[发明专利]高频匹配系统

说明书

本申请是申请号为201310404045.0，申请日为2013年9月6日，发明名称为“阻抗调整装置”的申请的分案申请

技术领域

本发明涉及一种阻抗调整装置，该阻抗调整装置设置在高频电源与负载之间，用来对从高频电源观察负载侧时的阻抗进行调整。

背景技术

图8是表示高频电力供给系统的结构例的图。该高频电力供给系统是用于对半导体晶片、液晶基板等被加工物进行例如等离子体蚀刻、等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)等加工处理的系统。高频电力供给系统包括高频电源1、传输线路2、阻抗调整装置3、负载连接部4和负载5(等离子体处理装置5)。阻抗调整装置有时也被称为阻抗匹配装置。高频电源1经由传输线路2、阻抗调整装置3和负载连接部4向负载5供给高频电力。在负载5(等离子体处理装置5)中，在配置被加工物的腔室(省略图示)内，使等离子体放电用气体成为等离子体状态，使用成为等离子体状态的气体进行被加工物的加工。等离子体状态的气体是通过将等离子体放电用气体导入腔室内并从高频电源1向设置在腔室内的电极(省略图示)供给高频电力而使等离子体放电用气体放电而生成的。

在用于等离子体蚀刻、等离子体CVD等用途的等离子体处理装置5中，伴随着制造工序的进行，等离子体的状态时时刻刻在变化。由于等离子体的状态发生变化，等离子体处理装置5的阻抗(负载阻抗)时时刻刻在变化。为了从高频电源1向这种等离子体处理装置5高效地供给电力，伴随着负载阻抗的变化，需要调整从高频电源1的输出端观察等离子体处理装置5侧时的阻抗ZL(以下，称为负载侧阻抗ZL)。因此，在图8所示的高频电力供给系统中，在高频电源1与负载5(等离子体处理装置5)之间安装有阻抗调整装置3。

在阻抗调整装置3，设置有可变电容器(condenser)和可变电感器(inductor)等可变电特性元件。可变电容器是能够改变电容的电容器。可变电容器(condenser)有时也被称为可变电容器(capacitor)。阻抗调整装置3通过调整可变电特性元件的电容、电感等电特性而调整负载侧阻抗ZL。阻抗调整装置3通过令可变电特性元件的电特性为适当的值，使高频电源1的输出阻抗与负载5的阻抗匹配。通过使阻抗匹配，能够使从负载5朝向高频电源1而去的反射波电力尽可能为最小，使供往负载5的供给电力达到最大。

因为可变电容器和可变电感器是能够调整电特性的元件，所以在本说明书中将可变电容器和可变电感器总称为“可变电特性元件”。此外，将电容和电感等信息称为“电特性信息”。

图9是表示包括现有的阻抗调整装置3P的高频电力供给系统的结构例的框图。

高频电源1p通过传输线路2与阻抗调整装置3P的输入端301连接，负载5(等离子体处理装置)通过负载连接部4与输出端302连接。高频电源1p是输出输出频率恒定的高频的电源。输出频率是从高频电源1p输出的高频的基本频率(基波的频率)。

如图9所示，在阻抗调整装置3P，设置有由第一可变电容器21、第二可变电容器24和电感器23构成的调整电路20p。第一可变电容器21和第二可变电容器24是可变电特性元件的一种。调整电路20p的输出端与阻抗调整装置3P的输出端302连接，在调整电路20p的输入端与阻抗调整装置3P的输入端301之间设置有定向耦合器(directional coupler，方向性耦合器)10。

从高频电源1p输出的高频电力经由阻抗调整装置3P内的定向耦合器10和调整电路20p供给至负载5。另外，将从高频电源1p输出并朝向负载5而去的高频电力称为行波电力PF，将在负载5处反射而返回到高频电源1p的高频电力称为反射波电力PR。

阻抗调整装置3P能够通过调整(改变)调整电路20p内的第一可变电容器21和第二可变电容器24的电容而调整(改变)负载侧阻抗ZL。阻抗调整装置3P通过令第一可变电容器21和第二可变电容器24的各电容为适当的值，使高频电源1p的输出阻抗与负载5的阻抗匹配。另外，调整电路20p的结构根据高频电源1p的输出频率、负载5的条件等而不同。此外，作为可变电特性元件，还存在使用可变电感器的情况。

第一可变电容器21和第二可变电容器24中使用的可变电容器具有用于调整电容的可动部(省略图示)。可变电容器的电容通过利用电动机等使可动部的位置移位而被调整。