KR102332390B1 - 고주파 전원 장치 및 그것을 이용한 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

Abstract

장치를 소형화하여 비용을 저감함과 더불어, 안정된 정합 동작을 행하여 전력 효율을 향상시킬 수 있는 고주파 전원 장치 및 그것을 이용한 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
복수의 고주파 전원(61, 64)과 정합기(62, 65)를 구비하고, 정합기(62, 65)에 있어서, 병렬 접속의 가변 용량 콘덴서만을 설치하여 가변 용량 콘덴서의 소자수를 삭감하고, 고주파 전원(61, 64)의 정합 연산부가, 검출 회로에서 검출된 진행파와 반사파에 기초하여, 반사파의 레벨이 작아지도록, 정합기(62, 65)의 가변 용량 콘덴서의 용량치를 결정함과 더불어, 고주파 전원(61, 64)의 발진 회로에서의 발진 주파수를 조정하여 결정하는 고주파 전원 장치와 그것을 이용한 플라즈마 처리 장치로 하고 있다.

Description

고주파 전원 장치 및 그것을 이용한 플라즈마 처리 장치

본 발명은, 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 전원 장치에 관한 것이며, 특히, 장치를 소형화함과 더불어, 안정된 정합 동작을 행하여 전력 효율을 향상시킬 수 있는 고주파 전원 장치 및 그것을 이용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.

[선행기술의 설명 : 도 8]

플라즈마 처리 장치나 레이저 처리 장치는, 고주파 전원으로부터의 전력 공급을 받아 플라즈마나 레이저를 발생시키고, 발생한 플라즈마나 레이저 등을 이용하여 표면 처리나 가공을 행하는 산업용 기기로서 이용되고 있다.

종래의 플라즈마 처리 장치에 관해 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은, 종래의 플라즈마 처리 장치의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 반응로(90)와, 종래의 고주파 전원 장치로서, 고주파 전원(91, 94)과, 정합기(92, 95)와, 안테나(93, 96)와, 히터(97)를 구비하고 있다.

고주파 전원(91, 94)과, 정합기(92, 95)는, 제어선을 통해 상위 장치(98)에 접속되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 히터(97)도 상위 장치(98)에 접속되어 있다.

또한, 도 8에서, 굵은 실선은 고주파 전력의 공급선을 나타내고 있고, 가는 실선은 제어선을 나타내고 있다.

플라즈마 반응로(90)는, 공급되는 가스에 고주파 전압을 인가하여, 발생한 플라즈마에 의해 웨이퍼의 처리를 행한다.

고주파 전원(91, 94)은, 발진 회로에서 발생한 고주파를 증폭시켜 고주파 전력을 출력하는 고주파 전원 소스이다. 종래의 고주파 전원(91, 94)에서는, 발진 회로의 주파수는 미리 설정된 고정치이며, 동작중에 변경되지는 않는다.

안테나(93, 96)는, 부하 장치인 플라즈마 반응로(90)에 고주파 전력을 공급한다.

도 8에 나타내는 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 반응로(90)가, 고주파 전원(91), 정합기(92), 안테나(93)를 구비한 제1 계통과, 고주파 전원(94), 정합기(95), 안테나(96)를 구비한 제2 계통으로부터 고주파 전력의 공급을 받도록 되어 있다.

정합기(92)는, 고주파 전원(91)의 출력 임피던스와, 부하측(안테나(93) 및 플라즈마 반응로(90))의 입력 임피던스를 맞추는 임피던스 정합 회로이다.

마찬가지로, 정합기(95)는, 고주파 전원(94)의 출력 임피던스와, 부하측(안테나(96) 및 플라즈마 반응로(90))의 입력 임피던스를 맞추는 임피던스 정합 회로이다.

정합 회로를 구비하지 않은 경우, 부하 장치로부터의 반사파가 발생하고, 출력한 전력의 일부밖에 부하 장치에 공급할 수 없어, 전력 효율이 저하된다. 반사파를 억제하기 위해서는, 고주파 전원 소스와 부하 장치 사이에 정합 회로가 필요해진다.

정합기(92, 95)는, 가변 용량 콘덴서와 코일로 구성되는 정합 회로를 구비하고, 가변 용량 콘덴서의 용량을 조정함으로써 임피던스 정합을 행한다.

특히, 종래의 고주파 전원 장치의 정합기(92, 95)에서는, 가변 용량 콘덴서로서, 직렬 접속의 복수의 가변 용량 콘덴서와, 병렬 접속의 복수의 가변 용량 콘덴서를 구비하고, 두 콘덴서를 이용하여 임피던스 조정을 행했다.

가변 용량 콘덴서는 소자의 외형 형상이 크기 때문에, 가변 용량 콘덴서의 수가 많아지면, 정합기 전체의 구성도 커져 버려 장치 비용이 증대된다.

여기서, 플라즈마 반응로(90)에 대한 전력 공급에 관해 설명한다. 여기서는, 제1 계통인 고주파 전원(91)으로부터의 전력 공급에 관해 설명하지만, 제2 계통에 관해서도 동일하다.

고주파 전원(91)으로부터 출력되는 고주파 전력은, 고주파 동축 케이블을 통해 정합기(92)에 입력되고, 정합기(92) 내의 정합 회로에 의해 임피던스 조정되어, 안테나(93)를 통해 플라즈마 반응로(90)에 출력된다.

플라즈마 반응로(90)는, 상위 장치(98)로부터 히터(97)를 제어하는 것에 의해 온도 관리되고, 또한, 가스 유량이나 압력이 제어되고 있다.

플라즈마 반응로(90) 내에서 생성되는 플라즈마의 분포는, 안테나의 수나 형상, 배치에 의해 제어할 수 있고, 웨이퍼에 대한 손상을 억제하여 플라즈마 분포의 균일성을 확보하기 위해, 복수의 안테나를 배치하는 것이 유효한 수단으로 되어 있다.

또한, 여기서는, 하나의 정합기(92, 95)에 대하여 하나의 안테나(93, 96)만이 설치되어 있지만, 하나의 정합기로부터 복수의 안테나에 고주파 전력을 분배하여, 플라즈마 반응로(90)에 출력하는 구성도 있다.

고주파 전원(91, 94)은, 상위 장치(98)로부터의 제어에 의해 동작하고, 서로 독립적으로 동작 가능하다.

상위 장치(98)는, 고주파 전원(91, 94)에 대하여, 출력의 온/오프의 지시나, 고주파 출력 전력의 설정, 주파수 설정을 행하여, 정합기(92, 95)의 가변 용량 콘덴서의 용량치 설정 등의 프리셋(초기치 설정) 등을 행한다.

[종래의 고주파 전원 장치에서의 자동 정합 기능]

종래의 고주파 전원 장치에서는, 전력 효율의 저하를 방지하기 위해, 상위 장치(98)로부터의 제어에 의해, 반사파를 억제하는 자동 정합 기능을 갖추고 있다. 자동 정합 기능에 관해 간단히 설명한다.

제1 계통에 있어서, 고주파 전원(91)은, 상위 장치(98)로부터 출력 ON의 지시가 입력되면, 고주파 전력의 출력을 개시함과 더불어, 고주파 출력 전력의 진행파와 반사파를 검출한다.

고주파 전원(91)은, 검출된 진행파와 반사파의 레벨과 위상 등으로부터 반사 계수를 산출하고, 반사파의 레벨이 작아지도록, 정합기(92)의 가변 용량 콘덴서의 용량치를 제어한다.

제2 계통에서도, 고주파 전원(94)은, 검출된 진행파와 반사파의 레벨과 위상 등으로부터 반사 계수를 산출하고, 반사파의 레벨이 작아지도록, 정합기(95)의 가변 용량 콘덴서의 용량치를 제어한다.

여기서, 상위 장치(98)는, 제1 계통과 제2 계통을 각각 독립적으로 제어하도록 되어 있다. 그 이유는, 제1 계통과 제2 계통의 임피던스는, 계를 구성하는 구성물에 포함되는 오차나 편차 등에 따라 반드시 일치하는 것은 아니기 때문이며, 독립적으로 제어함으로써 반사가 적은 정합 상태를 만들어내는 것이 가능해진다.

이와 같이 하여, 종래의 고주파 전원 장치에서의 자동 정합 기능이 실현되는 것이다.

[관련 기술]

또한, 고주파 전원 장치의 종래 기술로는, 일본 특허 공개 제2013-197080호 공보 「고주파 전원 장치」(주식회사 히타치 국제 전기, 특허문헌 1), 일본 특허 제6055537호 공보 「플라즈마 처리 방법」(도쿄 일렉트론 주식회사 외, 특허문헌 2)이 있다.

특허문헌 1에는, 진행파 전력에 반사파 전력분의 전력을 가산함으로써 부하의 실효 전력을 목표치로 제어하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 2에는, 고주파의 파워를 펄스로 변조하는 파워 변조 방식에 있어서, 부하 임피던스를 안정적으로 측정하여, 안정된 정합 동작을 행하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2013-197080호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제6055537호 공보

그러나, 종래의 고주파 전원 장치에서는, 임피던스 조정을 행하는 정합기에서의 가변 용량 콘덴서의 수가 많고, 장치 전체의 구성이 커져, 장치 비용이 증대되어 버린다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 가변 용량 콘덴서의 수를 삭감하고, 장치를 소형화하여 비용을 저감함과 더불어, 안정된 정합 동작을 행하여 전력 효율을 향상시킬 수 있는 고주파 전원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

삭제

상기 종래예의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부를 가지며, 정합 연산부는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 밴드폭이 특정한 주파수차의 2배인 밴드 패스 필터를 구비하고, 밴드 패스 필터의 통과 대역의 중심 주파수를, 설정된 발진 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부를 가지며, 정합 연산부는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 컷오프 주파수보다 낮은 대역을 통과시키는 로우패스 필터를 구비하고, 컷오프 주파수를, 설정된 발진 주파수에 특정한 주파수차를 더한 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 상기 고주파 전원 장치에 있어서, 정합 연산부는, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와 특정한 주파수차를 확보할 수 없는 경우에는, 발진 주파수의 연산을 반복하여, 상기 연산을 특정 횟수 행하면, 강제적으로 특정한 주파수차를 확보하는 발진 주파수로 결정하여 발진 회로에 설정하는 고주파 전원 장치로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부와, 복수의 고주파 전원에 접속하는 상위 장치를 가지며, 상위 장치는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 밴드폭이 특정한 주파수차의 2배인 밴드 패스 필터를 구비하고, 밴드 패스 필터의 통과 대역의 중심 주파수를, 설정된 발진 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 상기 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부와, 복수의 고주파 전원에 접속하는 상위 장치를 가지며, 상위 장치는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 컷오프 주파수보다 낮은 대역을 통과시키는 로우패스 필터를 구비하고, 컷오프 주파수를, 설정된 발진 주파수에 특정한 주파수차를 더한 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 상기 고주파 전원 장치에 있어서, 상위 장치는, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와 특정한 주파수차를 확보할 수 없는 경우에는, 정합 연산부에서의 발진 주파수의 연산을 반복하여 행하게 하여, 상기 연산이 특정 횟수 행해지면, 강제적으로 특정한 주파수차를 확보하는 발진 주파수로 결정하여 발진 회로에 설정하는 고주파 전원 장치로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 상기 고주파 전원 장치에 있어서, 정합기에 복수의 안테나가 접속되어 있다.

또한, 본 발명은, 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 어느 하나의 고주파 전원 장치를 이용하고 있다.

삭제

본 발명에 의하면, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부를 가지며, 정합 연산부는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 밴드폭이 상기 특정한 주파수차의 2배인 밴드 패스 필터를 구비하고, 밴드 패스 필터의 통과 대역의 중심 주파수를, 설정된 발진 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 정합기에서의 가변 용량 콘덴서의 수를 저감하더라도, 발진 주파수의 조정에 의해 충분한 임피던스 정합을 행할 수 있고, 장치를 소형화하여 비용의 저감을 도모함과 더불어, 다른 고주파 전원으로부터의 고주파 전력에 기인하는 간섭파 성분을, 밴드 패스 필터의 통과 대역외로서 제거할 수 있고, 정확한 진행파 레벨 및 반사파 레벨을 구하여 정밀도 높은 정합 연산을 행하여, 정합 동작을 안정시키고, 전력 효율을 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부를 가지며, 정합 연산부는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 컷오프 주파수보다 낮은 대역을 통과시키는 로우패스 필터를 구비하고, 컷오프 주파수를, 설정된 발진 주파수에 특정한 주파수차를 더한 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 정합기에서의 가변 용량 콘덴서의 수를 저감하더라도, 발진 주파수의 조정에 의해 충분한 임피던스 정합을 행할 수 있고, 장치를 소형화하여 비용의 저감을 도모함과 더불어, 다른 고주파 전원으로부터의 고주파 전력에 기인하는 간섭파 성분을, 로우패스 필터의 통과 대역외로서 제거할 수 있고, 정확한 진행파 레벨 및 반사파 레벨을 구하여 정밀도 높은 정합 연산을 행하여, 정합 동작을 안정시키고, 전력 효율을 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 정합 연산부는, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와 특정한 주파수차를 확보할 수 없는 경우에는, 발진 주파수의 연산을 반복하여, 상기 연산을 특정 횟수 행하면, 강제적으로 특정한 주파수차를 확보하는 발진 주파수로 결정하여 발진 회로에 설정한다. 상기 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 확실하게 간섭파 성분을 제거할 수 있는 발진 주파수를 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부와, 복수의 고주파 전원에 접속하는 상위 장치를 가지며, 상위 장치는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 밴드폭이 특정한 주파수차의 2배인 밴드 패스 필터를 구비하고, 밴드 패스 필터의 통과 대역의 중심 주파수를, 설정된 발진 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 정합기에서의 가변 용량 콘덴서의 수를 저감하더라도, 발진 주파수의 조정에 의해 충분한 임피던스 정합을 행할 수 있고, 장치를 소형화하여 비용의 저감을 도모함과 더불어, 다른 고주파 전원으로부터의 고주파 전력에 기인하는 간섭파 성분을, 밴드 패스 필터의 통과 대역외로서 제거할 수 있고, 정확한 진행파 레벨 및 반사파 레벨을 구하여 정밀도 높은 정합 연산을 행하여, 정합 동작을 안정시키고, 전력 효율을 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서, 주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 안테나에 접속하고, 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고, 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출한 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 반사 계수에 기초하여, 반사파 레벨이 작아지도록 정합기에서의 제어치와 상기 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부와, 복수의 고주파 전원에 접속하는 상위 장치를 가지며, 상위 장치는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고, 연산 회로는, 컷오프 주파수보다 낮은 대역을 통과시키는 로우패스 필터를 구비하고, 컷오프 주파수를, 설정된 발진 주파수에 특정한 주파수차를 더한 주파수로 하는 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 정합기에서의 가변 용량 콘덴서의 수를 저감하더라도, 발진 주파수의 조정에 의해 충분한 임피던스 정합을 행할 수 있고, 장치를 소형화하여 비용의 저감을 도모함과 더불어, 다른 고주파 전원으로부터의 고주파 전력에 기인하는 간섭파 성분을, 로우패스 필터의 통과 대역외로서 제거할 수 있고, 정확한 진행파 레벨 및 반사파 레벨을 구하여 정밀도 높은 정합 연산을 행하여, 정합 동작을 안정시키고, 전력 효율을 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상위 장치는, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와 특정한 주파수차를 확보할 수 없는 경우에는, 정합 연산부에서의 발진 주파수의 연산을 반복하여 행하게 하여, 상기 연산이 특정 횟수 행해지면, 강제적으로 특정한 주파수차를 확보하는 발진 주파수로 결정하여 발진 회로에 설정하는 상기 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 확실하게 간섭파 성분을 제거할 수 있는 발진 주파수를 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 정합기에 복수의 안테나가 접속된 상기 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 플라즈마 분포의 특성을 조정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 어느 하나의 고주파 전원 장치를 이용한 플라즈마 처리 장치로 하고 있기 때문에, 장치 전체의 소형화 및 저비용화를 도모함과 더불어, 안정된 정합 동작을 행하여, 전력 효율을 향상시키고, 양호한 플라즈마 처리를 행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 제1 고주파 전원 장치의 구성을 나타내는 구성 블록도이다.
도 3은 반사파의 검출 회로에서 간섭파가 관측된 경우의 예를 나타내는 설명도이다.
도 4는 제2 플라즈마 처리 장치의 개략 구성도이다.
도 5는 제2 고주파 전원 장치의 구성을 나타내는 구성 블록도이다.
도 6은 연산 회로(16)의 개략 구성도이다.
도 7은 고주파 전원(10)의 정합 연산부(17)에서의 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 종래의 플라즈마 처리 장치의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.

본 발명의 실시형태에 관해 도면을 참조하면서 설명한다.

[실시형태의 개요]

본 발명의 제1 실시형태에 관한 고주파 전원 장치(제1 고주파 전원 장치)는, 복수의 고주파 전원과 정합기를 구비하고, 정합기의 가변 용량 콘덴서를 병렬 접속만으로 하여, 가변 용량 콘덴서의 소자수를 삭감함과 더불어, 고주파 전원에서의 발진 회로의 발진 주파수를 가변으로 하여, 정합기뿐만 아니라 발진 주파수의 조정에 의해서도 임피던스 조정을 행하도록 하고 있고, 정합기를 대폭 소형화하여 비용을 저감함과 더불어, 안정된 정합 동작에 의해 전력 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 제2 실시형태에 관한 고주파 전원 장치(제2 고주파 전원 장치)는, 복수의 고주파 전원과 정합기를 구비하고, 고주파 전원에 있어서, 발진 회로가, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발생시키고, 연산 회로가, 특정한 대역폭을 통과시키는 밴드 패스 필터 혹은 로우패스 필터를 통과한 진행파와 반사파의 검출 신호로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하고, 정합 연산 회로가, 반사파 레벨이 작아지도록, 정합기에서의 용량치와 발진 주파수의 후보치를 산출함과 더불어, 상기 후보치에 기초하여, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와 특정한 주파수차를 확보하도록 발진 주파수를 결정하는 것이며, 복수의 고주파 전원에서의 발진 주파수가 밴드 패스 필터의 통과 대역폭의 1/2의 주파수차 이상 떨어지도록 제어하는 것에 의해, 반사파에 혼재하는 간섭파 성분을 밴드 패스 필터로 제거하여 정확한 반사파 레벨을 산출할 수 있고, 정밀도 높은 정합을 실현하여 전력 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 본 고주파 전원 장치를 구비하고 있고, 장치 전체를 소형화할 수 있음과 더불어, 출력 정합이 안정화되어 플라즈마 분포 등의 특성이 양호해져, 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있는 것이다.

[제1 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 구성 : 도 1]

본 발명의 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치(제1 플라즈마 처리 장치)의 구성에 관해 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 개략 구성도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 반응로(60)와, 제1 고주파 전원 장치를 구비하고 있고, 제1 고주파 전원 장치는, 고주파 전원(61, 64)과, 정합기(62, 65)와, 안테나(63, 66)와, 히터(67)를 구비하고 있다. 플라즈마 반응로(60), 안테나(63, 66), 히터(67)는 종래와 동일한 구성 및 동작으로 되어 있다.

고주파 전원(61, 64)과, 정합기(62, 65)는, 제어선을 통해 상위 장치(68)에 접속되어 있다. 또한, 종래와 마찬가지로, 히터(67)도 상위 장치(68)에 접속되어 있다.

그리고, 제1 고주파 전원 장치에서는, 정합기(62, 65)와, 고주파 전원(61, 64)의 구성 및 동작이 종래와는 상이하다.

정합기(62, 65)는, 가변 용량 콘덴서의 수를 삭감하여, 직렬 접속의 것을 없애고, 병렬 접속의 것만을 구비하고 있다.

또한, 고주파 전원(61, 64)은, 후술하는 바와 같이 발진 회로에서의 발진 주파수를 가변으로 하고 있다.

즉, 제1 고주파 전원 장치는, 정합기(62, 65)에서의 가변 용량 콘덴서의 수를 삭감하여, 장치의 소형화 및 저비용화를 도모함과 더불어, 고주파 전원(61, 64)에서 발진 주파수를 조정하여, 충분한 임피던스 정합을 행할 수 있도록 하고 있다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 고주파 전원 장치에서는, 고주파 전원(61)과 정합기(62), 고주파 전원(64)과 정합기(65)가 제어선으로 접속되어 있고, 동작 제어, 이상 감시 등의 기능을 갖는다.

또한, 제1 고주파 전원 장치에서는, 고주파 전원(61)과 정합기(62)를 구비하는 제1 계통과, 고주파 전원(64)과 정합기(65)를 구비하는 제2 계통이 각각 독립적으로 자동 정합의 처리를 행한다.

[제1 실시형태에 관한 고주파 전원 장치 : 도 2]

다음으로, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 고주파 전원 장치(제1 고주파 전원 장치)에 관해 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 제1 고주파 전원 장치의 고주파 전원과 정합기의 구성을 나타내는 구성 블록도이다.

여기서는, 제1 계통의 고주파 전원(61)과 정합기(62)에 관해 설명하지만, 제2 계통의 고주파 전원(64)과 정합기(65)도 동일한 구성 및 동작이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 고주파 전원(61)은, 발진 회로(71)와, 여진 증폭 회로(72)와, 주증폭 회로(73)와, 검출 회로(74)와, A/D 변환 회로(75)와, 연산 회로(76)와, 정합 연산부(77)와, 주파수 설정 회로(78)를 구비하고 있다.

또한, 정합기(62)는, 정합 회로(81)와, 용량 설정 회로(82)를 구비하고 있다.

고주파 전원(61)의 각 부에 관해 설명한다.

발진 회로(71)는, DDS(Direct Digital Synthesizer) 등으로 구성되며, 설정된 주파수의 고주파 신호를 생성한다.

여진 증폭 회로(72) 및 주증폭기(73)는, 발진 회로(71)로부터의 고주파 신호를 소정의 출력 레벨로 증폭시킨다. 도 2의 예에서는, 여진 증폭기(72) 및 주증폭기(73)는 각각 하나씩 설치되어 있지만, 복수 구비해도 좋고, 도중에 분배기나 합성기를 이용하는 것도 가능하다.

검출 회로(74)는, 방향성 결합기 등으로 구성되며, 진행파와 반사파를 검출하여 각각의 모니터 신호를 출력한다.

A/D 변환 회로(75)는, 아날로그 신호인 모니터 신호를 디지털 신호로 변환한다.

연산 회로(76)는, 입력된 신호로부터 진행파의 레벨과 반사파의 레벨을 산출하는 연산을 행하고, 진행파와 반사파의 레벨과 위상으로부터 반사 계수를 구한다.

정합 연산부(77)는, 반사 계수에 기초하여, 반사 레벨이 작아지도록 정합 회로(81)의 가변 용량 콘덴서의 용량치를 결정함과 더불어, 제1 고주파 전원 장치의 특징으로서, 반사 레벨이 작아지도록 발진 회로(71)의 주파수치를 결정한다.

주파수 설정 회로(78)는, 정합 연산부(77)로부터 입력된 주파수치를 발진 주파수로서 발진 회로(71)에 설정한다(도면에서는 DDS 설정치 등으로 기재).

정합기(62)의 정합 회로(81)는, 가변 용량 콘덴서와 코일을 구비하고 있고, 입력된 고주파 신호의 임피던스 조정을 행하여 안테나(63)에 출력한다. 또한, 가변 용량 콘덴서로는, 병렬 접속의 가변 용량 콘덴서만을 설치하고, 직렬 접속의 가변 용량 콘덴서를 설치하지 않도록 하여, 종래에 비교하여 소자수를 삭감하고 있다.

용량 설정 회로(82)는, 고주파 전원(61)의 정합 연산부(77)로부터, 결정한 용량치가 입력되면, 정합 회로(81)의 가변 용량 콘덴서에 용량치를 설정한다.

또한, 도 2의 구성에서는, 검출 회로(74)로부터 정합 연산부(77)까지의 피드백계가 고주파 전원(61)에만 설치되어, 정합 연산부(77)에서 발진 주파수와 가변 용량 콘덴서의 용량치의 양쪽 모두를 산출하는 구성으로 하고 있지만, 동일한 회로 구성이 정합기(62)에만 설치되어도 좋고, 고주파 전원(61)과 정합기(62)의 양쪽 모두에 설치되어, 고주파 전원(61)에서는 주파수의 산출을 행하고, 정합기(62)에서는 용량치의 산출만을 행하는 구성으로 해도 상관없다.

또한, 여기서는, 정합기(62, 65)에 안테나가 하나씩 설치된 구성을 나타냈지만, 복수의 안테나를 구비하도록 해도 상관없다.

[제1 고주파 전원 장치의 동작 : 도 2]

다음으로, 제1 고주파 전원 장치의 동작에 관해 도 2를 이용하여 설명한다.

고주파 전원(61)에 있어서, 발진 회로(71)에서 생성된 고주파 신호는, 여진 증폭 회로(72) 및 주증폭 회로(73)에서 소정의 레벨까지 증폭되고, 검출 회로(74)를 통해 정합기(62)에 출력된다.

정합기(62)에 입력된 고주파 신호는, 정합 회로(81)에서 임피던스 조정이 이루어지고, 안테나(63)를 통해 플라즈마 반응로(60)에 출력된다.

한편, 고주파 전원(61)의 검출 회로(74)에서는, 진행파와 반사파가 검출되고, 그 모니터 신호가 A/D 변환 회로(75)에 입력되어 디지털 신호로 변환되고, 연산 회로(76)에서 진행파와 반사파의 레벨 및 반사 계수가 산출되어, 정합 연산부(77)에 출력된다.

그리고, 정합 연산부(77)에 있어서, 반사 레벨이 작아지도록, 발진 회로(71)의 주파수치와, 정합 회로(81)의 가변 용량 콘덴서의 용량치가 결정되고, 각각 주파수 설정 회로(78)와 용량 설정 회로(82)에 출력된다.

또한, 주파수치 및 용량치는, 미리 실험적으로 구해져 있고, 입력되는 반사 레벨 및 반사 계수에 대응하여 정합 연산부(77)에 기억되어 있다.

주파수 설정 회로(78)에 입력된 주파수치는, 발진 회로(71)에 설정되어, 발진 회로(71)에서의 발진 주파수가 조정된다.

또한, 용량 설정 회로(82)에 입력된 용량치는, 정합 회로(81)의 가변 용량 콘덴서에 설정된다.

이와 같이, 제1 고주파 전원 장치에서는, 고주파 전원(61)의 발진 주파수와, 정합기(62)의 용량치의 양쪽을 모두 조정하는 것에 의해, 정합기(62)의 가변 용량 콘덴서의 수를 삭감하더라도, 반사파 레벨이 작아지도록 충분한 임피던스 조정을 행할 수 있는 것이다.

제2 계통의 고주파 전원(64)과 정합기(65)도 동일한 동작을 행한다.

그리고, 전술한 바와 같이, 제1 계통과 제2 계통에서는, 각각 독립적으로 반사 전력이 작아지도록, 정합 회로(63, 65)의 가변 용량 콘덴서의 용량치와, 고주파 전원(61, 64)의 출력 주파수를 조정한다.

[제1 실시형태의 효과]

제1 고주파 전원 장치에 의하면, 정합기(62, 65)에 있어서, 가변 용량 콘덴서의 소자수를 삭감하고, 고주파 전원(61, 64)이, 검출 회로에서 검출된 진행파와 반사파에 기초하여, 반사파의 레벨이 작아지도록, 정합기(62, 65)의 가변 용량 콘덴서의 용량치를 결정함과 더불어, 발진 회로에서의 발진 주파수를 결정하도록 하고 있기 때문에, 장치를 소형화하여 저비용화를 도모할 수 있고, 가변 용량 콘덴서의 조정분을 발진 주파수의 조정으로 보충하여, 충분한 임피던스 조정을 행하고, 안정된 정합 동작에 의해 전력 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 제1 플라즈마 처리 장치에 의하면, 정합기(62, 65)에서의 가변 용량 콘덴서의 수를 삭감하고, 고주파 전원(10, 20)의 발진 주파수를 가변으로 하는 제1 고주파 전원 장치를 구비하고 있기 때문에, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있고, 비용을 저감할 수 있음과 더불어, 플라즈마 분포 등의 특성을 양호하게 하여 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있는 효과가 있다.

[간섭파ㆍ상호 변조파 : 도 3]

도 1에 나타낸 바와 같이, 고주파 전원(61)과 고주파 전원(64)이 모두 고주파 전력을 출력하고 있는 경우, 플라즈마 반응로(60) 내에는 2개의 고주파 전원을 소스로 한 전력이 가해진다. 그 때문에, 간섭파나 상호 변조파가 발생한다.

즉, 도 1의 예에서는, 고주파 전원(61)에는, 다른 한쪽의 고주파 전원(64)을 원(源)으로 하여 안테나(66)로부터 출력된 고주파 전력이, 플라즈마 반응로(60) 및 안테나(63)를 통해 도달하기 때문에, 고주파 전원(61)이 관측하고 있는 진행파 및 반사파에는, 간섭파나 상호 변조파가 포함되게 된다.

진행파의 검출 회로에 간섭파나 상호 변조파가 관측되는 경우, 그 간섭파나 상호 변조파의 레벨이 작아 진행파의 검출 레벨에 영향이 없으면 문제가 없지만, 간섭파나 상호 변조파의 레벨을 무시할 수 없는 경우는, 진행파의 검출 레벨이 실제보다 높게 검출된다.

그 때문에, 고주파 전원(61)은, 진행파의 검출 레벨을 설정치에 수속시키기 위해 고주파 전원(61)의 출력을 저하시키는 제어를 행한다.

이것에 의해, 플라즈마 반응로(60)에 인가되는 전력이 저하되어, 플라즈마의 착화의 안정도가 저하되거나, 착화했다 하더라도 플라즈마 반응로(60) 내의 플라즈마 밀도가 저하되거나, 또한, 이들의 영향에 의해 플라즈마 처리의 레이트가 저하되는 등의 영향을 미칠 우려가 있다.

여기서, 반사파의 검출 회로에서 간섭파가 관측된 예를 도 3에 나타낸다. 도 3은, 반사파의 검출 회로에서 간섭파가 관측된 경우의 예를 나타내는 설명도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 화면 중앙의 반사파에 대하여, 무시할 수 없는 레벨의 간섭파가 관측되어 있다.

이와 같이, 간섭파나 상호 변조파의 레벨을 무시할 수 없는 경우에는, 반사파의 검출 레벨이 실제보다 높게 검출된다.

그 때문에, 고주파 전원(61)은, 반사파의 검출 레벨을 제로에 수속시키기 위해, 설정 주파수 및 용량치를 변경하는 등의 자동 정합의 제어를 행한다.

그러나, 고주파 전원(64)에 유래하는 간섭파가 반사파로서 계속 검출되기 때문에, 자동 정합이 완료되지 않고, 정합 동작의 재시도를 계속하는 동작이 될 수 있다.

이것에 의해, 플라즈마 반응로(60) 내의 플라즈마 밀도가 변동하거나, 또한, 플라즈마 처리의 레이트가 변동하여 불안정한 동작이 되는 등의 영향을 미칠 우려가 있다.

[간섭 대책]

진행파나 반사파를 검출할 때에, 별도의 고주파 전원에 기인하는 간섭파나 상호 변조파가 인입하는 문제의 대책으로서, 검출 회로에 아이솔레이터를 넣는 방법이 있다.

그러나, 아이솔레이터를 넣은 경우, 진행파의 검출에는 효과가 있지만, 반사파는 아이솔레이터의 영향으로 제거되어 버려 검출이 불가능해진다. 또한, 비용도 높고 현실적이지 않다.

또한, 검출 회로에 고정의 필터 회로를 추가하는 방법도 생각할 수 있다. 이것은, 발진 회로가 고정 주파수인 경우는 효과를 기대할 수 있는 방법이다.

단, 간섭파의 주파수가 검출하고자 하는 반사파 근방의 주파수가 되어, 고정 필터로 제거가 어려운 경우도 상정되고, 또한, 도 2와 같이 발진 회로의 주파수를 변경할 수 있는 구성에서는, 간섭파의 주파수도 변동하기 때문에 간섭파를 제거하는 것은 어렵다.

[제2 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치]

전술한 바와 같이, 제1 고주파 전원 장치에서는, 복수의 전원 소스를 구비하고 있는 경우, 별도의 전원 소스로부터의 고주파 전력에 기인하는 간섭파나 상호 변조파에 의해, 진행파나 반사파의 레벨을 정확하게 검출할 수 없어, 안정된 정합 동작을 할수 없고, 전력 효율이 저하되어 버릴 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 고주파 전원 장치(제2 고주파 전원 장치) 및 플라즈마 처리 장치(제2 플라즈마 처리 장치)에서는, 간섭파나 상호 변조파를 제거하여 더욱 안정된 정합 동작을 행하여, 전력 효율을 한층 더 향상시킬 수 있는 고주파 전원 장치 및 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

[제2 플라즈마 처리 장치의 구성 : 도 4]

제2 플라즈마 처리 장치의 구성에 관해 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 제2 플라즈마 처리 장치의 개략 구성도이다. 또한, 전술한 제1 플라즈마 처리 장치와 동일한 부분에 관해서는 동일의 부호를 붙였다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 반응로(60)와, 제2 고주파 전원 장치를 구비하고 있다. 제2 고주파 전원 장치는, 고주파 전원(10)과 정합기(61)와 안테나(63)를 구비하는 제1 계통과, 고주파 전원(20)과 정합기(65)와 안테나(66)를 구비하는 제2 계통을 갖고 있다.

제2 고주파 전원 장치에서는, 고주파 전원(10, 20)의 구성 및 동작이 제1 고주파 전원 장치와는 상이하고, 발진 회로에서의 발진 주파수를, 2대의 고주파 전원(10, 20)이 연동하여 결정하도록 하고 있다.

그 때문에, 도 4에서는, 2개 고주파 전원(10, 20)이 상호 제어선으로 접속되어 있다.

[제2 고주파 전원 장치의 구성 : 도 5]

제2 고주파 전원 장치의 구성에 관해 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 제2 고주파 전원 장치의 구성을 나타내는 구성 블록도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 고주파 전원(10)과 고주파 전원(20)은, 기본적인 구성은 동등하지만, 편의적으로, 고주파 전원(10)을 친기(親機), 고주파 전원(20)을 자기(子機)로 하고, 제2 고주파 전원 장치의 특징 부분인 서로의 고주파 전력의 출력 주파수를 연동하여 제어하는 주파수 연동 처리를, 친기인 고주파 전원(10)으로 행하는 것으로 한다.

또한, 정합기(62) 및 정합기(65)의 구성 및 동작은 제1 고주파 전원 장치와 동일하며, 가변 용량 콘덴서의 소자수는 종래에 비교하여 적고, 입력된 고주파 전력의 임피던스 정합을 행하여, 안테나(63, 66)를 통해 플라즈마 반응로(60)에 출력한다.

[고주파 전원(10)의 구성 : 도 5]

고주파 전원(10)의 구성에 관해 도 5를 이용하여 설명한다.

도 5에 나타내는 고주파 전원(10)에 있어서, 발진 회로(11)와, 여진 증폭 회로(12)와, 주증폭 회로(13)와, 검출 회로(14)와, A/D 변환 회로(15)와, 주파수 설정 회로(18)는, 도 2에 나타낸 제1 고주파 전원 장치와 동일한 부분이며, 제2 고주파 전원 장치의 특징으로서, 주파수 관리부(19)를 구비하고, 또한, 연산 회로(16)와 정합 연산부(17)의 구성 및 동작이 제1 고주파 전원 장치와는 상이하다.

제1 고주파 전원 장치와 동일한 부분에 관해서는, 구성 및 동작이 종래와 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

고주파 전원(10)의 특징 부분에 관해 설명한다.

[연산 회로(16) : 도 6]

연산 회로(16)는, 검출 회로(14)에서 검출되고, A/D 변환 회로(15)에서 디지털 신호로 변환된 진행파와 반사파의 검출 신호(모니터 신호)를 입력하여, 각각의 신호 레벨을 검출하는 것이다.

연산 회로(16)의 구성에 관해 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은, 연산 회로(16)의 개략 구성도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 연산 회로(16)는, 진행파에 관해 처리를 행하는 NCO(Numerical Controlled Oscillator; 수치 제어형 발진기)부(50), 디지털 필터(51), 레벨 연산 회로(52)와, 반사파에 관해 처리를 행하는 NCO부(53), 디지털 필터(54), 레벨 연산 회로(55)를 구비하고 있다.

NCO부(50)는, sin파와 cos파를 생성하는 NCO 및 곱셈기를 구비하고, 입력된 진행파 신호에 sin파와 cos파를 각각 곱하여, 진행파의 동상(I) 성분과 직교(Q) 성분을 출력한다.

고주파의 주파수에 연동하여 NCO 주파수를 설정하기 때문에, 희망파(입력된 진행파 신호)는, NCO 출력과의 연산에 의해 베이스 밴드 신호가 된다.

NCO부(50)에는, 후술하는 주파수 관리부(19)로부터, 고주파 전원(10)의 출력 주파수(발진 회로(11)의 발진 주파수)에 맞춘 NCO 주파수가 설정된다.

즉, 제2 고주파 전원 장치에서는, 발진 회로(11)에 설정하는 주파수에 연동하여 NCO 주파수가 변경되는 것이다.

디지털 필터(51)는, 고주파 전력의 출력 주파수를 중심으로 하여, 특정한 대역폭을 통과시키는 대역 통과 필터(밴드 패스 필터)이며, 동작 샘플링 주파수로 입력되는 진행파의 동상 성분 및 직교 성분으로부터 간섭파나 상호 변조파(이하, 간섭파 성분으로 함)를 제거하는 것이다.

구체적으로는, 디지털 필터(51)는 중심 주파수로부터 특정한 주파수폭(예컨대 ±10 kHz로 함)의 대역을 통과시키고, 그 이외의 대역은 감쇠시킴으로써 고주파 전원(20)에 기인하는 간섭파 성분을 제거한다.

즉, 디지털 필터(51)의 통과 대역은, 특정한 대역폭(여기서는 10 kHz)의 2배로 되어 있다.

여기서, 디지털 필터(51)는, NCO부(50)의 NCO에 설정되는 주파수가 발진 회로(11)의 주파수와 같아지도록 설정되는 것에 의해, 상기 주파수가 통과 대역의 중심 주파수가 된다.

이것에 의해, 발진 회로(11)의 주파수가 변동한 경우에도, 디지털 필터(51)는, 고주파 전력의 주파수를 중심으로 하여 ±10 kHz의 대역만을 통과시키고, 그 이상 떨어진 간섭파 성분을 확실하게 제거할 수 있는 것이다.

레벨 연산 회로(52)는, 간섭파 성분이 제거된 진행파의 동상 성분 및 직교 성분을 입력하여, 진행파의 전력 레벨(진행파 레벨, PF)을 산출한다.

이것에 의해, 간섭파의 영향을 포함하지 않는 정확한 진행파 레벨이 산출되어, 정합 연산부(17)에 출력된다.

NCO부(53), 디지털 필터(54), 레벨 연산 회로(55)는, 각각 NCO부(50), 디지털 필터(51), 레벨 연산 회로(52)와 동일한 처리를 반사파에 관해 행하는 것이다.

구체적으로는, NCO부(53)는 NCO와 곱셈기를 구비하고, 입력된 반사파에 sin파와 cos파를 곱하여, 반사파의 동상 성분과 직교 성분을 출력한다.

디지털 필터(54)는, 입력된 반사파의 동상 성분과 직교 성분을 대역 제한하여, 고주파 전력의 주파수를 중심 주파수로 하여 특정한 대역(여기서는 ±10 kHz)만을 통과시키고, 간섭파 성분을 제거한다.

레벨 연산 회로(55)는, 간섭파의 영향을 포함하지 않는 정확한 반사파의 전력 레벨(반사파 레벨, PR)을 산출하여, 정합 연산부(17)에 출력한다.

또한, 여기서는 도시는 생략하지만, 연산 회로(16)에서는, 종래와 같이 반사 계수를 산출하여, 정합 연산부(17)에 출력하고 있다.

[정합 연산부(17) : 도 5]

도 5로 되돌아가, 정합 연산부(17)는, 입력된 진행파 레벨, 반사파 레벨, 반사 계수에 기초하여, 제1 고주파 전원 장치와 동일하게, 반사파 레벨이 작아지도록, 발진 회로(11)에 설정하고자 하는 발진 주파수 및 정합기(62)의 가변 용량 콘덴서의 용량치를 산출하고, 제1 고주파 전원 장치와 동일하게, 정합기(62)에 산출한 용량치를 출력하는 정합 연산 처리를 행한다.

또한, 정합 연산부(17)로부터 정합기(62)에 용량치를 설정하는 것은, 제1 고주파 전원 장치와 동일한 동작이므로, 도 5에서는 생략하고 있다.

또한, 청구항에서는, 정합 연산부(17)와 주파수 설정 회로(18)를 포함하는 구성을 정합 연산부로 칭하고 있다.

그리고, 제2 고주파 전원 장치의 특징으로서, 고주파 전원(10)의 정합 연산부(17)는, 정합 연산 처리에서 산출된 발진 주파수의 값을 즉시 주파수 설정 회로(18)에 출력하는 것은 아니며, 산출된 발진 주파수(후보 주파수)의 값과, 또 하나의 전원 소스인 고주파 전원(20)의 발진 주파수를 비교하여, 간섭파 성분을 제거할 수 있는지 여부를 체크하여, 적절한 주파수치를 주파수 설정 회로(18)에 출력하는 주파수 연동 처리를 행한다.

구체적으로는, 고주파 전원(10)에서는, 고주파 전원(20)으로부터의 고주파 전력에 기초하는 간섭파 성분을 디지털 필터(51, 54)로 확실하게 제거할 수 있도록, 발진 회로(11)의 주파수를 고주파 전원(20)의 발진 주파수로부터 특정 주파수(여기서는 10 kHz) 이상 떨어지도록 설정한다.

주파수 연동 처리에 관해서는 후술하지만, 이것에 의해, 고주파 전원(10)과 고주파 전원(20)에서는, 서로 연산 회로(16, 26)의 디지털 필터에 있어서, 다른 쪽 전원 소스에 기인하는 간섭파 성분은 중심 주파수로부터 10 kHz 이상 떨어져 있기 때문에 충분히 감쇠되어, 확실하게 제거할 수 있는 것이다.

[주파수 관리부(19) : 도 5]

주파수 관리부(19)는 제2 고주파 전원 장치의 특징 부분이며, 정합 연산부(17)로부터 입력된 발진 회로(11)에 설정하는 발진 주파수(제1 발진 주파수)의 값을 유지함과 더불어, 그것에 맞춰 연산 회로(16)에 NCO의 주파수를 설정한다.

또한, 주파수 관리부(19)는, 고주파 전원(20)의 주파수 관리부(29)로부터 출력되는 발진 주파수(제2 발진 주파수)의 값을 수신하여 내부에 유지해 두고, 정합 연산부(17)로부터의 요구에 따라서 제2 발진 주파수의 값을 정합 연산부(17)에 출력하도록 되어 있다.

[고주파 전원(20) : 도 5]

고주파 전원(20)은 고주파 전원(10)과 동일한 구성이지만, 여기서는 자기로서 동작하기 때문에, 주파수 연동 처리를 행하지 않고, 산출한 후보 주파수를 그대로 발진 주파수로서 설정하는 것이다.

고주파 전원(20)에 있어서, 발진 회로(21), 여진 증폭 회로(22), 주증폭 회로(23), 검출 회로(24), A/D 변환 회로(25)는, 제1 고주파 전원 장치와 종래와 동일하며, 연산 회로(26), 주파수 설정 회로(28)는, 전술한 고주파 전원(10)과 동일의 구성 및 동작으로 되어 있다.

또한, 고주파 전원(10)과 마찬가지로, 정합 연산부(27)와 정합기(65)는 제어선에 의해 접속되어 있지만, 도 5에서는 생략하고 있다.

자기로서 동작하는 고주파 전원(20)의 정합 연산부(27)는, 연산 회로(26)로부터 입력된 진행파 레벨과 반사파 레벨과 반사 계수를 이용하여, 반사파 레벨이 작아지도록 발진 회로(21)의 주파수(제2 발진 주파수)를 결정함과 더불어, 정합기(65)의 가변 용량 콘덴서의 용량치를 결정하는 정합 연산 처리를 행한다.

그리고, 결정한 주파수를, 주파수 설정 회로(28)와 주파수 관리부(29)에 출력하고, 용량치를 정합기(65)에 출력한다.

주파수 관리부(29)는, 제2 발진 주파수의 값을 내부에 유지함과 더불어, 고주파 전원(10)의 주파수 관리부(19)에 출력하는 것이다.

또한, 주파수 관리부(29)는, 제2 발진 주파수의 값에 맞춰 연산 회로(26)에 NCO의 주파수를 설정한다.

[제2 고주파 전원 장치의 동작 : 도 5, 도 6]

제2 고주파 전원 장치의 동작에 관해 도 5, 도 6을 이용하여 설명한다. 기본적으로는 제1 계통을 중심으로 설명하고, 제2 계통에 관해서는 제1 계통과 상이한 부분만 설명한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 고주파 전원(10)에 있어서, 발진 회로(11)는 설정된 제1 발진 주파수를 발진하여 고주파 전력이 출력되고, 고주파 전력은, 여진 증폭 회로(12) 및 주증폭 회로(13)에서 소정의 레벨까지 증폭되고, 검출 회로(14)를 통해 정합기(62)에 출력된다.

정합기(62)에 있어서, 고주파 전력은 임피던스 정합되고, 안테나(63)를 통해 플라즈마 반응로(60)에 출력된다.

검출 회로(14)에서는, 진행파와 반사파가 검출되어 모니터 신호로서 A/D 변환 회로(15)에 입력되고, 디지털 신호로 변환된다.

그리고, 연산 회로(16)에서는, 진행파와 반사파의 각각이 직교 검파되어 동상 성분과 직교 성분이 취출되고, 각각 디지털 필터(51, 54)로 대역 제한되어 간섭파 성분이 제거되고, 레벨 연산 회로(52, 55)에서 진행파 레벨과 반사파 레벨과 반사 계수가 산출된다.

그리고, 정합 연산부(17)에서는, 입력된 반사파 레벨 등을 이용하여, 반사파 레벨이 작아지도록, 발진 회로(11)에 설정하고자 하는 후보 주파수치가 산출됨과 더불어, 정합기(62)의 가변 용량 콘덴서에 설정하는 용량치가 산출되고, 용량치가 정합기(62)에 출력된다.

또한, 정합 연산부(17)에서는, 주파수 연동 처리로서, 주파수 관리부(19)로부터 제2 고주파 전원(20)의 발진 주파수(제2 발진 주파수)를 취득하고, 산출한 후보 주파수와 제2 발진 주파수를 비교하여, 후보 주파수와 제2 발진 주파수가 특정한 주파수차 이상이 되도록 주파수 연동 처리가 행하지고, 특정한 주파수차 이상이 된 경우에 상기 후보 주파수를 발진 회로(11)의 발진 주파수(제1 발진 주파수)로서 결정한다.

제1 발진 주파수는, 주파수 설정 회로(18)를 통해 발진 회로(11)에 설정된다.

또한, 고주파 전원(20)에서는, 정합 연산부(27)에서 용량치와 제2 발진 주파수가 산출되고, 용량치는 정합기(65)에 설정되고, 제2 발진 주파수는 주파수 설정 회로(28)를 통해 발진 회로(21)에 설정된다.

또한, 제2 발진 주파수는, 주파수 관리부(29)에 출력되어, 주파수 관리부(29)에 유지됨과 더불어, 제1 고주파 전원(10)의 주파수 관리부(19)에 출력되어, 정합 연산부(17)에서의 주파수 연동 처리에 이용된다.

이와 같이 하여 본 고주파 전원 장치의 동작이 행해지는 것이다.

[정합 연산부(17)의 처리 : 도 7]

다음으로, 정합 연산부(17)에서의 처리에 관해 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7은, 고주파 전원(10)의 정합 연산부(17)에서의 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 정합 연산부(17)는, 반사파 레벨 및 반사 계수가 입력되는 (S1)과, 이들에 기초하여 정합 연산을 행하여, 반사파 레벨이 작아지도록 발진 회로(11)에 설정하는 후보 주파수(Freq_1)를 산출한다(S2).

또한, 처리 S2에서는, 정합기(62)의 가변 용량 콘덴서의 용량치도 산출하여 정합기(62)에 출력하지만, 여기서는 도시는 생략하고 있다.

처리 S2는, 제1 고주파 전원 장치와 동일한 정합 연산 처리이다.

또한, 주파수 관리부(19)에서는, 주파수 관리 기능에 의해, 고주파 전원(20)의 주파수 관리부(29)로부터 고주파 전원(20)의 발진 주파수(제2 발진 주파수, Freq_2)를 취득하여 유지하고 있다(S11).

그리고, 정합 연산부(17)는, 주파수 관리부(19)로부터 제2 발진 주파수(Freq_2)를 취득하고, 처리 S2에서 산출한 후보 주파수 Freq_1과, 취득한 제2 발진 주파수 Freq_2의 차(|Freq_1-Freq_2|)를 구한다(S3).

그리고, 정합 연산부(17)는, 처리 S3에서 산출한 차|Freq_1-Freq_2|가 10 kHz 이상인지 여부를 판단한다(S4).

여기서는, 연산 회로(16, 26)의 디지털 필터를 중심 주파수(발진 주파수)±10 kHz의 범위를 통과시키는 특성으로 하고 있기 때문에, 후보 주파수와 제2 발진 주파수의 차가 10 kHz 이상이 되어 있는지 여부를 확인한다.

처리 S4에서 주파수의 차가 10 kHz 이상이면(Yes인 경우), 정합 연산부(17)는 처리 S2에서 산출한 후보 주파수를 제1 발진 주파수로서 결정하고, 주파수 설정 회로(18)에 출력하여 발진 회로(11)에 설정함과 더불어, 상기 제1 발진 주파수를 주파수 관리부(19)에 출력한다(S5).

그리고, 처리 S1로 되돌아가 처리를 반복한다.

또한, 처리 S4에서 주파수의 차가 10 kHz 미만인 경우(No인 경우), 정합 연산부(17)는, 주파수차를 계산한 횟수(반복 횟수)를 카운트(인크리멘트)하고(S6), 횟수가 미리 설정된 임계치 이상이 되었는지 여부를 판단한다(S7).

그리고, 처리 S7에서 반복 횟수가 임계치에 도달하지 않은 경우(No인 경우)에는, 정합 연산부(17)는, 처리 S2로 되돌아가, 연산 회로(16)로부터 반사파 레벨 및 반사 계수를 입력하여 다시 정합 연산을 행하여 후보 주파수를 산출한다.

주파수차가 10 kHz 미만인 경우, 그대로 후보 주파수 Freq_1을 발진 회로(11)에 설정하면, 간섭파 성분이 디지털 필터의 통과 대역 내에 발생해 버리기 때문에 간섭파를 제거할 수 없어, 현재의 후보 주파수 Freq_1은 적절한 값이 아니다. 그 때문에, 정합 연산부(17)는 새롭게 반사파 레벨 등을 취득하여 다시 연산하도록 하고 있다.

또한, 처리 S7에서 횟수가 임계치에 도달한 경우(Yes인 경우)에는, 정합 연산부(17)는, 후보 주파수 Freq_1로서, 제2 발진 주파수에 10 kHz를 가산한 주파수(Freq_1=Freq_2+10 kHz) 또는 제2 발진 주파수로부터 10 kHz를 감산한 주파수(Freq_1=Freq_2-10 kHz)를 제1 주파수로서 결정하고(S8), 처리 S5로 이행하여 주파수 설정 회로(18)를 통해 발진 회로(11)에 설정한다(S5).

즉, 소정의 횟수만큼 정합 연산을 반복하더라도, 후보 주파수가 제2 발진 주파수와 10 kHz 이상 떨어지지 않은 경우에는, 정합 연산부(17)는, 제1 발진 주파수를 강제적으로 제2 발진 주파수로부터 10 kHz 이상 떨어진 주파수로 결정하여, 처리를 수속시키는 것이다.

처리 S8에서, 제1 발진 주파수로서, 제2 발진 주파수 Freq_2에 대하여 고주파측의 주파수를 선택할지 저주파측을 선택할지는, 미리 결정해 두어도 좋고, 제2 발진 주파수의 값에 따라서 적절하게 결정해도 좋다.

처리 S3∼S8이 주파수 연동 처리로 되어 있다. 이와 같이 하여, 정합 연산부(17)의 처리가 행해지는 것이다.

이것에 의해, 본 전원 장치에서는, 복수의 고주파 전원의 각각이, 별도의 전원 소스로부터의 고주파의 영향에 의한 간섭파 성분을, 연산 회로의 디지털 필터로 확실하게 감쇠할 수 있고, 간섭파 성분을 포함하지 않는 진행파 및 반사파를 검출하여, 진행파 레벨 및 반사파 레벨을 정밀하게 산출할 수 있고, 더욱 안정된 정합 동작을 행하여 전력 효율을 향상시킬 수 있는 것이 된다.

또한, 여기서는, 주파수 연동 처리를 친기인 고주파 전원(10)에서 행하도록 하고, 자기의 고주파 전원(20)에서는 자신이 설정한 발진 주파수를 친기에 통지하는 것만으로 했지만, 반대로 해도 좋다.

즉, 친기가 자기에 자신이 설정한 발진 주파수를 통지하고, 자기가 그 정보에 기초하여 주파수 연동 처리를 행하여 발진 주파수의 차가 10 kHz 이상이 되도록 자신의 발진 주파수를 설정하도록 구성해도 좋다.

또한, 상위 장치(68)에 있어서, 2개의 고주파 전원(10 및 20)의 주파수 관리부(19, 29)로부터 후보가 되는 주파수를 취득하여, 양자의 차가 10 kHz 이상이 되도록 제어를 행하도록 해도 좋다.

이 경우, 한쪽 고주파 전원의 발진 주파수만을 조정해도 좋고, 양쪽 고주파 전원의 발진 주파수를 조정해도 좋다.

이 경우, 주파수 관리부(19, 29)는, 상위 장치(68)에 후보가 되는 주파수를 송출하고, 상위 장치(68)로부터 지정된 발진 주파수를 정합 연산 회로(17, 27) 및 주파수 설정 회로(18, 28)를 통해 발진 회로(11, 21)에 설정한다.

친기로 제어하는 동작으로 할지, 자기로 제어하는 동작으로 할지, 또는, 상위 장치(68)로 제어하는 동작으로 할지는, 미리 동작 모드로서 설정되고, 각 장치는, 설정된 동작 모드에 따른 처리를 행하도록 되어 있다.

[디지털 필터의 별도의 구성]

전술한 예에서는, 연산 회로(16)의 디지털 필터(51, 54)를 밴드 패스 필터로서 설명했지만, 베이스 밴드 신호에 대하여 특정한 주파수 이하의 대역을 통과시키는 로우패스 필터로서 구성해도 좋다.

이 경우, 로우패스 필터의 컷오프 주파수를, 고주파 전원(10)의 출력 주파수로부터 특정한 대역폭(예컨대 10 kHz)만큼 높은 주파수로 설정해 둔다. 이것에 의해, 고주파 전원(10)의 출력 주파수+10 kHz보다 낮은 주파수는 통과하고, 고주파 전력의 출력 주파수+10 kHz 이상의 간섭파 성분은 제거되게 된다.

로우패스 필터를 이용한 경우의 정합 연산부(17)의 동작에 관해 간단히 설명한다.

정합 연산부(17)에서는, 밴드 패스 필터를 이용한 경우와 마찬가지로, 반사파 레벨이 작아지도록, 발진 주파수의 후보가 되는 후보 주파수를 산출한다. 그리고, 상기 후보 주파수에 기초하여, 자신의 발진 주파수가, 다른쪽 고주파 전원(20)의 발진 주파수보다 특정 주파수(예컨대 10 kHz) 이상 낮아지도록 발진 주파수를 결정한다.

밴드 패스 필터의 경우에는, 자신의 발진 주파수는, 다른쪽 고주파 전원(20)의 발진 주파수와 비교하여, 특정한 주파수 이상 떨어져 있으면 높아도 좋고 낮아도 좋았지만, 로우패스 필터의 경우에는, 다른쪽 고주파 전원(20)의 발진 주파수보다 낮은 측으로 결정한다.

즉, 로우패스 필터의 컷오프 주파수는 자신의 발진 주파수+10 kHz가 된다.

이것에 의해, 고주파 전원(20)에 기인하는 간섭파 성분은, 로우패스 필터의 컷오프 주파수보다 높아지므로, 디지털 필터(51, 54)로 감쇠되어, 진행파 레벨, 반사파 레벨을 정확하게 산출할 수 있는 것이다.

밴드 패스 필터의 경우와 마찬가지로, 정합 연산부(17)가 발진 주파수에 따른 NCO 주파수를 설정하는 것에 의해, 발진 주파수가 변동하더라도, 컷오프 주파수를 항상 발진 주파수+특정 주파수로 할 수 있고, 확실하게 간섭파 성분을 제거할 수 있다.

또한, 밴드 패스 필터의 경우와 마찬가지로, 정합 연산을 소정의 횟수 행하더라도 다른 고주파 전원 장치의 발진 주파수로부터 특정 주파수 이상 떨어진 주파수를 후보 주파수로서 구할 수 없는 경우에는, 강제적으로 특정 주파수 이상(여기서는 10 kHz 이상) 떨어진 주파수(저주파수측)를 발진 회로에 설정한다.

[제2 실시형태의 효과]

제2 고주파 전원 장치에 의하면, 복수의 고주파 전원(10, 20)과 정합기(62, 65)를 구비하고, 한쪽 고주파 전원(10)이, 연산 회로(16)에, 진행파 및 반사파의 주파수를 중심 주파수로 하여, 중심 주파수로부터 특정 주파수폭의 통과 대역을 구비한 디지털 필터(51)를 구비하고, 주파수 관리부(19)가, 다른쪽 고주파 전원(20)의 발진 주파수를 기억해 두고, 정합 연산부(17)가, 반사파 레벨이 작아지도록, 발진 주파수의 후보가 되는 후보 주파수를 산출하고, 상기 후보 주파수에 기초하여, 다른쪽 고주파 전원(20)의 발진 주파수와 자신의 발진 주파수의 주파수차가 특정 주파수 이상이 되도록, 발진 주파수를 결정하는 고주파 전원 장치로 하고 있기 때문에, 복수의 고주파 전원(10, 20)에서의 주파수가 항상 특정한 주파수차 이상은 떨어지도록 제어할 수 있고, 상호 반사파의 검출 신호에 포함되는 간섭파 성분을 디지털 필터(51, 54)로 확실하게 제거하여 정확한 반사파 레벨을 산출할 수 있고, 정밀도 높은 정합을 실현하여 전력 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 제2 고주파 전원 장치에 의하면, 정합 연산부(17)가, 발진 주파수에 따른 NCO의 주파수의 정보를 연산 회로(16)에 설정함으로써, 디지털 필터(51)의 중심 주파수를 발진 주파수에 일치시킬 수 있고, 발진 주파수가 변동하더라도, 디지털 필터(51)에 있어서 확실하게 간섭파 성분을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제2 고주파 전원 장치에 의하면, 복수의 고주파 전원에서의 주파수를 연동하여 제어하는 주파수 연동 처리를, 친기, 자기, 상위 장치의 어느 것으로 행할지 임의로 선택할 수 있어, 시스템 설계상의 자유도를 크게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에 의하면, 전술한 본 고주파 전원 장치로부터 전력의 공급을 받도록 하고 있기 때문에, 고주파 전력의 임피던스 정합을 정밀하게 행할 수 있고, 안정적으로 플라즈마를 발생시키고, 분포의 특성을 양호하게 하여, 양호한 플라즈마 처리를 행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은, 간섭파나 상호 변조파를 제거하여 안정된 정합 동작을 행하여, 전력 효율을 향상시킬 수 있는 고주파 전원 장치 및 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치에 적합하다.

10, 20, 61, 64, 91, 94 : 고주파 전원, 11, 21, 71 : 발진 회로, 12, 22, 72 : 여진 증폭 회로, 13, 23, 73 : 주증폭 회로, 14, 24, 74 : 검출 회로, 15, 25, 75 : A/D 변환 회로, 16, 26, 76 : 연산 회로, 17, 27, 77 : 정합 연산부, 18, 28, 78 : 주파수 설정 회로, 19, 29 : 주파수 관리부, 62, 65, 92, 95 : 정합기, 68, 98 : 상위 장치, 63, 66, 93, 96 : 안테나, 50, 53 : NCO부, 51, 54 : 디지털 필터, 52, 55 : 레벨 연산 회로, 81 : 정합 회로, 82 : 용량 설정 회로, 60, 90 : 플라즈마 반응로

Claims (9)

1. 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서,
   주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 상기 안테나에 접속되고, 상기 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고,
   상기 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출된 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 상기 반사 계수에 기초하여, 상기 반사파 레벨이 작아지도록 상기 정합기에서의 제어치와 상기 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부를 가지며,
   상기 정합 연산부는, 상기 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 상기 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 상기 발진 회로에 설정하고,
   상기 연산 회로는, 밴드폭이 상기 특정한 주파수차의 2배인 밴드 패스 필터를 구비하고, 상기 밴드 패스 필터의 통과 대역의 중심 주파수를, 상기 정합 연산부에 의해 상기 발진 회로에 설정된 발진 주파수가 되도록 설정하는 것인, 고주파 전원 장치.
2. 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서,
   주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 상기 안테나에 접속되고, 상기 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고,
   상기 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출된 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 상기 반사 계수에 기초하여, 상기 반사파 레벨이 작아지도록 상기 정합기에서의 제어치와 상기 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부를 가지며,
   상기 정합 연산부는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 상기 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고,
   상기 연산 회로는, 컷오프 주파수보다 낮은 대역을 통과시키는 로우패스 필터를 구비하고, 상기 컷오프 주파수를, 상기 정합 연산부에 의해 상기 발진 회로에 설정된 발진 주파수에 상기 특정한 주파수차를 더한 주파수가 되도록 설정하는 것인, 고주파 전원 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 정합 연산부는, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와 특정한 주파수차를 확보할 수 없는 경우에는, 발진 주파수의 연산을 반복하여, 상기 연산을 특정 횟수 행하면, 강제적으로 상기 특정한 주파수차를 확보하는 발진 주파수로 결정하여 발진 회로에 설정하는 것인, 고주파 전원 장치.
4. 고주파를 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서,
   주파수가 상이한 고주파를 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 상기 안테나에 접속되고, 상기 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고,
   상기 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출된 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 상기 반사 계수에 기초하여, 상기 반사파 레벨이 작아지도록 상기 정합기에서의 제어치와 상기 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부와,
   복수의 상기 고주파 전원에 접속되는 상위 장치를 가지며,
   상기 상위 장치는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 상기 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고,
   상기 연산 회로는, 밴드폭이 상기 특정한 주파수차의 2배인 밴드 패스 필터를 구비하고, 상기 밴드 패스 필터의 통과 대역의 중심 주파수를, 상기 정합 연산부에 의해 상기 발진 회로에 설정된 발진 주파수가 되도록 설정하는 것인, 고주파 전원 장치.
5. 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 장치에 있어서,
   주파수가 상이한 고주파 전력을 발생시키는 복수의 고주파 전원과, 플라즈마 반응로 내에 설치되는 복수의 안테나와, 상기 안테나에 접속되고, 상기 고주파 전원의 출력을 정합하는 복수의 정합기를 구비하고,
   상기 고주파 전원은, 설정된 발진 주파수의 고주파를 발진하는 발진 회로와, 검출된 진행파와 반사파로부터 반사파 레벨과 반사 계수를 산출하는 연산 회로와, 상기 반사 계수에 기초하여, 상기 반사파 레벨이 작아지도록 상기 정합기에서의 제어치와 상기 발진 주파수의 후보치를 산출하는 연산을 행하는 정합 연산부와,
   복수의 상기 고주파 전원에 접속되는 상위 장치를 가지며,
   상기 상위 장치는, 발진 주파수의 후보치에 기초하여, 상기 발진 주파수를, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와는 특정한 주파수차를 확보하는 값으로 결정하여 발진 회로에 설정하고,
   상기 연산 회로는, 컷오프 주파수보다 낮은 대역을 통과시키는 로우패스 필터를 구비하고, 상기 컷오프 주파수를, 상기 정합 연산부에 의해 상기 발진 회로에 설정된 발진 주파수에 상기 특정한 주파수차를 더한 주파수가 되도록 설정하는 것인, 고주파 전원 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 상위 장치는, 다른 고주파 전원에서의 발진 주파수와 특정한 주파수차를 확보할 수 없는 경우에는, 정합 연산부에서의 발진 주파수의 연산을 반복하여 행하게 하여, 상기 연산이 특정 횟수 행해지면, 강제적으로 상기 특정한 주파수차를 확보하는 발진 주파수로 결정하여 발진 회로에 설정하는 것인, 고주파 전원 장치.
7. 제1항, 제2항, 제4항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   정합기에 복수의 안테나가 접속되어 있는, 고주파 전원 장치.
8. 제1항, 제2항, 제4항, 및 제5항 중 어느 한 항에 기재된 고주파 전원 장치를 이용한 플라즈마 처리 장치.
9. 삭제

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