(57)【要約】      （修正有）【課題】伝送線路を流れる信号を検出した際に含まれる信号遅延による位相差検出の誤差を解消する事が可能な半導体製造装置を提供する。【解決手段】真空チャンバ中にプラズマを生成するためのアンテナ電極と、被処理材を保持する基板電極と、前記アンテナ電極に伝送線路とインピーダンスマッチング回路を介して電力を供給する第１の高周波電源と、前記基板電極に伝送線路とインピーダンスマッチング回路を介して電力を供給する第２の高周波電力源と、前記第１の高周波電源が供給する電力の位相を検出する第１の検出器１０８と、前記第２の高周波電源が供給する電力の位相を検出する第２の検出器１０９とを有し、前記第１及び第２の検出器のそれぞれは、入力された信号を２値化して出力する２値化回路２０６と、前記アンテナ電極あるいは前記基板電極から前記２値化回路２０６までの伝送線路上の信号遅延を調節する遅延回路２０５を備える。【選択図】図２
2007273662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ中にプラズマを生成するためのアンテナ電極と、被処理材を保持する基板電極と、前記アンテナ電極に伝送線路とインピーダンスマッチング回路を介して電力を供給する第１の高周波電源と、前記基板電極に伝送線路とインピーダンスマッチング回路を介して電力を供給する第２の高周波電力源と、前記第１の高周波電源が供給する電力の位相を検出する第１の検出器と、前記第２の高周波電源が供給する電力の位相を検出する第２の検出器と、前記第１及び第２の検出器の出力から前記第１及び第２の高周波電源が供給する電力の位相差を検出する位相制御部とを有する半導体製造装置であって、
前記第１及び第２の検出器のそれぞれは、
入力された信号を２値化して出力する２値化回路と、前記アンテナ電極あるいは前記基板電極から前記２値化回路までの伝送線路上の信号遅延を調節する遅延回路を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１の半導体製造装置において、
前記遅延回路は、コンデンサとコイルが直列接続された遅延回路に並列に接続された可変容量コンデンサからなる調整手段を備え、当該調整手段を調節することで、信号遅延を調整することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
請求項２の半導体製造装置において、
前記遅延回路と前記伝送線路間に、当該伝送線路を流れる電力から所定の入力信号を得るピックアップ回路と、当該ピックアップ回路が得た入力信号に含まれるノイズ成分を除去するフィルタ回路を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
請求項１の半導体製造装置において、
前記遅延回路及び２値化回路をＤＳＰ(Digital Signal Processing)ユニット，ＭＰＵ（Micro Processing Unit）のデジタル回路によって構成することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
請求項４の半導体製造装置において、
前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源は、制御用ＭＰＵ(Micro Processing Unit) を備え、前記遅延回路及び２値化回路と双方向通信を行う通信ネットワークを構成し、
前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源の出力電力の位相差検出、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源の位相差の設定、および位相差設定値と検出された位相差の比較の処理を前記通信ネットワークによって行うことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エッチング処理，アッシング処理，ＣＶＤ処理など、プラズマを応用した半導体製造装置に関し、特に、プラズマ生成、及びプラズマ中の荷電粒子の運動方向とエネルギーを任意に制御するための位相差制御可能な高周波電力源に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程では、エッチング処理，アッシング処理，ＣＶＤ処理など、プラズマを応用したさまざまな処理が行われている。これらプラズマを用いた処理装置では、処理ガスを電離し、イオン化することで被処理材との反応性を高めている。また、処理の高精度化を目的として、高周波バイアス電力を用いて被処理材への荷電粒子の入射角を制御し、処理の異方性向上を実現している。ここで、処理チャンバ内において、プラズマ内の荷電粒子の運動方向（入射角）とエネルギーを制御するとき、プラズマを挟むように構成された２つの電極間に印加される高周波電力の位相が正確にそろっていないと効率のよい制御が行えない。
【０００３】
このような処理を行う処理装置の一例として、プラズマエッチング装置と呼ばれる装置がある。（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
この装置は、真空容器内に被処理材を保持するための試料台を持ち、被処理材の上下にプラズマを形成するための高周波電力供給用アンテナと、これを形成・制御するための空心コイルを真空容器の外周部に持つ構造をしている。高周波電力供給用アンテナの形状は円形で、被処理材をはさむようにして上下に対向して設置されている。被処理材の上部にあるアンテナには、プラズマを生成するための第１の高周波電力と、プラズマ雰囲気中に含まれる荷電粒子を被処理材に誘導するための第２の高周波電力をそれぞれ独立した高周波電力源から供給している。被処理材の下部にあるアンテナには、第２の高周波電力源と任意の位相角を異にした位相差を持った第３の高周波電力が供給され、被処理材に対し、垂直に電界が形成されている。供給された第１の高周波電力は、真空容器中に供給される処理ガスを電離しプラズマ化する。このとき、真空容器外周部にある空心コイルの発生させる磁場によって、電離された処理ガスを閉じ込め、真空容器中のプラズマの形状と密度・分布を任意の形に制御する。ここで、第２，第３の高周波電力によって生成された電界が、プラズマ中の荷電粒子を被処理材に垂直に入射するように運動方向と入射エネルギ−を制御することで、より優れた異方性制御と高速処理を可能にする装置が知られている。
【０００５】
上述するような装置では、被処理材の処理精度を常に一定に保ち、信頼性の高い処理を実現するために、プラズマ中の荷電粒子の密度と分布、被処理材に入射する荷電粒子の入射角とエネルギー、フラックスを一定に保つ工夫が必要である。そのため、以下に示すような特別の構造をもった処理システムが考案されている。
【０００６】
図１に示すのは、上記各特許文献で示されたプラズマエッチング装置の一般的な装置構成であり、真空容器１０１中にプラズマのエネルギー源となる電力を伝達するアンテナ電極１０２および基板電極１０３，処理ガスを供給するガス供給装置１１１を設けることで処理室を構成している。真空容器１０１の外周部には処理室を囲むようにして磁場発生用のコイル１１２が配置してある。真空容器１０１上部には、電力を供給するためのアンテナ電極１０２と、ガス供給装置１１１から処理ガスを真空容器内に導入するための微細な孔が複数開いたガス導入板１１３が設置されている。また、真空容器１０１には、真空を維持するために、真空排気装置（ここではターボ分子ポンプ）１１４が接続されている。また、上部のアンテナ電極１０２は、処理室中にプラズマを維持するための高周波電力を供給する機能と、被処理材に垂直な電界を発生させるための高周波電力を供給する機能を有している。下部の基板電極１０３は、被処理材１１５に垂直な電界を発生させるための高周波電力を供給する機能と、被処理材を搭載し、クーロン力によってこれを吸着・保持するためのステージとしての機能を有している。
【０００７】
上部アンテナ電極１０２には、真空容器１０１の外に配置してある高周波電力を供給するための第１の高周波電力源１１６と接続するために同軸導波管１２０が接続されている。同軸導波管１２０によって真空容器１０１外に引き出された伝送線路には、プラズマを生成するための第１の高周波電力源１１６と、プラズマから被処理体に荷電粒子を入射させるための第２の高周波電力源１０６がミキサ・フィルタ１１７を経由して接続されている。ミキサ・フィルタ１１７は、第１，第２の高周波電力源１１６および１０６から供給される電力を合成して、アンテナ電極１０２に供給する機能を有している。ミキサ・フィルタ１１７と第１の高周波電力源１１６は、伝送線路やプラズマのインピーダンス変動を吸収するためのマッチングボックス１１８を経由して接続されている。また、ミキサ・フィルタ１１７と第２の高周波電力源１０６は、伝送線路やプラズマのインピーダンス変動を吸収するためのマッチングボックス１０４を経由し、さらに、高周波電力の位相を制御するために必要な位相・ピーク電圧を検出する検出器１０８がミキサとの間に接続されている。検出器１０８から得られたデータは、第２，第３の高周波電力源１０６および107の位相を制御する位相制御器１１０に伝達され、これらの電力源を連動して制御できるようになっている。
【０００８】
被処理材１１５下部に設置された基板電極１０３に高周波電力を供給している第３の高周波電力源１０７は、基板電極１０３と第３の高周波電力源１０７の間に、マッチングボックス１０５，検出器１０９が接続されており、検出器１０９から得られたデータを基に、位相制御器１１０によって第２の高周波電力源１０６と連動するように制御されている。また、被処理材１１５下部に設置される基板電極１０３には、被処理材１１５を基板電極１０３に吸着・保持するためのクーロン力を発生させるための直流電圧源１１９が接続されている。
【０００９】
上述のプラズマエッチングシステムでは、第２，第３の高周波電力源１０６および107の位相差を制御することにより、アンテナ電極１０２および基板電極１０３に印加した高周波電力の位相を一定に保ち、電位差を安定させるシステムになっている。プラズマ空間に対し垂直に形成される電界が一定に保たれることで、プラズマ中から基板電極１０３に向かって荷電粒子を掃引するエネルギーが安定する。その結果、不用意な荷電粒子のエネルギー上昇による被処理材１１５表面における酸化膜の損傷(チャージアップ・ダメージ)を低減することが可能となる。また、ランダムに運動するプラズマ中の荷電粒子を、垂直方向に一定の電界で掃引するため、被処理材１１５表面での入射角をある程度制御することが可能となり、異方性向上に貢献することが可能となる。これを応用した例としては、特許文献３がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３２１０３１号公報
【特許文献２】特開２００４−１１１４３２号公報
【特許文献３】特開平８−１６２２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようなシステムにおいて、性能を維持する上で問題となるのは、処理室内に設置された上下電極の端面での位相差を正確に検出する手段である。第２，第３の高周波電力源の出力電力の位相差検出は、それぞれの伝送線路中に設置した検出器による。一般的に検出器は２値化回路を有し、これによって２値化した信号を位相制御器１１０に備えた専用の比較器（位相差検出回路）を用いて２つの信号の差を求め、位相差と定義している。そのため、比較器に入力される２値化された信号が、伝送線路を流れる信号に対して未知の遅延を含んでいた場合、実信号とは異なった位相差を検出することになり、高周波電力源に誤った位相差を与えてしまう。その結果、上下の電極に印加している電力の位相差が一定ではなくなり、被処理材表面における荷電粒子のエネルギーが一定とはならず、チャージアップ・ダメージを与える原因になってしまう。
【００１２】
上述した問題は、特に、検出器１０８，１０９内の２値化回路単体、および各電極の端面から検出器１０８，１０９内の２値化回路の入力部までの伝送系の持つ回路素子の誤差が一定ではないことに起因している。なお、２値化回路は、ピックアップ回路により伝送線路中から分離した高周波電力の持つ波形を検出し、Ｈｉ，Ｌｏの２値に変換するしくみとなっている。
【００１３】
高周波の信号は、回路素子のばらつきの影響を受けやすく、伝送線路や、基板材料，回路パターンの影響も無視できないことが一般に知られている。これらは、加工時の微少な誤差，素子そのものの誤差などにより常にばらつきを持っており、位相検出回路では、これらの影響は位相ずれとして現れる。そのため、伝送線路の入力端を基準として検出器
１０８，１０９内の２値化回路の出力信号の位相を見たとき、その関係は、ある程度のばらつきを持つ関係にある。位相制御器１１０は、検出器１０８，１０９の出力信号を比較することで位相差を求めているため、これらの出力信号が不確定なばらつきを持っている場合、正確な位相差を求めることが難しくなってしまう。そこで、特許文献３に示したシステムでは、第２，第３の高周波電力源を含む位相差制御システムに相当する系全体で位相差が一定となるよう調整を行っているが、経年劣化や機器の故障による交換などにより、ばらつきの大きさが変化すると位相差の検出精度を維持することが難しくなってしまう。
【００１４】
そこで本発明は、上述の課題の解決を目的として、検出器１０８，１０９単体で、常に一定の誤差範囲（ばらつき）を保証できるような手法を開発することで、制御システム全体での調整を不要にし、運用コストの低減と、検出精度の向上を図ることが可能な半導体製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、高周波電力源と電極間の伝送線路中に挿入した検出器に、上述のばらつきを補正する機構を搭載するものである。これにより、検出器単体での遅延時間のばらつきを一定に保つようにし、高周波電力源の位相差制御システム全体での精度を向上する。
【００１６】
具体的な手段は、アナログ的手法とデジタル的手法によるものがある。
【００１７】
アナログ的手法とは、検出器内の波形整形・遅延回路と２値化回路をアナログ回路で構成した場合である。検出器では、入力された信号に対しコンデンサ（Ｃ１）３０１、及びコイル（Ｌ１）３０２によって一定の遅延を与え、その出力をバッファ，インバータなどの素子によって２値化し、専用のコントローラに送信するという一連の動作をとる。更に、ここに可変容量コンデンサ等を含む調整機構を追加することで、一定範囲の遅延時間調節を可能とし、回路素子，回路製作時の誤差，経年劣化による回路素子の定数変化などの個体差を吸収することで、常に一定の遅延量を保証できる構成とする。実際の運用では、伝送線路の入力端の位相と、２値化回路の出力信号の立ち上がり部分の関係が一定となるよう、前述の調整機構を設定する。
【００１８】
デジタル的手法とは、検出器内の波形整形・遅延回路と２値化回路をＤＳＰ（Digital Signal Processing）ユニットやＭＰＵ（Micro Processing Unit）に置き換えたシステムである。この構成では、伝送線路からピックアップ回路により分離した電力を、Ａ／Ｄコンバータ（Analog-Digital  コンバータ）によって量子化し、以後、ＭＰＵに搭載したプログラムによって演算，解析を行い、その結果を数値として出力する。
【００１９】
また、この手法は、ＭＰＵを用いた検出手段であるため、数値化した入力信号の位相情報を装置間通信ネットワークを介して高周波電力源の位相コントローラにリアルタイムで伝達、任意の位相差になるよう、第２，第３の高周波電力源の位相を制御することで、分散制御も可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明を用いることで、２値化回路１０８の持つばらつきを一定に規定することが可能となり、いかなる組み合わせにおいても位相制御器１１０での位相差の検出結果を一定に保証することが可能となる。その結果、アンテナ電極１０２および基板電極１０３間での電位差を一定に保てることから、被処理材１１５表面における荷電粒子の入射方向・エネルギーを安定的に制御することが可能となり、チャージアップ・ダメージの低減や、処理の異方性向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明を用いた位相差制御電力源のシステムについて、二つの実施例を示す。
【実施例１】
【００２２】
本発明に係る位相差制御電力源とこれを用いるプラズマ処理装置について、図１〜図３を用いて詳細を説明する。図１は、本発明にかかる位相差制御電力源を搭載するプラズマエッチング装置を示す概略構成図である。概略的には、既に説明した従来の装置構成と共通する。共通する部分については、説明を省略する。
【００２３】
次に図２，図３を用いて本実施例の詳細を説明する。図２には、検出器１０８，１０９と位相制御器１１０の処理内容を示したブロック図、図３には、２値化回路を含む位相差制御電力源のブロック図を示す。
【００２４】
図２において、伝送線路Ａ  ２０２は、アンテナ電極１０２に繋がる伝送線路、伝送線路Ｂ  ２０７は、基板電極１０３に繋がる伝送線路である。伝送線路Ａ  ２０２及び伝送線路Ｂ  ２０７につながる系の構成は同一であるため、伝送線路Ａ  ２０２について説明する。
【００２５】
伝送線路Ａ  ２０２からピックアップ回路２０３によって一定割合の電力を分離（以後、入力信号とする）し、ミキサ・フィルタ回路１１７内のフィルタ回路２０４へ入力する。信号を受け取ったフィルタ回路２０４では、入力信号に含まれるノイズ成分（位相差制御電力源の出力を、単一の周波数を持つ正弦波とすると、これ以外の帯域の信号）を除去する。ノイズの除去された入力信号は、波形整形・遅延回路２０５に入力される。信号を受け取った波形整形・遅延回路２０５では、ピックアップ回路２０３から２値化回路206直前までの回路に起因する誤差による信号遅延を一定に保つよう、遅延時間を任意に可変し、あらかじめ定められた規定範囲内に調整する。遅延時間を調整された入力信号は２値化回路２０６に入力され、インバータ，バッファなどによって正弦波をＨｉ，Ｌｏの２値に変換する。
【００２６】
伝送線路Ｂ  ２０７については、上記の流れと同一の処理フローが独立した回路によって行われている。
【００２７】
伝送線路Ａ，Ｂの２値化された入力信号は、位相制御器１１０内の位相比較器・演算回路２０１に入力され、二つの矩形波の時間遅れを検出する。検出した時間遅れと伝送する信号の周波数に対応した波長から、遅延による波長ずれを演算，角座標変換によって位相角として認識する。
【００２８】
図３において、第２の高周波電力源１０６は、位相制御器１１０内にある位相を任意に設定できる信号源（ＯＳＣ：Oscillator）３０４から基準となる信号を受信し、内部の
ＡＭＰ（増幅回路）３０５によって設定された電力まで増幅する。増幅された信号は、内部インピーダンス負荷３０６によって５０Ωに調整され、出力される。第２の高周波電力源１０６から出力された信号は、真空容器１０１中に形成されるプラズマ３０７の負荷変動を吸収するためのマッチングボックス１０４（インピーダンス調整回路）に入力される。
【００２９】
マッチングボックス１０４では、プラズマ３０７負荷の変動に対応し、可変容量コンデンサＶＣ２（３０８），可変容量コンデンサＶＣ３（３０９）などの可変素子を調整することで伝送線路のインピーダンスを一定に保つように制御する。マッチングボックス104から出力された電力は、ミキサ・フィルタ回路１１７を通して電極へ印加される。
【００３０】
ミキサ・フィルタ回路１１７とマッチングボックス１０４の間には、伝送線路から一定の割合で電力を分離するピックアップ回路２０３がある。このピックアップ回路２０３の出力は、専用のフィルタ回路２０４を経由した後、位相を検出するための波形整形・遅延回路２０５と２値化回路２０６とピーク電力を検出・制御するためのＶｐｐ検出回路310に入力される（以後、この信号を入力信号とする）。
【００３１】
波形整形・遅延回路２０５と２値化回路２０６内には、回路の誤差による信号遅延を一定に保つための調整機構として、可変容量コンデンサＶＣ１（３０３）が搭載されている。この可変容量コンデンサＶＣ１を、入力信号と出力される２値の信号の位相の関係が一定となるよう、あらかじめ調節しておく。可変容量コンデンサＶＣ１によって遅延が一定に調整された信号は、インバータ，バッファなどを組み合わせた２値化回路によってＨｉ，Ｌｏの２値に変換される。
【００３２】
２値に変換された信号は、専用の通信回路を通って位相制御器１１０に伝達され、もう一方の伝送線路（伝送線路Ｂ）に設置された同様の回路からの出力と比較することで、位相差を決定する。また、Ｖｐｐ検出回路３１０では、伝送される電力のピーク電力をモニタしている。この値は、位相制御器１１０，第２の高周波電力源１０６に伝達され、出力電力が一定となるように制御するのに用いられる。
【実施例２】
【００３３】
次に、ＤＳＰ，ＭＰＵなど（以下、デジタル回路とする。）を用いた位相差検出について詳細を説明する。図４に、ピックアップ回路２０３の出力から、電力の位相を示す信号を取得するまでの処理フローを示す。
【００３４】
この処理は、図３に示した波形整形・遅延回路２０５と２値化回路２０６の機能を、
ＭＰＵなどのデジタル回路とプログラムによって代替するものである。本回路の特徴である、入力信号に対する出力信号の位相ずれを補正するための手段は、プログラムによって組み込まれ、伝送線路から分離された信号を位相制御器１１０によって取り扱うことが可能な位相情報を出力するまでの全ての処理をプログラムによって行う。
【００３５】
はじめに、伝送線路からピックアップ回路により、一定の割合で分離された入力信号を、Ａ／Ｄコンバータによって量子化する。
【００３６】
量子化された入力信号は、図３にあるフィルタ回路２０４の代わりに、ＦＦＴ(Fast 
Fourier Transport)やウェーブレット法などの数学的手法により、高周波電力源が出力する周波数以外の成分を分離し、波形整形を行う。波形整形を行った入力信号は、あらかじめプログラムされた、伝送線路からＡ／Ｄコンバータの入力部までの回路に起因する位相ずれを補正するための定数を用いて、位相ずれを補正する。または、あらかじめ設定されたずれ量になるよう、入力信号の位相の変化を反映して、補正を行う。補正された入力信号は、伝送線路Ａ  ２０２，伝送線路Ｂ  ２０７のそれぞれに設置されたデジタル回路を同期させるための共通のタイマを基準として、入力信号の任意のポイントの時間遅れを計算する。この計算結果を、位相信号として位相制御器１１０へ出力する。
【００３７】
次に、デジタル的手法を用いた２値化回路を利用し、位相差検出機構を分散型制御システムとして構成する例について説明する。図５，図６に、ネットワークを経由して接続した複数のデジタル回路を用いて、伝送線路Ａ  ２０２、および伝送線路Ｂ  ２０７を流れる電力の位相差を検出，制御するための処理フローの一例を示す。
【００３８】
図５、および図６に示したフローチャートは、伝送線路Ａ ２０２，伝送線路Ｂ ２０７、に設置された２値化回路のＭＰＵ，第２の高周波電力源１０６，第３の高周波電力源
１０７に設置された制御用ＭＰＵを双方向通信可能なネットワークで接続した場合を示している。
【００３９】
また、各装置に搭載されたＭＰＵは、それぞれが連動して動作するという性格上、動作の基準となるタイマを共通化している。通信する信号には、必ずこのタイマから取得した時間情報を付加し、特に位相検出ルーチンでは位相を示す信号を取得する際の共通の基準とする。
【００４０】
はじめに、伝送線路Ａ  ２０２における処理フローについて示す。伝送線路Ａ  ２０２に設置したピックアップ回路２０３によって伝送中の電力の一部を取り出し、Ａ／Ｄコンバータに入力する（以後、この信号を入力信号Ａとする）。Ａ／Ｄコンバータでは、入力信号Ａを量子化し、デジタルデータ化する。量子化した入力信号Ａに対し、ＦＦＴ，ウェーブレット法などの数学的手法を用いて、入力信号Ａの周波数と異なる成分（ノイズや、他の電力源の持つ周波数成分）を除去し、波形整形を行う。波形整形を行った入力信号Ａに対して近似関数を算出し、ＤＳＰユニットを用いてこれと一致する波形を合成する。合成した波形に対し、伝送線路ＡからＡ／Ｄコンバータの入力部までの回路に起因する位相ずれを補正するための定数を用いて、位相ずれを補正する。または、あらかじめ設定されたずれ量になるよう、入力信号の位相の変化を反映して、補正を行う。合成・補正を行った波形を、先の波形整形を行った入力信号Ａと比較し、波長の一致と、位相が定められた関係にあることを確認する。ここで、合成した波形を疑似基準波形と仮定する。この疑似基準波形は、入力信号Ａの理想的な波形と考えられることから、共通のタイマを基準として波形の任意のポイントの時間遅れを求める。この結果と、疑似基準波形の周波数を示すデータを伝送線路Ｂ  ２０７に設置したＭＰＵに送信する。
【００４１】
次に、伝送線路Ｂ  ２０７の処理フローについて示す。伝送線路Ｂ  ２０７に設置されたピックアップ回路２０８によって伝送中の電力の一部を取り出し、Ａ／Ｄコンバータに入力する（以後、この信号を入力信号Ｂとする）。Ａ／Ｄコンバータでは、入力信号Ｂを量子化し、デジタルデータ化する。量子化した入力信号Ｂに対し、ＦＦＴやウェーブレット法などの数学的手法を用いて、入力信号Ｂの周波数と異なる成分（ノイズや、他の電力源の持つ周波数成分）を除去し、波形整形を行う。この信号に対し、伝送線路ＢからＡ／Ｄコンバータの入力部までの回路に起因する位相ずれを補正するための定数を用いて、位相ずれを補正する。または、あらかじめ設定されたずれ量になるよう、入力信号の位相の変化を反映して、補正を行う。つぎに、補正した信号に対し共通のタイマを基準として波形の任意のポイントの時間遅れを求める。求めた時間遅れを、伝送線路ＡのＭＰＵより送信された時間遅れと比較し、ずれ量を算出する。算出したずれ量と、疑似基準信号の周波数から、遅延量を計算する。この遅延量は、ある点を基準としたとき、それぞれの波形においてその点に達するまでの時間のずれ量（変位）なので、角座標変換すると位相のずれとなる。
【００４２】
ここで求めた遅延量を、第２の高周波電力源１０６、および第３の高周波電力源１０７に送信する。遅延量を受信した第２，第３の高周波電力源１０６および１０７は、第２の高周波電力源１０６の出力電力の位相を基準として第３の高周波電力源１０７の出力電力との位相差を計算する。この位相差と、受信した遅延量を位相に変換した値とを比較し、ずれ量を求める。さらに、このずれ量と設定した位相差までの変化量を求め、より少ない位相変化で調整が可能な電力源を選定、先に求めた変化量から、該当する高周波電力源内部のＯＳＣ（Oscillator）に対して、位相角の設定値を計算・伝達する。
【００４３】
以上の一連の動作をリアルタイムで繰り返すことにより、常に位相差を一定に保つフィードバック制御を実現する分散型の制御システムである。
【００４４】
以上、本発明によれば、アナログ的手法，デジタル的手法の如何によらず、二つの伝送線路を流れる交流信号の位相差を常に安定的に検出することが可能となる。特に、デジタル的手法では、プログラムによって全ての処理を行うため、位相ずれの補正を、装置運用中にリアルタイムで補正量を変化させながら行ったり、任意の形状に波形整形を行うなどの運用も可能となる。また、ＭＰＵからは、位相情報を数値として出力するため、アナログ波形を出力するアナログ的手法に比べ、ノイズ耐性や信頼性の向上も可能となる。さらに、本例によれば、位相差制御電力源の位相差制御システムから専用のコントローラを排除することが可能となり、小型かつ汎用のＭＰＵなどを用いた分散型制御システムを構築することが可能となる。これは、処理の高速化，信頼性の向上，装置全体の制御システムを視野に入れた次世代の分散型制御システムへの発展性など、導入による多くのメリットが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】プラズマエッチング装置の概略構成図である。
【図２】検出器及び位相制御器のブロック図である。
【図３】位相差検出機構の説明を説明するためのブロック図である。
【図４】２値化回路をデジタル的手法で構成した場合の処理のフローチャートである。
【図５】位相差制御電力源の位相差検出、制御を分散型制御システムとした場合のフローチャートの一例。伝送線路から、位相差情報の決定までを示す。
【図６】位相差制御電力源の位相差検出、制御を分散型制御システムとした場合のフローチャートの一例。位相差の決定から、電力源のＯＳＣの制御までを示す。
【符号の説明】
【００４６】
１０１…真空容器、１０２…アンテナ電極、１０３…基板電極、１０４,１０５,１１８…マッチングボックス、１０６…第２の高周波電力源、１０７…第３の高周波電力源、
１０８，１０９…検出器、１１０…位相制御器、１１１…ガス供給装置、１１２…コイル、１１３…ガス導入板、１１４…ターボ分子ポンプ、１１５…被処理材、１１６…第１の高周波電力源、１１７…ミキサ・フィルタ、１１９…直流電圧源、１２０…同軸導波管、１２１…フィルタ回路、２０１…位相比較器・演算回路、２０２…伝送線路Ａ、２０３，２０８…ピックアップ回路、２０４…フィルタ回路、２０５…波形整形・遅延回路、206…２値化回路、２０７…伝送線路Ｂ、３０１…コンデンサ Ｃ１、３０２…コイル Ｌ１、３０３…可変容量コンデンサ  ＶＣ１、３０４…ＯＳＣ(Oscillator)、３０５…ＡＭＰ
（増幅器）、３０６…内部インピーダンス負荷、３０７…プラズマ、３０８…可変容量コンデンサ ＶＣ２、３０９…可変容量コンデンサ ＶＣ３、３１０…Ｖｐｐ検出回路。
【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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