JP2019071270A - プラズマ処理装置および測定回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施例1におけるプラズマ処理装置の一例を示すブロック図である。プラズマ処理装置10は、例えば図1に示すように、信号同期処理部20、制御量算出部12、制御信号生成部13、高周波電源14、整合回路15、電力センサ16、およびチャンバ17を備える。本実施例において、信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13は、1つの基板11上に実装される。
Z1=f(x1,x2,・・・,xn) ・・・(1)
図2は、信号同期処理部20の一例を示すブロック図である。信号同期処理部20は、振幅位相算出部21、振幅位相算出部22、PLL(Phase Locked Loop)23、位相差算出部24、およびインピーダンス算出部25を有する。
図5は、インピーダンスの整合処理の一例を示すフローチャートである。プラズマ処理装置10は、チャンバ17内にプラズマを生成する際に、本フローチャートに示す整合処理を実行する。
図10は、実施例2におけるプラズマ処理装置10の一例を示すブロック図である。プラズマ処理装置10は、例えば図10に示すように、信号同期処理部20−1、信号同期処理部20−2、制御量算出部12、制御信号生成部13、高周波電源14、整合回路15、電力センサ16、チャンバ17、および電力センサ18を備える。本実施例において、信号同期処理部20−1、信号同期処理部20−2、制御量算出部12、および制御信号生成部13は、1つの基板11上に実装される。なお、以下では、信号同期処理部20−1および20−2のそれぞれを区別することなく総称する場合に単に信号同期処理部20と記載する。また、図10に示されたプラズマ処理装置10の各ブロックにおいて、図1に示されたブロックと同じ符号が付されたブロックは、以下に説明する点を除き、図1において説明されたブロックと同様の機能を有するため、重複する説明を省略する。
上記した実施例1における信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13は、1つの基板11上に構成された、例えば図12に示すコンピュータ30により実現される。図12は、信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13の機能を実現するコンピュータ30のハードウェアの一例を示す図である。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
11 基板
12 制御量算出部
13 制御信号生成部
14 高周波電源
140 発振器
141 増幅器
15 整合回路
16 電力センサ
17 チャンバ
18 電力センサ
20 信号同期処理部
21 振幅位相算出部
210 増幅器
211 ADC
212 シフト部
213 移相器
214 乗算器
215 乗算器
216 LPF
217 LPF
218 振幅算出部
219 位相算出部
22 振幅位相算出部
220 増幅器
221 ADC
222 シフト部
223 移相器
224 乗算器
225 乗算器
226 LPF
227 LPF
228 振幅算出部
229 位相算出部
23 PLL
24 位相差算出部
25 インピーダンス算出部
Claims (7)
- 内部に空間を有し、前記空間内に生成されたプラズマにより前記空間内に搬入された被処理体を処理するチャンバと、
前記チャンバ内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する電力供給部と、
前記チャンバ内のプラズマと前記電力供給部との間のインピーダンスを整合させる整合回路と、
前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する第1の算出部と、
前記第1の算出部によって算出されたインピーダンスに基づいて、前記チャンバ内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、前記整合回路のインピーダンスを制御する制御回路と
を備え、
前記第1の算出部と前記制御回路とは、1つの基板上に設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記整合回路と前記チャンバとの間のノードに接続され、前記チャンバ内に供給される前記高周波電力の電圧および電流を測定する第1の測定部をさらに備え、
前記第1の算出部は、
前記第1の測定部によって測定された前記高周波電力の電圧および電流に基づいて、前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1の算出部は、
前記チャンバ内に供給される高周波電力の電圧をデジタル信号に変換する第1のADC(Analog to Digital Converter)と、
前記チャンバ内に供給される高周波電力の電流をデジタル信号に変換する第2のADCと、
デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流のそれぞれの位相および振幅を算出する第2の算出部と、
デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流の位相差および振幅比に基づいて前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する第3の算出部と
を有することを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1の算出部は、
前記第1のADCおよび前記第2のADCのそれぞれに用いられるサンプリングクロックを生成する信号発生器と、
前記サンプリングクロックに対する前記電圧の位相に基づいて、前記第1のADCに入力される前記サンプリングクロックの位相を調整する第1の位相調整部と、
前記サンプリングクロックに対する前記電流の位相に基づいて、前記第2のADCに入力される前記サンプリングクロックの位相を調整する第2の位相調整部と
を有することを特徴とする請求項3に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1の算出部は、
前記チャンバ内に供給される前記高周波電力の電圧を増幅して前記第1のADCに入力する第1の増幅器と、
前記チャンバ内に供給される前記高周波電力の電流を増幅して前記第2のADCに入力する第2の増幅器と、
前記第2の算出部によって算出された前記電圧の振幅に基づいて、前記第1の増幅器のゲインを調整する第1のゲイン調整部と、
前記第2の算出部によって算出された前記電流の振幅に基づいて、前記第2の増幅器のゲインを調整する第2のゲイン調整部と
を有することを特徴とする請求項3または4に記載のプラズマ処理装置。 - 前記電力供給部と前記整合回路との間のノードに接続され、前記電力供給部から前記整合回路へ出力される高周波電力の電圧および電流を測定する第2の測定部をさらに備え、
前記第1の算出部は、
前記第2の測定部によって測定された高周波電力の電圧および電流をさらに用いて、前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 内部に空間を有し、前記空間内に生成されたプラズマにより前記空間内に搬入された被処理体を処理するチャンバと、
前記チャンバ内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する電力供給部と、
前記チャンバと前記電力供給部との間に設けられた整合回路と、
前記電力供給部によって前記チャンバ内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、前記整合回路のインピーダンスを制御する制御回路と
を備えるプラズマ処理装置に用いられ、前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを測定する測定回路であって、
前記制御回路と共に1つの基板上に設けられており、
前記チャンバ内に供給される高周波電力の電圧をデジタル信号に変換する第1のADCと、
前記チャンバ内に供給される高周波電力の電流をデジタル信号に変換する第2のADCと、
デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流のそれぞれの振幅および位相を算出する振幅位相算出部と、
デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流の位相差および振幅比に基づいて前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と
を有することを特徴とする測定回路。
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