(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波電力を供給す増幅部の劣化又は検出器の異常を把握する技術を提供する。【解決手段】高周波供給装置１は、発振器２０から供給される高周波を増幅して負荷に供給する増幅部２と、増幅部２から負荷４に供給される電流、電圧または電力のパラメータを検出するパワー検出部６と、増幅部２を駆動させる駆動電流を供給する電流供給部２２と、検出されたパラメータに基づき、増幅部２の増幅度を変更する指令信号を、当該パラメータが目標値となるように出力する指令信号出力部５と、指令信号を監視して異常の有無を検出する第１の異常検出部、あるいは前記駆動電流を検出する電流検出部と当該駆動電流の上限値及び下限値を記憶する電流データ記憶部とを含み、当該上限値及び下限値に基づいて異常の有無を検出する第２の異常検出部と、を備える。【選択図】図１
2020159949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振器から供給される高周波を増幅して負荷に供給する増幅部と、
前記増幅部から前記負荷に供給される電流、電圧または電力のパラメータを検出するパラメータ検出部と、
前記増幅部を駆動させる駆動電流を供給する電流供給部と、
検出された前記パラメータに基づき、前記増幅部の増幅度を変更する指令信号を、当該パラメータが目標値となるように出力する指令信号出力部と、
前記指令信号を監視して異常の有無を検出する第１の異常検出部、あるいは前記駆動電流を検出する電流検出部と当該駆動電流の上限値及び下限値を記憶する電流データ記憶部とを含み、当該上限値及び下限値に基づいて異常の有無を検出する第２の異常検出部と、
を備える高周波供給装置。
【請求項２】
前記第１の異常検出部及び前記第２の異常検出部が設けられる請求項１に記載の高周波供給装置。
【請求項３】
前記増幅部は前段側の増幅部と、後段側の増幅部と、を備え、
前記指令信号により、前記前段側の増幅部の増幅度が変更され、
前記電流検出部は、前記後段側の増幅部に供給される駆動電流を検出する請求項１または２記載の高周波供給装置。
【請求項４】
前記第１の異常検出部は、少なくとも予め設定された前記増幅度の上限値を超えるものに相当する指令信号が出力されるときに異常を検出する請求項１ないし３のいずれか一つに記載の高周波供給装置。
【請求項５】
前記駆動電流の上限値及び下限値と、前記増幅度の上限値を超える増幅度に対応する指令信号と、のうちの少なくとも一方は、前記電力の目標値ごとに設定されている請求項４に記載の高周波供給装置。
【請求項６】
前記増幅部を格納する筐体と、
前記筐体内の温度を検出する温度センサと、
検出された温度に基づいて異常の有無を判定する第３の異常検出部と、が設けられる請求項１ないし５のいずれか一項に記載の高周波供給装置。
【請求項７】
前記増幅部は、基板に搭載される集積回路のチップに含まれ、前記温度センサは当該チップの表面に設けられる請求項６に記載の高周波供給装置。
【請求項８】
前記負荷は、半導体基板を格納してプラズマ処理する処理容器に設けられる部材である請求項１ないし７のいずれか一項に記載の高周波供給装置。
【請求項９】
発振器から供給される高周波を増幅部にて増幅して負荷に供給する工程と、
前記増幅部から前記負荷に供給される電流、電圧または電力のパラメータを検出する工程と、
検出された前記パラメータに基づき、前記増幅部の増幅度を変更する指令信号を、当該パラメータが目標値となるように出力する工程と、
前記指令信号を監視して異常の有無を検出する工程、あるいは前記増幅部を駆動させる駆動電流を検出し、予め電流データ記憶部に記憶された当該駆動電流の上限値及び下限値に基づいて異常の有無を検出する工程と、を含む高周波電力の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、高周波供給装置及び高周波電力の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、例えば基板に対して成膜処理やエッチング処理を行うにあたって、プラズマを用いるプラズマ処理装置が知られている。このようなプラズマ処理装置は、例えばプラズマ電極にアンプにより増幅した高周波電力を供給する高周波供給装置を備えている。そして例えば処理容器内に処理ガスを供給すると共に、プラズマ電極に高周波電力を供給して処理容器内に高周波電界を形成し、処理ガスをプラズマ化して基板にプラズマ処理を行う。
【０００３】
例えば特許文献１には、複数並列接続された真空管を備えた高周波電源装置が記載されている。この高周波電源装置においては、複数の真空管のカソード電圧の平均値に対する各真空管の電圧変化率を演算する電圧演算部と、複数の真空管の電流の平均値に対する各真空管の電流変化率を演算する電流演算部と、を設けている。そして各真空管の電圧変化率と、電圧寿命設定値と、を比較すると共に、電流変化率と、電流寿命設定値と、を比較することで各真空管が寿命を迎えたか否かを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１４３３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、高周波電力を供給するにあたって増幅部の劣化又は検出部の異常を把握する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の高周波供給装置は、発振器から供給される高周波を増幅して負荷に供給する増幅部と、
前記増幅部から前記負荷に供給される電流、電圧または電力のパラメータを検出するパラメータ検出部と、
前記増幅部を駆動させる駆動電流を供給する電流供給部と、
検出された前記パラメータに基づき、前記増幅部の増幅度を変更する指令信号を、当該電力が目標値となるように出力する指令信号出力部と、
前記指令信号を監視して異常の有無を検出する第１の異常検出部、あるいは前記駆動電流を検出する電流検出部と当該駆動電流の上限値及び下限値を記憶する電流データ記憶部とを含み、当該上限値及び下限値に基づいて異常の有無を検出する第２の異常検出部と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、高周波電力を供給するにあたって増幅部の劣化又は検出部の異常を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施の形態に係る高周波供給装置を示すブロック図である。
【図２】前記高周波供給装置に設けられるコントローラを示すブロック図である。
【図３】電力の目標値に対応した操作量の上限値と下限値とを示すグラフ図である。
【図４】電力の目標値に対応した電流値の上限値と下限値とを示すグラフ図である。
【図５】前記高周波供給装置を備えたプラズマ処理装置の断面図である。
【図６】他の実施形態に係る高周波供給装置を示す構成図である。
【図７】電力の目標値に対応した温度の上限値と下限値とを示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示に係る高周波供給装置について説明する。図１に示すように高周波供給装置１は高周波電力を、アンプ２により増幅して負荷４に供給するように構成されている。後段側の増幅部であるアンプ２はトランジスタを複数組み合わせて構成されており、図１中の２２は、アンプ２に駆動電流である直流電流を供給する電流供給部である。本例の高周波供給装置１は、負荷４に入力される高周波の電力を測定し、高周波電力の測定値に基づいて、アンプ２の増幅率を増減させ高周波の電力が設定された目標値になるように調整する。
【００１０】
図１に示すように高周波供給装置１は、パラメータ検出部の一例である高周波の電力を測定するパワー検出部６を備えている。パワー検出部６は、例えば高周波の電圧値を測定し、電圧値の振幅に基づいて、電力測定値を算出する。
また高周波供給装置１は、指令信号出力部であるコントローラ（制御機器）５を備えている。コントローラ５については詳しくは後述するが、上位装置１００により設定された電力の目標値と、パワー検出部６における電力測定値と、の差分値に基づいて、増幅素子３における高周波信号の増幅度を変更するための指令信号であるデジタル信号を出力する。
【００１１】
そして高周波供給装置１は、高周波発振器２０と、高周波発振器２０からアンプ２へ供給される高周波の出力を増減させる増幅素子３を備えている。前段側の増幅部である増幅素子３は、Ｄ／Ａコンバータ３１と、トランジスタなどにより構成される増幅回路３２と、を備えている。増幅素子３においては、デジタル信号である指令値(指令信号)をＤ／Ａコンバータ３１にてアナログ電圧に変換する。このアナログ電圧に応じた増幅度で、増幅回路３２は高周波信号の増幅を行う。
【００１２】
ここで高周波供給装置１においては、高周波の供給を行っているうちにアンプ２が徐々に劣化し、やがて故障してしまうことがある。従来は、例えば電力測定値の値を監視しており、電力測定値が閾値を下回ったときにアラームを発報したり、装置を停止するように制御していた。しかしながらこのような制御の場合には、装置の動作中において負荷４に供給される高周波の電力が低くなったことをもって判断するため、負荷４側の電力が不十分になり、負荷４側の処理に不具合が生じてしまう問題がある。後述するように負荷４が半導体ウエハＷの処理装置を構成する部品である場合には、当該半導体ウエハＷの処理が不良になってしまい、歩留りが低下してしまう。そして、そのようにアンプ２が故障して使用不可になったときに、その時点から交換用の部品や交換作業の手配を行うとすると、高周波供給装置１の復旧に長い時間がかかってしまい、その間、半導体ウエハＷの処理が滞ってしまう。
そこで本開示に係る高周波供給装置１においては、コントローラ５において、上記の操作量を監視すると共に、電流供給部２２からアンプ２に供給される駆動電流の電流値を監視することにより、アンプ２から出力される電力が大きく低下する前に、アンプ２の劣化を把握するように構成している。
【００１３】
図２は、コントローラ５を示すブロック図である。コントローラ５はＣＰＵ９１を備えると共に、電力制御部９３Ａ、第１の異常検出部である操作量異常検出部９３Ｂ、及び第２の異常検出部である電流異常検出部９３Ｃを備えている。なお図２中の９０は、バスである。さらには、メモリ９２を備え、メモリ９２内には、指令値記憶部９２Ａ、操作量データ記憶部９２Ｂ、及び電流データ記憶部９２Ｃが格納されている。またコントローラ５には、アラーム９４が接続されると共に、上位装置１００から電力の目標値が入力され、パワー検出部６から電力測定値が入力されるように構成されている。さらには、コントローラ５は、図１に示すアンプ２を駆動するための直流電流（ＤＣ）の電流値を検出するように設けられた電流検出部２１から電流値が入力されるように構成されている。
【００１４】
電力制御部９３Ａは、既述のように上位装置１００から入力される電力の目標値と、パワー検出部６から入力される電力測定値と、の差分値に基づいてデジタル信号を操作量として出力する。この差分値が大きいほど、増幅素子３における増幅率が大きくなるように（操作量が大きくなるように）デジタル信号が出力される。このようにコントローラ５からはデジタル信号が出力され、当該デジタル信号の変化により上記の増幅率が変化するが、説明の便宜上、後述の各グラフでは、このデジタル信号の変化が、アナログの数値のパラメータの変化であるものとし、このアナログの数値のパラメータを操作量として説明する。
【００１５】
本例の操作量異常検出部９３Ｂは、操作量と、操作量データ記憶部９２Ｂに記憶された操作量の上限閾値及び下限閾値と、に基づいてアンプ２の異常を判定する。図３は、操作量データ記憶部９２Ｂに記憶された関係式を模式的に示したグラフ図であり、図３中の斜線で示した範囲が操作量の第１の上限閾値と第１の下限閾値との間に含まれる値を示し、斜線で示した領域の外側のドットを付した領域が第２の上限閾値と第２の下限閾値との間に含まれる値を示している。
【００１６】
操作量の第１の下限閾値Ｓ１ｍｉｎは、例えば電力の目標値をＰとして新品のアンプ２を用いて高周波を出力し、電力制御部９３Ａにより、高周波の電力を制御したときに想定される操作量の下限値に基づいて設定される。また操作量の第２の下限閾値Ｓ２ｍｉｎは、第１の下限閾値Ｓ１ｍｉｎよりも低い値であって、
明らかに装置の不具合と判定できる値に基づいて設定される。
【００１７】
また操作量の第１の上限閾値Ｓ１ｍａｘは、例えば電力の目標値をＰとして、十分な電圧の高周波を出力できるものの、使用により劣化したアンプ２を用いて高周波を出力し、電力制御部９３Ａにより、高周波の電力を制御したときに想定される操作量の上限値に基づいて設定される。さらに操作量の第２の上限閾値Ｓ２ｍａｘは、第１の上限閾値Ｓ１ｍａｘよりも高い値であって、アンプ２が故障していると判断できる操作量の値に基づいて設定される。
高周波供給装置１においては、電力の目標値Ｐが大きくなると、増幅度を大きくする必要があるため、操作量も大きくなる。従って操作量の上限閾値と、操作量の下限閾値と、は、上位装置１００から入力される電力の目標値Ｐが大きくなるに従い大きな値となるように設定されている。
【００１８】
操作量異常検出部９３Ｂは、増幅部３２から出力されている操作量と、電力の目標値Ｐに基づいて設定される操作量の第１の上限閾値Ｓ１ｍａｘ、第１の下限閾値Ｓ１ｍｉｎ、第２の上限閾値Ｓ２ｍａｘ、第２の下限閾値Ｓ２ｍｉｎと比較して異常の有無を検出する。
【００１９】
そして操作量が、第１の上限閾値Ｓ１ｍａｘを越えている場合、あるいは第１の下限閾値Ｓ１ｍｉｎを下回っている場合には、アンプ２の劣化を知らせるアラーム９４を発報する機能を備えている。さらに操作量が、第２の上限閾値Ｓ２ｍａｘを越えている場合、あるいは第２の下限閾値Ｓ２ｍｉｎを下回っている場合には、アンプ２の交換などのメンテナンスのために高周波供給装置を停止する機能を備えている。
【００２０】
また本例の電流異常検出部９３Ｃは、アンプ２を駆動する駆動電流の電流値と電流データ記憶部９２Ｃに記憶された電流値の上限閾値及び下限閾値とを比較してアンプ２の異常を判定する。図４は、電流データ記憶部９２Ｃに記憶された関係式を模式的に示したグラフ図であり、図３中の斜線で示した範囲が電流値の第１の上限閾値と第１の下限閾値との間に含まれる値を示し、斜線で示した領域の外側のドットを付した領域が電流値の第２の上限閾値と第２の下限閾値との間に含まれる値を示している。
【００２１】
電流値の第１の下限閾値Ａ１ｍｉｎは、例えば電力の目標値をＰとして新品のアンプ２を用いて高周波を出力し、電力制御部９３Ａにより、高周波の電力を制御したときに想定される電流値の下限閾値に基づいて設定される。また電流値の第２の下限閾値Ａ２ｍｉｎは、第１の下限閾値Ａ１ｍｉｎよりも低い値であって、
明らかに装置の不具合と判定できる値に基づいて設定される。
【００２２】
また電流値の第１の上限閾値Ａ１ｍａｘは、例えば電力の目標値をＰとして、十分な電圧の高周波を出力できるものの、使用により劣化したアンプ２を用いて高周波を出力し、電力制御部９３Ａにより、高周波の電力を制御したときに想定される電流値の上限値に基づいて設定される。さらに電流値の第２の上限閾値Ａ２ｍａｘは、第１の上限閾値Ａ１ｍａｘよりも高い値であって、アンプ２が故障していると判断できる操作量の値に基づいて設定される。
また高周波供給装置１においては、電力の目標値Ｐが大きくなると、増幅度を大きくする必要があるため、電流値も大きくなる。従って電流値の上限閾値と、電流値の下限閾値と、は、上位装置１００から入力される電力の目標値Ｐが大きくなるに従い大きな値となるように設定されている。
【００２３】
電流異常検出部９３Ｃは、アンプ２に供給される駆動電流の電流値と、電力の目標値Ｐに基づいて設定される電流値の第１の上限閾値Ａ１ｍａｘ、第１の下限閾値Ａ１ｍｉｎ、第２の上限閾値Ａ２ｍａｘ、第２の下限閾値Ａ２ｍｉｎと比較して異常の有無を検出する。
そして電流値が、第１の上限閾値Ａ１ｍａｘを越えている場合、あるいは第１の下限閾値Ａ１ｍｉｎを下回っている場合には、アンプ２の劣化を知らせるアラーム９４を発報する機能を備えている。さらに電流値が、第２の上限閾値Ａ２ｍａｘを越えている場合、あるいは第２の下限閾値Ａ２ｍｉｎを下回っている場合には、アンプ２の交換などのメンテナンスのために高周波供給装置１を停止する機能を備えている。
【００２４】
本開示に係る高周波供給装置１の作用について説明する。高周波供給装置１の電源が投入されると上位装置１００からコントローラ５に電力の目標値Ｐが入力される。この時高周波電力は、負荷４に供給されていないため、コントローラ５にて、電力の目標値Ｐとパワー検出部６における電力測定値と、の差分値に基づいて、操作量が増幅素子３に出力される。増幅素子３において、この操作量に応じた増幅度で高周波が増幅されてアンプ２に出力され、さらに当該高周波はアンプ２で増幅されて負荷４に出力される。
【００２５】
操作量は急激に上昇し、電力の目標値Ｐと電力測定値との偏差が小さくなるにつれて、一定の値になるように安定化する。例えば、コントローラ５から増幅度調整部３に指令値の出力を開始してから、例えば所定の時間経過後、当該コントローラ５は、当該操作量を所定の間隔で取得し、例えば平均値を算出する。以下の説明で各閾値に対する比較に用いる操作量は、この平均値であるものとする。
【００２６】
そして操作量異常検出部９３Ｂにより、当該操作量と、電力の目標値Ｐに基づいて設定されている操作量の上限閾値、及び下限閾値と、を比較する。また電流検出部２１にて検出されたアンプ２の駆動電流の電流値がコントローラ５に入力される。そして電流異常検出部９３Ｃにより、当該電流値と、電力の目標値Ｐに基づいて設定されている電流値の上限閾値、及び下限閾値と、を比較する。
【００２７】
そしてアンプ２がそれほど劣化しておらず正常に機能している場合には、操作量は、図３に示す電流の目標値Ｐにおける操作量の第１の上限閾値Ｓ１ｍａｘと、第１の下限閾値Ｓ１ｍｉｎとの間に収まる。また電流値は、図４に示す電流の目標値Ｐにおける電流値の第１の上限閾値Ａ１ｍａｘと、第１の下限閾値Ａ１ｍｉｎとの間の値に収まる。従って操作量異常検出部９３Ｂ及び電流異常検出部９３Ｃは、アラーム９４を発せずに負荷４側に高周波の供給が継続される。
【００２８】
ここで高周波供給装置１を使用しているうちにアンプ２は、徐々に劣化する。これによりアンプ２に入力される操作量に対して出力する高周波の電力が低くなる傾向にある。そのため電力の目標値Ｐと、電力測定値との差が大きくなり、操作量は増幅素子３における増幅度をより大きくするように大きな値が出力される。またアンプ２が劣化することにより、アンプ２の抵抗が上昇することから、アンプ２の駆動電流の電流値が上昇していく。
【００２９】
そしてアンプ２の劣化度合いが大きくなると、例えば操作量異常検出部９３Ｂにて、アンプ２に入力されている操作量と、電力の目標値Ｐに対して設定された操作量の上限閾値と下限閾値との範囲を比較したときに、前記操作量が、例えば第１の上限閾値Ｓ１ｍａｘを超えてしまう。この結果操作量異常検出部９３は、アンプ２の劣化を知らせるアラーム９４を発報する。
【００３０】
また例えばアンプ２に入力されている操作量が、操作量の第１の上限閾値Ｓ１ｍａｘと第１の下限閾値Ｓ１ｍｉｎとの範囲にある場合においても、アンプ２の駆動電流の電流値が電力の目標値Ｐに基づいて設定された電流値の第１の上限閾値Ａ１ｍａｘを越えている場合には、アンプ２の劣化を知らせるアラーム９４を発報する。
【００３１】
このようにアンプ２に入力される操作量が大きいことをもって、あるいはアンプ２駆動電流の電流値が大きくなったことをもってアラーム９４が発報されユーザーは、アンプ２の劣化を把握することができる。この時アンプ２においては、電力の目標値Ｐに対して設定された操作量の上限閾値Ｓ１ｍａｘよりも大きな操作量が入力される。そのためアンプ２は劣化に応じた大きな操作量を受信する。これによりアンプ２は劣化しているものの電力の大きな高周波を出力することができるため、負荷４側には、十分な電力の高周波が供給される。このように負荷４側に供給される高周波の電力が十分である段階にて、ユーザーはアンプ２の劣化を把握することができ、例えば代替となる高周波供給装置の準備や、計画的な処理の停止を行うことができる。
【００３２】
さらにアラーム９４が発報された後も高周波供給装置１の駆動を継続した場合に、アンプ２の劣化が進行すると、電力の目標値Ｐに対する操作量はさらに大きくなる。そしてやがて操作量が第２の上限閾値Ｓ２ｍａｘを上回る。この時操作量異常検出部９３Ｂは、例えばアラーム９４を発報すると共に高周波供給装置１を停止する。
さらには、アンプ２の劣化が進行すると、電力の目標値Ｐに対する電流値もさらに大きくなることから、電流値が第２の上限閾値Ａ２ｍａｘを上回った場合にも例えばアラーム９４を発報すると共に高周波供給装置１を停止する。
【００３３】
また例えばパワー検出部６に不良がある場合には、例えば電力測定値が大きくなってしまうことがある。この場合には、電力の目標値Ｐと、電力測定値と、の差分値が小さくなり、指令値が小さくなるため、操作量が小さくなる。
本実施の形態においては、操作量を監視するにあたって、電力の目標値Ｐに対する増幅度の下限閾値以上であるかも監視している。そのためこの様に増幅量が小さすぎる場合にも操作量が第１の下限閾値Ｓ１ｍｉｎを下回ったときには、アラーム９４が発報され、ユーザーは、パワー検出部６の不良を把握することができる。さらに操作量が第２の下限閾値Ｓ２ｍｉｎを下回ったときには、高周波供給装置１を停止する。
【００３４】
また操作量が小さくなることによりアンプ２から出力される電力が小さくなることから駆動電流の電流値も減少する。本開示に係る高周波供給装置１においては、電流値を監視するにあたって、電力の目標値Ｐに対する電流値の下限閾値以上であるかも監視しているため、同様にパワー検出部６の不良を把握することができる。
【００３５】
このような本実施の形態に係る高周波供給装置１は、例えば基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」と呼ぶものとする）にプラズマにより処理を行うプラズマ処理装置に適用することができる。プラズマ処理装置４０は、図５に示すように処理容器１０を備え、処理容器１０内にはウエハＷを略水平に保持するための載置台１５が支持柱１６を介して設けられている。処理容器１０の側面に設けられた１１は、ウエハＷの搬入出口であり、１２は、ゲートバルブである。処理容器１０には、排気管１３を介して真空排気部１４が接続されている。
【００３６】
また処理容器１０の天井面には、ウエハＷに向けて基板を処理する処理ガスを供給するための金属製のシャワーヘッド１７が絶縁部材１７ａを介して設けられ、処理ガス供給源１８から供給されるガスを処理容器１０内に供給するように構成されている。またシャワーヘッド１７には、整合器１９を介して高周波供給装置１が接続されている。従って、図１で示した負荷４が、この例ではシャワーヘッド１７に相当する。
【００３７】
このような装置においては、真空雰囲気とした処理容器１０内に処理ガスを供給すると共に、シャワーヘッド１７に高周波電力を供給して、処理容器１０内に高周波電界を形成することで処理ガスをプラズマ化し、ウエハＷの処理を行う。しかしながら高周波供給装置１の劣化、例えばアンプ２の劣化を把握できずにウエハＷの処理を行っていると、ウエハＷの処理時にアンプ２が故障してしまうことがある。このようにウエハＷの処理中にアンプ２が故障してしまうと、処理容器１０内に高周波電界が形成できずに、処理ガスを十分にプラズマ化できずにウエハＷの処理が不十分となり、ウエハＷの製品不良が発生することがある。
【００３８】
そのため本開示に係る高周波供給装置１をプラズマ処理装置４０に適用することで、アンプ２が故障してしまう前に、アンプ２の劣化を把握することができる。従ってウエハＷの処理中のアンプ２の故障に伴う製品不良を抑制することができる。またアンプ２が故障する前に、予め代替の高周波供給装置１の準備や計画的な製品処理停止を行えることから、ウエハＷの処理中の故障に伴い発生する不必要なダウンタイムの削減を実現することができる。なお、負荷４の例としては上記のシャワーヘッド１７には限られず、載置台１５に設けられた、電極であってもよい。高周波が供給される当該電極は、上記のように生成したプラズマ中のイオンを載置台１５上のウエハＷに引き込むためのものである。
【００３９】
上述の実施の形態は、高周波を増幅して負荷４に供給する高周波供給装置１において、出力される高周波の電力が、設定された電力の目標値Ｐになるようにアンプ２の増幅度を制御するように構成している。そして増幅度を操作する操作量を監視し、操作量が、電力の目標値Ｐに対応するように設定された操作量の上限閾値と下限閾値との間の値から外れたときにアラーム９４を発報する。またアンプ２を駆動するための電流の電流値を監視し、電流値が、電力の目標値Ｐに対応するように設定された電流値の上限閾値と下限閾値との間の値から外れたときにアラーム９４を発報する。これによりアンプ２の劣化を把握することができる。
【００４０】
また操作量を監視して異常の有無を検出する操作量異常検出部９３Ｂと、アンプ２の電流値を検出して異常の有無を検出する電流異常検出部９３Ｃと、の一方を備えた構成であれば、アンプ２の劣化を検出することができるが、操作量異常検出部９３Ｂと、電流異常検出部９３Ｃと、両方備えることで、アンプ２の異常の検出精度がより向上する。
さらにパラメータ検出部は、アンプ２から出力される高周波の電圧あるいは電流の測定値を求める電圧検出部、あるいは電流検出部を用いることができる。そして検出された電流あるいは電圧に基づき、上記の操作量が決定され、それに基づき異常が検出される構成であってもよい。電流を検出した場合には、電圧に変換され測定値が算出され、既述のように電力を検出した場合にも同様である。ただし、精度を高く制御するためには電力を検出することが好ましい。
【００４１】
またアンプ２が正常な状態において、アンプ２に入力される操作量の上限閾値と、下限閾値との範囲は、電力の目標値Ｐにより異なる。さらにアンプ２が正常な状態において、アンプ２を駆動する駆動電流の電流値の上限閾値と、下限閾値との範囲は、電力の目標値Ｐにより異なる。
例えばプラズマ処理装置においては、ウエハＷに行うレシピごとに、例えば処理時間が異なることがあり、要求される高周波電力の目標値Ｐが異なることがある。そのためレシピごとに、操作量の上限閾値と、下限閾値との範囲及び駆動電流の電流値の上限閾値と、下限閾値との範囲の適切な値が異なる。従って操作量の上限閾値と、下限閾値との範囲、及び駆動電流の電流値の上限閾値と、下限閾値との範囲を電力の目標値Ｐ毎に設定することが好ましい。
【００４２】
また例えば操作量の上限閾値と、下限閾値との範囲、及び駆動電流の電流値の上限閾値と、下限閾値との範囲をレシピごとに設定するようにしてもよい。なお、上記の特許文献１については真空管に供給される電流に基づいて真空管の劣化具合を検出しているが、本開示のように供給される電流の上限閾値及び下限閾値を設定し、当該上限閾値及び下限閾値との比較で異常の有無を検出することは行われていない。
【００４３】
またアンプ２の温度変化により、アンプ２の異常の有無を検出するように構成してもよい。パワー検出部６、コントローラ５、増幅素子３、電圧供給源３３、高周波発振器２０、アンプ２は、筐体２０１内に設けられている。そして、図６に示すようにアンプ２を構成する回路は、例えば集積回路のチップ２００に含まれている。当該チップ２００は筐体２０１内に設けられた基板である回路基板２０２に搭載されている。そしてチップ２００の表面に温度センサ２０３を設けるように構成し、コントローラ５にて、温度センサ２０３の検出温度を取得できるように構成する。
【００４４】
コントローラ５は、例えば温度記憶部９２Ｄを備え、電力の目標値Ｐに対応した温度センサ２０３の検出温度の上限閾値、下限閾値が記憶された温度記憶部９２Ｄと、温度センサ２０３の検出温度と、電力の目標値Ｐに対応した検出温度の上限閾値、下限閾値と、を比較するための第３の異常検出部９３Ｄとを備えている。なお図６に示すコントローラ５は、図２に示したコントローラ５の構成に加えて、温度記憶部９２Ｄと、第３の異常検出部９３Ｄとを備えた構成であるが、省略して記載している。図７は、温度記憶部９２Ｄに記憶された関係式を模式的に示したグラフ図である。このように温度記憶部９２Ｄには、電力の目標値Ｐ毎に設定された温度の上限閾値Ｔｍａｘと下限閾値Ｔｍｉｎとが記憶されている。
【００４５】
例えばアンプ２が劣化してアンプ２を構成する回路の抵抗が上昇したときには、発熱が大きくなり検出温度が高くなることから、各々の電力の目標値Ｐにおいてアンプ２が劣化したと判断できる温度を温度の上限閾値として記憶する。またアンプ２が正常に駆動しているときに検出される温度の範囲の下限閾値を当該電力の目標値Ｐに対応した温度の下限閾値として記憶する。
【００４６】
そして第３の異常検出部９３Ｄは、チップ２００の温度が電力の目標値Ｐに対応して設定された温度の上限閾値を超えているときには、アラーム９４を発報する。このように構成することでアンプ２の発熱によってもアンプの劣化を把握することができ、アンプ２の劣化を確実に把握することができる。また、温度センサ２０３の不良によって、検出温度が下限閾値を下回る場合が有る。この場合には、当該温度センサ２０３の不良を推定することができる。
【００４７】
この温度センサ２０３によって検出される温度範囲についても、操作量の範囲と同様に第１の上限閾値、第２の上限閾値、第１の下限閾値、第２の下限閾値を設定することができる。そして、検出温度と各閾値との比較結果により、アラームの出力と、高周波供給装置１の動作停止とを区別して行うようにすることができる。温度センサ２０３については、検出温度がアンプ２を構成するチップ２００の温度に対応すればよいので、筐体２０１内においてチップ２００から離れた位置に設けられていてもよい。ただし、既述のようにチップ２００に設けることでアンプ２の状態の変化を温度変化として精度高く検出することができるので好ましい。
【００４８】
また操作量異常検出部９３Ｂにおいて、操作量を監視して以上の有無を検出するにあたっては、操作量の値と、電力の目標値Ｐに対する操作量の上限閾値及び下限閾値と、を比較することに限らない。例えば単位時間当たりの操作量の変化率を測定し、操作量の変化率が大きくなったことをもって、アンプ２の劣化と判断するようにしてもよい。
また従来行われていたように電力測定値の値を監視し、電力測定値が閾値を下回ったときにアラーム９４を発報したり、装置を停止するように制御することと組み合わせてもよい。
【００４９】
ところで、増幅素子３中のＤ／Ａコンバータ３１はコントローラ５に含まれていてもよい。また、アンプ２及び増幅素子３は一体化されていてもよいし、夫々が２個以上複数に分割されていてもよい。その場合、夫々のアンプ２、増幅素子３について既述した手法で劣化の検出を行ってもよい。
また、各アンプ２、増幅素子３について検出された既述の劣化具合を示す電流値や操作量を各々合計し、この合計値に基づいて異常であるか否かの判定を行ってもよい。アンプ２の増幅度を増減するにあたり、上記の例では直流電圧（ＦＥＴ(Field effect transistor)）のソース電圧を固定し、ゲート信号のレベルを増減させることで行っている。ただし、ゲート信号のレベルを固定し、ソース電圧の増減により行ってもよい。
【００５０】
以上に検討したように、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１                高周波供給装置
２                アンプ
３                増幅素子
６                パワー検出部
２０              高周波発振器
２２              電流供給部
９３Ｂ            操作量異常検出部
９３Ｃ            電流異常検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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