JPH0770944B2 - High frequency impedance matching circuit - Google Patents

High frequency impedance matching circuit

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JPH0770944B2
JPH0770944B2 JP3090091A JP9009191A JPH0770944B2 JP H0770944 B2 JPH0770944 B2 JP H0770944B2 JP 3090091 A JP3090091 A JP 3090091A JP 9009191 A JP9009191 A JP 9009191A JP H0770944 B2 JPH0770944 B2 JP H0770944B2
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high frequency
variable capacitor
control
series
voltage
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昇 栗山
昭彦 伊藤
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Shibaura Mechatronics Corp
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

[発明の目的] [Object of the Invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、エッチング装置等に
使用される高周波インピーダンス整合回路の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of a high frequency impedance matching circuit used in an etching apparatus or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】エッチング装置等では、真空槽内にプラ
ズマを形成し効果的にエッチングを行わせるために高周
波電圧が印加される。即ち、図2に示すように例えば5
00W,13.5MHzの高周波を出力する高周波源1
は、同軸ケーブル2,インピーダンスの整合回路3を経
て負荷4に接続される。負荷4では、真空槽を形成する
容器41とその容器41内でターゲットを支持するバッ
キングプレート42との間に高周波が供給される。
2. Description of the Related Art In an etching apparatus or the like, a high frequency voltage is applied in order to form plasma in a vacuum chamber and perform etching effectively. That is, as shown in FIG.
High frequency source 1 that outputs high frequency of 00W, 13.5MHz
Is connected to a load 4 via a coaxial cable 2 and an impedance matching circuit 3. In the load 4, a high frequency is supplied between the container 41 forming the vacuum chamber and the backing plate 42 supporting the target in the container 41.

【0003】通常、同軸ケーブル2は、高周波源1に整
合する50Ωの特性インピーダンスを有し、負荷4はそ
の形状や大きさの種類によって、50Ω以外の例えば2
00Ω等所定の抵抗値を有する。高周波源1と負荷4と
の間にあって、インピーダンス整合を行う整合回路3は
コイル31と直,並列可変コンデンサ32,33とのL
C回路で構成されるが、大電力用ではコイル31での高
周波伝送損失が大きく、発熱による温度上昇も大となる
ので、コイル31は管状体をコイル状に巻いて構成さ
れ、両端部に接続された給排水管31a,31bによる
冷却水の供給を受け冷却される。
Usually, the coaxial cable 2 has a characteristic impedance of 50 Ω which matches the high frequency source 1, and the load 4 depends on the shape and size of the load 4, for example, other than 50 Ω.
It has a predetermined resistance value such as 00Ω. A matching circuit 3 for impedance matching, which is provided between the high frequency source 1 and the load 4, has a coil 31 and an L and a parallel variable capacitors 32 and 33.
Although it is composed of a C circuit, for high power use, the high-frequency transmission loss in the coil 31 is large and the temperature rise due to heat generation is also large. Therefore, the coil 31 is formed by winding a tubular body in a coil shape and is connected to both ends. The cooling water is supplied by the supplied water supply / drain pipes 31a and 31b to be cooled.

【0004】整合回路3でのインピーダンス整合は、モ
ータで構成された第1及び第2の駆動源5,6による
直,並列可変コンデンサ32,33の容量制御によって
行われる。各駆動源5,6は第1及び第2の制御回路
7,8からの信号によって制御される。第1及び第2の
制御回路7,8はその具体的な回路を図3に示すよう
に、夫々同軸ケーブル2を流れる出力電流及び出力電圧
を検出する検出器71,81を含み、後述するように、
第1の制御回路7は、高周波源1による出力電圧Viと
電流Iとの比(Vi/I)に比例した信号を取出し、ま
た第2の制御回路8は出力電圧Vi(または電流I)の
位相差に比例した信号を取出して、夫々直列可変コンデ
ンサ32及び並列可変コンデンサ33を制御するように
構成される。しかし、実際には同軸ケーブル2を伝送す
る高周波測定上の制約から、第1の制御回路7では、電
流検出器71で検出された電流Iと、コンデンサ91及
びダイオード92の直列回路で検出された電圧Viとの
差に比例した信号を取出し、増幅器72を介して第1の
駆動源5を駆動させ、また、第2の制御回路8は電圧検
出器81に前記ダイオード92による電圧Viを基準信
号とし供給し、電圧Viの位相差に比例した信号を取出
し、増幅器82を介して第2の駆動源6を駆動させてい
る。コンデンサ91及びダイオード92は、第1及び第
2の制御回路7,8の共用回路として構成されいる。
The impedance matching in the matching circuit 3 is performed by the capacitance control of the series and parallel variable capacitors 32 and 33 by the first and second driving sources 5 and 6 composed of a motor. The drive sources 5 and 6 are controlled by signals from the first and second control circuits 7 and 8. As shown in FIG. 3, the first and second control circuits 7 and 8 include detectors 71 and 81 for detecting an output current and an output voltage respectively flowing through the coaxial cable 2, as will be described later. To
The first control circuit 7 takes out a signal proportional to the ratio (Vi / I) of the output voltage Vi and the current I by the high frequency source 1, and the second control circuit 8 outputs the signal of the output voltage Vi (or the current I). A signal proportional to the phase difference is taken out to control the series variable capacitor 32 and the parallel variable capacitor 33, respectively. However, in practice, due to the restriction on the high frequency measurement for transmitting the coaxial cable 2, the first control circuit 7 detects the current I detected by the current detector 71 and the series circuit of the capacitor 91 and the diode 92. A signal proportional to the difference from the voltage Vi is taken out to drive the first drive source 5 via the amplifier 72, and the second control circuit 8 causes the voltage detector 81 to use the voltage Vi from the diode 92 as a reference signal. Then, a signal proportional to the phase difference of the voltage Vi is taken out to drive the second drive source 6 via the amplifier 82. The capacitor 91 and the diode 92 are configured as a shared circuit for the first and second control circuits 7 and 8.

【0005】第1及び第2の制御回路7,8により、イ
ンピーダンス整合が行なわれる動作原理を図4及び図5
により簡単に説明する。上記図2及び図3に示した構成
は、図4に示すような等価回路で表される。即ち、負荷
4は抵抗分Xと容器41とバッキングプレート42との
間の容量分Ccsとの並列回路として表わされ、夫々を
流れる高周波電流をIx,Ics、また負荷4への供給
電圧をVx,コイル31に流れる高周波電流をILとす
れば、これらIx,Vx,Ics及びILのベクトル関
係は図8に太線で示すように表わされる。また、コイル
31における電流ILと、このコイル31の両端間の高
周波電圧VLとは位相が90度(直交して)異なり、直
列可変コンデンサ32の高周波電圧Vccはコイル31
の電圧VLを逆位相(180度)で補正して、これらV
x,VL,Vccのベクトル合成値が高周波源1の出力
電圧Viとなる。
The operating principle of impedance matching performed by the first and second control circuits 7 and 8 is shown in FIGS.
Will be briefly described. The configurations shown in FIGS. 2 and 3 are represented by an equivalent circuit as shown in FIG. That is, the load 4 is represented as a parallel circuit of a resistance component X and a capacitance component Ccs between the container 41 and the backing plate 42. High-frequency currents flowing through the components are Ix and Ics, and a supply voltage to the load 4 is Vx. , If the high frequency current flowing through the coil 31 is IL, the vector relationship of these Ix, Vx, Ics and IL is expressed as shown by the thick line in FIG. Further, the current IL in the coil 31 and the high-frequency voltage VL across the coil 31 are different in phase by 90 degrees (perpendicular to each other), and the high-frequency voltage Vcc of the series variable capacitor 32 is the coil 31.
Of the voltage VL of the
The vector composite value of x, VL, and Vcc becomes the output voltage Vi of the high frequency source 1.

【0006】図5は直,並列可変コンデンサ32,33
の容量制御により、インピーダンス整合された状態での
ベクトル関係を示したものである。高周波源1の負荷を
純抵抗50Ωとし、電圧:電流が50:1のもとでの整
合は下記(1)及び(2)の条件が満足することであ
る。(1)高周波出力電圧Viと電流Iとの比が50と
なる。(2)高周波出力電圧Vi(または電流I)の位
相差が零で、並列可変コンデンサ33を流れる高周波電
流Iciは出力電圧Viに対して90度位相進みとな
る。
FIG. 5 shows a series and parallel variable capacitors 32 and 33.
3 shows a vector relationship in a state where impedance matching is performed by the capacitance control of. Matching under the condition that the load of the high frequency source 1 is 50Ω pure resistance and the voltage: current is 50: 1 is that the following conditions (1) and (2) are satisfied. (1) The ratio between the high frequency output voltage Vi and the current I is 50. (2) The phase difference of the high frequency output voltage Vi (or the current I) is zero, and the high frequency current Ici flowing through the parallel variable capacitor 33 leads the output voltage Vi by 90 degrees.

【0007】従って、(1)の条件を満足させるため、
直列可変コンデンサ32は第1の駆動源5による駆動を
受けて容量制御により電圧Vccを調整し、出力電圧V
iと高周波電流Iとの差を取出し、予め設定された値と
なるように制御することが必要となる。また(2)の条
件を満足させるため、並列可変コンデンサ33は第2の
駆動源6による駆動を受けて容量制御して電流Iciを
調整し、高周波電圧Viの位相差が零となるように(即
ちIciはViに対し90度位相進みとなるように)制
御することが必要となる。
Therefore, in order to satisfy the condition (1),
The series variable capacitor 32 is driven by the first drive source 5 and adjusts the voltage Vcc by capacitance control to output the output voltage Vcc.
It is necessary to take out the difference between i and the high frequency current I and control it so that it becomes a preset value. In order to satisfy the condition of (2), the parallel variable capacitor 33 is driven by the second drive source 6 to control the capacitance and adjust the current Ici so that the phase difference of the high frequency voltage Vi becomes zero ( That is, it is necessary to control Ici so that it leads the phase of Vi by 90 degrees.

【0008】同軸ケーブル2を通る高周波の検出測定信
号に基づいて、直列可変コンデンサ32を制御し、上記
(1)の条件を条件を満足させるために、第1の制御回
路7は実際には、出力電圧Viと出力電流Iとの比を算
出し、その比に対応した制御信号Aにより第1の駆動源
5を駆動制御してVccを制御している。また、並列可
変コンデンサ33を制御し、上記(2)の条件を満足さ
せるために、出力電圧Vi(または出力電流I)の位相
差φを導出し、この位相差φに対応した制御信号Bによ
り、第2のモータ6を駆動制御している。
In order to control the series variable capacitor 32 based on the high frequency detection measurement signal passing through the coaxial cable 2 and satisfy the above condition (1), the first control circuit 7 is actually The ratio of the output voltage Vi and the output current I is calculated, and the first drive source 5 is drive-controlled by the control signal A corresponding to the ratio to control Vcc. Further, in order to control the parallel variable capacitor 33 and satisfy the above condition (2), the phase difference φ of the output voltage Vi (or the output current I) is derived, and the control signal B corresponding to this phase difference φ is used. , The second motor 6 is drive-controlled.

【0009】ところで、実際にこのインピーダンス整合
回路をエッチング装置等に適用した場合を考えると、負
荷4の種類に応じその負荷に実際に適合した電力容量を
有する高周波源1が採用接続される。
Considering a case where this impedance matching circuit is actually applied to an etching apparatus or the like, a high frequency source 1 having a power capacity actually adapted to the load 4 is adopted and connected.

【0010】高周波源1の負荷を純抵抗(R)とした場
合の電力(P)と電圧(V)及び電流(I)との関係は
P=V2/R=I2/Rであるから、電力Pは電圧V
(または電流I)の2乗倍に比例する。換言すれば、電
圧(または電流)は電力の平方根に比例する。前述のよ
うに、第1及び第2の制御回路7,8では電圧(または
電流)の振幅を検出して駆動源5,6を駆動制御してい
るから、接続される高周波源1の出力電力の大小によっ
て検出信号振幅の大きさが変化し、直,並列可変コンデ
ンサ32,33を可変する制御速度が出力電力の平方根
に比例して変化する。従って、高周波源1の出力電力が
例えば1KWから4KWへ4倍に増加したときは、系の
制御速度は2倍(=4の平方根の値)となり、駆動源5
及び6による制御速度が増大し不安定となった。従っ
て、仮に高周波源1の出力電力が大のときに系が安定す
るように制御系を設定すると、出力電力の小さいときに
は制御系の応答が反対に遅くなる。
When the load of the high frequency source 1 is a pure resistance (R), the relationship between the power (P) and the voltage (V) and the current (I) is P = V2 / R = I2 / R. P is voltage V
(Or current I) squared. In other words, voltage (or current) is proportional to the square root of power. As described above, the first and second control circuits 7 and 8 detect the amplitude of the voltage (or current) to drive and control the drive sources 5 and 6. Therefore, the output power of the connected high frequency source 1 The magnitude of the amplitude of the detection signal changes depending on the magnitude of, and the control speed for varying the direct and parallel variable capacitors 32 and 33 changes in proportion to the square root of the output power. Therefore, when the output power of the high frequency source 1 is increased four times from 1 KW to 4 KW, the control speed of the system is doubled (= square root value of 4) and the drive source 5
The control speed by 6 and 6 increased and became unstable. Therefore, if the control system is set so that the system is stable when the output power of the high-frequency source 1 is large, the response of the control system is delayed when the output power is small.

【0011】従来のインピーダンス整合回路では、上記
のように、接続される高周波源1の出力電力容量によっ
て、インピーダンス整合回路の制御系の応答速度が変化
する欠点があった。
As described above, the conventional impedance matching circuit has the drawback that the response speed of the control system of the impedance matching circuit changes depending on the output power capacity of the connected high frequency source 1.

【0012】また、直列可変コンデンサ32の容量値の
変化と、その容量値の変化に基づいてインピーダンスは
変化するが、インピーダンスは容量値の逆数に比例する
から、容量値の小さな領域では単位容量当りのインピー
ダンス変化量は大となり、容量値の大きな領域ではイン
ピーダンス変化量は小さくなる。つまり、直列可変コン
デンサ32の容量値はモータ5による回転駆動によって
制御されるが、仮に一定速度で直列可変コンデンサ32
が回転駆動されても、回転軸角度即ち容量値の相違によ
って、制御されるインピーダンス量が変化するから、制
御電圧量は駆動源5の回転角度(つまり容量値)によっ
て制御系の応答速度が変化する。
Further, the impedance changes in accordance with the change in the capacitance value of the series variable capacitor 32 and the change in the capacitance value. Since the impedance is proportional to the reciprocal of the capacitance value, the unit capacitance per unit capacitance is small. The amount of change in impedance becomes large, and the amount of change in impedance becomes small in a region where the capacitance value is large. That is, although the capacitance value of the series variable capacitor 32 is controlled by the rotational driving by the motor 5, the series variable capacitor 32 is temporarily operated at a constant speed.
Even if is driven to rotate, the controlled impedance amount changes due to the difference in the rotation axis angle, that is, the capacitance value. Therefore, the control voltage amount changes the response speed of the control system depending on the rotation angle (that is, the capacitance value) of the drive source 5. To do.

【0013】従って、モータ5による駆動によって、イ
ンピーダンス整合すべき直列可変コンデンサ32の容量
を変えようとしたとき、その可変領域の容量値の大小に
よって、制御速度が異なり、常に安定した制御が困難と
なる欠点があった。
Therefore, when it is attempted to change the capacity of the series variable capacitor 32 to be impedance-matched by driving by the motor 5, the control speed varies depending on the size of the variable value of the variable region, and stable control is always difficult. There was a drawback.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来の高周波インピー
ダンス整合回路は、インピーダンス制御速度が高周波源
の電力の大小によって、あるいは直列可変コンデンサの
容量値によって変化し、制御系が不安定となる欠点があ
った。
The conventional high-frequency impedance matching circuit has the drawback that the control system becomes unstable because the impedance control speed changes depending on the magnitude of the power of the high-frequency source or the capacitance value of the series variable capacitor. It was

【0015】この発明は、上記従来の欠点を解消し、高
周波源からの供給電力が大小に拘らず、また直列可変コ
ンデンサの容量値の大小に拘らず、制御速度がほぼ一定
となり、安定した整合動作が可能な高周波インピーダン
ス整合回路を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art and makes the control speed almost constant and stable matching regardless of the magnitude of the power supplied from the high frequency source and the magnitude of the capacitance value of the series variable capacitor. An object is to provide a high frequency impedance matching circuit that can operate.

【0016】[発明の構成][Constitution of Invention]

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、高周波源に直
列にに接続された直列可変コンデンサと,この直列可変
コンデンサに縦属接続された負荷に高周波を供給するコ
イルと,前記直列可変コンデンサ及びコイルとは並列接
続された並列可変コンデンサと,前記高周波電源からの
高周波の出力電圧と出力電流との比を検出しその出力電
圧と出力電流との比に対応した第1の制御信号を導出し
て前記直列可変コンデンサの駆動源を制御する第1の制
御回路と,前記高周波源からの出力電圧と出力電流との
位相差を検出しその位相差に対応した第2の制御信号を
導出して前記並列可変コンデンサの駆動源を制御する第
2の制御回路とを具備する高周波インピーダンス整合回
路において,前記直列可変コンデンサを駆動する第1の
制御信号と前記直列可変コンデンサの容量値に対応した
補正電圧信号とを乗算する乗算器を設け,この乗算器の
出力信号により前記直列可変コンデンサの駆動源を制御
することを特徴とする。
According to the present invention , there is provided a series variable capacitor connected in series to a high frequency source, a coil for supplying a high frequency to a load connected in series to the series variable capacitor, and the series variable capacitor. And a parallel variable capacitor connected in parallel with the coil, and a first control signal corresponding to the ratio between the output voltage and the output current is detected by detecting the ratio between the high frequency output voltage and the output current from the high frequency power supply. And a first control circuit for controlling the drive source of the series variable capacitor, and a phase difference between the output voltage and the output current from the high frequency source is detected and a second control signal corresponding to the phase difference is derived. A high-frequency impedance matching circuit including a second control circuit that controls a driving source of the parallel variable capacitor ,
Corresponding to the control signal and the capacitance value of the series variable capacitor
A multiplier for multiplying with the correction voltage signal is provided.
Control the drive source of the series variable capacitor by the output signal
Characterized in that it.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【作用】この発明による高周波インピーダンス整合回路
は、第1及び第2の制御信号を高周波源からの出力電圧
で除算する除算器を設け、この除算器の出力信号により
各対応する駆動源を制御するようにしたので、仮に第1
及び第2の制御信号が、高周波源の出力電力の変化によ
り、検出による初期の制御電圧(または電流)が増大ま
たは減少し、制御出力が変化しても、高周波出力電圧で
除算したことにより、出力電力の変動の影響を受けず、
制御速度の安定した系が得られる。
The high frequency impedance matching circuit according to the present invention is provided with a divider for dividing the first and second control signals by the output voltage from the high frequency source, and controls the corresponding drive source by the output signal of the divider. Since it was done, the first
And the second control signal is divided by the high frequency output voltage even if the initial control voltage (or current) due to detection increases or decreases due to the change in the output power of the high frequency source and the control output changes, Not affected by fluctuations in output power,
A system with stable control speed can be obtained.

【0020】また、直列可変コンデンサを駆動する第1
の制御信号と前記直列可変コンデンサの容量値に対応し
た信号とを乗算する乗算器を設け、この乗算器の出力信
号により前記直列可変コンデンサの駆動源を制御するよ
うに構成したので、直列可変コンデンサの容量値の大小
の影響を受けない制御信号を得、安定した整合動作を行
うことができる。
Also, the first driving a series variable capacitor
Is provided with a multiplier for multiplying the control signal of the serial variable capacitor by a signal corresponding to the capacitance value of the serial variable capacitor, and the drive signal of the serial variable capacitor is controlled by the output signal of the multiplier. A stable matching operation can be performed by obtaining a control signal that is not affected by the magnitude of the capacitance value of.

【0021】[0021]

【実施例】以下、この発明による高周波インピーダンス
整合回路の一実施例を図1を参照し詳細に説明する。な
お、図2ないし図5に示した従来の構成と同一構成に
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。即ち、図
1に示すように例えば500W,13.5MHzの高周
波を出力する高周波源1は、50Ωの特性インピーダン
スを有する同軸ケーブル2,インピーダンスの整合回路
3を経て負荷4に接続される。インピーダンス整合を行
う整合回路3はコイル31と直,並列可変コンデンサ3
2,33とのLC回路で構成され、高周波源1の出力側
(50Ω)と負荷4の入力側との間で第1及び第2の駆
動源5,6による直,並列可変コンデンサ32,33の
容量調整によって整合動作が行なわれる、各駆動源5,
6は第1及び第2の制御回路7,8からの信号によって
制御されるが、第1及び第2の制御回路7,8は、まず
従来と同様に、同軸ケーブル2を流れる出力電流及び出
力電圧を夫々検出する検出器71,81を含み、第1の
制御回路7は、検出器71で検出された電流Iとコンデ
ンサ91及びダイオード92による電圧Viとの差に比
例した信号Aを取出し、増幅器72を介して除算器73
に供給される。除算器73には、ダイオード92で検出
れた電圧Viが供給され、前記増幅器72からの信号を
除算しているので、電流検出器71で検出される電流値
が、高周波源1の出力電力の大きさの平方根(即ち電流
値の大きさ)に比例して変化しても、除算器73では電
流値で除算されるから、出力電力の大小に影響されない
信号A′が掛算器74に供給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a high frequency impedance matching circuit according to the present invention will be described in detail below with reference to FIG. The same components as those of the conventional configuration shown in FIGS. 2 to 5 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. That is, as shown in FIG. 1, a high frequency source 1 that outputs a high frequency of, for example, 500 W and 13.5 MHz is connected to a load 4 via a coaxial cable 2 having a characteristic impedance of 50Ω and an impedance matching circuit 3. The matching circuit 3 for impedance matching is directly connected to the coil 31 and is connected in parallel with the variable capacitor 3.
2 and 33, and the series and parallel variable capacitors 32 and 33 between the output side (50Ω) of the high frequency source 1 and the input side of the load 4 by the first and second drive sources 5 and 6. Each drive source 5, whose matching operation is performed by adjusting the capacitance of
6 is controlled by the signals from the first and second control circuits 7 and 8, but the first and second control circuits 7 and 8 first output the output current and the output flowing through the coaxial cable 2 as in the conventional case. The first control circuit 7 includes detectors 71 and 81 for respectively detecting a voltage, and the first control circuit 7 extracts a signal A proportional to a difference between the current I detected by the detector 71 and the voltage Vi generated by the capacitor 91 and the diode 92, Divider 73 via amplifier 72
Is supplied to. Since the voltage Vi detected by the diode 92 is supplied to the divider 73 and the signal from the amplifier 72 is divided, the current value detected by the current detector 71 is the output power of the high frequency source 1. Even if it changes in proportion to the square root of the magnitude (that is, the magnitude of the current value), since it is divided by the current value in the divider 73, the signal A ′ that is not affected by the magnitude of the output power is supplied to the multiplier 74. It

【0022】掛算器74では、第1の駆動源5の回転角
度に同期した補正電圧信号Cが、補正回路51から供給
される。補正回路51は第1の駆動源5の回転軸に連動
し、回転角度に対応した補正電圧信号Cを導出する。そ
の補正電圧信号Cは直列可変コンデンサ32の回転軸に
対応した容量値レベルに対応する。その補正電圧信号C
が制御信号A′と掛算されるので、仮に第1のモータ5
の回転角度によって直列可変コンデンサ32の容量値が
異なり、変化すべき電圧量Vccの変化領域が異なって
も、制御速度が常に一定となるように補正され、安定し
た整合動作が可能である。
In the multiplier 74, the correction voltage signal C synchronized with the rotation angle of the first drive source 5 is supplied from the correction circuit 51. The correction circuit 51 interlocks with the rotation axis of the first drive source 5 and derives the correction voltage signal C corresponding to the rotation angle. The correction voltage signal C corresponds to the capacitance value level corresponding to the rotation axis of the series variable capacitor 32. The correction voltage signal C
Is multiplied with the control signal A ′, the first motor 5
Even if the capacitance value of the series variable capacitor 32 differs depending on the rotation angle and the changing region of the voltage amount Vcc to be changed is different, the control speed is corrected so that it is always constant, and stable matching operation is possible.

【0023】次に、第2の制御回路8は本来は電圧Vi
と電流Iとの位相差に比例した信号を取出し、位相差が
零となるように並列可変コンデンサ33を制御すべきと
ころであるが、実際には、電圧Vi(または電流I)の
位相差に比例した信号Bを制御信号として取出し、増幅
器82に供給される。増幅器82の出力信号Bは除算器
83に供給され、ダイオード92を介しての電圧Vi信
号によって除算され、制御信号B′として第2のモータ
6を制御する。従って、この制御系でも、高周波源1の
出力電力の大小の影響の少ない安定した制御速度の系が
実現する。
Next, the second control circuit 8 originally has the voltage Vi.
The signal that is proportional to the phase difference between the current I and the current I should be taken out and the parallel variable capacitor 33 should be controlled so that the phase difference becomes zero. However, in reality, it is proportional to the phase difference between the voltage Vi (or the current I). The generated signal B is taken out as a control signal and supplied to the amplifier 82. The output signal B of the amplifier 82 is supplied to the divider 83, is divided by the voltage Vi signal via the diode 92, and controls the second motor 6 as the control signal B ′. Therefore, also in this control system, a system having a stable control speed with little influence of the magnitude of the output power of the high frequency source 1 is realized.

【0024】以上のように、この発明による高周波イン
ピーダンス制御回路は、従来の構成に簡単な回路を付加
するだけで、安定した制御動作を可能としたもので、例
えばエッチング装置に採用し、接続構成される高周波源
1の電源容量の大小に影響されない自動インピーダンス
整合が可能となる。
As described above, the high-frequency impedance control circuit according to the present invention enables a stable control operation by simply adding a simple circuit to the conventional structure. It is possible to perform automatic impedance matching without being affected by the magnitude of the power supply capacity of the high frequency source 1 to be generated.

【0025】また、整合回路3における直列可変コンデ
ンサ32の容量値は回転軸角度によって相違するが、掛
算器74による補正によって、電圧の変化量は常に一定
となり、安定した制御が実現する。
Further, the capacitance value of the series variable capacitor 32 in the matching circuit 3 differs depending on the rotation axis angle, but the correction amount by the multiplier 74 makes the amount of change in voltage always constant, and stable control is realized.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明は、高周波源による供給電力量
の大小に拘らず、また直列可変コンデンサの容量値の大
小に拘らず、制御速度がほぼ一定となり、安定した整合
動作を行うものであるから、例えばエッチング装置等に
採用して顕著な効果が得られる。
According to the present invention, the control speed becomes almost constant and stable matching operation is performed regardless of the amount of electric power supplied by the high frequency source and the capacitance value of the series variable capacitor. Therefore, a remarkable effect can be obtained by adopting it to, for example, an etching device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明による高周波インピーダンス整合回路
の一実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a high frequency impedance matching circuit according to the present invention.

【図2】従来の高周波インピーダンス整合回路を示す構
成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a conventional high frequency impedance matching circuit.

【図3】図2に示す図に示す高周波インピーダンス整合
回路の回路図である。
3 is a circuit diagram of the high frequency impedance matching circuit shown in FIG.

【図4】図2に示す高周波インピーダンス整合回路の等
価回路図である。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the high frequency impedance matching circuit shown in FIG.

【図5】図4に示す等価回路での高周波信号のベクトル
図である。
5 is a vector diagram of a high frequency signal in the equivalent circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…高周波源 2…同軸ケーブル 3…整合回路 31…コイル 32…直列可変コンデンサ 33…並列可変コンデンサ 4…負荷 5,6…駆動源 51…補正回路 6…第2のモータ 7…第1の制御回路 73,83…除算器 74…掛算器 8…第2の制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High frequency source 2 ... Coaxial cable 3 ... Matching circuit 31 ... Coil 32 ... Series variable capacitor 33 ... Parallel variable capacitor 4 ... Load 5,6 ... Driving source 51 ... Correction circuit 6 ... Second motor 7 ... First control Circuits 73, 83 ... Divider 74 ... Multiplier 8 ... Second control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高周波電源に直列に接続された直列可変コ
ンデンサと,この直列可変コンデンサに縦属接続された
負荷に高周波を供給するコイルと,前記直列可変コンデ
ンサ及びコイルとは並列接続された並列可変コンデンサ
と,前記高周波電源からの高周波の出力電圧と出力電流
との比を検出しその出力電圧と出力電流との比に対応し
た第1の制御信号を導出して前記直列可変コンデンサの
駆動源を制御する第1の制御回路と,前記高周波源から
の出力電圧と出力電流との位相差を検出しその位相差に
対応した第2の制御信号を導出して前記並列可変コンデ
ンサの駆動源を制御する第2の制御回路とを具備する高
周波インピーダンス整合回路において,前記直列可変コ
ンデンサを駆動する第1の制御信号と前記直列可変コン
デンサの容量値に対応した補正電圧信号とを乗算する乗
算器を設け,この乗算器の出力信号により前記直列可変
コンデンサの駆動源を制御することを特徴とする高周波
インピーダンス整合回路
1. A series variable capacitor connected in series to a high frequency power source, a coil for supplying high frequency to a load connected in series to the series variable capacitor, and the series variable capacitor and the coil connected in parallel. A variable capacitor and a drive source for the serial variable capacitor by detecting a ratio between a high frequency output voltage and an output current from the high frequency power source and deriving a first control signal corresponding to the ratio between the output voltage and the output current. And a first control circuit for controlling the phase difference between the output voltage and the output current from the high-frequency source, and a second control signal corresponding to the detected phase difference to derive a drive source for the parallel variable capacitor. in the high-frequency impedance matching circuit comprising a second control circuit for controlling the series variable co
A first control signal for driving a capacitor and the series variable capacitor
Multiply with the correction voltage signal corresponding to the capacitance value of the capacitor
A multiplier is provided, and the output signal of this multiplier can be used to change the series.
High frequency impedance matching circuit characterized by controlling the driving source of the capacitor
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