TW202139789A - 高頻電源裝置及其之輸出控制方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種就算是身為將同步脈衝與時脈脈衝相互獨立地產生之構造，亦能夠使所輸出的高頻脈衝之相位恆常相互一致的高頻電源裝置及其輸出控制方法。 [解決手段]係身為基於同步脈衝以及時脈脈衝而對於對象裝置輸出高頻脈衝之高頻電源裝置及其之輸出控制方法，檢測出同步脈衝之1個周期的周期時間，並且判別出在1個周期前的同步脈衝以及時脈脈衝之相位差，並基於周期時間以及相位差，而演算出在下一周期所被震盪的震盪頻率以及脈衝個數，並基於震盪頻率訊號而產生時脈脈衝，並且，在基於周期基準訊號、準位設定訊號、脈衝個數訊號以及時脈脈衝而形成高頻脈衝時，以會使下一周期之在經過周期時間後的相位成為一定的方式，來決定將在1個周期前的相位差作抵消之下一周期之震盪頻率以及脈衝個數。

Description

高頻電源裝置及其之輸出控制方法
本發明，係有關於被對於電漿產生裝置等作適用之高頻電源裝置，特別是有關於基於同步脈衝以及時脈脈衝而對於對象裝置輸出高頻脈衝之高頻電源裝置及其之輸出控制方法。
高頻電源裝置，係作為震盪超音波或產生感應電力或者是產生電漿等之電源而被作適用，並為能夠藉由將決定高頻脈衝之輸出周期之同步脈衝與決定所震盪的高頻成分之脈衝周期之時脈脈衝作組合，來以特定之周期以及振幅值而輸出包含高頻成分之高頻脈衝的電源裝置。特別是，作為被適用於電漿產生裝置中之高頻電源，係周知有在1個的震盪周期之中而包含高準位(第1準位)與低準位(第2準位)之振幅值的切換方式高頻電源裝置。
作為被適用有此種切換方式高頻電源裝置之電漿處理裝置，例如，在專利文獻1中，係揭示有一種電漿蝕刻裝置，其係在被填充有蝕刻氣體並且被收容有身為被處理體之半導體晶圓的處理室內，使上部電極和下部電極包夾著被處理體地而相對向，並對於此些之上部電極以及下部電極而施加從高頻電源而來之高頻電壓，而藉由上部電極以及下部電極間之放電來將蝕刻氣體電漿化並對於被處理體進行蝕刻處理。在此種裝置中，為了在被處理體之全面而進行均一之處理，係要求使從高頻電源而來之施加電壓成為安定。
在電漿蝕刻裝置中，為了安定地產生電漿，例如在專利文獻2中，係揭示有一種技術，其係在高頻產生器與電漿處理腔之間，被連接有將從傳輸路徑終端所觀察到的電漿之複變阻抗(Complex impedance)轉換為高頻產生器之額定阻抗(Nominal impedance)的匹配網路，而對於對電漿處理腔供給高頻電力之感應線圈之電壓作反饋控制。若依據此控制技術，則藉由匹配網路，由於係成為能夠將被施加於感應線圈處之電力波形的相位藉由反饋控制來相互對齊，因此係能夠使基板處理安定化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-214363號公報 [專利文獻2]日本特開2007-514300號公報
[發明所欲解決之問題]
如同上述一般，在先前技術所周知之高頻電源裝置中，產生同步脈衝之同步脈衝用產生器和產生時脈脈衝之時脈脈衝用產生器，通常係作為相互獨立之構件而被構成，兩者係相互獨立地動作，因此，基於在以根據同步脈衝所得到的時序處而被輸出之高頻脈衝中的時脈脈衝而產生之輸出波形之相位，係無可避免地會在該高頻脈衝之輸出準位的切換時成為不一致。其結果，在連續地被震盪之複數之高頻脈衝間，由第1準位之振幅所致之脈衝數與由第2準位之振幅所致之脈衝數係會相互不一致，並成為產生顫震(jitter)的原因。
為了解決此種起因於基於高頻電源裝置之震盪構造而造成的不安定之輸出波形所導致之問題，例如係適用有如同上述之專利文獻2一般之技術，但是，此係需要在電漿處理裝置與高頻電源裝置之間附加追加性之構成(匹配網路等)，並且電源控制也不得不變得更為複雜。又，若是在高頻脈衝之輸出波形中，相較於匹配網路之回應速度而更高速地產生有變動，則會有無法對應的情形，因此，係並未對於在適用切換方式之高頻電源裝置時所產生的問題作根本性的解決。
本發明，係為為了對於上述之先前技術之問題點作解決所進行者，其目的，係在於提供一種就算是身為將同步脈衝與時脈脈衝相互獨立地產生之構造，亦成為能夠使所輸出的高頻脈衝之相位恆常相互一致的高頻電源裝置及其輸出控制方法。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述課題，本發明之代表性的其中一個態樣，係為基於同步脈衝以及時脈脈衝而對於對象裝置輸出高頻脈衝之高頻電源裝置，並具備有：同步脈衝產生機構，係產生包含有前述高頻脈衝之輸出準位資訊以及輸出時序資訊的同步脈衝；和輸出準位設定機構，係基於前述輸出準位資訊而產生設定前述高頻脈衝之輸出準位之輸出準位訊號；和震盪波形設定機構，係發訊基於前述同步脈衝以及前述時脈脈衝之相位差而對於前述高頻脈衝之震盪頻率以及脈衝個數作設定的頻率設定訊號以及脈衝個數設定訊號；和震盪機構，係收訊前述同步脈衝之周期基準訊號、前述輸出準位訊號、前述頻率設定訊號以及前述脈衝個數設定訊號，並震盪前述高頻脈衝，前述同步脈衝產生機構，係包含有：同步脈衝形成電路，係形成前述同步脈衝；和周期基準訊號產生器，係在被包含於前述時序資訊中之周期基準時刻處，而產生周期基準訊號，前述輸出準位設定機構，係包含有：準位判別部，係對於因應於前述輸出準位訊號而在前述高頻脈衝處所設定的輸出準位作判別；和準位設定訊號產生部，係接收前述準位判別部之判別結果並產生準位設定訊號，前述震盪波形設定機構，係包含有：同步脈衝周期檢測部，係檢測出前述同步脈衝之1個周期的周期時間；和相位差判別部，係至少判別前述高頻脈衝之在1個周期前的前述同步脈衝以及前述時脈脈衝之相位差；和輸出參數決定部，係基於前述周期時間以及前述相位差，而演算出在下一周期所被震盪的前述高頻脈衝之震盪頻率以及脈衝個數，並發訊震盪頻率訊號以及脈衝個數訊號，前述震盪機構，係包含有：時脈脈衝產生器，係基於前述震盪頻率訊號而產生前述時脈脈衝；和震盪放大器，係收訊前述周期基準訊號、前述準位設定訊號、前述脈衝個數訊號以及前述時脈脈衝，並基於此些之訊號而形成前述高頻脈衝，前述輸出參數決定部，係以會使在經過前述下一周期之前述周期時間後的相位成為一定的方式，來決定將在前述1個周期前的前述相位差作抵消之前述下一周期之震盪頻率以及脈衝個數。
又，本發明之另外一個態樣，係為一種高頻電源裝置之輸出控制方法，該高頻電源裝置，係基於同步脈衝以及時脈脈衝而對於對象裝置輸出高頻脈衝，該高頻電源裝置之輸出控制方法，係根據在前述同步脈衝之波形中所包含之輸出準位資訊而產生對於前述高頻脈衝之輸出準位作設定之輸出準位訊號，並且根據輸出時序資訊而產生周期基準訊號，檢測出前述同步脈衝之1個周期的周期時間，並且至少判別前述高頻脈衝之在1個周期前的前述同步脈衝以及前述時脈脈衝之相位差，基於前述周期時間以及前述相位差，而演算出在下一周期所被震盪的前述高頻脈衝之震盪頻率以及脈衝個數，並發訊震盪頻率訊號以及脈衝個數訊號，基於前述震盪頻率訊號而產生前述時脈脈衝，並且收訊前述周期基準訊號、前述準位設定訊號、前述脈衝個數訊號以及前述時脈脈衝，在基於此些之訊號而形成前述高頻脈衝時，以會使在經過前述下一周期之前述周期時間後的相位成為一定的方式，來決定將在前述1個周期前的前述相位差作抵消之前述下一周期之震盪頻率以及脈衝個數。
若依據具備有此種構成之本發明，則由於係構成為：檢測出同步脈衝之1個周期的周期時間，並且至少判別出高頻脈衝之在1個周期前的同步脈衝以及時脈脈衝之相位差，並基於此些之周期時間以及相位差，而演算出在下一周期所被震盪的高頻脈衝之震盪頻率以及脈衝個數，並發訊震盪頻率訊號以及脈衝個數訊號，並且基於震盪頻率訊號而產生時脈脈衝，並收訊周期基準訊號、準位設定訊號、脈衝個數訊號以及時脈脈衝，在基於此些之訊號而形成高頻脈衝時，以會使在經過下一周期之周期時間後的相位成為一定的方式，來決定將在1個周期前的相位差作抵消之下一周期之震盪頻率以及脈衝個數，因此，就算是身為將同步脈衝與時脈脈衝相互獨立地來產生的構造，也成為能夠使被輸出的高頻脈衝之相位恆常相互一致。
以下，使用圖1～圖7，針對由本發明所致之高頻電源裝置及其之輸出控制方法之代表性的具體例作說明。
圖1，係為對於由本發明之代表性之其中一例所致之高頻電源裝置之概要作展示之區塊圖。圖1中所示之高頻電源裝置100，係具備有：同步脈衝產生機構110，係產生包含有所輸出之高頻脈衝PO之輸出準位資訊以及輸出時序資訊的同步脈衝P1；和輸出準位設定機構120，係基於同步脈衝P1之輸出準位資訊而產生對於高頻脈衝PO之輸出準位作設定的輸出準位訊號SL1 、SL2 ；和震盪波形設定機構130，係發訊基於同步脈衝P1以及時脈脈衝P2之相位差而對於高頻脈衝PO之震盪頻率以及脈衝個數作設定的頻率設定訊號SF 以及脈衝個數設定訊號SN ；和震盪機構140，係收訊同步脈衝P1之周期基準訊號SS 、輸出準位訊號SL1 以及SL2 、頻率設定訊號SF 以及脈衝個數設定訊號SN ，並震盪高頻脈衝PO。從高頻電源裝置100所輸出的高頻脈衝PO，係被供給至電漿或雷射產生裝置、感應加熱裝置或者是超音波震盪裝置等的對象裝置10處。
圖2，係為對於圖1中所示之同步脈衝產生機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。如同圖2中所示一般，同步脈衝產生機構110，係包含有：同步脈衝形成電路112，係形成上述之同步脈衝P1；和周期基準訊號產生器114，係在同步脈衝P1中之周期基準時刻處而產生周期基準訊號SS 。又，從同步脈衝形成電路112所發出的同步脈衝P1，係亦被供給至後述之輸出準位設定機構120以及震盪波形設定機構130處。
同步脈衝形成電路112，作為其之一例，係輸出包含有輸出準位資訊(例如振幅值)和輸出時序資訊(例如振幅之切換時序)並且相對於橫軸之時間經過而規定縱軸之2個的輸出準位L1、L2之略矩形之周期性的脈衝波形。另外，在圖2中，雖係針對將輸出準位設為高準位L1與低準位L2的情況來作了例示，但是，只要是身為周期性之略矩形波，則係亦可為由3個以上的輸出準位所致之脈衝波形。
又，同步脈衝P1，係並不被限定於矩形波，只要是身為包含有輸出準位資訊與輸出時序資訊者，則係亦可包含正弦波或極短脈衝等之任意之波形。進而，同步脈衝P1係亦可由複數之訊號波形來構成。作為此種例子，係可例示有藉由針對複數之訊號波形而進行AND處理來得到輸出準位和輸出時序的手法等。
周期基準訊號產生器114，係基於從同步脈衝形成電路112所收訊的同步脈衝P1，來特定出作為該同步脈衝P1之其中一個特徵的身為周期之時刻基準之輸出時序資訊，並在該所特定出的時序處而輸出周期基準訊號SS 。此時，作為周期之時刻基準之其中一例，例如係可列舉出從低準位L2而切換為高準位L1(上揚)之時刻等。又，周期基準訊號SS ，在1個周期中係並不僅被限定為1個，例如，係亦可除了上述之從低準位L2而至高準位L1之上揚時刻以外，進而亦採用從高準位L1而至低準位L2之切換(下挫)時刻。
圖3，係為對於圖1中所示之輸出準位設定機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。如同圖3中所示一般，輸出準位設定機構120，係包含有：準位判別部122，係因應於同步脈衝P1之振幅值(輸出準位資訊)而發出第1準位設定指令S1 或第2準位設定指令S2 ；和準位設定訊號產生部124，係接收從準位判別部122所發出的第1準位設定指令S1 以及第2準位設定指令S2 並產生準位設定訊號(第1準位設定訊號SL1 或第2準位設定訊號SL2 )。又，準位設定訊號產生部124，係更進而包含有：當正在收訊第1準位設定指令S1 時，產生第1準位設定訊號SL1 之第1準位設定訊號產生器126；和當正在收訊第2準位設定指令S2 時，產生第2準位設定訊號SL2 之第2準位設定訊號產生器128。
準位判別部122，係構成為收訊從同步脈衝形成電路112而來之同步脈衝P1，並因應於該同步脈衝P1之輸出準位是位於何者之準位一事來即時性地發訊特定之設定指令。作為其之一例，準位判別部122，在同步脈衝P1係為高準位L1的期間中，係發訊第1準位特定指令S1 ，若是同步脈衝P1切換至低準位L2，則發訊第2準位設定指令S2 。
在圖3所示之具體例中，準位設定訊號產生部124，雖係針對包含有第1準位設定訊號產生器126以及第2準位設定訊號產生器128的構成而作了例示，但是，係亦可包含有3個以上的準位設定訊號產生器。又，第1準位設定訊號產生器126，係若是收訊從準位判別部122而來之第1準位設定指令S1 ，則於該期間中對於震盪機構140而發訊第1準位設定訊號SL1 。另一方面，第2準位設定訊號產生器128，係若是收訊從準位判別部122而來之第2準位設定指令S2 ，則於該期間中對於震盪機構140而發訊第2準位設定訊號SL2 。
圖4，係為對於圖1中所示之震盪波形設定機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。如同圖4中所示一般，震盪波形設定機構130，係包含有：同步脈衝周期檢測部132，係檢測出從同步脈衝產生機構110所收訊了的同步脈衝P1之1個周期的周期時間Tn ；和相位差判別部134，係至少判別高頻脈衝PO之在1個周期前的同步脈衝P1以及時脈脈衝P2之相位差ΔP；和輸出參數決定部，係基於此些之周期時間Tn 以及相位差ΔP，而演算出在下一周期所被震盪的高頻脈衝PO之震盪頻率以及脈衝個數，並發訊震盪頻率訊號SF 以及脈衝個數訊號SN 。
同步脈衝周期檢測部132，係檢測出從同步脈衝產生機構110所收訊的同步脈衝P1每1個周期之各者的周期時間Tn (n為自然數)，並發訊將該每1個周期之各者的周期時間Tn 連續性地作包含之周期時間訊號SP 。作為其之一例，同步脈衝周期檢測部132，係與周期基準訊號產生器114相互連動地而收訊同步脈衝P1，並對於周期基準訊號SS 之每次被發訊的間隔(時間)作測定，而設為每1個周期之各者的周期時間Tn 。
相位差判別部134，係從同步脈衝產生機構110而收訊同步脈衝P1並且從震盪機構140而收訊時脈脈衝P2，並對於兩者之相位差ΔP作演算，而將其結果作為相位差訊號SD 而發訊。作為其之一例，相位差判別部134，係以從同步脈衝周期檢測部132所發訊的同步脈衝P1中之周期基準訊號SS 的發訊時刻作為基準，並將該時刻與接下來的時脈脈衝P2之相同相位(例如上揚)處的時刻之間之差，作為相位差ΔP而算出。
輸出波形參數決定部136，係基於從同步脈衝周期檢測部132所收訊了的周期時間訊號SP 與從相位差判別部134所收訊了的相位差訊號SD ，而演算出在下一周期所被震盪的高頻脈衝PO之震盪頻率以及脈衝個數，並對於震盪機構140而發訊震盪頻率訊號SF 以及脈衝個數訊號SN 。此時，脈衝個數訊號SN ，係以對於與震盪頻率訊號SF 之各頻率值相對應的脈衝個數作指定的方式，而被決定。又，例如，基於現在所正在震盪之高頻脈衝PO之同步脈衝P1與時脈脈衝P2而被決定的周期時間訊號SP 以及相位差訊號SD ，由於係作為基於此些所演算出的發訊頻率以及脈衝個數而被適用於下一周期的高頻脈衝PO之波形控制中，因此，其結果，高頻脈衝PO之相位係成為在下一周期之結束時刻(下下一周期之開始時刻)處而被整合。
於此，輸出波形參數決定部136，作為所決定的震盪頻率之其中一例，係從由成為基準之中間頻率和較該基準頻率而更小之小側頻率以及較基準頻率而更大之大側頻率之3種類而構成的頻率中而作選擇。此時，中間頻率與大側頻率以及小側頻率之間之差，係身為基於在被適用有由本發明所致之高頻電源裝置的硬體(例如超音波震盪裝置或電漿處理裝置等)中所內藏之放大器或濾波器等之特性而被決定者，作為其之一例，係被設定為中間頻率之±3％程度。而，藉由對於如此這般地而被決定之震盪頻率而乘算特定之脈衝個數，係能夠使被包含於1個的周期內之各個的脈衝之脈衝寬幅(時間)作變化。
又，輸出波形參數決定部136，係亦可構成為以會使上述之下一周期之在經過周期時間後(結束時刻)的相位恆常與脈衝之上揚或下挫之時序相互一致的方式，來決定震盪頻率以及脈衝個數。
圖5，係為對於圖1中所示之震盪機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。如同圖5中所示一般，震盪機構140，係包含有：時脈脈衝產生器142，係基於從震盪波形設定機構130所收訊了的震盪頻率訊號SF ，而產生特定之高頻範圍之時脈脈衝P2；和震盪放大器144，係收訊從同步脈衝產生機構110而來之周期基準訊號SS 、從輸出準位設定機構120而來之第1準位設定訊號SL1 和第2準位設定訊號SL2 、從震盪波形設定機構130而來之脈衝個數訊號SN 、以及上述時脈脈衝P2，並基於此些之訊號而形成高頻脈衝PO。
時脈脈衝產生器142，係身為基於從震盪波形設定機構130所收訊了的震盪頻率訊號SF 而產生與高頻脈衝PO之輸出相對應的高頻(數百kHz～數十MHz)之時脈脈衝P2的手段，並例如產生13.56MHz之時脈脈衝P2。此時，時脈脈衝產生器142，係可採用「當每次所收訊了的震盪頻率訊號SF 所指示之震盪頻率被作切換時，橫移至所對應之頻率之形式」等的任意之形式之構成。
震盪放大器144，係基於周期基準訊號SS 而決定高頻脈衝PO之震盪時序，並且基於第1準位設定訊號SL1 和第2準位設定訊號SL2 來將時脈脈衝P2之振幅值作放大，藉由此，而產生高頻脈衝PO並作震盪。此時，震盪放大器144，係以藉由與震盪頻率訊號SF 相對應的脈衝個數訊號SN 所指定的頻率以及脈衝個數，來連續性地輸出高頻脈衝PO。
圖6，係為對於藉由在圖1中所示之高頻電源裝置而得到的高頻脈衝之輸出波形之其中一例作展示之圖表。在圖1所示之高頻電源裝置100中，首先，如同在圖6(a)中所示一般，藉由同步脈衝產生機構110之同步脈衝形成電路112所形成的同步脈衝P1，係被形成為「在時間TL1 之區間中係成為高準位L1，在時間TL2 之區間中係成為低準位L2」的周期性之脈衝訊號。而，從該同步脈衝P1，係如同上述一般地，例如身為脈衝1個周期的時刻基準之朝向高準位L1之上揚時刻係被抽出，周期基準訊號產生器114係在每個該上揚時刻處而對於震盪機構140發訊周期基準訊號SS 。
另一方面，如同上述一般，同步脈衝P1係亦被供給至輸出準位設定機構120處，在該輸出準位設定機構120之準位判別部122處，各時刻之個別的輸出準位係被作設定。又，係從第1準位設定訊號產生器126或第2準位設定訊號產生器128而將第1準位設定訊號SL1 或第2準位設定訊號SL2 連續性地對於震盪機構140作發訊。亦即是，若是參照圖6(a)，則在時間TL1 之區間處，第1準位設定訊號SL1 係成為被發訊，在時間TL2 之區間處，第2準位設定訊號SL2 係成為被發訊。
接著，在震盪機構140之震盪放大器144處，因應於所收訊了的第1準位設定訊號SL1 或者是第2準位設定訊號SL2 ，時脈脈衝P2之振幅值係被作放大。另外，在連續性地收訊了第1準位設定訊號SL1 的情況時，如同圖6(b)中所示一般，係被輸出有會使時脈脈衝P2之平均高度成為高準位L1的連續脈衝。另一方面，在連續性地收訊了第2準位設定訊號SL2 的情況時，如同圖6(c)中所示一般，係被輸出有會使時脈脈衝P2之平均高度成為低準位L2的連續脈衝。
而，若是將此些之動作，從同步脈衝P1之產生起伴隨著時間變化而連續性地實行，則如同圖6(d)中所示一般，從震盪機構140收訊了周期基準訊號SS 的時刻起，脈衝係被連續性地產生，在時間TL1 之區間中，高準位L1之連續脈衝係被作震盪。同樣的，在時間TL2 之區間中，低準位L2之連續脈衝係被作震盪。如此這般，1個周期Tn (n為自然數)之區間的高頻脈衝PO係被作輸出。
圖7，係為對於藉由由本發明之代表性之其中一例所致之高頻電源裝置之輸出控制方法所得到的輸出波形之其中一例作展示之圖表。另外，在圖7中，為了使說明成為容易，雖係針對在各周期時間Tn 之每一者中而包含有8個的脈衝的情況來作展示，但是，例如當高頻脈衝PO之震盪頻率係為400kHz程度的情況時，於1個周期中係包含有30個左右的脈衝，進而，在高頻之13.56MHz程度之震盪頻率的情況時，於1個周期中係包含有1000個以上的脈衝。在由本發明之代表性之其中一例所致之高頻電源裝置之輸出控制方法中，如同在圖7(a)中所示一般，係檢測出在藉由圖1～圖6所作了說明的高頻脈衝PO之輸出動作而被作了輸出的周期時間Tn 之1個周期中之同步脈衝P1與時脈脈衝P2之間之相位差。
具體而言，當時脈脈衝P2之1個脈衝之量的脈衝頻率例如係藉由由上述之中間頻率PM所致之連續脈衝而被形成的情況時，在周期時間Tn 之開始時刻t0(亦即是周期基準訊號SS 之發訊時刻)處，係檢測出同步脈衝P1與被作了輸出的高頻脈衝PO之1個脈衝之間的相位差ΔP。此時，相位差ΔP係並非為圖示中之單純的橫軸，而是代表在1個脈衝中的輸出變化中之經過時間，又，中間頻率PM，係設為與同步脈衝P1之整數倍略同等。
接著，在從下一周期時間Tn+1 之開始時刻t2起直到時間TL1 的區間中，被作了頻率調變之脈衝係被作特定個數的震盪。具體而言，在以由中間頻率PM所致之脈衝作為基準的情況時，係以會使當將此例如置換為大側頻率PL時的相位差成為ΔP的方式，來選擇脈衝個數N(N為自然數)。
Figure 02_image001
亦即是，作為其中一例，係只要選擇會滿足上述所示之數式1的脈衝個數N即可。 此時，當中間頻率PM並非為與同步脈衝P1之整數倍相同的情況時，係藉由在上述數式1之右邊追加同步脈衝P1與時脈脈衝P2之間之周期差α，來對於該周期差α作考慮。但是，當中間頻率PM與上述整數倍之間之差係被設定為會成為未滿時脈脈衝產生器142之解析度的情況時，係能夠將周期差α省略。
藉由此，在下一周期Tn+1 之結束時刻t4處，同步脈衝P1與由時脈脈衝P2所致的高頻脈衝PO之間之相位差ΔP係被消除。亦即是，在時刻t2處，輸出波形係成為振幅值A1而相位差為ΔP，但是，在時刻t4處，係成為振幅值A2而相位差被修正為0。此時，較理想，在修正後之時刻t4處，係以會使在該脈衝中之相位恆常與脈衝之上揚或下挫之時序相互一致的方式，來作控制。
另一方面，如同圖7(b)中所示一般，在以由中間頻率PM所致之脈衝作為基準的情況時，係亦能夠以會使當將此例如置換為小側頻率PS時的相位差成為ΔP的方式，來選擇脈衝個數N。
Figure 02_image003
亦即是，作為其中一例，係只要選擇會滿足上述所示之數式2的脈衝個數N即可。 藉由此，與在圖7(a)中所示之情況相同的，在下一周期時間Tn+1 之結束時刻t4處，同步脈衝P1與由時脈脈衝P2所致的高頻脈衝PO之間之相位差ΔP係被消除。亦即是，在時刻t2處，輸出波形係成為振幅值A1而相位差為ΔP，但是，在時刻t4處，係成為振幅值A2而相位差被修正為0。
藉由具備有上述一般之構成，由本發明所致之高頻電源裝置及其之輸出控制方法，由於係構成為：檢測出同步脈衝P1之1個周期的周期時間Tn ，並且至少判別出高頻脈衝PO之在1個周期前的同步脈衝P1以及時脈脈衝P2之相位差ΔP，並基於周期時間Tn 以及相位差ΔP，而演算出在下一周期所被震盪的高頻脈衝PO之震盪頻率以及脈衝個數，並發訊震盪頻率訊號SF 以及脈衝個數訊號SN ，並且基於震盪頻率訊號SF 而產生時脈脈衝P2，並收訊周期基準訊號SS 、第1準位設定訊號SL1 以及第2準位設定訊號SL2 、脈衝個數訊號SN 以及時脈脈衝P2，在基於此些之訊號而形成高頻脈衝PO時，以會使在經過下一周期之周期時間Tn+1 後的相位成為一定的方式，來決定將在1個周期前的相位差ΔP作抵消之下一周期之震盪頻率以及脈衝個數，因此，就算是身為將同步脈衝與時脈脈衝相互獨立地來產生的構造，也成為能夠使被輸出的高頻脈衝之相位恆常相互一致。
另外，在上述之實施形態中的記述內容，係僅為本發明之高頻電源裝置及其之輸出控制方法的其中一例，本發明，係並不被限定於各實施形態。又，只要是同業者，則均可在不脫離本發明之要旨的範圍內來進行各種的變形，並且也不應將此些從本發明之範圍中而排除。
例如，在上述之實施形態中，雖係針對在高頻脈衝PO之1個周期的時間TL1 之區間中而將起因於脈衝調變所致的相位差ΔP作抵消之控制動作來作了例示，但是，係亦可構成為僅在時間TL2 之區間中或者是在2個的區間中而同時實行將位相差ΔP作抵消之控制動作。藉由此，係成為能夠實行以更短的時間來精緻地將相位差消除的輸出控制。
10:對象裝置 100:高頻電源裝置 110:同步脈衝產生機構 112:同步脈衝形成電路 114:周期基準訊號產生器 116:計時機構 120:輸出準位設定機構 122,222,322:準位判別部 124:準位設定訊號產生部 126:第1準位設定訊號產生器 128:第2準位設定訊號產生器 130:震盪波形設定機構 132:同步脈衝周期檢測部 134:相位差判別部 136:輸出波形參數決定部 140:震盪機構 142:時脈脈衝產生器 144:震盪放大器 PO:高頻脈衝 P1:同步脈衝 P2:時脈脈衝 SS :周期基準訊號 SL1 :第1準位設定訊號 SL2 :第2準位設定訊號 SF :震盪頻率訊號 SN :脈衝個數訊號 Tn ,Tn+1 :周期時間
[圖1]係為對於由本發明之代表性之其中一例所致之高頻電源裝置之概要作展示之區塊圖。 [圖2]係為對於圖1中所示之同步脈衝產生機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。 [圖3]係為對於圖1中所示之輸出準位設定機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。 [圖4]係為對於圖1中所示之震盪波形設定機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。 [圖5]係為對於圖1中所示之震盪機構之具體性的構成之其中一例作展示之區塊圖。 [圖6]係為對於藉由在圖1中所示之高頻電源裝置而得到的高頻脈衝之輸出波形之其中一例作展示之圖表。 [圖7]係為對於藉由由本發明之代表性之其中一例所致之高頻電源裝置之輸出控制方法所得到的輸出波形之其中一例作展示之圖表。
140:震盪機構
142:時脈脈衝產生器
144:震盪放大器
PO:高頻脈衝
P2:時脈脈衝
SS:周期基準訊號
SL1:第1準位設定訊號
SL2:第2準位設定訊號
SF:震盪頻率訊號
SN:脈衝個數訊號

Claims (8)

  1. 一種高頻電源裝置，係基於同步脈衝以及時脈脈衝而對於對象裝置輸出高頻脈衝，並具備有： 同步脈衝產生機構，係產生包含有前述高頻脈衝之輸出準位資訊以及輸出時序資訊的同步脈衝；和 輸出準位設定機構，係基於前述輸出準位資訊而產生設定前述高頻脈衝之輸出準位之輸出準位訊號；和 震盪波形設定機構，係發訊基於前述同步脈衝以及前述時脈脈衝之相位差而對於前述高頻脈衝之震盪頻率以及脈衝個數作設定的頻率設定訊號以及脈衝個數設定訊號；和 震盪機構，係收訊前述同步脈衝之周期基準訊號、前述輸出準位訊號、前述頻率設定訊號以及前述脈衝個數設定訊號，並震盪前述高頻脈衝， 前述同步脈衝產生機構，係包含有： 同步脈衝形成電路，係形成前述同步脈衝；和 周期基準訊號產生器，係在被包含於前述輸出時序資訊中之周期基準時刻處，而產生周期基準訊號， 前述輸出準位設定機構，係包含有： 準位判別部，係對於因應於前述輸出準位訊號而在前述高頻脈衝處所設定的輸出準位作判別；和 準位設定訊號產生部，係接收前述準位判別部之判別結果並產生準位設定訊號， 前述震盪波形設定機構，係包含有： 同步脈衝周期檢測部，係檢測出前述同步脈衝之1個周期的周期時間；和 相位差判別部，係至少判別前述高頻脈衝之在1個周期前的前述同步脈衝以及前述時脈脈衝之相位差；和 輸出參數決定部，係基於前述周期時間以及前述相位差，而演算出在下一周期所被震盪的前述高頻脈衝之震盪頻率以及脈衝個數，並發訊震盪頻率訊號以及脈衝個數訊號， 前述震盪機構，係包含有： 時脈脈衝產生器，係基於前述震盪頻率訊號而產生前述時脈脈衝；和 震盪放大器，係收訊前述周期基準訊號、前述準位設定訊號、前述脈衝個數訊號以及前述時脈脈衝，並基於此些之訊號而形成前述高頻脈衝， 前述輸出參數決定部，係以會使在經過前述下一周期之前述周期時間後的相位成為一定的方式，來決定將在前述1個周期前的前述相位差作抵消之前述下一周期之震盪頻率以及脈衝個數。
  2. 如請求項1所記載之高頻電源裝置，其中， 前述準位設定訊號，係包含有對於前述高頻脈衝中之第1輸出準位作規定之第1準位設定訊號、和對於第2輸出準位作規定之第2準位設定訊號， 前述準位設定訊號產生部，係包含有產生前述第1準位設定訊號之第1準位設定訊號產生器、和產生前述第2準位設定訊號之第2準位設定訊號產生器。
  3. 如請求項1或2所記載之高頻電源裝置，其中， 前述震盪頻率，係由成為基準之中間頻率、和較前述中間頻率而更小之小側頻率、以及較前述中間頻率而更大之大側頻率，而構成之。
  4. 如請求項1～3中之任一項所記載之高頻電源裝置，其中， 前述輸出參數決定部，係以會使前述下一周期之在經過前述周期時間後的相位恆常與前述同步脈衝之上揚或下挫之時序相互一致的方式，來決定前述震盪頻率以及前述脈衝個數。
  5. 一種高頻電源裝置之輸出控制方法，該高頻電源裝置，係基於同步脈衝以及時脈脈衝而對於對象裝置輸出高頻脈衝，該高頻電源裝置之輸出控制方法，係 根據在前述同步脈衝之波形中所包含之輸出準位資訊而產生對於前述高頻脈衝之輸出準位作設定之輸出準位訊號，並且根據輸出時序資訊而產生周期基準訊號， 基於前述輸出準位訊號而產生準位設定訊號， 檢測出前述同步脈衝之1個周期的周期時間，並且至少判別前述高頻脈衝之在1個周期前的前述同步脈衝以及前述時脈脈衝之相位差， 基於前述周期時間以及前述相位差，而演算出在下一周期所被震盪的前述高頻脈衝之震盪頻率以及脈衝個數，並發訊震盪頻率訊號以及脈衝個數訊號， 基於前述震盪頻率訊號而產生前述時脈脈衝，並且收訊前述周期基準訊號、前述準位設定訊號、前述脈衝個數訊號以及前述時脈脈衝，在基於此些之訊號而形成前述高頻脈衝時， 以會使在經過前述下一周期之前述周期時間後的相位成為一定的方式，來決定將在前述1個周期前的前述相位差作抵消之前述下一周期之震盪頻率以及脈衝個數。
  6. 如請求項5所記載之高頻電源裝置之輸出控制方法，其中， 前述準位設定訊號，係包含有對於前述高頻脈衝之第1輸出準位作規定之第1準位設定訊號、和對於第2輸出準位作規定之第2準位設定訊號。
  7. 如請求項5或6所記載之高頻電源裝置之輸出控制方法，其中， 前述震盪頻率，係由成為基準之中間頻率、和較前述中間頻率而更小之小側頻率、以及較前述中間頻率而更大之大側頻率，而構成之。
  8. 如請求項5～7中之任一項所記載之高頻電源裝置之輸出控制方法，其中， 前述震盪頻率以及前述脈衝個數，係以會使前述下一周期之在經過前述周期時間後的相位恆常與前述同步脈衝之上揚或下挫之時序相互一致的方式，而被決定。
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