高频电源制造技术

本发明专利技术提供一种高频电源，能够使高频电力作为高速地变化的期望的波形输出。所述高频电源1包括合成2个DC‑RF转换部4A、4B和两DC‑RF转换部4A、4B的输出的RF合成部5。DC‑RF转换部4A、4B分别将从高频信号生成部8输入的高频电压va、vb放大输出高频电压vPA、vPB。RF合成部5以与高频电压vPA、vPB的相位差θ对应的合成比例输出高频电压vPX。控制部9将相位差θ在θ1与θ2之间切换。由此，从RF合成部5输出的输出电力PX成为具有高电平期间和低电平期间的脉冲状的高频电力。相位差θ的切换能够高速地进行，因此能够输出提高了第一电平与第二电平的切换的频率的脉冲状的高频电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高频电源
本专利技术涉及用于等离子体处理系统等中的高频电源。
技术介绍
等离子体处理系统例如是，将氟系的气体和半导体晶片、液晶基板等被加工物封入到等离子体处理装置的腔室内，从高频电源对该腔室内的一对电极供给高频电力而使其放电，通过该放电使气体的等离子体产生，从而在被加工物进行薄膜形成处理或蚀刻处理的系统。现有技术中，作为等离子体处理系统用的高频电源，已知根据比要输出的高频电力的输出频率低频率的脉冲调制控制信号，对高频电源的输出进行脉冲调制来进行输出的高频电源。该高频电源例如输出脉冲状的高频电力，即仅在脉冲调制控制信号的高电平的期间输出高频电力，在低电平的期间不输出高频电力(例如，参照专利文献1)。另外，不仅在输出高频电力的状态与不输出的状态进行切换的开关控制，而且将高频电力的振幅在第一电平与比第一电平低的第二电平进行切换的2电平控制也是已知的。可以考虑在进行2电平控制的情况下，以2个电平切换供给到放大器的电压，由此以2个电平切换从放大器输出的电力(功率)，形成脉冲状的输出。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-135159号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，高速地进行供给到放大器的电压的切换是很困难的。因此，输出使第一电平和第二电平的切换的频率(以下，成为脉冲频率)提高了的脉冲状的高频电力较为困难。另外，由于高速地变更供给到放大器的电压较为困难，所以以期望的波形输出高频电力也很困难。本专利技术是鉴于上述课题而完成的专利技术，其目的在于提供一种高频电源，其能够将高频电力以高速地变化的期望的波形输出。用于解决课题的方法本专利技术的高频电源的特征在于，包括：高频生成单元，其生成彼此的相位差能够变更的多个高频；高频合成单元，其以基于上述相位差的规定比例合成从上述高频生成单元输出的多个高频，并将其输出到负载；和输出控制单元，其对于上述高频生成单元通过使上述相位差变化，来控制从上述高频合成单元输出的高频电力，其中上述输出控制单元使上述相位差变化以使从上述高频合成单元输出的高频电力成为所期望的波形。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元使上述相位差在第一规定值和第二规定值之间切换。在本专利技术的优选的实施方式中，上述相位差为上述第一规定值的情况的上述规定比例，比上述相位差为上述第二规定值的情况的上述规定比例大。在本专利技术的优选的实施方式中，上述第一规定值为0[deg]以上且小于90[deg]，上述第二规定值为90[deg]以上且180[deg]以下。在本专利技术的优选的实施方式中，上述第一规定值为0[deg]。在本专利技术的优选的实施方式中，上述第二规定值为180[deg]。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元通过使上述第一规定值或上述第二规定值变化，来进行上述高频电力的反馈控制。在本专利技术的优选的实施方式中，上述高频生成单元生成第一高频和第二高频，上述输出控制单元使上述第二高频相对于上述第一高频的相位差在上述第一规定值和上述第二规定值之间切换。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元使上述相位差在第一规定值、第二规定值和第三规定值之间切换。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元使上述相位差按照一次函数进行变化。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元使上述相位差按照下式进行变化，其中，θ为上述相位差，x(t)为表示所期望的波形的函数。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元使上述相位差在第一规定值和规定的函数的值之间切换。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元在开始对上述负载输出时，使上述相位差成为使输出比当上述相位差为上述第一规定值和上述第二规定值时的输出大的相位差。在本专利技术的优选的实施方式中，上述输出控制单元使上述规定比例不为零。在本专利技术的优选的实施方式中，上述高频合成单元由包括传输变压器和电力消耗用的电阻的混合电路构成，当在上述多个高频存在相位差时，由上述电阻消耗与该相位差相应的电力，并输出其余的电力。专利技术的效果根据本专利技术，通过使相位差变化，能够使由高频合成单元合成而输出的高频电力的波形变化。由于高频生成单元生成的多个高频的彼此的相位差能够高速地变化，所以能够使高频电力作为高速地变化的期望的波形输出。附图说明图1是表示本专利技术的高频电源的内部结构的框图。图2是表示构成DC-DC转换部的DC-DC转换器的电路例的图。图3是表示DC-RF转换部的电路例的图。图4是表示构成RF合成部的混合电路的例子的图。图5是表示相位差和由RF合成部中的电力的合成比例的关系的图。图6是表示RF合成部的电路例的图。图7是表示高频信号生成部的内部结构和高频信号的生成方法的图。图8是表示从高频信号生成部输出的2个高频信号的图。图9是表示从RF合成部输出的高频电压vPX的波形的图。图10是表示设置3个DC-RF转换部和2个RF合成部的情况下的框结构例的图。图11是表示设置3个DC-RF转换部和2个RF合成部的情况下的另一框结构例的图。图12是表示设置4个DC-RF转换部和3个RF合成部的情况下的框结构例的图。图13是表示设置4个DC-RF转换部和3个RF合成部的情况下的另一框结构例的图。图14是表示由合成3个以上的输入电力的电路构成RF合成部的情况下的电路例的图。图15是表示具有阻抗匹配装置的等离子体处理系统的结构的图。图16是表示从RF合成部输出的高频电压vPX的波形的图。具体实施方式以下，参照附图具体地说明本专利技术的优选的实施方式。尤其是，以适用于等离子体处理系统的高频电源为例进行说明。图1是表示本专利技术的高频电源的内部结构的框图。图1所示的高频电源1输出脉冲状的高频电力，其具有振幅成为第一电平的高电平期间和振幅成为比第一电平低的第二电平的低电平期间。高频电源1具有2个功率放大器和合成两功率放大器的输出电力的电力合成电路。电力合成电路在从将所输入的电力全部输出的状态直至全部通过热消耗而使输出为0的状态，能够根据被输入的2个电压信号的相位差θ改变合成比例。高频电源1通过将输入到2个功率放大器的2个高频电压va、vb的相位差θ在2个值(第一相位差θ1和第二相位差θ2(＞θ1))切换，使来自电力合成电路的输出成为脉冲状的高频电力。即，通过在规定期间中使相位差θ为第一相位差θ1，而使来自电力合成电路的输出为第一电平的电力(高电平期间)，接着通过在规定期间中使相位差θ为第二相位差θ2，从而使来自电力合成电路的输出为第二电平的电力(低电平期间)，通过这样反复进行，输出脉冲状的高频电力。高频电源1包括：AC-DC转换部2、DC-DC转换部3、DC-RF转换部4、RF合成部5、滤波电路6、电力检测部10、PWM信号生成部7、高频信号生成部8和控制部9。包括DC-RF转换部4和RF合成部5的部分，构成对负载输出高频电力的高频生成部U。DC-RF转换部4包括相同结构的2个DC-RF转换部4A、4B。从第一DC-RF转换部4A输出的电力PA和从第二DC-RF转换部4B输出的电力PB，由RF合成部5合成，被输出到与高频电源1的输出端连接的负载(等离子体处理装置，省略图示)。AC-DC转换部2是生成从工频电源向DC-DC转换部3的输入电压(直流电压)vcc的电路模块。AC-DC转换部2，例如，由通过将4个半导体整流元件桥接的整流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频电源，其特征在于，包括：高频生成单元，其生成彼此的相位差能够变更的多个高频；高频合成单元，其以基于所述相位差的规定比例合成从所述高频生成单元输出的多个高频，并将其输出到负载；和输出控制单元，其对于所述高频生成单元通过使所述相位差变化，来控制从所述高频合成单元输出的高频电力，其中所述输出控制单元使所述相位差变化以使从所述高频合成单元输出的高频电力成为所期望的波形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.12 JP 2014-2523771.一种高频电源，其特征在于，包括：高频生成单元，其生成彼此的相位差能够变更的多个高频；高频合成单元，其以基于所述相位差的规定比例合成从所述高频生成单元输出的多个高频，并将其输出到负载；和输出控制单元，其对于所述高频生成单元通过使所述相位差变化，来控制从所述高频合成单元输出的高频电力，其中所述输出控制单元使所述相位差变化以使从所述高频合成单元输出的高频电力成为所期望的波形。2.如权利要求1所述的高频电源，其特征在于：所述输出控制单元使所述相位差在第一规定值和第二规定值之间切换。3.如权利要求2所述的高频电源，其特征在于：所述相位差为所述第一规定值的情况的所述规定比例，比所述相位差为所述第二规定值的情况的所述规定比例大。4.如权利要求3所述的高频电源，其特征在于：所述第一规定值为0[deg]以上且小于90[deg]，所述第二规定值为90[deg]以上且180[deg]以下。5.如权利要求4所述的高频电源，其特征在于：所述第一规定值为0[deg]。6.如权利要求4或5所述的高频电源，其特征在于：所述第二规定值为180[deg]。7.如权利要求2～4中任一项所述的高频电源，其特征在于：所述输出控制单元通过使所述第一规定值或所述第二规定值变化，来进行所述高频电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠井善信，
申请(专利权)人：株式会社达谊恒，
类型：发明
国别省市：日本,JP