JPS6116314A - 高周波電源装置 - Google Patents
高周波電源装置Info
- Publication number
- JPS6116314A JPS6116314A JP13683684A JP13683684A JPS6116314A JP S6116314 A JPS6116314 A JP S6116314A JP 13683684 A JP13683684 A JP 13683684A JP 13683684 A JP13683684 A JP 13683684A JP S6116314 A JPS6116314 A JP S6116314A
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- JP
- Japan
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- power
- circuit
- wave power
- high frequency
- reflected wave
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はプラズマ放電を行ない、マツチングが不整合に
なっても、素子を破壊するとと彦く発振できる高周波電
源装置に関するものである。
なっても、素子を破壊するとと彦く発振できる高周波電
源装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、半導体集積回路プロセスの中にプラズマプロセス
が応用されてきている。プラズマプロセスはウェハのエ
ツチングがドライ化でき、またウェハの温度が低い状態
でも、ウェハの温度が高い場合と同様の化学反応を進行
させることができる。
が応用されてきている。プラズマプロセスはウェハのエ
ツチングがドライ化でき、またウェハの温度が低い状態
でも、ウェハの温度が高い場合と同様の化学反応を進行
させることができる。
さらには半導体集積回路がＬＳＩから超ＬＳＩへと集積
度と集積密度が大きくなるにつれ、微細パターンエツチ
ンクが必要となってくるが、この面でも低温のプラズマ
を用いればアンダーカットの問題も少なくなり、微細パ
ターンの作成が容易になる。
度と集積密度が大きくなるにつれ、微細パターンエツチ
ンクが必要となってくるが、この面でも低温のプラズマ
を用いればアンダーカットの問題も少なくなり、微細パ
ターンの作成が容易になる。
以上のようにプラズマプロセスは多くの利点を有してい
るがプラズマ放電を行なうためには、反応容器内の電極
間に電界をかける電源装置が必要である。この電源装置
としては一般に工業用の周帯 波数）して使用できる１ ３．５６ＭＨｚの高周波電源
が使用される。
るがプラズマ放電を行なうためには、反応容器内の電極
間に電界をかける電源装置が必要である。この電源装置
としては一般に工業用の周帯 波数）して使用できる１ ３．５６ＭＨｚの高周波電源
が使用される。
以下に従来の高周波電源装置について説明する。
第１図は従来の高周波電源装置の回路構成例を示すもの
であり、１１は発振回路で安定した一定の周波数で発振
される。１２は緩衝増幅回路で発振回路の出ツノを増幅
するとともに発振回路１１の負荷の変動による影響を少
なくするものである。１３は電力増幅回路で緩衝増幅回
路１２の出力を増幅して高周波高電圧の電力を出力する
。１４は、高周波電力検出回路で電力増幅回路１３から
の出力の進行波電力と反射波電力を検出する。１５は電
力制御回路で高周波電力検出回路１４で検出した進行波
電力を入力し、あらかじめ設定された進行波幅回路１３
を制御する。１６は電源回路で各回路に電力を供給する
。１７は保護回路で高周波電力検出回路１４で検出した
反射波電力がある一定以上の値になると電力増幅回路の
素子を保護するために電源回路１６に信号を出力して電
力の供給を停止させる。１の破線で囲まれた部分が高周
波電源装置である。２は負荷でプラズマを発生させる。
であり、１１は発振回路で安定した一定の周波数で発振
される。１２は緩衝増幅回路で発振回路の出ツノを増幅
するとともに発振回路１１の負荷の変動による影響を少
なくするものである。１３は電力増幅回路で緩衝増幅回
路１２の出力を増幅して高周波高電圧の電力を出力する
。１４は、高周波電力検出回路で電力増幅回路１３から
の出力の進行波電力と反射波電力を検出する。１５は電
力制御回路で高周波電力検出回路１４で検出した進行波
電力を入力し、あらかじめ設定された進行波幅回路１３
を制御する。１６は電源回路で各回路に電力を供給する
。１７は保護回路で高周波電力検出回路１４で検出した
反射波電力がある一定以上の値になると電力増幅回路の
素子を保護するために電源回路１６に信号を出力して電
力の供給を停止させる。１の破線で囲まれた部分が高周
波電源装置である。２は負荷でプラズマを発生させる。
３はマツチング回路で高周波電源装置１の出力と負荷２
とのインピーダンスマツチングをとる回路である。
とのインピーダンスマツチングをとる回路である。
以上のように構成された従来の高周波電源装置について
、以下その動作を説明する。
、以下その動作を説明する。
まず発振回路１１で発生された１ ３．５６ ＭＨｚの
高周波信号は緩衝増幅回路１２、電力増幅回路１３で増
幅され、高周波電力検出回路１４で進行波電力と反射波
電力が検出されて、同軸ケーブルでマツチング回路３を
通り負荷２に供給される。負荷２はプラズマ反応器で、
ガスの種類、真空度、処理条件によってプラズマ状態が
変化し、そのため放電中のインピーダンスがそれにとも
なって変化するので反射波が小さくなるようにマツチン
グ回路３を調整する。高周波電力検出回路１４で検出さ
れた進行波電力信号は電力制御回路１６であらかじめ設
定された進行波電力設定値と比較され、進行波電力が一
定に々るように電力増幅回路１３の電力利得を調整する
信号を送る。電力増幅回路１３が真空管式であればクリ
ット電圧を制御すれば電力利得を変えられる。このよう
にして負荷２と高周波電源装置１の出力とがマツチング
回路３で反射波電力が小さくなるようにマツチングをと
る。マツチングがとれている場合は進行波電力が一定と
なり安定にプラズマ放電がおきているが、負荷のインピ
ータンスが変化して反射が増えてくると、電源回路１６
から電力増幅回路１３へ給供される電力も大きくなり電
力増幅回路１３の素子電力がある一定以」二の値になっ
た時には保護回路１Ｔで電源回路１６に信号を送り各回
路への電力の供給を停止して素子が破壊するのを防ぐ。
高周波信号は緩衝増幅回路１２、電力増幅回路１３で増
幅され、高周波電力検出回路１４で進行波電力と反射波
電力が検出されて、同軸ケーブルでマツチング回路３を
通り負荷２に供給される。負荷２はプラズマ反応器で、
ガスの種類、真空度、処理条件によってプラズマ状態が
変化し、そのため放電中のインピーダンスがそれにとも
なって変化するので反射波が小さくなるようにマツチン
グ回路３を調整する。高周波電力検出回路１４で検出さ
れた進行波電力信号は電力制御回路１６であらかじめ設
定された進行波電力設定値と比較され、進行波電力が一
定に々るように電力増幅回路１３の電力利得を調整する
信号を送る。電力増幅回路１３が真空管式であればクリ
ット電圧を制御すれば電力利得を変えられる。このよう
にして負荷２と高周波電源装置１の出力とがマツチング
回路３で反射波電力が小さくなるようにマツチングをと
る。マツチングがとれている場合は進行波電力が一定と
なり安定にプラズマ放電がおきているが、負荷のインピ
ータンスが変化して反射が増えてくると、電源回路１６
から電力増幅回路１３へ給供される電力も大きくなり電
力増幅回路１３の素子電力がある一定以」二の値になっ
た時には保護回路１Ｔで電源回路１６に信号を送り各回
路への電力の供給を停止して素子が破壊するのを防ぐ。
しかしながら上記のような構成では、反射波か大きく々
ると発振が停止してプラズマ放電が持続でき々いのでマ
ツチングがずれた場合にはマツチング回路３が即座にマ
ツチング調整されて反射波が小さくならないと放電は停
止してし甘う。捷だプラズマ放電中と放電していないと
きては負荷２のインピータンスは大きく異なり、最初か
ら人き々電力を加えて発振させようとする場合は７７・
壬ング回路３はプラズマ放電中のインピータンスに合わ
されているので起動して放電する寸では反射波が大きく
、すぐに発振が停止してしまうというような欠点かあっ
た。
ると発振が停止してプラズマ放電が持続でき々いのでマ
ツチングがずれた場合にはマツチング回路３が即座にマ
ツチング調整されて反射波が小さくならないと放電は停
止してし甘う。捷だプラズマ放電中と放電していないと
きては負荷２のインピータンスは大きく異なり、最初か
ら人き々電力を加えて発振させようとする場合は７７・
壬ング回路３はプラズマ放電中のインピータンスに合わ
されているので起動して放電する寸では反射波が大きく
、すぐに発振が停止してしまうというような欠点かあっ
た。
発明の目的
本発明は上記従来の問題点を解消するもので、負荷のイ
ンピーダンスが変化してマツチングがずれて反射波が大
きくなってもすぐには発振停止することなく、進行波電
力を少なくした状態で発振を持続させ、電力増幅回路の
素子の破壊を防ぐ高周波電源装置を提供することを目的
とする。
ンピーダンスが変化してマツチングがずれて反射波が大
きくなってもすぐには発振停止することなく、進行波電
力を少なくした状態で発振を持続させ、電力増幅回路の
素子の破壊を防ぐ高周波電源装置を提供することを目的
とする。
発明の構成
本発明の装置Ｖｔは安定した一定の周波数を出力する発
振回路と、１油記発振回路の出力を増幅する電力増幅回
路と、前記増幅回路の出力の進行波電力と反射波電力を
検出する高周波電力検出回路と、前記高周波電力検出回
路で検出された反射波電力か小さいときには進行波電力
が一定になるようにし、反射波電力が大きいときには進
行波電力を小さくするようにｍＪ記電電力増幅回路制御
する電力制御回路とを備えた高周波電源装置であり、反
射波電力が大きくなっても前記電力増幅回路の素子を破
壊しないように進行波電力を小さくして発振を持続する
ことによシ負荷と高周波電源装置出力とのマツチングを
とるマツチング回路の調整を容易にすることができるも
のである。
振回路と、１油記発振回路の出力を増幅する電力増幅回
路と、前記増幅回路の出力の進行波電力と反射波電力を
検出する高周波電力検出回路と、前記高周波電力検出回
路で検出された反射波電力か小さいときには進行波電力
が一定になるようにし、反射波電力が大きいときには進
行波電力を小さくするようにｍＪ記電電力増幅回路制御
する電力制御回路とを備えた高周波電源装置であり、反
射波電力が大きくなっても前記電力増幅回路の素子を破
壊しないように進行波電力を小さくして発振を持続する
ことによシ負荷と高周波電源装置出力とのマツチングを
とるマツチング回路の調整を容易にすることができるも
のである。
実施例の説明
第２図は本発明の実施例における高周波電源装置回路構
成を示すものである。
成を示すものである。
第２図において１は高周波電源装置、２は高周波電源装
置１の負荷、３は高周波電源装置１と負荷２のインピー
ダンスをマツチングさせるマツチング回路、１１は発振
回路、１２は緩衝増幅回路、１３は電力増幅回路、１４
は進行波電力と反射波電力を検出する高周波電力検出回
路、１ｓｔｒｉ反射波電力が小さいときは進行波電力が
ららかじめ設定された進行波電力値と同じに々るように
し、反射波電力が大きいときには進行波電力を小さくす
るように電力増幅回路１３を制御する電力制御回路、１
６は各回路に電力を供給する電源である。
置１の負荷、３は高周波電源装置１と負荷２のインピー
ダンスをマツチングさせるマツチング回路、１１は発振
回路、１２は緩衝増幅回路、１３は電力増幅回路、１４
は進行波電力と反射波電力を検出する高周波電力検出回
路、１ｓｔｒｉ反射波電力が小さいときは進行波電力が
ららかじめ設定された進行波電力値と同じに々るように
し、反射波電力が大きいときには進行波電力を小さくす
るように電力増幅回路１３を制御する電力制御回路、１
６は各回路に電力を供給する電源である。
以」二のように構成された本実施例の高周波電源装置に
ついて以下その動作を説明する。
ついて以下その動作を説明する。
発振回路１１は安定した一定の周波数の高周波信号を出
力し、緩衝増幅回路１２は発振回路１２の出力を増幅す
るとともに、発振回路１１の負荷の変動による影響を少
なくする。緩衝増幅回路１２の出力は電力増幅回路１３
で増幅され、高周波電力検出回路で進行波電力と反射波
電力が検出され、マツチング回路３で負荷２とのインピ
ーダンスマツチングがとられ負荷２に高周波電力を供給
する。反射波電力が小さいときは従来の高周波電源装置
と同じで設定された進行波電力を負荷２に供給している
。負荷２のインピーダンスが変化して反射波電力が大き
くなると電力増幅回路１３の損失電力が大きくなってく
るので電力増幅回路１３の電力利得を下げて進行波電力
を少なくし、素子の破壊を防ぎ、発振を持続させる。マ
ツチング回路３によって再び高周波電源装置１と負荷２
とのマツチングがとれるとまたもとのように反射波電力
が小さくなり従来の高周波電源装置と同様に進行波電力
が一定になるように制御される。
力し、緩衝増幅回路１２は発振回路１２の出力を増幅す
るとともに、発振回路１１の負荷の変動による影響を少
なくする。緩衝増幅回路１２の出力は電力増幅回路１３
で増幅され、高周波電力検出回路で進行波電力と反射波
電力が検出され、マツチング回路３で負荷２とのインピ
ーダンスマツチングがとられ負荷２に高周波電力を供給
する。反射波電力が小さいときは従来の高周波電源装置
と同じで設定された進行波電力を負荷２に供給している
。負荷２のインピーダンスが変化して反射波電力が大き
くなると電力増幅回路１３の損失電力が大きくなってく
るので電力増幅回路１３の電力利得を下げて進行波電力
を少なくし、素子の破壊を防ぎ、発振を持続させる。マ
ツチング回路３によって再び高周波電源装置１と負荷２
とのマツチングがとれるとまたもとのように反射波電力
が小さくなり従来の高周波電源装置と同様に進行波電力
が一定になるように制御される。
以上のように本実施例によれば、発振回路と高周波信号
を増幅する電力増幅回路と、電力増幅回路の出力の進行
波電力と反射波電力を検出する高周波電力検出回路と、
反射波電力が小さいときには進行波電力が一定になるよ
うにし、反射波電力が大きく々ると進行波電力を小さく
なるように電力増幅回路を制御する電力制御回路を設け
ることによシ、負荷のインピーダンスが変化してマツチ
ングがとれなくなっても進行波電力を小さくし、電力増
幅回路の素子を破壊することなく発振を持続させている
のでマツチング回路の調整を容易にすることができる。
を増幅する電力増幅回路と、電力増幅回路の出力の進行
波電力と反射波電力を検出する高周波電力検出回路と、
反射波電力が小さいときには進行波電力が一定になるよ
うにし、反射波電力が大きく々ると進行波電力を小さく
なるように電力増幅回路を制御する電力制御回路を設け
ることによシ、負荷のインピーダンスが変化してマツチ
ングがとれなくなっても進行波電力を小さくし、電力増
幅回路の素子を破壊することなく発振を持続させている
のでマツチング回路の調整を容易にすることができる。
第３図は第２図の電力制御回路１８の回路例である。１
０１へ１０９は抵抗、１１０はコンデンサ、１１１〜１
１３は演算増幅器である。
０１へ１０９は抵抗、１１０はコンデンサ、１１１〜１
１３は演算増幅器である。
以下その動作を説明する。
１０１〜１０４と１１１で構成される回路は加算回路で
進行波電力信号と反射波電力信号を加算して増幅する。
進行波電力信号と反射波電力信号を加算して増幅する。
１０５〜１０７と１１２で構成される回路は反転増幅器
である。１０８〜１１０と１１３で構成される回路は誤
差増幅器で誤差電圧を小さくするため積分回路で構成し
ている。以上のように構成される電力制御回路は、進行
波電力信号と反射波電力信号との和が進行波電力設定電
圧と等しくなるように出力信号が出され第２図の電力増
幅回路１３の電力利得を制御する。いま反射波電力信号
が小さいとき進行波電力信号は進行波電力設定電圧と同
じになるが反射波電力信号が大きくなると進行波電力信
号が小さくなって、それらの和が進行波電力設定電圧と
等しくなるように電力増幅回路１３の電力利得を調整す
る電圧が出力される。１０１と１０２の抵抗値を変える
ことによって反射波電力が大きくなったときの進行波電
力の減少量を変更することができる。
である。１０８〜１１０と１１３で構成される回路は誤
差増幅器で誤差電圧を小さくするため積分回路で構成し
ている。以上のように構成される電力制御回路は、進行
波電力信号と反射波電力信号との和が進行波電力設定電
圧と等しくなるように出力信号が出され第２図の電力増
幅回路１３の電力利得を制御する。いま反射波電力信号
が小さいとき進行波電力信号は進行波電力設定電圧と同
じになるが反射波電力信号が大きくなると進行波電力信
号が小さくなって、それらの和が進行波電力設定電圧と
等しくなるように電力増幅回路１３の電力利得を調整す
る電圧が出力される。１０１と１０２の抵抗値を変える
ことによって反射波電力が大きくなったときの進行波電
力の減少量を変更することができる。
第３図では１０２に抵抗を用いているが、ここに電圧が
小さいときは抵抗値が大きく、電圧が大きくなると抵抗
値が小さくなるよう々非線形性を持たせた抵抗を使えば
反射波が大きいときと小さいときの差が著しくなる。
小さいときは抵抗値が大きく、電圧が大きくなると抵抗
値が小さくなるよう々非線形性を持たせた抵抗を使えば
反射波が大きいときと小さいときの差が著しくなる。
発明の効果 、
本発明では、安定した一定の周波数を出力する発振回路
と、発振回路から出力される高周波信号を増幅する電力
増幅回路と、電力増幅回路の出力の進行波電力と反射波
電力を検出する高周波電力検出回路と反射波電力が小さ
いときは進行波電力が一定になり反射波電力が大きくな
ると進行波電力を小さくするように電力増幅回路の電力
利得を制御する電力制御回路とを設けることにより負荷
のインピーダンスが急に変化しても発振を停止させない
で進行波電力を小さくし、電力増幅回路の素子を破壊す
ることなく発振を持続させることができ、マツチング回
路の調整が容易にできる。さらに高電力での起動が容易
に行なえるという効果を得ることができる高周波電源装
置を実現するものである。
と、発振回路から出力される高周波信号を増幅する電力
増幅回路と、電力増幅回路の出力の進行波電力と反射波
電力を検出する高周波電力検出回路と反射波電力が小さ
いときは進行波電力が一定になり反射波電力が大きくな
ると進行波電力を小さくするように電力増幅回路の電力
利得を制御する電力制御回路とを設けることにより負荷
のインピーダンスが急に変化しても発振を停止させない
で進行波電力を小さくし、電力増幅回路の素子を破壊す
ることなく発振を持続させることができ、マツチング回
路の調整が容易にできる。さらに高電力での起動が容易
に行なえるという効果を得ることができる高周波電源装
置を実現するものである。
第１図は従来の高周波電源装置の回路構成例を示すブロ
ック図、第２図は本発明の一実施例の回路構成と示すブ
ロック図、第３図は本発明の一実施例の電力制御回路の
回路図である。 １１ ・・・・発振回路、１３・・・・・電力増幅回路
、１４・・・・・・高周波電力検出回路、１８・・・・
・電力制御回路。
ック図、第２図は本発明の一実施例の回路構成と示すブ
ロック図、第３図は本発明の一実施例の電力制御回路の
回路図である。 １１ ・・・・発振回路、１３・・・・・電力増幅回路
、１４・・・・・・高周波電力検出回路、１８・・・・
・電力制御回路。
Claims (1)
- 安定した一定の周波数を出力する発振回路と、前記発振
回路の出力を増幅する電力増幅回路と、前記電力増幅回
路の出力の進行波電力と反射波電力を検出する高周波電
力検出回路と、前記高周波電力検出回路で検出された反
射波電力が小さいときには進行波電力が一定になり反射
波電力が大きくなると進行波電力を小さくするように前
記電力増幅回路を制御する電力制御回路とから構成され
る高周波電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13683684A JPS6116314A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 高周波電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13683684A JPS6116314A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 高周波電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6116314A true JPS6116314A (ja) | 1986-01-24 |
| JPH0576045B2 JPH0576045B2 (ja) | 1993-10-21 |
Family
ID=15184637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13683684A Granted JPS6116314A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 高周波電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6116314A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01123622A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-16 | Kao Corp | 非イオン界面活性剤の強アルカリ性水溶液 |
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| US7221102B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-05-22 | Daihen Corporation | High-frequency power supply device |
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-
1984
- 1984-07-02 JP JP13683684A patent/JPS6116314A/ja active Granted
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Also Published As
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