[發明專利]設置于高頻電源系統中的阻抗匹配裝置

有效

• 申請號: 201811653642.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN110942970B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 高原敏浩;河田悅郎;岸良貴通;岡崎丈浩;藤原延崇;勝冶篤史;中村謙太
• 申請（專利權）人: 阿德特克等離子技術公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H03H7/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李逸雪

本發明提供一種阻抗匹配裝置，即使在負載的阻抗連續地發生變化的情況下，也能夠在早期改善高頻電源與負載之間的阻抗不匹配。本發明的阻抗匹配裝置被設置于高頻電源系統中，該高頻電源系統構成為經由機械地變更常數的匹配器將高頻電源的輸出供給至負載，阻抗匹配裝置具備：匹配狀態值取得部，取得表示高頻電源與負載之間的匹配狀態的匹配狀態值；和控制部，基于匹配狀態值控制高頻電源的振蕩頻率。若匹配狀態值表示匹配狀態的惡化，則控制部在以第一斜率使振蕩頻率朝向匹配狀態得以改善的方向發生變化后，以比第一斜率緩慢的第二斜率使振蕩頻率復原。

技術領域

本發明涉及一種設置于高頻電源系統中的阻抗匹配裝置，該高頻電源系統構成為經由機械地變更常數的匹配器將高頻電源的輸出供給至負載。

背景技術

在蝕刻、薄膜形成這樣的半導體制造工序中，使用等離子體處理裝置和向該等離子體處理裝置供給所需電力的高頻電源系統。高頻電源系統通常為了穩定且有效地進行向等離子體處理裝置供給功率，具有實現與等離子體處理裝置的阻抗匹配的功能。

在專利文獻1中公開了具備高頻電源101、阻抗匹配裝置102和匹配器103的具有阻抗匹配功能的高頻電源系統100(參照圖11)。阻抗匹配裝置102構成為根據高頻電源101與負載20(等離子體處理裝置)之間的阻抗的匹配狀態變更高頻電源101的振蕩頻率。此外，匹配器103由機械地變更常數的無源元件構成。

根據該高頻電源系統100，通過使基于可匹配的范圍窄但匹配速度快的振蕩頻率的變更的阻抗匹配和基于可匹配的范圍寬但匹配速度慢的匹配器103的阻抗匹配協同工作，能夠在比現有技術更寬的范圍內進行匹配。

專利文獻1：國際公開第2013/132591號

然而，上述現有技術中的高頻電源系統100若在等離子體點火后負載20的阻抗連續地發生變化，則無法改善由此產生的阻抗不匹配，其結果，存在等離子體變得不穩定或失火的情況。

發明內容

本發明是鑒于上述課題而完成的，其課題在于提供一種即使在負載的阻抗連續地發生變化的情況下，也能夠在早期改善高頻電源與負載之間的阻抗不匹配的阻抗匹配裝置。

為了解決上述課題，本發明所涉及的阻抗匹配裝置設置在高頻電源系統中，該高頻電源系統構成為經由機械地變更常數的匹配器將高頻電源的輸出供給至負載，該阻抗匹配裝置具備：匹配狀態值取得部，取得表示高頻電源與負載之間的匹配狀態的匹配狀態值；和控制部，基于匹配狀態值控制高頻電源的振蕩頻率，控制部具有如下結構，即，若匹配狀態值表示匹配狀態的惡化，則以第一斜率使振蕩頻率朝向匹配狀態得以改善的方向發生變化后，以比第一斜率緩慢的第二斜率使振蕩頻率復原。

上述阻抗匹配裝置的控制部也可以具有如下結構，即，在預先設定的不匹配抑制期間內，以第一斜率使振蕩頻率發生變化。在該情況下，控制部還可以具有如下結構，即，若不匹配抑制期間結束，則與匹配狀態值所表示的匹配狀態如何無關地，以第二斜率使振蕩頻率開始復原。

或者，上述阻抗匹配裝置的控制部電可以具有如下結構，即，在匹配狀態值表示匹配狀態已改善到預先設定的程度的情況為止的期間，以第一斜率使振蕩頻率發生變化。

此外，上述阻抗匹配裝置的控制部也可以具有如下結構，即，若匹配狀態值的變化量超過預先設定的閾值，則以第一斜率開始改變振蕩頻率。

此外，在上述阻抗匹配裝置中，作為匹配狀態值，能夠使用與反射波的大小相關的值。

另外，上述阻抗匹配裝置的負載例如是等離子體處理裝置。

發明效果

根據本發明，能夠提供一種即使在負載的阻抗連續地發生變化的情況下，也能夠在早期改善高頻電源與負載之間的阻抗不匹配的阻抗匹配裝置。

附圖說明