[发明专利]设置于高频电源系统中的阻抗匹配装置

说明书

本发明提供一种阻抗匹配装置，即使在负载的阻抗连续地发生变化的情况下，也能够在早期改善高频电源与负载之间的阻抗不匹配。本发明的阻抗匹配装置被设置于高频电源系统中，该高频电源系统构成为经由机械地变更常数的匹配器将高频电源的输出供给至负载，阻抗匹配装置具备：匹配状态值取得部，取得表示高频电源与负载之间的匹配状态的匹配状态值；和控制部，基于匹配状态值控制高频电源的振荡频率。若匹配状态值表示匹配状态的恶化，则控制部在以第一斜率使振荡频率朝向匹配状态得以改善的方向发生变化后，以比第一斜率缓慢的第二斜率使振荡频率复原。

技术领域

本发明涉及一种设置于高频电源系统中的阻抗匹配装置，该高频电源系统构成为经由机械地变更常数的匹配器将高频电源的输出供给至负载。

背景技术

在蚀刻、薄膜形成这样的半导体制造工序中，使用等离子体处理装置和向该等离子体处理装置供给所需电力的高频电源系统。高频电源系统通常为了稳定且有效地进行向等离子体处理装置供给功率，具有实现与等离子体处理装置的阻抗匹配的功能。

在专利文献1中公开了具备高频电源101、阻抗匹配装置102和匹配器103的具有阻抗匹配功能的高频电源系统100(参照图11)。阻抗匹配装置102构成为根据高频电源101与负载20(等离子体处理装置)之间的阻抗的匹配状态变更高频电源101的振荡频率。此外，匹配器103由机械地变更常数的无源元件构成。

根据该高频电源系统100，通过使基于可匹配的范围窄但匹配速度快的振荡频率的变更的阻抗匹配和基于可匹配的范围宽但匹配速度慢的匹配器103的阻抗匹配协同工作，能够在比现有技术更宽的范围内进行匹配。

专利文献1：国际公开第2013/132591号

然而，上述现有技术中的高频电源系统100若在等离子体点火后负载20的阻抗连续地发生变化，则无法改善由此产生的阻抗不匹配，其结果，存在等离子体变得不稳定或失火的情况。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其课题在于提供一种即使在负载的阻抗连续地发生变化的情况下，也能够在早期改善高频电源与负载之间的阻抗不匹配的阻抗匹配装置。

为了解决上述课题，本发明所涉及的阻抗匹配装置设置在高频电源系统中，该高频电源系统构成为经由机械地变更常数的匹配器将高频电源的输出供给至负载，该阻抗匹配装置具备：匹配状态值取得部，取得表示高频电源与负载之间的匹配状态的匹配状态值；和控制部，基于匹配状态值控制高频电源的振荡频率，控制部具有如下结构，即，若匹配状态值表示匹配状态的恶化，则以第一斜率使振荡频率朝向匹配状态得以改善的方向发生变化后，以比第一斜率缓慢的第二斜率使振荡频率复原。

上述阻抗匹配装置的控制部也可以具有如下结构，即，在预先设定的不匹配抑制期间内，以第一斜率使振荡频率发生变化。在该情况下，控制部还可以具有如下结构，即，若不匹配抑制期间结束，则与匹配状态值所表示的匹配状态如何无关地，以第二斜率使振荡频率开始复原。

或者，上述阻抗匹配装置的控制部电可以具有如下结构，即，在匹配状态值表示匹配状态已改善到预先设定的程度的情况为止的期间，以第一斜率使振荡频率发生变化。

此外，上述阻抗匹配装置的控制部也可以具有如下结构，即，若匹配状态值的变化量超过预先设定的阈值，则以第一斜率开始改变振荡频率。

此外，在上述阻抗匹配装置中，作为匹配状态值，能够使用与反射波的大小相关的值。

另外，上述阻抗匹配装置的负载例如是等离子体处理装置。

发明效果

根据本发明，能够提供一种即使在负载的阻抗连续地发生变化的情况下，也能够在早期改善高频电源与负载之间的阻抗不匹配的阻抗匹配装置。

附图说明