特開 2023-98203 高周波電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023098203

(43)【公開日】2023-07-10

(54)【発明の名称】高周波電源装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20230703BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021214823

(22)【出願日】2021-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】森井 龍哉

【テーマコード（参考）】

2G084

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084BB21

2G084CC05

2G084CC11

2G084CC33

2G084DD38

2G084DD55

2G084EE02

2G084EE06

2G084HH04

2G084HH22

2G084HH25

2G084HH29

2G084HH30

2G084HH43

2G084HH55

2G084HH56

(57)【要約】

【課題】異なる２つの周波数の電力を負荷に供給する場合に、第１電源側で反射波電力を抑制させる。
【解決手段】高周波電源装置は、第１周波数の第１電力を出力する第１電源と、第１周波数より低い第２周波数の第２電力を出力する第２電源と、第１整合回路と、第２整合回路と、第１電力の電圧を表す検出信号を出力する検出部と、検出信号を二乗した二乗信号を生成した後、所定の処理を行い、第２電圧の周波数および位相に一致する周期信号を生成する周期信号生成部と、第１電圧の基本波信号を周波数変調させるための変調信号を生成するとともに、変調信号の出力タイミングを周期信号のタイミングに応じて調整する波形制御部と、を備え、第１電源は変調信号を用いて第１電圧の基本波信号を周波数変調させた第１周波数信号を生成し、第１周波数信号を電力増幅して第１電力として負荷に向けて出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基本周波数を有する第１電圧を出力することにより第１電力を負荷に供給する第１電源と、
前記第１基本周波数より低い第２基本周波数を有する第２電圧を出力することにより第２電力を前記負荷に供給する第２電源と、
前記第１電源と前記負荷との間に接続された第１整合回路と、
前記第２電源と前記負荷との間に接続された第２整合回路と、
前記第１電圧を表す検出信号を出力する検出部と、
前記検出信号を二乗した二乗信号を生成した後、所定の処理を行い、前記第２電圧の周波数および位相に一致する周期信号を生成する周期信号生成部と、
前記第１電圧の基本波信号を周波数変調させるための変調信号を生成するとともに、前記変調信号の出力タイミングを前記周期信号のタイミングに応じて調整する波形制御部と、を備え、
前記第１電源は、前記変調信号を用いて第１電圧の基本波信号を周波数変調させた第１周波数信号を生成し、前記第１周波数信号を電力増幅して第１電力として前記負荷に向けて出力する高周波電源装置。

【請求項2】

前記周期信号生成部は、
前記二乗信号を生成する二乗部と、
前記第１電力の電圧の基本波の振幅成分を表す高域除去信号を出力するローパスフィルタ部と、
前記二乗信号を平均化した平均化信号を出力する平均化部と、
前記高域除去信号を前記平均化信号と比較した比較結果を表す信号を、前記周期信号として出力する比較部と、
を有する請求項１に記載の高周波電源装置。

【請求項3】

前記検出信号を二乗した差動の前記二乗信号を生成する差動二乗部と、
前記第１電力の電圧の基本波の振幅成分を表す高域除去信号を出力する差動ローパスフィルタ部と、
前記高域除去信号における正側の信号と負側の信号とを比較した比較結果を表す信号を、前記周期信号として出力する比較器と、
を有する請求項１に記載の高周波電源装置。

【請求項4】

前記波形制御部は、前記変調信号を生成するために、複数の振幅情報で構成された変調波形データを記憶しており、前記変調波形データの振幅情報を制御周期毎に順次出力するとともに、前記周期信号の所定位相のタイミングに同期させて、前記変調波形データの出力タイミングを調整する機能を有している、
請求項１から３の何れか１項に記載の高周波電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高周波電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高低差のある２つの周波数の電力を同時にプラズマ発生装置に投入する高周波電源装置が知られている。このような高周波電源装置は、高周波数の電力と低周波数の電力のそれぞれについて、インピーダンス自動整合機能により反射波電力を最小化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１８-５３６２９５号公報

【特許文献2】特開２０１７－１８８４３４号公報

【特許文献3】米国特許第１０３０４６６９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高周波電源装置が高低差のある２つの周波数の高周波電圧を同時にプラズマ発生装置に投入した場合、低周波数側（第２周波数側）の高周波電圧（第２電圧）の影響により高周波数側（第１周波数側）の高周波電圧（第１電圧）に相互変調歪（ＩＭＤ：ＩｎｔｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）が発生する。すなわち、第１電圧が第２電圧に応じて変動し、反射波電力が発生する。相互変調歪による反射波電力の変動は、高周波電源装置のインピーダンス自動整合機能の応答より速い。このため、高周波電源装置は、相互変調歪が発生した場合、インピーダンス自動整合機能を用いても、高周波数の反射波電力を十分に小さくすることが困難であった。

【0005】

また、第１電圧を第２電圧に同期した信号により周波数変調して出力することにより、相互変調歪を相殺して、高周波数側の反射波電力を低減することが考えられる。しかし、従来、第２電圧を出力する第２電源と、第１電圧を出力する第１電源とは異なるシステムクロックで動作するので、第１電源側において、第２電圧の周波数および位相に同期したタイミングで周波数変調を行うことが困難であった。ケーブルにより、第２電源で生成されたタイミング信号を第１電源に送ることも考えられるが、構成が複雑となりコストが高くなってしまっていた。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる２つの周波数の高周波電圧を負荷に供給する際に、第１電源のシステムクロックと第２電源のシステムクロックが異なる場合でも、第２電圧の周波数および位相に同期して、第１電源側で反射波電力を抑制させるための周波数変調を行うことができる高周波電源装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る高周波電源装置は、第１基本周波数を有する第１電圧を出力することにより第１電力を負荷に供給する第１電源と、前記第１基本周波数より低い第２基本周波数を有する第２電圧を出力することにより第２電力を前記負荷に供給する第２電源と、前記第１電源と前記負荷との間に接続された第１整合回路と、前記第２電源と前記負荷との間に接続された第２整合回路と、前記第１電圧を表す検出信号を出力する検出部と、前記検出信号を二乗した二乗信号を生成した後、所定の処理を行い、前記第２電圧の周波数および位相に一致する周期信号を生成する周期信号生成部と、前記第１電圧の基本波信号を周波数変調させるための変調信号を生成するとともに、前記変調信号の出力タイミングを前記周期信号のタイミングに応じて調整する波形制御部と、を備えている。前記第１電源は、前記変調信号を用いて第１電圧の基本波信号を周波数変調させた第１周波数信号を生成し、前記第１周波数信号を電力増幅して第１電力として負荷に向けて出力する。

【発明の効果】

【0008】

第１電源側で検出した検出信号に基づいて第２電圧の周波数および位相に一致する周期信号を生成することができる。そのため、第１電源のシステムクロックと第２電源のシステムクロックが異なる場合でも、第２電圧の周波数および位相に同期して、第１電源側で反射波電力を抑制させるための周波数変調を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る高周波電源装置の構成をプラズマ発生装置とともに示す図である。

【図2】図２は、変調波形データ、第１周波数信号の一例を示す図である。

【図3】図３は、周期信号生成部の構成の第１例を示す図である。

【図4】図４は、検出信号、高域除去信号および平均化信号の一例を示す図である。

【図5】図５は、周期信号生成部の構成の第２例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を説明する。

【0011】

図１は、実施形態に係る高周波電源装置１０の構成をプラズマ発生装置２０とともに示す図である。

【0012】

高周波電源装置１０は、プラズマ発生装置２０に対して、第１周波数（第１基本周波数）の電力および第２周波数（第２基本周波数）の電力を重畳した電力を供給する。第２周波数は、第１周波数より低い。第１周波数は、例えば４０ＭＨｚである。その他、例えば１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ等の工業用のＲＦ帯（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の周波数であってもよい。第２周波数は、例えば４００ｋＨｚである。他の周波数の場合もある。また、高周波電源装置１０は、プラズマ発生装置２０以外の装置を負荷として電力を供給してよい。

【0013】

プラズマ発生装置２０は、真空チャンバ内にガスを供給し、高周波電源装置１０により供給された第１周波数の電力によりガスをプラズマ化させる。これとともに、プラズマ発生装置２０は、高周波電源装置１０により供給された第２周波数の電力によりイオンを加速して真空チャンバ内に配置されたウェハ等をエッチングする。

【0014】

高周波電源装置１０は、第１周波数の電力および第２周波数の電力のそれぞれについて、インピーダンス自動整合機能により、反射波電力を最小化するように出力インピーダンスを自動調整しながら電力を供給する。これにより、高周波電源装置１０は、負荷であるプラズマ発生装置２０のインピーダンスと、出力インピーダンスとを整合させて、プラズマ発生装置２０に効率良く電力を供給することができる。

【0015】

ここで、プラズマ発生装置２０は、第２周波数の電力の周期に追従して、真空チャンバ内の正負の２つの電極の対向方向におけるプラズマの発生位置を変化させる。この結果、正負の２つの電極間に形成される仮想的なキャパシタの静電容量は、第２周波数の電力の周期で変化する。この静電容量の変化が高速であるため、高周波電源装置１０は、インピーダンス自動整合機能を用いても、第１周波数についての出力インピーダンスを静電容量の変化に追従させることができない。このため、高周波電源装置１０は、第１周波数の電力に第２周波数の電力による相互変調歪を生じさせてしまう。しかし、実施形態に係る高周波電源装置１０は、第１電力の電圧を検出してこのような相互変調歪に同期した周期信号を生成する。そして、実施形態に係る高周波電源装置１０は、生成した周期信号に基づき、相互変調歪による反射波電力の変化を相殺するような信号が周波数変調された第１周波数の電力を供給する。これにより、実施形態に係る高周波電源装置１０は、第１周波数の反射波電力を低減して、プラズマ発生装置２０に効率良く電力を供給することができる。

【0016】

高周波電源装置１０は、第１電源３１と、第２電源３２と、重畳整合器３３と、検出部３４と、周期信号生成部３５と、波形制御部３６とを備える。

【0017】

第１電源３１は、第１周波数（第１基本周波数）を有する第１電圧を出力することにより第１電力を負荷に供給する。より詳しくは、第１電源３１は、第１周波数の正弦波状の波形を有する電圧信号（基本波信号）が、第２周波数の正弦波状の波形を有する電圧信号（変調信号）によって周波数変調された電圧信号（第１周波数信号）を増幅して第１電力として出力する。出力した第１電力は負荷に供給される。第１周波数の電圧信号に対する第２周波数の電圧信号の位相は、波形制御部３６により制御される。

【0018】

第２電源３２は、第１周波数（第１基本周波数）より低い第２周波数（第２基本周波数）を有する第２電圧を出力することにより第２電力を負荷に供給する。
なお、第１電源３１から出力されて負荷に向かう高周波電圧を第１の進行波電圧、負荷側から反射されて第１電源３１に戻ってくる高周波電圧を第１の反射波電圧という。第２電源３２から出力されて負荷に向かう高周波電圧を第２の進行波電圧、負荷側から反射されて第２電源３２に戻ってくる高周波電圧を第２の反射波電圧という。

【0019】

重畳整合器３３は、第１電源３１から出力された第１電力、および、第２電源３２から出力された第２電力を受け取る。重畳整合器３３は、第１電力および第２電力のそれぞれについて、負荷であるプラズマ発生装置２０との間のインピーダンスを整合させながら、第１電力と第２電力とを重畳してプラズマ発生装置２０に供給する。

【0020】

例えば、重畳整合器３３は、第１整合回路４１と、第２整合回路４２とを含む。第１整合回路４１は、第１電源３１から第１電力を受け取る。そして、第１整合回路４１は、第１周波数のインピーダンス成分について、反射波電力または反射係数を最小化するように第１整合回路４１内のインピーダンスを自動調整しながら、第１電力をプラズマ発生装置２０に供給する。第２整合回路４２は、第２電源３２から第２電力を受け取る。そして、第２整合回路４２は、第２周波数のインピーダンス成分について、反射波電力を最小化するように出力インピーダンスを自動調整しながら、第２電力をプラズマ発生装置２０に供給する。

【0021】

検出部３４は、第１電源３１から出力された第１電力の電圧を表す検出信号を出力する。より詳しくは、検出部３４は、第１電源３１と重畳整合器３３との間の電圧を検出し、検出した電圧を表す検出信号を出力する。検出部３４は、例えば電圧測定器である。また、検出部３４は、方向性結合器を介して検出される第１電源３１から重畳整合器３３へと向かう進行波の電圧を表す検出信号を出力してもよい。

【0022】

周期信号生成部３５は、検出信号を二乗した二乗信号を生成し、生成した二乗信号における直流成分および第１の周波数の２倍以上の周波数成分を除去した周期信号を生成する。第１電力の電圧に含まれる第２電力の電圧による相互変調歪の成分は、第１電力の電圧の基本波に対する振幅成分としても含まれる。周期信号生成部３５は、検出信号の二乗信号を生成することにより、ヘテロダイン検波により第１電力の電圧の基本波に対する振幅成分を検出する。従って、周期信号生成部３５は、第１電力の電圧の基本波に含まれる第２電力の電圧の基本波による相互変調歪の成分に同期した周期信号を生成することができる。

【0023】

図２は、変調波形データ、第１周波数信号の一例を示す図である。
波形制御部３６は、第１電力の電圧の基本波を周波数変調させるための変調信号を生成する。この変調信号はメモリに記憶された変調波形データに基づいて生成される。
変調波形データは、例えば、図２のＡに示すように、第２電力の電圧の基本波と同じ周波数（第２周波数）の１周期分の振幅情報が所定の位相間隔毎に記憶された正弦波の波形データである。

【0024】

変調波形データは、第１電力の電圧の基本波を変調信号で周波数変調させた場合に、第１電力の電圧に含まれる相互変調歪の成分を相殺して、反射係数（反射波電力）が低下するように生成されている。そのために、変調波形データの１番目のデータの位相や変調波形データの振幅が調整されている。図２のＡでは、変調波形データの１番目のデータの振幅が０の場合を例示している。また、変調波形データは適宜更新される。

【0025】

なお、変調波形データにおける振幅情報の位相間隔は、第１電源３１の制御周期によって異なる。例えば、第１電源３１が１００ＭＨｚの制御周期で動作していれば、２５０分割（１００ＭＨｚ／４００ｋＨｚ）されるので、１．４４度（３６０／２５０）の位相間隔毎の振幅情報が変調波形データとして記憶される。第１電源３１が５００ＭＨｚの制御周期で動作していれば、１２５０分割（５００ＭＨｚ／４００ｋＨｚ）されるので、０．２８８度（３６０／１２５０）の位相間隔毎の振幅情報が変調波形データとして記憶される。制御周期は、システムクロックに基づいて設定される。

【0026】

波形制御部３６は、変調波形データを構成する振幅情報を制御周期毎に順次第１電源３１に出力する。第１電源３１では、変調波形データを用いて、第１電源３１内の基本波生成部（図略）から出力する基本波信号を周波数変調させた第１周波数信号（図２のＢ参照）を生成する。そして、第１周波数信号を電力増幅等して第１電力として負荷に向けて出力する。この際、波形制御部３６は、周期信号（図２のＣ参照）のタイミングに応じて変調波形データの出力タイミングをリセットする。図２のＤでは、出力タイミングが周期信号の立下りタイミングに同期してφだけシフトした例を示している。すなわち、波形制御部３６は、前記周期信号の所定位相のタイミングに同期させて、変調波形データの出力タイミングを調整する機能を有している。そのため、第１電源３１で生成される第１周波数信号は、周期信号のタイミングに応じて生成されると言える。

【0027】

このようにすれば、仮に第１電源３１のシステムクロックと第２電源３２とのシステムクロックの違いにより周波数変調のタイミングがずれたとしても、周期信号に同期したタイミングでずれがなくなる。そのため、精度のよい周波数変調の制御が行える。すなわち、相互変調歪の抑制を効果的に行うことができる。

【0028】

図１において、第１電源３１、検出部３４、周期信号生成部３５および波形制御部３６は、説明の都合上、それぞれ別個の構成として図示した。しかし、検出部３４、周期信号生成部３５および波形制御部３６は、実質的に第１電源３１の構成要素であり、同一のシステムクロックに基づいて制御が行われている。

【0029】

なお、波形制御部３６は、メモリに記憶された変調波形データに応じたアナログ信号を出力する信号発生器を含んでもよい。この場合、信号発生器は、メモリに記憶された変調波形データに応じた波形の信号を発生する。このように、デジタル信号処理だけでなくアナログ信号処理に対応させてもよい。

【0030】

図３は、周期信号生成部３５の構成の第１例を示す図である。周期信号生成部３５は、例えば、図３に示すように、二乗部５１と、ローパスフィルタ部５２と、平均化部５３と、比較部５４とを含む。

【0031】

二乗部５１は、検出部３４から受け取った検出信号を二乗した二乗信号を生成する。周波数がθの正弦波信号を二乗した信号は、式（１）のように表される。
ｓｉｎ^２（θ）＝｛ｃｏｓ（０）－ｃｏｓ（２θ）｝／２…（１）

【0032】

ｃｏｓ（０）は、第１電力の電圧の基本波に対する振幅成分を表す。ｃｏｓ（２θ）は、第１電力の電圧の基本波の２倍の周波数成分を表す。従って、二乗部５１から出力される二乗信号は、検出信号に含まれる第１電力の電圧の基本波の振幅成分と、第１電力の電圧の２倍の周波数の成分とを含む。

【0033】

ローパスフィルタ部５２は、二乗部５１から二乗信号を受け取る。ローパスフィルタ部５２は、第２周波数以下（例えば４００ｋＨｚ以下）の成分を通過させ且つ第１周波数の２倍の周波数の成分を除去する周波数特性のローパスフィルタにより、二乗部５１から受け取った二乗信号をフィルタリングした高域除去信号を出力する。

【0034】

ローパスフィルタ部５２は、二乗信号から、式（１）のｃｏｓ（２θ）に相当する信号成分を除去することができる。つまり、ローパスフィルタ部５２は、二乗信号に含まれる、式（１）のｃｏｓ（０）に相当する信号成分を表す高域除去信号を出力することができる。従って、ローパスフィルタ部５２は、検出信号に含まれる、第１電力の電圧の基本波の振幅成分を表す高域除去信号を出力することができる。

【0035】

平均化部５３は、二乗部５１から二乗信号を受け取る。平均化部５３は、第２周波数の信号を平均化することが可能な特性の平均化フィルタにより、二乗部５１から受け取った二乗信号を平均化した平均化信号を出力する。例えば、平均化フィルタは、第２周波数の信号の周期の所定倍の区間を平均するフィルタである。例えば、平均化フィルタは、第２周波数の信号の周期の４倍以上の区間を移動平均するフィルタである。このような平均化部５３は、二乗信号に含まれる第２周波数以上の周波数の信号の影響が除去された、二乗信号の直流成分を表す平均化信号を出力することができる。

【0036】

比較部５４は、ローパスフィルタ部５２から高域除去信号を受け取り、平均化部５３から平均化信号を受け取る。比較部５４は、平均化信号と高域除去信号とを比較した比較結果を表す信号を、周期信号として出力する。例えば、比較部５４は、高域除去信号が平均化信号より大きい場合に、１またはＨ論理となり、高域除去信号が平均化信号以下である場合に、０またはＬ論理となる２値の周期信号を出力する。

【0037】

相互変調歪が発生する場合、検出信号に含まれる第１電力の電圧の基本波の振幅成分、すなわち、ローパスフィルタ部５２から出力された高域除去信号には、二乗信号の直流成分と、第２周波数の成分が含まれる。高域除去信号に含まれる第２周波数の成分は、第２電源３２から出力された第２電力の影響による成分であり、第２電力の電圧の周波数および位相に一致する信号である。平均化信号は、二乗信号の直流成分を表すので、比較部５４は、平均化信号と高域除去信号とを比較することにより、高域除去信号から、二乗信号の直流成分を除去することができる。これにより、比較部５４は、第２電源３２から出力された第２電力の電圧の周波数および位相が一致した周期信号を出力することができる。

【0038】

以上のように、第１例に係る周期信号生成部３５は、平均化信号と高域除去信号とを比較することにより、第２電源３２から出力された第２電力の電圧の周波数および位相が一致した周期信号を出力することができる。

【0039】

なお、二乗部５１、ローパスフィルタ部５２、平均化部５３および比較部５４は、アナログ回路であっても、デジタル回路であってもよい。二乗部５１、ローパスフィルタ部５２、平均化部５３および比較部５４がアナログ回路である場合、周期信号生成部３５は、検出部３４からアナログの検出信号を受け取る。二乗部５１、ローパスフィルタ部５２、平均化部５３および比較部５４がデジタル回路である場合、周期信号生成部３５は、検出部３４から所定ビット数のデジタルの検出信号を受け取る。

【0040】

図４は、相互変調歪が発生した場合の検出信号、高域除去信号および平均化信号の一例を示す図である。なお、図４は、横軸が時間、縦軸が電圧を表す。また、図４の左側の縦軸の目盛が検出信号の電圧を表し、図４の右側の縦軸の目盛が高域除去信号および平均化信号の電圧を表す。

【0041】

図４に示すように、相互変調歪が発生する場合、検出信号の第１電力の電圧の基本波の振幅成分には、第２電源３２から出力された第２電力の影響により第２周波数の成分が含まれる。高域除去信号は、検出信号に含まれる第１電力の電圧の基本波の振幅成分を表している。また、高域除去信号は、検出信号を二乗した二乗信号を平均化した平均化信号を中心に正負に変動している。従って、比較部５４は、平均化信号と高域除去信号とを比較することにより、第２電源３２から出力された第２電力の電圧の周波数および位相が一致した周期信号を出力することができる。

【0042】

図５は、周期信号生成部３５の構成の第２例を示す図である。周期信号生成部３５は、例えば、図５に示すように、差動二乗部６１と、差動増幅器６２と、差動ローパスフィルタ部６３と、第１増幅器６４と、第２増幅器６５と、比較器６６とを含む構成であってよい。

【0043】

差動二乗部６１は、検出部３４から受け取った検出信号を二乗した差動の二乗信号を生成する。差動の二乗信号は、正側の信号と負側の信号との差が検出信号の二乗を表す。従って、差動の二乗信号は、正側の信号と負側の信号との差に、検出信号に含まれる第１電力の電圧の基本波の振幅成分と、第１周波数の２倍の周波数の成分とを含む。

【0044】

差動増幅器６２は、差動の二乗信号を所定のゲインで差動増幅する。差動ローパスフィルタ部６３は、差動増幅器６２から所定のゲインで増幅された二乗信号を受け取る。差動ローパスフィルタ部６３は、第２周波数以下（例えば４００ｋＨｚ以下）の成分を通過させ且つ第１周波数の２倍の周波数の成分を除去する差動のローパスフィルタにより、差動増幅器６２から受け取った差動の二乗信号をフィルタリングした差動の高域除去信号を出力する。差動の高域除去信号は、正側の信号と負側の信号との差が、検出信号に含まれる、第１電力の電圧の基本波の振幅成分を表す。

【0045】

第１増幅器６４は、差動の高域除去信号の正側の信号を所定のゲインで増幅する。第２増幅器６５は、差動の高域除去信号の負側の信号を所定のゲインで増幅する。なお、第１増幅器６４のゲインと第２増幅器６５とは、同一である。

【0046】

比較器６６は、第１増幅器６４により所定のゲインで増幅された差動の高域除去信号における正側の信号と、第２増幅器６５により所定のゲインで増幅された差動の高域除去信号における負側の信号とを受け取る。比較器６６は、差動の高域除去信号における正側の信号と、差動の高域除去信号における負側の信号とを比較した比較結果を表す信号を、周期信号として出力する。例えば、比較器６６は、正側の信号が負側の信号より大きい場合に、１またはＨ論理となり、正側の信号が負側の信号以下である場合に、０またはＬ論理となる２値の周期信号を出力する。

【0047】

差動信号における正側の信号と負側の信号とは、互いに正負が反転した同一振幅の信号である。従って、比較器６６は、差動の高域除去信号における正側の信号と負側の信号とを比較することにより、検出信号の振幅成分から、直流成分を除去し、第２周波数の信号成分を表す信号を出力することができる。これにより、比較器６６は、第２電源３２から出力された第２電力の電圧の周波数および位相が一致した周期信号を出力することができる。

【0048】

以上のように、第２例に係る周期信号生成部３５は、差動の高域除去信号における正側の信号と負側の信号とを比較することにより、第２電源３２から出力された第２電力の電圧の周波数および位相が一致した周期信号を出力することができる。

【0049】

以上のような実施形態に係る高周波電源装置１０は、相互変調歪に同期した周期信号を生成する。そして、実施形態に係る高周波電源装置１０は、生成した周期信号に基づき、相互変調歪による反射波電力の変化を相殺するような信号が周波数変調された第１周波数の電力を供給する。これにより、実施形態に係る高周波電源装置１０は、第１周波数の反射波電力を低減して、負荷であるプラズマ発生装置２０に効率良く電力を供給することができる。

【0050】

さらに、実施形態に係る高周波電源装置１０は、相互変調歪に同期した周期信号を、第１電力の電圧を表す検出信号に基づき生成する。これにより、実施形態に係る高周波電源装置１０は、第２電源３２からタイミング信号をケーブル等により取得することなく、簡易な構成で相互変調歪に同期した周期信号を生成することができる。従って、実施形態に係る高周波電源装置１０は、異なる２つの周波数の電力を負荷であるプラズマ発生装置２０に供給する場合に、簡易な構成で、反射波電力を低減することができる。

【0051】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、種々の変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0052】

１０ 高周波電源装置、２０ プラズマ発生装置、３１ 第１電源、３２ 第２電源、３３ 重畳整合器、３４ 検出部、３５ 周期信号生成部、３６ 波形制御部、４１ 第１整合回路、４２ 第２整合回路、５１ 二乗部、５２ ローパスフィルタ部、５３ 平均化部、５４ 比較部、６１ 差動二乗部、６２ 差動増幅器、６３ 差動ローパスフィルタ部、６４ 第１増幅器、６５ 第２増幅器、６６ 比較器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】