KR101768827B1 - 플라즈마 생성용 전원 장치 및 플라즈마 생성용 전원 공급 방법 - Google Patents

플라즈마 생성용 전원 장치 및 플라즈마 생성용 전원 공급 방법 Download PDF

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마나부 나카무라
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

변조 펄스 ON 상태에 있어서의 출력 전력의 변동을 억제한다. 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 장치를, 고주파 신호를 출력하는 발진부와, 발진부로부터의 고주파 신호를 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 변조부와, 변조부로부터의 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 조정부와, 레벨 조정부로부터 출력되는 전력을 증폭하는 전력 증폭기와, 전력 증폭기로부터의 출력 전력치를 검출하는 출력 전력 검출부와, 검출한 출력 전력치와 설정 전력치에 근거하여, 레벨 조정부에서 조정되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 변조부로부터의 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간의 각각에 있어서 대응하는 보정 계수에 근거하여 보정하여 출력하고, 설정 전력치와 출력 전력치를 비교한 결과가 각 반사 계수에 있어서 작아지도록, 전회의 펄스에서의 비교치와 현재의 펄스에서의 비교치를 비교하여 보정 계수를 갱신하는 제어부를 구비한다.

Description

플라즈마 생성용 전원 장치 및 플라즈마 생성용 전원 공급 방법{POWER SUPPLY DEVICE FOR PLASMA GENERATION AND POWER SUPPLY METHOD FOR PLASMA GENERATION}
본 발명은, 플라즈마를 생성하기 위해 이용되는 고주파 전원 장치인 플라즈마 생성용 전원 장치에 관한 것이다.
예컨대, IC, LSI 등의 반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 플라즈마 에칭 장치가 이용되고 있다. 이와 같은 플라즈마 장치에 있어서는, 플라즈마를 생성하기 위해 이용되는 고주파 전원 장치인 플라즈마 생성용 전원 장치가 이용된다. 도 1과 도 5를 이용하여, 종래의 고주파 전원 장치를 설명한다. 도 1은 후술하는 본 발명의 실시 형태와 관련되는 고주파 전원 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도이지만, 제어부의 기능 이외에는, 종래의 고주파 전원 장치와 동일하다. 도 5는 종래의 고주파 전원 장치의 신호 파형을 나타내는 모식도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 종래의 고주파 전원 장치는, 발진부(11)와, 변조부(12)와, 레벨 조정부(13)와, 전력 증폭기(14)와, 출력 전력 검출부(15)와, 제어부(16)를 구비하고 있다. 그리고, 레벨 조정부(13)는, 레벨 조정 회로(13a)와, D/A 변환기(13b)를 구비하고 있다. 출력 전력 검출부(15)는, 방향성 결합기(15a)와, 검파기(15b)와, A/D 변환기(15c)를 구비하고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 발진부(11)로부터 발신된 고주파 신호인 RF 신호(11s)에, 변조부(12)에서 펄스 변조를 가하고, 레벨 조정부(13)에서 전력 레벨을 조정한 후, 전력 증폭기(14)에 입력한다. 전력 증폭기(14)의 출력은, 출력 전력 검출부(15)를 통해서, 플라즈마 부하(20)에 출력된다.
출력 전력 검출부(15)는, 방향성 결합기(15a)에 의해 추출한 전력 증폭기(14)의 출력 전력 Pf를 검파기(15b)에서 검파하고, A/D 변환기(15c)에서 디지털 신호로 변환하고, 제어부(16)에 출력한다.
제어부(16)에서는, 출력 전력 검출부(15)에서 검출한 출력 전력(다시 말해, A/D 변환기(15c)에서 변환된 디지털 신호)과, 사전에 설정한 소정의 설정 전력의 차분을 취하고, 그 차분이 제로가 되도록, 레벨 조정부(13)에 출력하는 레벨 조정치를 제어한다. 자세하게는, 제어부(16)는, 레벨 조정부(13)에 대하여 레벨 제어 신호(16s2)를 출력하고, 그 레벨 제어 신호(16s2)를 D/A 변환기(13b)에서 아날로그 신호로 변환하고, 레벨 조정 신호(13bs)로서 레벨 조정 회로(13a)에 출력한다.
이와 같이, 제어부(16)는, 레벨 조정 회로(13a)를 제어하는 것에 의해, 이 고주파 전원 장치의 출력 전력을 일정치로 제어한다. 레벨 조정 회로(13a)에서는, 가변 감쇠기 등의 회로를 사용하는 것에 의해, 출력 전력을 조정한다.
도 5에, 각 부의 시간 파형을 나타낸다. 도 5에 있어서, (a)는 출력 전력 Pf의 파형, (b)는 변조 신호(16s1)의 파형, (c)는 레벨 조정 신호(13bs)의 파형이다. 출력 전력 Pf는, 고주파 신호이고, 도 5에서는, 그 고주파 신호의 포락선을 나타내고 있다. 이와 같이, 발진부(11)로부터의 RF 신호(11s)가, 변조 신호(16s1)에 의해 펄스 변조되는 것에 의해, 출력 전력 Pf의 파형이 형성된다.
종래의 고주파 전원 장치에 있어서의 출력 전력 레벨의 조정 방법을 설명한다. 우선, 종래의 출력 전력 레벨 조정 방법의 개략을 설명한다. 제어부(16)는, 고주파의 출력 전력 Pf를, 변조 신호(16s1)가 ON이 된 시점으로부터, 출력 전력 검출부(15)를 통해서 검출한다. 도 5에 나타내는 ○ 표시는, 출력 전력 Pf의 검출 포인트이다. 다음으로, 검출된 출력 전력 Pf의 평균치와 소정의 설정 전력을 비교하고, 그 차이가 소정의 범위 내가 되도록 레벨 조정치를 계산하고, 변조 신호(16s1)가 OFF가 되는 타이밍에 레벨 조정 신호(13bs)의 값을 변경하여 출력하고, 다음의 펄스 출력에 반영시킨다. 이와 같이, 펄스 변조된 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원 장치에서는, 펄스의 폭이 수 ㎲라고 하는 짧은 시간인 경우도 있기 때문에, 펄스간에 있어서 출력 전력 레벨의 제어를 행하는 것이 일반적이다.
종래의 출력 전력 레벨 조정 방법에 대하여, 도 6의 플로차트를 이용하여 자세하게 설명한다. 도 6은 종래의 출력 전력 레벨 조정 방법을 나타내는 플로차트이다. 이 출력 전력 레벨 조정은, 제어부(16)에 의해 제어된다. 우선, 초기 설정을 행하여, 설정 전력과 허용 전력 범위를 설정한다(스텝 S101). 허용 전력 범위란, 허용할 수 있는 출력 전력 Pf와 설정 전력의 차분치이다.
다음으로, 고주파 전원 장치를 동작시켜, 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되었는지 여부, 다시 말해 출력 전력 Pf가 출력되었는지 여부를 조사한다(스텝 S102). 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 아닌 경우는(스텝 S102에서 아니오), ON 상태가 될 때까지 기다린다. 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되면(스텝 S102에서 예), 그때의 출력 전력 Pf의 값(예컨대 Pf1)을 취득한다(스텝 S103). 그리고, 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되었는지 여부, 다시 말해 출력 전력 Pf가 OFF 되었는지 여부를 조사한다(스텝 S104). 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 아닌 경우는(스텝 S104에서 아니오), 스텝 S103으로 돌아가고, 그때의 출력 전력 Pf(예컨대 Pf2)를 취득한다.
변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되면(스텝 S104에서 예), 취득한 출력 전력 Pf(Pf1, Pf2, …)의 평균치를 구하고(스텝 S105), 출력 전력 Pf의 평균치와 설정 전력을 비교한다(스텝 S106).
그리고, 출력 전력 Pf의 평균치와 설정 전력의 차이가, 허용 전력 범위 내인 경우는(스텝 S107에서 예), 스텝 S102의 처리로 돌아간다. 또한, 출력 전력 Pf의 평균치와 설정 전력의 차이가, 허용 전력 범위 내가 아닌 경우는(스텝 S107에서 아니오), 출력 전력 Pf의 평균치와 설정 전력의 차이에 근거하여, 레벨 조정치 N을 계산한다(스텝 S108). 예컨대, 출력 전력 Pf의 평균치가 허용 전력 범위를 넘어 설정 전력보다 큰 경우는, 레벨 조정치가 작아지도록 레벨 조정치 N을 계산하고, 출력 전력 Pf의 평균치가 허용 전력 범위를 넘어 설정 전력보다 작은 경우는, 레벨 조정치가 커지도록 레벨 조정치 N을 계산한다.
그리고, 레벨 조정치 N을 갱신하고(스텝 S109), 스텝 S102의 처리로 돌아간다. 레벨 조정치 N을 갱신하는 것에 의해, 레벨 조정 회로(13a)에 출력되는 레벨 조정 신호(13bs)의 크기가 갱신된다.
하기의 특허 문헌 1에는, 웨이퍼에 플라즈마 에칭을 행하는 진공조에 대하여, 펄스 형상의 고주파 전력을 인가하는 플라즈마 에칭 장치가 개시되어 있다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2002-270574호 공보
상술한 바와 같이, 종래의 출력 전력 레벨 조정 방법에서는, 변조 펄스와 변조 펄스의 사이의 OFF 상태에 있어서, 검출한 출력 전력 Pf의 평균치와 설정 전력의 차이가 소정의 범위 내에 들어가도록 레벨 조정치를 설정하여, 다음의 변조 펄스에 있어서의 평균 출력 전력을 제어하고 있다. 그렇지만, 플라즈마 부하의 임피던스는, 항상 일정하지 않고, 변조 펄스가 ON 상태 중에도, 플라즈마 부하의 동작 상태에 따라서 변화한다. 플라즈마 부하의 임피던스가 바뀌면 전력 증폭기(14)의 특성이 변화하고, 출력 전력 Pf의 값이 설정 전력치로부터 괴리하여 버린다.
즉, 도 5에 나타내는 바와 같이, 변조 신호(16s1)가 ON이 되어 플라즈마 부하에 전력 Pf가 공급되면, 플라즈마 부하가 동작하기 시작하지만, 동작하기 시작하고 나서의 플라즈마 부하의 상태는 일정하지 않고, 플라즈마 부하의 임피던스가 변화한다. 그 때문에, 종래의 평균 출력 전력만의 제어에서는 변조 펄스 ON 상태에 있어서의 출력 전력 Pf가 변동하여, 출력 전력 Pf의 값이 설정 전력치로부터 괴리하여 버린다. 본 발명의 목적은, 변조 펄스 ON 상태에 있어서의 출력 전력의 변동을 억제하여, 출력 전력의 값이 설정 전력치로부터 괴리하는 것을 억제할 수 있는 플라즈마 생성용 전원 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한, 본 발명과 관련되는 플라즈마 생성용 전원 장치의 대표적인 구성은, 다음과 같다. 즉, 외부에 마련되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 소정의 주파수의 고주파 신호를 출력하는 발진부와, 상기 발진부로부터 출력되는 고주파 신호를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 변조부와, 상기 변조부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 조정부와, 상기 레벨 조정부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 증폭하여 펄스 형상 고주파 전력을 출력하는 전력 증폭기와, 상기 전력 증폭기로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 전력의 출력 전력치를 검출하는 출력 전력 검출부와, 상기 변조부로부터 출력되는 상기 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간과, 상기 복수의 경과 시간에 각각 대응하는 복수의 보정 계수와, 미리 출력 전력의 값으로서 설정된 설정 전력치를 기억하는 기억부와, 상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치가 입력되고, 상기 입력된 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 레벨 조정부에서 조정되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 상기 레벨 조정부에 출력하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력하고, 상기 설정 전력치와 상기 출력 전력치를 비교한 결과가, 각 반사 계수에 있어서 작아지도록, 전회의 펄스에서의 비교치와 현재의 펄스에서의 비교치를 비교하고, 상기 보정 계수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
상기의 과제를 해결하기 위한, 본 발명과 관련되는 플라즈마 생성용 전원 공급 방법의 대표적인 구성은, 다음과 같다. 즉, 외부에 마련되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 공급 방법으로서, 소정의 주파수의 고주파 신호를 출력하는 것과, 상기 출력되는 고주파 신호를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 것과, 상기 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 것과, 상기 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 증폭하여 출력하는 것과, 상기 펄스 형상 고주파 전력의 출력 전력치를 검출하는 것과, 제어부로 하여금, 상기 검출한 출력 전력치를 수신하고, 상기 수신한 출력 전력치와 미리 출력 전력의 값으로서 설정된 설정 전력치에 근거하여, 레벨 조정부에서 조정되는 상기 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 상기 레벨 조정부에 출력하도록 하는 것을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력하고, 상기 설정 전력치와 상기 출력 전력치를 비교한 결과가, 각 반사 계수에 있어서 작아지도록, 전회의 펄스에서의 비교치와 현재의 펄스에서의 비교치를 비교하고, 상기 보정 계수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 공급 방법.
상기의 구성에 의하면, 변조 펄스 ON 상태에 있어서의 출력 전력의 변동을 억제하여, 출력 전력의 값이 설정 전력치로부터 괴리하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 고주파 전원 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 고주파 전원 장치의 신호 파형을 나타내는 모식도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 출력 전력 레벨 조정 방법을 나타내는 플로차트.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 형태와 관련되는 출력 전력 레벨 조정 방법을 나타내는 플로차트.
도 5는 종래의 고주파 전원 장치의 신호 파형을 나타내는 모식도.
도 6은 종래의 출력 전력 레벨 조정 방법을 나타내는 플로차트.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 형태와 관련되는 출력 전력 레벨 조정 방법을 나타내는 플로차트.
(제 1 실시 형태) 본 발명자 등은, 펄스 형상의 변조 신호(16s1)가 ON이 되어 플라즈마 부하(20)에 전력이 공급되고 나서의 경과 시간에 따라서 출력 전력치가 변동하는 것, 그리고, 이 출력 전력치의 변동은, 플라즈마 부하(20)가 동일한 특성이면, 동일한 패턴으로 반복되는 것을 발견하였다. 예컨대 동일한 플라즈마 생성 장치이면, 출력 전력치의 변동 패턴은 동일하다. 제 1 실시 형태에서는, 상술한 펄스 형상의 변조 신호(16s1)가 ON이 되고 나서의 경과 시간에 따라서 출력 전력이 동일한 패턴으로 바뀌는 것에 주목하여, 각 경과 시간마다 레벨 조정 신호(13bs)를 보정하는 것에 의해, 변조 신호(16s1)가 ON인 기간 내의 출력 전력이 일정하게 되도록 제어하는 것이다.
본 발명의 제 1 실시 형태를, 도 1~3을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 고주파 전원 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 고주파 전원 장치의 신호 파형을 나타내는 모식도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 출력 전력 레벨 조정 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시 형태의 고주파 전원 장치는, 발진부(11)와, 변조부(12)와, 레벨 조정부(13)와, 전력 증폭기(14)와, 출력 전력 검출부(15)와, 제어부(16)를 구비하고 있다. 이 고주파 전원 장치는, 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부인 플라즈마 부하(20)에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 장치이다. 그리고, 레벨 조정부(13)는, 레벨 조정 회로(13a)와, D/A 변환기(13b)를 구비하고 있다. 출력 전력 검출부(15)는, 방향성 결합기(15a)와, 검파기(15b)와, A/D 변환기(15c)를 구비하고 있다. 제어부(16)는, 기억부(16a)를 갖는다. 전술한 바와 같이, 제어부(16)만이, 종래의 고주파 전원 장치와 상이하다. 제어부(16) 이외의 구성에 대해서는, 종래의 고주파 전원 장치와 동일하다.
발진부(11)는, 소정의 주파수, 예컨대 30㎒ 정도의 고주파 신호(RF 신호)(11s)를 출력한다. 변조부(12)는, 제어부(16)로부터 출력된 펄스 형상의 변조 신호(16s1)에 의해, 발진부(11)로부터 출력되는 RF 신호(11s)를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력한다. ON 상태란, 고주파 신호가 출력되는 상태이고, OFF 상태란, 고주파 신호가 출력되지 않는 상태이다. 즉, 변조부(12)는, 도 2에 나타내는 펄스 형상의 변조 신호(16s1)의 ON 기간에만, RF 신호를 출력한다. 예컨대, 변조 신호(16s1)의 펄스 ON 기간은 1㎳ 정도이고, 펄스 OFF 기간은 1㎳ 정도이다.
레벨 조정부(13)는, 가변 감쇠기 등으로 구성되고, 제어부(16)로부터 출력된 레벨 제어 신호(16s2)에 근거하여, 변조부(12)로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨(크기)을 조정하여 출력한다. 자세하게는, 제어부(16)로부터 출력된 디지털 신호(레벨 제어 신호(16s2))를 D/A 변환기(13b)에서 아날로그 신호(레벨 조정 신호(13b))로 변환하고, 레벨 조정 회로(13a)에 출력한다. 또, D/A 변환기(13b)는, 제어부(16) 내에 제어부(16)의 일부로서 마련하더라도 좋다.
전력 증폭기(14)는, 레벨 조정부(13)로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 소정의 증폭도로 증폭하여, 펄스 형상 고주파 전력을 출력한다. 출력 전력 검출부(15)는, 전력 증폭기(14)로부터 출력된 펄스 형상 고주파 전력을 추출하여, 플라즈마 부하(20)에 출력하고, 또한, 전력 증폭기(14)로부터 출력된 펄스 형상 고주파 전력을 검출하여, 제어부(16)에 출력한다. 플라즈마 부하(20)란, 예컨대, 플라즈마를 생성하는 플라즈마 에칭 장치 등의 플라즈마 생성 장치이다. 자세하게는, 출력 전력 검출부(15)는, 전력 증폭기(14)로부터의 출력을 방향성 결합기(15a)에 의해 추출하고, 그 추출한 출력 전력 Pf를 검파기(15b)에서 검파하여 출력 전력 Pf의 크기를 검출한다. 그리고, 검파기(15b)로부터의 아날로그 출력 신호를 A/D 변환기(15c)에서 디지털 신호로 변환하고, 제어부(16)에 출력한다. 또, A/D 변환기(15c)는, 제어부(16) 내에 제어부(16)의 일부로서 마련하더라도 좋다.
제어부(16)는, 하드웨어 구성으로서, CPU(중앙 연산 유닛)와, CPU의 동작 프로그램을 저장하는 기억부(16a)를 구비한다. 기억부(16a)에는, 미리, 출력하여야 할 목표 전력치로서 설정된 설정 전력치 Ps와, 변조부(12)로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간 t와, 그 복수의 경과 시간 t에 각각 대응하는 복수의 보정 계수 B와, 평균 레벨 조정치 Nave가 기억되어 있다. 복수의 보정 계수 B는, 각각 대응하는 복수의 경과 시간 t와 대응지어져 기억되어 있다. 평균 레벨 조정치 Nave에 대해서는 후술한다. 설정 전력치 Ps, 평균 레벨 조정치 Nave, 경과 시간 t, 보정 계수 B는, 미리, 고주파 전원 장치의 조작부(도시하지 않음)로부터, 조작자에 의해 입력되어, 기억부(16a)에 기억된다.
제어부(16)는, 출력 전력 검출부(15)에서 검출한 출력 전력치를 입력하고, 그 입력된 출력 전력치와 설정 전력치 Ps에 근거하여, 레벨 조정부(13)에 대한 레벨 조정치를 산출한다. 그리고, 레벨 조정치에 근거하여 레벨 제어 신호(16s2)를 작성하여 레벨 조정부(13)에 출력한다. 레벨 제어 신호(16s2)는, 레벨 조정부(13)에서 조정되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어한다. 또한, 제어부(16)는, 복수의 경과 시간 t의 각각에 있어서, 경과 시간 t의 각각에 대응하는 보정 계수 B에 근거하여, 레벨 조정치를 보정, 다시 말해, 레벨 제어 신호(16s2)를 보정하여 출력한다. 이와 같이, 제어부(16)는, 레벨 조정치, 다시 말해, 레벨 조정부(13)에 출력하는 레벨 제어 신호(16s2)를, 보정 계수 B에 근거하여 보정하는 것에 의해, 이 고주파 전원 장치의 출력 전력이 펄스 ON 상태에 있어서 일정치가 되도록 제어한다.
도 2에, 각 부의 시간 파형을 나타낸다. 도 2에 있어서, (a)는 출력 전력 Pf의 파형, (b)는 변조 신호(16s1)의 파형, (c)는 레벨 조정 신호(13bs)의 파형이다. 도 2에 나타내는 ○ 표시는, 출력 전력 Pf의 검출 포인트이고, 변조 신호(16s1)가 ON이 되는 시간을 기점으로 한 경과 시간 t1~t6을 나타낸다. 예컨대, t4의 ○ 표시는, 변조 신호(16s1)가 ON이 되는 시간을 기점으로 한 경과 시간 t4를 나타낸다. 출력 전력 Pf는, 고주파 신호이고, 도 2에서는, 그 고주파 신호의 포락선을 나타내고 있다. 이와 같이, 발진부(11)로부터의 고주파 신호(11s)가, 변조 신호(16s1)에 의해 펄스 변조되는 것에 의해, 출력 전력 Pf의 파형이 형성된다.
제어부(16)의 동작을 자세하게 설명한다. 기억부(16a)에서는, 전술한 바와 같이, 미리, 변조 신호(16s1)의 펄스 ON 상태에 있어서의 경과 시간 t로서의, 변조 신호(16s1)가 펄스 ON 상태가 되고 나서의 복수의 경과 시간 t(t1, t2, …, tn)와, 그 복수의 경과 시간 t의 각각에 대응하는 복수의 보정 계수 B(B1, B2, …, Bn)와, 평균 레벨 조정치 Nave를 기억하고 있다. 보정 계수 B1~Bn은, 각각, 경과 시간 t1~tn에 대응하는 보정 계수이고, 변조 신호(16s1)가 ON이 되고 나서의 경과 시간 t에 따라 상이한 출력 전력 Pf의 값을 보정하기 위한 계수이다. 여기서 n은, 2 이상의 자연수이고, 도 2의 예에서는 n=6이다.
평균 레벨 조정치 Nave는, 출력 전력 레벨을 적절한 값으로 조정하기 위한 변수이고, 변조 신호(16s1)의 펄스 ON 상태 동안 일정치로서 유지된다. 이 고주파 전원 장치가 처음으로 출력 전력 레벨 조정 처리를 행할 때의 처음의 평균 레벨 조정치 Nave는, 예컨대, 과거의 레벨 조정치 N의 평균치로서 구할 수 있지만, 임의의 값이더라도 상관없다. 임의의 값이더라도, 후술하는 바와 같이, 처리를 반복하는 동안에 적절한 값으로 수렴된다.
보정 계수 B는, 플라즈마 부하(20)의 특성에 의해 결정된다. 보정 계수 B는, 전력 공급 대상의 플라즈마 부하(20)의 특성을, 미리 조사하는 것에 의해 취득할 수 있다. 보정 계수 B의 값은, 예컨대, 도 2(c)의 레벨 조정 신호(13bs)와 같이, 경과 시간 t1~t6에 있어서 변동한다. 도 2(c)의 레벨 조정 신호(13bs)는, 경과 시간 t1~t6에 있어서의 보정 계수 B의 값에 따라 변동하고 있다. 보정 계수 B를 플라즈마 부하(20)의 특성에 따라 변동시키는 것에 의해, 도 2(a)에 나타내는 고주파 전원 장치의 출력 전력 Pf의 변동을 억제할 수 있다.
제어부(16)는, 변조 신호(16s1)의 펄스 ON 상태 동안 그 펄스 ON 상태가 되고 나서의 경과 시간 t에 따른 보정 계수 B에 근거하여, 레벨 제어 신호(16s2)를 보정하여 출력한다. 자세하게는, 제어부(16)는, 경과 시간 t에 따른 보정 계수 B와 평균 레벨 조정치 Nave를 기억부(16a)로부터 읽어내고, 보정 계수 B와 평균 레벨 조정치 Nave에 근거하여, 레벨 조정치 N을 산출한다. 예컨대, 보정 계수 B와 평균 레벨 조정치 Nave를 곱하여, 레벨 조정치 N을 산출한다. 그리고 제어부(16)는, 레벨 조정치 N의 크기에 따라서, D/A 변환기(13b)에 출력하는 레벨 제어 신호(16s2)에 의한 제어량을 결정한다. 또한, 제어부(16)에서는, 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되고 나서의 경과 시간 t에 대응시켜, 출력 전력 검출부(15)로부터 출력 전력 Pf의 값을 취득하고, 기억부(16a)에 기억시킨다.
도 2의 예에서는, 제어부(16)는, 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되고 나서의 경과 시간 t1~t6에 대응한 보정 계수 B1~B6과, 평균 레벨 조정치 Nave에 근거하여, 경과 시간 t1~t6의 각각에 있어서 레벨 조정치 N을 산출하고, 레벨 제어 신호(16s2), 다시 말해, 레벨 조정 신호(13bs)를 출력한다. 또한, 제어부(16)는, 경과 시간 t1~t6에 있어서, 각각 출력 전력 Pf1~Pf6의 값을 취득하고, 기억부(16a)에 기억시킨다.
그리고, 제어부(16)는, 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되면, 취득한 복수의 출력 전력 Pf1~Pf6의 값과 설정 전력치 Ps에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하여 갱신한다. 자세하게는, 제어부(16)는, 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되면, 출력 전력 Pf1~Pf6의 평균치 Pfa를 취득하여, 설정 전력치 Ps와 비교한다. 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이가 소정의 범위 내인 경우는, 다음에 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되는 것을 기다리고, ON 상태가 되면, 상술한 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되었을 때의 처리와 동일한 처리를 반복한다. 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이가 소정의 범위 내가 아닌 경우는, 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하여 갱신하고, 기억부(16a)에 기억시킨다. 그리고, 다음에 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되는 것을 기다리고, ON 상태가 되면, 상술한 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되었을 때의 처리와 동일한 처리를 반복한다.
예컨대, 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이가 소정의 범위 내가 아닌 경우에 있어서, 제어부(16)는, 평균치 Pfa가 설정 전력치 Ps보다 작은 경우는, 평균 레벨 조정치 Nave가 소정치 C1만큼 커지도록 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신한다. 평균치 Pfa가 설정 전력치 Ps보다 큰 경우는, 평균 레벨 조정치 Nave가 소정치 C2만큼 작아지도록 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신한다. C1과 C2는, 동일한 값이더라도 좋고 상이한 값이더라도 좋다.
이와 같이, 제어부(16)는, 변조 신호(16s1)가 ON이 되는 시간을 기점으로 한 경과 시간 t를 참조 인수로 하여, 제어부(16) 내의 기억부(16a) 등으로 구성되는 LUT(룩업테이블)에 경과 시간 t와 대응지어서 저장(기억)된 보정 계수 B를 읽어내고, 평균 레벨 조정치 Nave를 곱하는 것에 의해, 변조 신호(16s1)가 ON 시간 내에 있어서의 플라즈마 부하(20)의 임피던스의 변화에 의한 출력 전력 Pf의 변동을 보정하고, 변조 신호(16s1)가 ON 상태에 있어서 일정한 출력 전력 Pf를 얻는다.
제 1 실시 형태의 출력 전력 레벨 조정 방법에 대하여, 도 3의 플로차트를 이용하여 자세하게 설명한다. 이 출력 전력 레벨 조정은, 제어부(16)에 의해 제어된다. 우선, 초기 설정을 행하여, 설정 전력치 Ps와 허용 전력 범위를 설정하고, 기억부(16a)에 기억시킨다(스텝 S1). 허용 전력 범위란, 허용할 수 있는 출력 전력 Pf와 설정 전력치 Ps의 차분치이다.
다음으로, 고주파 전원 장치를 동작시켜, 변조 신호(16s1)가 ON 상태인지 여부, 다시 말해, 펄스 ON 상태가 되어 출력 전력 Pf가 출력되었는지 여부를 조사한다(스텝 S2). 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 아닌 경우는(스텝 S2에서 아니오), ON 상태가 될 때까지 기다린다. 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되면(스텝 S2에서 예), 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되고 나서의 경과 시간 t의 값에 대응한 보정 계수 B를, 기억부(16a)로부터 읽어낸다(스텝 S3). 전술한 바와 같이, 보정 계수 B는, 변조 신호(16s1)가 ON이 되고 나서의 경과 시간 t에 따라서 상이한 출력 전력 Pf의 값을 보정하는 계수이다. 최초의 검출 포인트인 경과 시간 t1에 있어서는, 경과 시간 t1에 대응하는 보정 계수 B1을 읽어낸다.
또한, 평균 레벨 조정치 Nave를 기억부(16a)로부터 읽어내고, 그 읽어낸 평균 레벨 조정치 Nave와 보정 계수 B1에 근거하여, 경과 시간 t1에 있어서의 레벨 조정치 N을 계산하고(스텝 S4), 레벨 조정치 N을 갱신한다(스텝 S5). 레벨 조정치 N이 갱신되는 것에 의해, 레벨 제어 신호(16s2)가 갱신된다. 또한, 경과 시간 t1에 있어서의 출력 전력 Pf의 값 Pf1을 취득한다(스텝 S6).
그리고, 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되었는지 여부, 다시 말해 출력 전력 Pf가 OFF 되었는지 여부를 조사한다(스텝 S7). 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 아닌 경우는(스텝 S7에서 아니오), t1+1로 하고(스텝 S8), 다시 말해, 다음의 검출 포인트로서 경과 시간 t2를 설정하고, 스텝 S3으로 돌아가, 경과 시간 t2에 있어서, 경과 시간 t1에 있어서의 처리와 동일한 처리를 행한다.
변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되면(스텝 S7에서 예), 취득한 출력 전력 Pf(도 2의 예에서는 Pf1~Pf6)의 평균치 Pfa를 구하고(스텝 S9), 출력 전력 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps를 비교한다(스텝 S10).
그리고, 출력 전력 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이가, 허용 전력 범위 내가 아닌 경우는(스텝 S11에서 아니오), 출력 전력 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하여 갱신한다(스텝 S12). 그리고, 경과 시간 t를 클리어하고(스텝 S13), 스텝 S2의 처리로 돌아간다.
예컨대, 출력 전력 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이가 허용 전력 범위 내가 아닌 경우에 있어서, 출력 전력 평균치 Pfa가 설정 전력치 Ps보다 작은 경우는, 평균 레벨 조정치 Nave가 소정치 C1만큼 커지도록 평균 레벨 조정치 Nave를 계산한다. 또한, 출력 전력 평균치 Pfa가 설정 전력치 Ps보다 큰 경우는, 평균 레벨 조정치 Nave가 소정치 C2만큼 작아지도록 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하여 갱신한다. C1과 C2는, 동일한 값이더라도 좋고 상이한 값이더라도 좋다.
또한, 출력 전력 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps의 차이가, 허용 전력 범위 내인 경우는(스텝 S11에서 예), 경과 시간 t를 클리어하고(스텝 S13), 스텝 S2의 처리로 돌아간다.
또, 제 1 실시 형태에서는, 출력 전력 Pf를 변조 신호(16s1)가 ON인 모든 기간(도 2의 예에서는 t1~t6)에 취득하고, 이들에 근거하여 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하고 있지만, 변조 신호(16s1)가 ON인 기간 내에 있어서, 그 중 일부의 기간(예컨대 t1~t3)의 출력 전력 Pf에 근거하여 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하더라도 좋다. 또한, 제 1 실시 형태에서는, 복수의 경과 시간을 6포인트 마련하고 있지만, 6포인트로 한정되는 것은 아니다.
제 1 실시 형태에 의하면, 적어도 다음의 (A1)~(A3)의 효과를 얻을 수 있다. (A1) 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서, 복수의 경과 시간의 각각이 경과하면, 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여, 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 보정하여 조정하도록 하였으므로, 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태 계속 중에 있어서, 출력 전력치를 보정할 수 있다. 이것에 의해, 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서 플라즈마 부하의 상태가 바뀌어 임피던스가 변화하는 경우에 있어서도, ON 상태에 있어서의 출력 전력의 레벨 변동을 제어할 수 있다. (A2) 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서, 복수의 경과 시간의 각각이 경과하면, 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수와 평균 레벨 조정치에 근거하여, 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 보정하여 조정함과 아울러 출력 전력치를 취득하고, 펄스 형상 고주파 신호가 OFF 상태가 되면, 복수의 출력 전력치와 설정 전력치의 차이가 소정의 범위 내가 아닌 경우는, 평균 레벨 조정치를 갱신하도록 하였으므로, 평균 레벨 조정치를 임의의 값으로 설정하였다고 하더라도, 출력 전력 레벨 조정 처리를 반복하는 것에 의해, 평균 레벨 조정치를 적절한 값으로 수렴시킬 수 있다. (A3) 출력 전력치가 설정 전력치에 비하여 소정치 이상으로 큰 경우는, 평균 레벨 조정치를 작게 하도록 하고, 출력 전력치가 설정 전력치에 비하여 소정치 이상으로 작은 경우는, 평균 레벨 조정치를 크게 하도록 하였으므로, 출력 전력치를 설정 전력치로부터 소정치를 넘지 않는 범위 내로 할 수 있다.
(제 2 실시 형태) 다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태를 설명한다. 제 2 실시 형태에 있어서의 고주파 전원 장치의 기능 구성은, 제어부(16) 이외의 구성에 대해서는, 제 1 실시 형태에 있어서의 고주파 전원 장치의 기능 구성(도 1)과 동일하다. 제 2 실시 형태에 있어서는, 제어부(16)는, 보정 계수 B를 수시로 갱신하도록 동작한다. 즉, 펄스 ON시(변조 신호(16s1) ON시)의 각 경과 시간 t에 있어서 설정 전력치 Ps와 출력 전력 Pf를 비교하고, 그 차이 Pd가, 각 경과 시간 t에 있어서 전회의 펄스 ON시에 있어서의 차이 Pd'보다 작아지도록, 보정 계수 B를 갱신한다.
제 2 실시 형태의 출력 전력 레벨 조정 방법에 대하여, 도 4의 플로차트를 이용하여 자세하게 설명한다. 도 4는 제 2 실시 형태와 관련되는 출력 전력 레벨 조정 방법을 나타내는 플로차트이다. 이 출력 전력 레벨 조정은, 제어부(16)에 의해 제어된다. 우선, 초기 설정을 행하여, 설정 전력치 Ps와 허용 전력 범위를 설정한다(스텝 S21). 허용 전력 범위란, 허용할 수 있는 출력 전력 Pf의 값과 설정 전력치 Ps의 차분치이다.
다음으로, 고주파 전원 장치를 동작시켜, 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되었는지 여부, 다시 말해 출력 전력 Pf가 출력되었는지 여부를 조사한다(스텝 S22). 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 아닌 경우는(스텝 S22에서 아니오), ON 상태가 될 때까지 기다린다. 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되면(스텝 S22에서 예), 변조 신호(16s1)가 ON 상태가 되고 나서의 경과 시간 t의 값에 대응한 보정 계수 B를, 기억부(16a)로부터 읽어낸다(스텝 S23). 최초의 검출 포인트인 경과 시간 t1에 있어서는, 경과 시간 t1에 대응하는 보정 계수 B1을 읽어낸다.
또한, 평균 레벨 조정치 Nave를 기억부(16a)로부터 읽어내고, 그 읽어낸 평균 레벨 조정치 Nave와 보정 계수 B1에 근거하여, 레벨 조정치 N을 계산하고(스텝 S24), 레벨 조정치 N을 갱신한다(스텝 S25). 레벨 조정치 N이 갱신되는 것에 의해, 레벨 제어 신호(16s2)가 갱신된다. 또한, 경과 시간 t1에 있어서의 출력 전력 Pf의 값 Pf1을 취득한다(스텝 S26).
그리고, 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되었는지 여부, 다시 말해 출력 전력 Pf가 OFF 되었는지 여부를 조사하고(스텝 S27), 변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 아닌 경우는(스텝 S27에서 아니오), t=t+1로 하고(스텝 S28), 다시 말해, 다음의 검출 포인트로서 경과 시간 t2를 설정하고, 스텝 S23으로 돌아가, 경과 시간 t2에 있어서 보정 계수 B2를 기억부(16a)로부터 읽어내고, 경과 시간 t1에 있어서의 처리와 동일한 처리를 행한다. 이 예에서는, 경과 시간 t1~t6에 있어서, 각각 보정 계수 B1~B6을 기억부(16a)로부터 읽어내고, 경과 시간 t1에 있어서의 처리와 동일한 처리를 행한다.
변조 신호(16s1)가 OFF 상태가 되면(스텝 S27에서 예), 설정 전력치 Ps와 각 경과 시간 t1~t6에 있어서 취득한 출력 전력 Pf(Pf1~Pf6)를 비교하여, 각각의 차이 Pd(Pd1~Pd6)를 산출한다(스텝 S29). 그리고, 그들 차이 Pd를 평균하고(스텝 S30), 차이 Pd의 평균치 Pda가 소정의 허용 전력 범위 내가 아닌 경우는(스텝 S31에서 아니오), 평균치 Pda와 설정 전력치 Ps의 차이에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하여 갱신한다(스텝 S32).
예컨대, 차이 Pd의 평균치 Pda가 소정의 허용 전력 범위 내가 아닌 경우에 있어서, 평균치 Pda가 설정 전력치 Ps보다 큰 경우는, 평균 레벨 조정치 Nave가 소정치 C21만큼 작아지도록 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하고, 평균치 Pda가 설정 전력치 Ps보다 작은 경우는, 평균 레벨 조정치 Nave가 소정치 C22만큼 커지도록 평균 레벨 조정치 Nave를 계산하여 갱신한다. 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신하는 것에 의해, 레벨 조정 회로(13a)에 출력되는 레벨 조정 신호(13bs)의 크기가 갱신된다. C21과 C22는, 동일한 값이더라도 좋고 상이한 값이더라도 좋다.
또한, 평균치 Pda가 소정의 허용 전력 범위 내인 경우는(스텝 S31에서 예), 스텝 S33으로 천이한다.
이상의 처리(스텝 S21~S32)에 의해, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 보정 계수 B와 평균 레벨 조정치 Nave에 근거하여, 레벨 조정치 N을 갱신하고, 설정 전력치 Ps와 각 경과 시간 t에 있어서의 출력 전력 Pf에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신한다. 제 2 실시 형태에서는, 또한, 다음에 설명하는 스텝 S33 이후의 처리에 의해, 각 경과 시간 t(t1~t6)에 있어서의 보정 계수 B(B1~B6)를 갱신한다.
우선, 변수 n을 초기화, 다시 말해, n=1로 한다(스텝 S33). 다음으로, 설정 전력치 Ps와 각 경과 시간 t에 있어서의 출력 전력 Pf(Pf1~Pf6)의 차이 Pd(Pd1~Pd6)를, 절대치로 변환한다(스텝 S34).
그리고, 출력 전력 Pf1이 설정 전력치 Ps보다 큰 경우에 있어서, 이번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1(절대치)이, 전회의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1'(절대치) 이상인 경우는(스텝 S35에서 아니오), 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 갱신하는 스텝 S37의 갱신치 K의 극성을 바꾼다(스텝 S36). 이것은, 이번 보정 계수 B1이, 전회의 보정 계수 B1보다 커졌다(다시 말해 갱신치 K의 극성이 플러스)라고 생각할 수 있기 때문이다. 이렇게 하여, 갱신치 K의 극성을 마이너스로 하고, 보정 계수 B1을 소정치 K만큼 작게 한다(스텝 S37). 이와 같이, 다음번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1''(절대치)가, 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd1(절대치)보다 작아지도록, 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 변경하여 갱신한다.
또한, 출력 전력 Pf1이 설정 전력치 Ps보다 큰 경우에 있어서, 이번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1(절대치)이, 전회의 펄스 ON시의 차이 Pd1'(절대치)보다 작은 경우는(스텝 S35에서 예), 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 갱신하는 스텝 S37의 갱신치 K의 극성을 바꾸는 일 없이, 보정 계수 B1을 변경하여 갱신한다. 이것은, 이번의 보정 계수 B1이, 전회의 보정 계수 B1보다 작아졌다(다시 말해 갱신치 K의 극성이 마이너스)라고 생각할 수 있기 때문이다. 이렇게 하여, 보정 계수 B1을 소정치 K만큼 작게 한다(스텝 S37). 이와 같이, 다음번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1''(절대치)가, 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd1(절대치)보다 더 작아지도록, 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 변경하여 갱신한다.
반대로, 출력 전력 Pf1이 설정 전력치 Ps보다 작은 경우에 있어서는, 이번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1(절대치)이, 전회의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1'(절대치) 이상인 경우는(스텝 S35에서 아니오), 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 갱신하는 스텝 S37의 갱신치 K의 극성을 바꾼다(스텝 S36). 이것은, 이번의 보정 계수 B1이, 전회의 보정 계수 B1보다 작아졌다(다시 말해 갱신치 K의 극성이 마이너스)라고 생각할 수 있기 때문이다. 이렇게 하여, 갱신치 K의 극성을 플러스로 하고, 보정 계수 B1을 소정치 K만큼 크게 한다(스텝 S37). 이와 같이, 다음번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1''(절대치)가, 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd1(절대치)보다 작아지도록, 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 변경하여 갱신한다.
또한, 출력 전력 Pf1이 설정 전력치 Ps보다 작은 경우에 있어서, 이번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1(절대치)이, 전회의 펄스 ON시의 차이 Pd1'(절대치)보다 작은 경우는(스텝 S35에서 예), 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 갱신하는 스텝 S37의 갱신치 K의 극성을 바꾸는 일 없이, 보정 계수 B1을 변경하여 갱신한다. 이것은, 이번의 보정 계수 B1이, 전회의 보정 계수 B1보다 커졌다(다시 말해 갱신치 K의 극성이 플러스)라고 생각할 수 있기 때문이다. 이렇게 하여, 보정 계수 B1을 소정치 K만큼 크게 한다(스텝 S37). 이와 같이, 다음번의 펄스 ON시의 경과 시간 t1에 있어서의 차이 Pd1''(절대치)가, 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd1(절대치)보다 더 작아지도록, 경과 시간 t1에 있어서의 보정 계수 B1을 변경하여 갱신한다.
이와 같이, 출력 전력 Pf1의 값이 설정 전력치 Ps보다 큰 경우에 있어서, 대응하는 보정 계수 B를 작게 하도록 하고, 출력 전력 Pf1의 값이 설정 전력치 Ps보다 작은 경우에 있어서, 대응하는 보정 계수 B를 크게 하도록 하였으므로, 보정 계수 B를 적절한 값으로 수렴시킬 수 있다.
그리고, 전회의 펄스 ON시의 차이 Pd1'에, 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd1을 대입한다(스텝 S38). 다시 말해, 다음번의 펄스 ON시에 있어서, 경과 시간 t1에 있어서의 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd1을 전회의 펄스 ON시의 차이 Pd1'로서 취급하도록 한다. 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd1은, 기억부(16a)에 기억된다.
그리고, n이 검출 포인트 수의 최대치(이 예에서는 6)가 아닌 경우는(스텝 S39에서 아니오), n=n+1로 하여(스텝 S40), 다시 말해, n=2로 하여, 상술한 보정 계수 B1의 경우와 마찬가지로, 경과 시간 t2에 있어서의 보정 계수 B2를 갱신하는 처리를 행하고, 경과 시간 t2에 있어서의 전회의 펄스 ON시의 차이 Pd2'에 이번의 펄스 ON시의 차이 Pd2를 대입하고, 기억부(16a)에 기억한다.
또한, n이 검출 포인트 수의 최대치(이 예에서는 6)인 경우는(스텝 S39에서 예), 경과 시간 t와 변수 n을 클리어하고(스텝 S41), 스텝 S22의 처리로 돌아간다.
이와 같이, 제 2 실시 형태에서는, 이상 설명한 처리를 각 경과 시간 t에 있어서 반복하는 것에 의해, 설정 전력치 Ps와 출력 전력 Pf의 차이가 작아지도록, 경과 시간 t에 대응하는 복수의 보정 계수 B를 갱신한다.
또, 제 2 실시 형태에서는, 각 경과 시간 t에 있어서 각각 복수의 출력 전력 Pf를 취득하고, 그 복수의 출력 전력 Pf와 설정 전력치 Ps의 차이 Pd를 구하고, 차이 Pd의 평균치 Pda에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신하였지만, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 출력 전력 Pf의 평균치 Pfa를 구하고, 평균치 Pfa와 설정 전력치 Ps에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신하도록 하더라도 좋다. 반대로, 제 1 실시 형태에 있어서, 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 출력 전력 Pf와 설정 전력치 Ps의 차이 Pd를 구하고, 차이 Pd의 평균치 Pda에 근거하여, 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신하도록 하더라도 좋다. 또한, 상기 제 2 실시 형태에서는, 평균 레벨 조정치 Nave와 보정 계수 B의 양쪽을 갱신하도록 하였지만, 평균 레벨 조정치 Nave를 갱신하지 않고, 보정 계수 B만을 갱신하도록 구성하는 것도 가능하다.
제 2 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태에 있어서의 효과에 더하여, 적어도 다음의 (B1)~(B4)의 효과를 얻을 수 있다. (B1) 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때에 검출한 출력 전력치와 설정 전력치의 차이인 제 1 전력치 차이와, 다음에 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때에 검출한 출력 전력치와 설정 전력치의 차이인 제 2 전력치 차이에 근거하여, 보정 계수를 갱신하도록 하였으므로, 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태에 있어서의 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수를 적절한 값으로 할 수 있다. (B2) 출력 전력치가 설정 전력치보다 큰 경우에 있어서, (a) 제 2 전력치 차이가 제 1 전력치 차이보다 큰 경우에, 대응하는 보정 계수를 작게 하도록 하였으므로, 다음에 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때에 출력 전력치를 작게 할 수 있다. 또한, (b) 제 2 전력치 차이가 제 1 전력치 차이보다 작은 경우에, 대응하는 보정 계수를 작게 하도록 하였으므로, 다음에 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때에 더욱 출력 전력치를 작게 할 수 있다. (B3) 출력 전력치가 설정 전력치보다 작은 경우에 있어서, (c) 제 2 전력치 차이가 제 1 전력치 차이보다 큰 경우에, 대응하는 보정 계수를 크게 하도록 하였으므로, 다음에 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때에 출력 전력치를 크게 할 수 있다. 또한, (d) 제 2 전력치 차이가 제 1 전력치 차이보다 작은 경우에, 대응하는 보정 계수를 크게 하도록 하였으므로, 다음에 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때에 더욱 출력 전력치를 크게 할 수 있다. (B4) 출력 전력치가 설정 전력치보다 큰 경우에 있어서, 대응하는 보정 계수를 작게 하도록 하고, 출력 전력치가 설정 전력치보다 작은 경우에 있어서, 대응하는 보정 계수를 크게 하도록 하였으므로, 보정 계수를 적절한 값으로 수렴시킬 수 있다.
(제 3 실시 형태) 제 3 실시 형태와, 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태의 차이점만 설명한다. 제 1 실시 형태와 제 2 실시 형태의 방법에서는, 사전에 설정한 테이블로부터 보정 계수 B1을 읽어 들이는 동작으로 되어 있지만, 보정 계수 B1을 수시로 갱신하도록 동작시키더라도 좋다. 제 3 실시 형태에서는, 설정 전력 P와 출력 전력 Pf를 비교한 결과가, 각 반사 계수 Γ에 있어서 작아지도록, 전회의 펄스에서의 비교치와 현재의 펄스에서의 비교치를 비교하고, 보정 계수 B1을 갱신한다. 제어의 플로차트가 바뀔 뿐이고, 장치의 구성은 제 1 실시 형태와 제 2 실시 형태와 동일하다.
제 3 실시 형태의 제어 방법의 플로차트를 도 7에 나타낸다. 개시하면, 우선 (스텝 S201) 초기 설정을 행한다. 초기 설정에서는 설정 전력 P와 전력 범위의 설정을 행한다. (스텝 S202) 변조 신호가 off이면 처리를 앞으로 진행하지 않고, on이면, (스텝 S203) 출력파 전압 Vf와 반사파 전압 Vr로부터 반사 계수 Γ를 구한다. (스텝 S204) 이때 t1시의 반사 계수 Γ의 실부의 값 Re(t1)와 허부의 값 Im(t1)을 기억한다. (스텝 S205) 반사 계수 Γ의 실부의 값 Re(t1)와 허부의 값 Im(t1)에 대응한 보정 계수 B1을 읽어낸다. 보정 계수 B1은 반사 계수에 따라서 상이한 출력 전력 Pf를 보정하는 계수이다. (스텝 S206) 읽어낸 보정 계수 B1과 평균 레벨 조정치 Nave로부터 레벨 조정치 N을 계산하고, (스텝 S207) 레벨 조정치 N을 갱신한다. (스텝 S208) 출력 전력 Pf의 값을 취득하고, (스텝 S210) 변조 신호가 on이면, (스텝 S209) t1의 값에 1을 더하고, 스텝 S203로부터의 처리를 재차 행한다.
(스텝 S210) 변조 신호가 off이면, (스텝 S211) 설정 전력과 스텝 S208에서 취득한 출력 전력 Pf(t1)를 비교하고, (스텝 S212) 비교한 값의 평균치를 구한다. (스텝 S213) 소정의 전력 범위 내가 아니면, (스텝 S214) 스텝 S212의 결과로부터 평균 레벨 조정치 Nave를 계산한다. (스텝 S215) 소정의 전력 범위 내이면, 레벨 조정치 N에 평균 레벨 조정치 Nave를 대입하고, (스텝 S216) 레벨 조정치 N을 갱신한다. (스텝 S217) 스텝 S211의 비교치 (n)을 절대치로 변환한다. (스텝 S218) 다음으로 스텝 S204에서 기억한 Re(n), Im(n)을 읽어내고, (스텝 S219) 현재의 펄스의 비교치가 전회의 펄스의 비교치보다 크면, (스텝 S220) K의 극성을 반전시킨다.
이 K는 보정 계수 B1의 값을 갱신할 때의 갱신치이다. 전회의 비교치보다 현재의 비교치가 커져 있는 경우에, 다음의 펄스에서의 비교치가 현재의 비교치보다 작아지도록 보정 계수 B1을 갱신하기 위해 갱신치 K의 극성을 바꾼다. (스텝 S221) S218에서 읽어낸 Re(n), Im(n)에 대응한 보정 계수 B1에 갱신치 K를 더하고, (스텝 S222) 전회의 비교치 (n)에 현재의 비교치 (n)을 대입하고, (스텝 S224) n=t1이 아니면, (스텝 S223) n에 1을 더하고 스텝 S217로부터의 처리를 재차 행한다. (스텝 S224) n=t1이면, (스텝 S225) t1과 n의 값을 클리어하고, 스텝 S202의 처리로 돌아간다.
이상과 같은 처리를 반복하는 것에 의해, 설정 전력 P와 검출한 출력 전력 Pf의 차이가 작아지도록 보정 계수 B1을 갱신한다. 동작마다 보정 계수 B1을 갱신하는 것에 의해, 보다 안정된 레벨 제어가 가능하게 된다.
또, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
본 명세서의 기재 사항에는, 적어도 다음의 구성이 포함된다. 즉, 제 1 구성은, 외부에 마련되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 소정의 주파수의 고주파 신호를 출력하는 발진부와, 상기 발진부로부터 출력되는 고주파 신호를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 변조부와, 상기 변조부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 조정부와, 상기 레벨 조정부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 증폭하여 펄스 형상 고주파 전력을 출력하는 전력 증폭기와, 상기 전력 증폭기로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 전력의 출력 전력치를 검출하는 출력 전력 검출부와, 상기 변조부로부터 출력되는 상기 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간과, 상기 복수의 경과 시간에 각각 대응하는 복수의 보정 계수와, 미리 출력 전력의 값으로서 설정된 설정 전력치를 기억하는 기억부와, 상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치가 입력되고, 상기 입력된 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 레벨 조정부에서 조정되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 상기 레벨 조정부에 출력하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력하고, 상기 설정 전력치와 상기 출력 전력치를 비교한 결과가, 각 반사 계수에 있어서 작아지도록, 전회의 펄스에서의 비교치와 현재의 펄스에서의 비교치를 비교하고, 상기 보정 계수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 2 구성은, 상기 제 1 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 기억부는, 또한, 상기 레벨 조정부에서 상기 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하기 위한 평균 레벨 조정치를 기억하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 평균 레벨 조정치와 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여, 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력함과 아울러, 상기 출력 전력 검출부로부터 상기 출력 전력치를 취득하고, 상기 펄스 형상 고주파 신호가 OFF 상태가 되면, 상기 취득한 복수의 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이가 소정의 범위 내가 아닌 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 3 구성은, 상기 제 2 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 소정치 이상으로 큰 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 작게 하고, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 소정치 이상으로 작은 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 4 구성은, 상기 제 1 구성 내지 제 3 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 제어부는, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 1 전력치 차이로서 취득하고, 다음에 상기 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때의 상기 경과 시간의 각각에 있어서의 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 2 전력치 차이로서 취득하고, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 제 1 전력치 차이와 상기 제 2 전력치 차이에 근거하여, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 5 구성은, 상기 제 4 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 큰 경우에, 대응하는 보정 계수를 작게 하고, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 작은 경우에, 대응하는 보정 계수를 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 6 구성은, 상기 제 4 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 크고, 또한 상기 제 2 전력치 차이가 상기 제 1 전력치 차이보다 큰 경우에, 대응하는 보정 계수를 작게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 7 구성은, 상기 제 6 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 크고, 또한 상기 제 2 전력치 차이가 상기 제 1 전력치 차이보다 작은 경우에, 대응하는 보정 계수를 작게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 8 구성은, 상기 제 4 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 작고, 또한 상기 제 2 전력치 차이가 상기 제 1 전력치 차이보다 큰 경우에, 대응하는 보정 계수를 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 9 구성은, 상기 제 8 구성의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 작고, 또한 상기 제 2 전력치 차이가 상기 제 1 전력치 차이보다 작은 경우에, 대응하는 보정 계수를 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
제 10 구성은, 외부에 마련되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 장치로서, 소정의 주파수의 고주파 신호를 출력하는 발진부와, 상기 발진부로부터 출력되는 고주파 신호를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 변조부와, 상기 변조부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 조정부와, 상기 레벨 조정부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 증폭하여 펄스 형상 고주파 전력을 출력하는 전력 증폭기와, 상기 전력 증폭기로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 전력의 출력 전력치를 검출하는 출력 전력 검출부와, 상기 변조부로부터 출력되는 상기 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간과, 상기 복수의 경과 시간에 각각 대응하는 복수의 보정 계수와, 미리 출력 전력의 값으로서 설정된 설정 전력치를 기억하는 기억부와, 상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치가 입력되고, 상기 입력된 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 레벨 조정부에서 조정되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 상기 레벨 조정부에 출력하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력하고, 또한, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 1 전력치 차이로서 취득하고, 다음에 상기 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때의 상기 경과 시간의 각각에 있어서의 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 2 전력치 차이로서 취득하고, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 제 1 전력치 차이와 상기 제 2 전력치 차이에 근거하여, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
이 출원은, 2013년 8월 26일에 출원된 일본 특허 출원 2013-174891호를 기초로 하여 우선권의 이익을 주장하는 것이고, 그 개시된 전부를 인용에 의해 여기에 포함한다.
(산업상이용가능성)
본 발명은, 플라즈마를 생성하기 위해 이용되는 고주파 전원 장치에 유용하고, 특히 플라즈마 생성용 전원 장치에 유용하다.
11 : 발진부
12 : 변조부
13 : 레벨 조정부
13a : 레벨 조정 회로
13b : D/A 변환기
14 : 전력 증폭기
15 : 출력 전력 검출부
15a : 방향성 결합기
15b : 검파기
15c : A/D 변환기
16 : 제어부
16a : 기억부
20 : 플라즈마 부하

Claims (9)

  1. 외부에 마련되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 장치로서,
    소정의 주파수의 고주파 신호를 출력하는 발진부와,
    상기 발진부로부터 출력되는 고주파 신호를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 변조부와,
    상기 변조부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 조정부와,
    상기 레벨 조정부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 증폭하여 펄스 형상 고주파 전력을 출력하는 전력 증폭기와,
    상기 전력 증폭기로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 전력의 출력 전력치를 검출하는 출력 전력 검출부와,
    상기 변조부로부터 출력되는 상기 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간과, 상기 복수의 경과 시간에 각각 대응하는 복수의 보정 계수와, 미리 출력 전력의 값으로서 설정된 설정 전력치를 기억하는 기억부와,
    상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치가 입력되고, 상기 입력된 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 레벨 조정부에서 조정되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 상기 레벨 조정부에 출력하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력하고, 고주파 전력의 출력파 전압과 반사파 전압으로부터 구해지는 각각의 반사 계수에 대응하는 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서의 상기 설정 전력치와 상기 출력 전력치를 비교한 결과인 비교치가 작아지도록, 전회의 펄스에서의 비교치와 현재의 펄스에서의 비교치를 비교하고, 상기 보정 계수를 갱신하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기억부는, 또한, 상기 레벨 조정부에서 상기 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하기 위한 평균 레벨 조정치를 기억하고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 평균 레벨 조정치와 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여, 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력함과 아울러, 상기 출력 전력 검출부로부터 상기 출력 전력치를 취득하고, 상기 펄스 형상 고주파 신호가 OFF 상태가 되면, 상기 취득한 복수의 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이가 소정의 범위 내가 아닌 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 갱신하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 소정치 이상으로 큰 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 작게 하고, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 소정치 이상으로 작은 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 1 전력치 차이로서 취득하고, 다음에 상기 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때의 상기 경과 시간의 각각에 있어서의 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 2 전력치 차이로서 취득하고, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 제 1 전력치 차이와 상기 제 2 전력치 차이에 근거하여, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
  5. 외부에 마련되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 장치로서,
    소정의 주파수의 고주파 신호를 출력하는 발진부와,
    상기 발진부로부터 출력되는 고주파 신호를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 변조부와,
    상기 변조부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 조정부와,
    상기 레벨 조정부로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 증폭하여 펄스 형상 고주파 전력을 출력하는 전력 증폭기와,
    상기 전력 증폭기로부터 출력되는 펄스 형상 고주파 전력의 출력 전력치를 검출하는 출력 전력 검출부와,
    상기 변조부로부터 출력되는 상기 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간과, 상기 복수의 경과 시간에 각각 대응하는 복수의 보정 계수와, 미리 출력 전력의 값으로서 설정된 설정 전력치를 기억하는 기억부와,
    상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치가 입력되고, 상기 입력된 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 레벨 조정부에서 조정되는 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 상기 레벨 조정부에 출력하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력하고, 또한, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 출력 전력 검출부에서 검출한 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 1 전력치 차이로서 취득하고, 다음에 상기 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때의 상기 경과 시간의 각각에 있어서의 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 2 전력치 차이로서 취득하고, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 제 1 전력치 차이와 상기 제 2 전력치 차이에 근거하여, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수를 갱신하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 장치.
  6. 외부에 마련되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부에, 펄스 형상의 고주파 전력을 공급하는 펄스 변조 방식의 플라즈마 생성용 전원 공급 방법으로서,
    소정의 주파수의 고주파 신호를 출력하는 것과,
    상기 출력되는 고주파 신호를, ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 펄스 형상으로 변조하고, 펄스 형상 고주파 신호로서 출력하는 것과,
    상기 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 것과,
    상기 펄스 형상 고주파 신호의 전력을 증폭하여 출력하는 것과,
    상기 펄스 형상 고주파 전력의 출력 전력치를 검출하는 것과,
    제어부로 하여금, 상기 검출한 출력 전력치를 수신하고, 상기 수신한 출력 전력치와 미리 출력 전력의 값으로서 설정된 설정 전력치에 근거하여, 레벨 조정부에서 조정되는 상기 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 제어하는 레벨 제어 신호를, 상기 레벨 조정부에 출력하도록 하는 것
    을 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 펄스 형상 고주파 신호의 ON 상태에 있어서의 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력하고, 고주파 전력의 출력파 전압과 반사파 전압으로부터 구해지는 각각의 반사 계수에 대응하는 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서의 상기 설정 전력치와 상기 출력 전력치를 비교한 결과인 비교치가 작아지도록, 전회의 펄스에서의 비교치와 현재의 펄스에서의 비교치를 비교하고, 상기 보정 계수를 갱신하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 공급 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 펄스 형상 고주파 신호의 레벨을 조정하기 위해 필요한 평균 레벨 조정치와 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 보정 계수에 근거하여, 상기 레벨 제어 신호를 보정하여 출력함과 아울러, 상기 출력 전력치를 취득하고, 상기 펄스 형상 고주파 신호가 OFF 상태가 되면, 상기 취득한 출력 전력치와 상기 설정 전력치에 근거하여, 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이가 소정의 범위 내가 아닌 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 갱신하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 공급 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 소정치 이상으로 큰 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 작게 하고, 상기 출력 전력치가 상기 설정 전력치보다 소정치 이상으로 작은 경우는, 상기 평균 레벨 조정치를 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 공급 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 검출한 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 1 전력치 차이로서 취득하고, 다음에 상기 펄스 형상 고주파 신호가 ON 상태가 되었을 때의 상기 경과 시간의 각각에 있어서의 상기 출력 전력치와 상기 설정 전력치의 차이를, 제 2 전력치 차이로서 취득하고, 상기 경과 시간의 각각에 있어서, 상기 제 1 전력치 차이와 상기 제 2 전력치 차이에 근거하여, 상기 경과 시간의 각각에 대응하는 상기 보정 계수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 전원 공급 방법.
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