前記進行波電力が前記反射波電力よりも所定値以上大きくなるとプラズマ着火したと判断し、前記実行中のプラズマ生成動作を終了することを特徴とするプラズマ生成用電源装置。
前記プラズマ生成動作の前記第1の時間において、前記反射波電力が前記第1の電力値に達すると、前記電力増幅部での電力増幅度をそのまま維持することを特徴とするプラズマ生成用電源装置。
前記反射波電力の所定の第1の電力値は、許容可能な最大反射波電力であり、前記反射波電力の所定の第2の電力値は、最小反射波電力であることを特徴とするプラズマ生成用電源装置。
所定の周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記基準信号を電力増幅し高周波電力信号を生成する電力増幅部と、
前記高周波電力信号に含まれる進行波電力と反射波電力とを検出する検出部と、
前記基準信号生成部に対して基準信号の周波数を変化させ、前記電力増幅部に対して電力増幅度を変化させる制御部とを備え、
外部に設けられプラズマを生成するプラズマ生成部へ前記電力増幅部で生成された高周波電力信号を供給するプラズマ生成用電源装置であって、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部へ前記高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記基準信号の周波数を所定の開始周波数に固定して、前記反射波電力が所定の第1の電力値以下となるよう制御し、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記基準信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うよう構成されるとともに、前記プラズマ生成動作におけるパラメータである前記第1の時間、前記第2の時間に関してプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成され、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作は、
前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定動作を行い、次に、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定動作を行うよう構成されることを特徴とするプラズマ生成用電源装置。
所定の周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記基準信号を電力増幅し高周波電力信号を生成する電力増幅部と、
前記高周波電力信号に含まれる進行波電力と反射波電力とを検出する検出部と、
前記基準信号生成部に対して基準信号の周波数を変化させ、前記電力増幅部に対して電力増幅度を変化させる制御部とを備え、
外部に設けられプラズマを生成するプラズマ生成部へ前記電力増幅部で生成された高周波電力信号を供給するプラズマ生成用電源装置であって、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部へ前記高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記基準信号の周波数を所定の開始周波数に固定して、前記反射波電力が所定の第1の電力値以下となるよう制御し、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記基準信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うよう構成されるとともに、前記プラズマ生成動作におけるパラメータである前記開始周波数、又は前記第1の時間、あるいは前記第2の時間に関してプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成され、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作は、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定動作を行うか、又は、前記開始周波数及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定動作を行うか、あるいは、前記開始周波数及び前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定動作を行うか、いずれかのプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成されることを特徴とするプラズマ生成用電源装置。
所定の周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記基準信号を電力増幅し高周波電力信号を生成する電力増幅部と、
前記高周波電力信号に含まれる進行波電力と反射波電力とを検出する検出部と、
前記基準信号生成部に対して基準信号の周波数を変化させ、前記電力増幅部に対して電力増幅度を変化させる制御部と、
前記電力増幅部で生成された高周波電力信号によりプラズマを生成するプラズマ生成部と、を備えるプラズマ生成用装置であって、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部へ前記高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記基準信号の周波数を所定の開始周波数に固定して、前記反射波電力が所定の第1の電力値以下となるよう制御し、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記基準信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うよう構成されるとともに、前記プラズマ生成動作におけるパラメータである前記開始周波数、前記第1の時間、前記第2の時間に関してプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成され、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作は、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定動作を行い、次に、前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定動作を行い、次に、前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定動作を行うよう構成されることを特徴とするプラズマ生成用装置。
プラズマを生成するプラズマ生成部へ高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記高周波電力信号の周波数を所定の開始周波数に固定して、前記高周波電力信号に含まれる反射波電力が所定の第1の電力値以下となるようにし、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記高周波電力信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うプラズマ生成方法に用いられるパラメータである前記開始周波数、前記第1の時間、前記第2の時間の設定方法であって、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定ステップと、
前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定ステップと、
前記基準信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定ステップと、を備えることを特徴とするプラズマ生成パラメータ設定方法。
Claims (4)
- 第1の信号を生成する第1の信号生成部と、
前記第1の信号を電力増幅し高周波電力信号を生成する電力増幅部と、
前記高周波電力信号に含まれる進行波電力と反射波電力とを検出する検出部と、
前記第1の信号生成部に対して前記第1の信号の周波数を変化させ、前記電力増幅部に対して電力増幅度を変化させる制御部とを備え、
外部に設けられプラズマを生成するプラズマ生成部へ前記電力増幅部で生成された高周波電力信号を供給するプラズマ生成用電源装置であって、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部へ前記高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記第1の信号の周波数を、前記高周波電力信号が供給開始されるときの周波数である開始周波数に固定して、前記反射波電力が所定の第1の電力値以下となるよう制御し、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記第1の信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うよう構成されるとともに、前記プラズマ生成動作におけるパラメータである前記開始周波数、前記第1の時間、前記第2の時間に関してプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成され、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作は、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定動作を行い、次に、前記第1の信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定動作を行い、次に、前記第1の信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定動作を行うよう構成されることを特徴とするプラズマ生成用電源装置。 - 請求項1に記載されたプラズマ生成用電源装置であって、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作において、前記プラズマ生成動作実行中に前記進行波電力が前記反射波電力よりも所定値以上大きくなるとプラズマ着火したと判断し、前記実行中のプラズマ生成動作を終了することを特徴とするプラズマ生成用電源装置。 - 第1の信号を生成する第1の信号生成部と、
前記第1の信号を電力増幅し高周波電力信号を生成する電力増幅部と、
前記高周波電力信号に含まれる進行波電力と反射波電力とを検出する検出部と、
前記第1の信号生成部に対して前記第1の信号の周波数を変化させ、前記電力増幅部に対して電力増幅度を変化させる制御部とを備え、
外部に設けられプラズマを生成するプラズマ生成部へ前記電力増幅部で生成された高周波電力信号を供給するプラズマ生成用電源装置であって、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部へ前記高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記第1の信号の周波数を、前記高周波電力信号が供給開始されるときの周波数である開始周波数に固定して、前記反射波電力が所定の第1の電力値以下となるよう制御し、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記第1の信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うよう構成されるとともに、前記プラズマ生成動作におけるパラメータである前記第1の時間、前記第2の時間に関してプラズマ生成パラメータ設定動作を行うよう構成され、
前記プラズマ生成パラメータ設定動作は、
前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定動作を行い、次に、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定動作を行うよう構成されることを特徴とするプラズマ生成用電源装置。 - プラズマを生成するプラズマ生成部へ高周波電力信号が供給されるときに、所定の第1の時間において、前記高周波電力信号の周波数を、前記高周波電力信号が供給開始されるときの周波数である開始周波数に固定して、前記高周波電力信号に含まれる反射波電力が所定の第1の電力値以下となるようにし、前記第1の時間経過後の所定の第2の時間において、前記反射波電力が所定の第2の電力値以下になるように、前記高周波電力信号の周波数を前記開始周波数から所定の目標周波数に向けて掃引するプラズマ生成動作を行うプラズマ生成方法に用いられるパラメータである前記開始周波数、前記第1の時間、前記第2の時間の設定方法であって、
前記開始周波数を予め設定されたデフォルト値から前記目標周波数に近づけた値に設定し、前記第1の時間及び前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記開始周波数の更新値を見出して新たな開始周波数として設定する開始周波数設定ステップと、
前記高周波電力信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値に設定し、前記第1の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第1の時間の更新値を見出して新たな第1の時間として設定する開始周波数送信時間設定ステップと、
前記高周波電力信号の周波数を前記開始周波数の更新値に設定し、前記第1の時間を前記第1の時間の更新値に設定し、前記第2の時間を予め設定されたデフォルト値から短縮した値に設定した状態で前記プラズマ生成動作を行って、プラズマ生成が可能である前記第2の時間の更新値を見出して新たな第2の時間として設定する周波数掃引時間設定ステップと、を備えることを特徴とするプラズマ生成パラメータ設定方法。
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