[发明专利]再生循环器、高频电源装置、以及高频电力的再生方法

说明书

抑制由于传送路径上的阻抗不匹配而产生的负载电压的过剩电压上升，以及再生高频电力。通过采用在电压上升时在传送路径上连接并联阻抗的结构来再生驻波的电压，降低负载电压的过剩电压，并且提高能量的利用效率。通过在高频电源的高频放大电路和高频负载之间的传送路径上对于负载阻抗构成并联阻抗，降低连接位置的阻抗来抑制在传送路径上产生过剩电压，并通过并联阻抗从传送路径上再生高频电力。

技术领域

本发明例如涉及对液晶面板制造装置、半导体制造装置、激光振荡器等负载为等离子体负载的负载装置供给高频电力的电力供给，特别是涉及从传送高频电力的传送路径上再生电力的再生循环器、具备再生循环器的高频电源装置、以及再生高频电力的再生方法。

背景技术

作为对等离子体负载(等离子体源)等的高频负载供给高频电力的高频电源(RF发生器)，例如已知D级RF发生器。D级RF发生器通过RF电力放大元件的开关的开关模式来进行动作，因此其内部电阻R_in根据RF电力放大元件的饱和区域接通电阻值R_on来决定。接通电阻值R_on一般是比传送输出电力的特性阻抗Z₀低的电阻。

D级RF发生器将输出电力经由特性阻抗Z₀的传送路径向负载装置进行供给，因此进行设计以使从发生器的输出端观察到的阻抗Z_g0在稳定时与特性阻抗Z₀相等(Z_g0＝Z₀)，由此供给电力为最大。

高频电源将内部的高频放大电路生成的高频经由电力合成电路或匹配电路等输出电路输出到传送路径，并向负载进行供给。一般来说，通过高频电源内的输出电路对高频电源稳定时的输出端的阻抗Z_g0进行阻抗变换来表示从高频放大电路观察到的阻抗Z_amp。

图15表示D级RF发生器的概要电路。在图15(a)中，D级RF发生器101通过高频放大电路112使直流电源111的直流高频化，在使得到的高频通过输出电路113后从发生器的输出端经由传送路径104向负载102进行供给。

高频放大电路112例如由RF电力放大元件的电桥电路112a和变压器112b构成。输出电路113例如由用于与传送路径104的阻抗Z₀进行阻抗匹配的匹配电路113a、去除噪声的滤波电路113b构成。从高频放大电路112观察到的阻抗Z_amp是通过输出电路113的阻抗对D级RF发生器101的输出端的阻抗Z_g0进行阻抗变换而得到的阻抗。

图15(b)是将阻抗Z_amp进行简化而表示的图，表示了通过交流电压源V_in和内部电阻R_in的电路来替换了直流电源111和高频放大电路112的电桥电路112a以及变压器112b的结构。该电路的输出电力在Z_amp＝R_in＝2R_onN²时为最大电力，但实际上由于RF电力放大元件的规格或直流电源部的规格的限制、以及需要使Z_amp为延迟负载，并非设定为成为最大电力的Z_amp＝R_in。

在高频电源装置中，为了防止由于传送路径上的阻抗不匹配而产生的反射波导致的高频源的损伤、不稳定动作，考虑了在D级RF发生器中内置3dB耦合器，通过内部仿真负载来降低反射波的结构。

另外，已知在传送路径上设置循环器来防止反射波返回到高频源，并且通过仿真负载将反射波变换为热的结构(参照专利文献1的背景技术)。在这里，循环器是具备将在多个端口内的某个端口输入的高频信号只向下一个端口进行输出的功能的被动元件，通过防止反射波返回到高频源来防止高频源的损伤和不稳定动作。