JPH10209789A - 高周波装置のマッチング方法 - Google Patents

高周波装置のマッチング方法

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JPH10209789A
JPH10209789A JP1370997A JP1370997A JPH10209789A JP H10209789 A JPH10209789 A JP H10209789A JP 1370997 A JP1370997 A JP 1370997A JP 1370997 A JP1370997 A JP 1370997A JP H10209789 A JPH10209789 A JP H10209789A
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JP
Japan
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variable capacitor
motor
detector
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Application number
JP1370997A
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English (en)
Inventor
Shintaro Hidaka
晋太郎 日高
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷の状態にかかわらず、短時間に正確にマ
ッチングを行うことができる高周波装置のマッチング方
法を実現する。 【解決手段】 ハンチングが生じている場合は、スレッ
シュホールドレベルXV,−XV の初期値XVO,−XVO
が小さいので、スレッシュホールドレベルを大きくす
る。一方、ハンチングが生じていない場合には、モータ
6の回転速度が所定の値より遅いかの判断を行う。モー
タ6の速度が遅い場合、スレッシュホールドレベルの初
期値XVO,−XVOが大き過ぎるので、この値を小さくす
る。このような制御を繰り返すことにより、スレッシュ
ホールドレベルを最適な値に設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インピーダンスの
マッチングを正確に短時間に行うことができる高周波ス
パッタリング装置やエッチング装置などの高周波装置の
マッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波スパッタリング装置では、2枚の
電極間に高周波を印加し、一方の電極(試料)をスパッ
タリングし、試料表面のクリーニングなどを行ってい
る。また、別の高周波装置では、2枚の電極間に高周波
を印加し、一方の電極からスパッタされた粒子を電極に
接近して配置された基板上に付着させるようにしてい
る。
【0003】図1はこのような高周波装置の概略を示し
ており、1は高周波発振器である。高周波発振器1から
の高周波は、検出器2を介してマッチングボックス3に
供給される。マッチングボックス3はマッチング可変コ
ンデンサ4、チューニング可変コンデンサ5、コイル6
から構成されている。マッチングボックス3からの高周
波は、負荷7に供給される。なお、検出器2は、マッチ
ングボックス3に入力する高周波の電圧,電流,電圧と
電流の位相差θを検出している。
【0004】このような構成において、検出器2によっ
て検出された電圧,電流,位相に基づいてインピーダン
スと位相とを求め、インピーダンスの値に基づいてマッ
チングボックス3内のマッチング可変コンデンサ4の容
量を変え、位相差に基づいてチューニング可変コンデン
サ5の容量を変えている。
【0005】すなわち、検出器2によって検出されたイ
ンピーダンスZに応じた信号VZ は、比較増幅器8に供
給され基準電圧と比較される。比較増幅器8の出力は、
マッチング可変コンデンサ4を駆動するモータ9に供給
される。その結果、インピーダンスZの値が基準電圧と
等しくなるようにモータ9によりマッチング可変コンデ
ンサ4が調整される。
【0006】また、検出器2によって検出された位相差
θに応じた信号Vθは、比較増幅器10に供給され基準
電圧と比較される。比較増幅器10の出力は、チューニ
ング可変コンデンサ5を駆動するモータ11に供給され
る。その結果、位相差θの値が基準電圧(0)と等しく
なるようにモータ11によりチューニング可変コンデン
サ5が調整される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記した高周波装置に
おいて、最近、モータ9,11の制御を連続駆動とパル
ス駆動とに切り換えて行うことが試みられている。図2
はモータの駆動波形を示しており、横軸はインピーダン
スあるいは位相の値である。
【0008】図中MP はマッチングポイントであり、マ
ッチングポイントMP から離れた状態の時(状態A、状
態C)には、モータは連続的に駆動され、インピーダン
スあるいは位相の値がMP に近付いた値XV ,−XV
下となった場合(状態B)には、モータ9,11はパル
ス的に駆動される。
【0009】このような制御は、Z,θ信号がマッチン
グポイントから遠いところでは各モータを最大限に駆動
して、短時間にマッチングポイントMP に近付け、マッ
チングポイント付近では、Z,θ信号のレベルに応じて
各モータをパルス的に駆動し、モータの回転の行き過ぎ
を防止している。その結果、短時間に正確にマッチング
ポイントに各コンデンサ4,5を停止させることができ
る。
【0010】図3はこのようなマッタング方法のフロー
を示しており、まず、VZ =0あるいはVθ=0かの判
断を行う。VZ ≠0の場合、VZ の信号レベルが設定し
た範囲XV >VZ >−XV に入っているかどうかの判断
を行う。VZ の信号レベルが所定の範囲外の場合には、
Z の値が正か負かにより、従来と同様の連続したモー
タの制御によって、マッチングバリコン(可変コンデン
サ)4を正転あるいは逆転させる。VZ の信号レベルが
所定の範囲内の場合には、マッチングバリコン4をパル
ス的に駆動し、徐々にマッチングポイントMP に近付く
ように制御を行う。
【0011】次に、Vθ≠0の場合、Vθの信号レベル
が設定した範囲XV >Vθ>−XVに入っているかどう
かの判断を行う。Vθの信号レベルが所定の範囲外の場
合には、VZ の値が正か負かにより、従来と同様の連続
したモータの制御によって、チューニングバリコン(可
変コンデンサ)5を正転あるいは逆転させる。Vθの信
号レベルが所定の範囲内の場合には、チューニングバリ
コン5をパルス的に駆動し、徐々にマッチングポイント
P に近付くように制御を行う。
【0012】しかしながら、上記したパルス制御では、
負荷によって検出信号レベルとその全体の軌跡が異なる
ため、固定したスレッシュホールドレベルXV ,−XV
がマッチングポイントMP から離れている場合がある。
その場合には、パルス制御に切り換えると、マッチング
ポイントに到達するまでの時間が長くなってしまう。逆
に、スレッシュホールドレベルXV ,−XV がマッチン
グポイントに近付き過ぎている場合には、マッチングポ
イント付近でハンチング現象が生じてしまうことにな
る。
【0013】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、負荷の状態にかかわらず、短時間
に正確にマッチングを行うことができる高周波装置のマ
ッチング方法を実現するにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく高周波装
置のマッチング方法は、高周波電源と、高周波電源から
の高周波電力が供給される負荷と、電源と負荷との間に
配置され、マッチング可変コンデンサとチューニング可
変コンデンサとコイルとから成るマッチングボックス
と、電源とマッチングボックスとの間に設けられた入力
インピーダンスと入力高周波の電圧と電流との位相を検
出する検出器とを備え、検出器により検出されたインピ
ーダンスに応じてマッチング可変コンデンサの容量をモ
ータによって調整し、検出器により検出された位相に応
じてチューニング可変コンデンサの容量をモータによっ
て調整するように構成した高周波装置であって、インピ
ーダンスの値が所定の値以下、および、位相の値が所定
の値以下となった場合には、それぞれのモータの駆動を
パルス的に行うようにしたマッチング方法において、負
荷の状態に応じて各所定の値を変化させるようにしたこ
とを特徴としている。
【0015】本発明では、インピーダンスの値が所定の
値以下、および、位相の値が所定の値以下となった場合
には、マッチング可変コンデンサとチューニング可変コ
ンデンサの容量を調整するそれぞれのモータの駆動をパ
ルス的に行うようにし、更に、負荷の状態に応じて各所
定の値を変化させる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図4は本発明の一例を示し
ており、図1の従来装置と同一番号は同一構成要素を示
す。この実施の形態では、検出器2からのインピーダン
スの検出信号VZ と、位相の検出信号Vθは、コンピュ
ータのごとき制御回路15に供給される。制御回路15
は、モータ9,11の制御を行うが、この制御のフロー
を図5を用いて説明する。
【0017】まず、VZ =0あるいはVθ=0かの判断
を行う。VZ ≠0の場合、VZ の信号レベルが設定した
スレッシュホールドレベルXV ,−XV の範囲に入って
いるかどうかの判断を行う。最初の状態では、スレッシ
ュホールドレベルXV ,−X V は、初期値XVO,−XVO
に設定されている。
【0018】VZ の信号レベルが所定の初期値の範囲外
の場合には、VZ の値が正か負かにより、従来と同様の
連続したモータの制御によって、マッチングバリコン
(可変コンデンサ)4を正転あるいは逆転させる。VZ
の信号レベルが所定の初期値の範囲内の場合には、マッ
チングバリコン4をパルス的に駆動し、徐々にマッチン
グポイントMP に近付くように制御を行う。
【0019】このような制御の後、ハンチングが生じた
かどうかの判断を行う。ハンチングが生じている場合
は、スレッシュホールドレベルの初期値XVO,−XVO
小さいので、スレッシュホールドレベルXV ,−XV
大きくする。一方、ハンチングが生じていない場合に
は、モータ6の回転速度が所定の値より遅いかの判断を
行う。モータ6の速度が遅い場合、スレッシュホールド
レベルの初期値XVO,−X VOが大き過ぎるので、スレッ
シュホールドレベルXV ,−XV の値を小さくする。こ
のような制御を繰り返すことにより、スレッシュホール
ドレベルを最適な値に設定することができる。なお、ス
レッシュホールドレベルは、初期値も含めて、例えば、
5種類程度用意されている。
【0020】このようなインピーダンスのマッチングの
フローの後、位相についても同様な制御が行われる。図
5のフローには省略してあるが、位相のマッチングは次
のようにして行われる。
【0021】まず、Vθ≠0の場合、Vθの信号レベル
が設定したスレッシュホールドレベルXV ,−XV の範
囲に入っているかどうかの判断を行う。最初の状態で
は、スレッシュホールドレベルXV ,−XV は、初期値
VO,−XVOに設定されている。Vθの信号レベルが所
定の初期値の範囲外の場合には、Vθの値が正か負かに
より、従来と同様の連続したモータの制御によって、チ
ューニングバリコン(可変コンデンサ)5を正転あるい
は逆転させる。Vθの信号レベルが所定の初期値の範囲
内の場合には、チューニングバリコン5をパルス的に駆
動し、徐々にマッチングポイントMP に近付くように制
御を行う。
【0022】このような制御の後、ハンチングが生じた
かどうかの判断を行う。ハンチングが生じている場合
は、スレッシュホールドレベルの初期値XVO,−XVO
小さいので、スレッシュホールドレベルXV ,−XV
大きくする。一方、ハンチングが生じていない場合に
は、モータ11の回転速度が所定の値より遅いかの判断
を行う。モータ11の速度が遅い場合、スレッシュホー
ルドレベルの初期値XVO,−XVOが大き過ぎるので、ス
レッシュホールドレベルXV ,−XV の値を小さくす
る。このような制御を繰り返すことにより、スレッシュ
ホールドレベルを最適な値に設定することができる。な
お、スレッシュホールドレベルは、初期値も含めて、例
えば、5種類程度用意されている。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、イン
ピーダンスの値が所定の値以下、および、位相の値が所
定の値以下となった場合には、マッチング可変コンデン
サとチューニング可変コンデンサの容量を調整するそれ
ぞれのモータの駆動をパルス的に行うようにし、更に、
負荷の状態に応じて各所定の値を変化させるようにした
ので、ハンチンクが防止でき、また、マッチングポイン
トへの到達時間も速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の高周波装置の概略を示す図である。
【図2】モータの駆動波形を示す図である。
【図3】従来のマッチング方法のフローを示す図であ
る。
【図4】本発明を実施するための高周波装置の一例を示
す図である。
【図5】本発明に基づくマッチング方法のフローを示す
図である。
【符号の説明】
1 高周波発振器 2 検出器 3 マッチングボックス 4 マッチング可変コンデンサ 5 チューニング可変コンデンサ 7 負荷 9,11 モータ 15 制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波電源と、高周波電源からの高周波
    電力が供給される負荷と、電源と負荷との間に配置さ
    れ、マッチング可変コンデンサとチューニング可変コン
    デンサとコイルとから成るマッチングボックスと、電源
    とマッチングボックスとの間に設けられた入力インピー
    ダンスと入力高周波の電圧と電流との位相を検出する検
    出器とを備え、検出器により検出されたインピーダンス
    に応じてマッチング可変コンデンサの容量をモータによ
    って調整し、検出器により検出された位相に応じてチュ
    ーニング可変コンデンサの容量をモータによって調整す
    るように構成した高周波装置であって、インピーダンス
    の値が所定の値以下、および、位相の値が所定の値以下
    となった場合には、それぞれのモータの駆動をパルス的
    に行うようにしたマッチング方法において、負荷の状態
    に応じて各所定の値を変化させるようにした高周波装置
    のマッチング方法。
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Cited By (5)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030318