【手続補正書】
【提出日】平成20年9月3日(2008.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合装置であって、
前記インピーダンス整合装置の入力端における、前記高周波電源から前記負荷側に進行する進行波に関する情報及び前記負荷から前記高周波電源側に進行する反射波に関する情報を検出する高周波情報検出手段と、
前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を検出する可変素子情報検出手段と、
予め測定することによって取得された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の特性パラメータを前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第１記憶手段と、
前記可変素子情報検出手段によって検出された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報と、前記第１記憶手段に記憶された前記特性パラメータと、前記高周波情報検出手段によって検出された進行波に関する情報及び反射波に関する情報とに基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報を算出する第１算出手段と、
前記第１算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報と、前記第１記憶手段に記憶された複数の前記特性パラメータとに基づいて、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の入力端における入力反射係数を算出する第２算出手段と、
前記第２算出手段によって算出された複数の入力反射係数を前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第２記憶手段と、
前記第２記憶手段に記憶された複数の入力反射係数のうち、予め設定された所望の目標入力反射係数に最も近似する入力反射係数を選定し、選定した入力反射係数に対応する前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする、インピーダンス整合装置。
【請求項２】
前記第２算出手段は、
前記第１算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報と、前記第１記憶手段に記憶された複数の前記特性パラメータとに基づいて、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の入力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報を算出し、この算出された前記インピーダンス整合装置の入力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報に基づいて、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する入力反射係数を算出する、請求項１に記載のインピーダンス整合装置。
【請求項３】
高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合装置であって、
前記インピーダンス整合装置の入力端における、前記高周波電源から前記負荷側に進行する進行波に関する情報及び前記負荷から前記高周波電源側に進行する反射波に関する情報を検出する高周波情報検出手段と、
前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を検出する可変素子情報検出手段と、
予め測定することによって取得された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の特性パラメータを前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第１記憶手段と、
前記可変素子情報検出手段によって検出された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報と、前記第１記憶手段に記憶された前記特性パラメータと、前記高周波情報検出手段によって検出された進行波に関する情報及び反射波に関する情報とに基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報を算出する第１算出手段と、
前記第１算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報に基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における反射係数を算出する第３算出手段と、
予め設定された所望の目標入力反射係数と、前記第１記憶手段に記憶された複数の前記特性パラメータとに基づいて、前記第１記憶手段に記憶された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の出力端における反射係数を算出する第４算出手段と、
前記第４算出手段によって算出された複数の反射係数を前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第３記憶手段と、
前記第３記憶手段に記憶された複数の反射係数のうち、前記第３算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における反射係数に最も近似する反射係数を選定し、選定した反射係数に対応する前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする、インピーダンス整合装置。
【請求項４】
高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合装置であって、
前記インピーダンス整合装置の入力端における、前記高周波電源から前記負荷側に進行する進行波に関する情報及び前記負荷から前記高周波電源側に進行する反射波に関する情報を検出する高周波情報検出手段と、
前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を検出する可変素子情報検出手段と、
予め測定することによって取得された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の特性パラメータを前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する記憶手段と、
前記可変素子情報検出手段によって検出された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報と、前記記憶手段に記憶された前記特性パラメータと、前記高周波情報検出手段によって検出された進行波に関する情報及び反射波に関する情報とに基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報と、予め設定された所望の目標入力反射係数と、前記記憶手段に記憶された複数の前記特性パラメータとに基づいて、前記目標入力反射係数にするための前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする、インピーダンス整合装置。
【請求項５】
前記所望の目標入力反射係数を設定する設定手段がさらに設けられた、請求項１ないし４のいずれかに記載のインピーダンス整合装置。
【請求項６】
前記特性パラメータは、Ｓパラメータ、又はこのＳパラメータから変換されることによって取得されたＴパラメータである、請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス整合装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
半導体やフラットパネルディスプレイ等を製造する際のプロセスのうち最も重要なプロセスの一つとして、プラズマプロセスがある。このプラズマプロセスに用いるプラズマプロセスチャンバーには、プラズマを生成するためのエネルギー源として直流電圧やマイクロ波電圧を印加するタイプのものも一部には存在するが、多くのプラズマプロセスチャンバーでは、例えば１００ｋＨｚ〜３００ＭＨｚの無線周波帯域の高周波電圧を印加する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
無線周波帯域の高周波電圧を用いるプラズマプロセスチャンバーにおいては、高周波電源のインピーダンスと、負荷としてのプラズマプロセスチャンバーのインピーダンスとを整合させることにより、負荷から高周波電源への反射電力を最小にして負荷への供給電力を最大にするために、高周波電源と負荷との間にインピーダンス整合装置が介装される。図１０は、特許文献１に記載された、インピーダンス整合装置を用いたシステムの構成を示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記公報に開示されたインピーダンス整合回路３３には、その入力側に高周波電源３１が接続され、その出力側に負荷３２が接続されている。インピーダンス整合装置には、入力側検出器３４と、インダクタＬ２，Ｌ３及びインピーダンス可変素子としての可変キャパシタＶＣ３，ＶＣ４からなる整合回路とが設けられている。入力側検出器３４は、無線周波帯域の高周波電圧Ｖ、高周波電流Ｉ、及び高周波電圧Ｖと高周波電流Ｉとの位相差θを検出するものであり、検出された高周波電圧Ｖ、高周波電流Ｉ及びそれらの位相差θは、インピーダンス整合回路３３とは別途設けられたＡ／Ｄコンバータ３５を介してコンピュータ３６に入力される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第１の側面によって提供されるインピーダンス整合装置は、高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合装置であって、前記インピーダンス整合装置の入力端における、前記高周波電源から前記負荷側に進行する進行波に関する情報及び前記負荷から前記高周波電源側に進行する反射波に関する情報を検出する高周波情報検出手段と、前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を検出する可変素子情報検出手段と、予め測定することによって取得された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の特性パラメータを前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第１記憶手段と、前記可変素子情報検出手段によって検出された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報と、前記第１記憶手段に記憶された前記特性パラメータと、前記高周波情報検出手段によって検出された進行波に関する情報及び反射波に関する情報とに基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報を算出する第１算出手段と、前記第１算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報と、前記第１記憶手段に記憶された複数の前記特性パラメータとに基づいて、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の入力端における入力反射係数を算出する第２算出手段と、前記第２算出手段によって算出された複数の入力反射係数を前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第２記憶手段と、前記第２記憶手段に記憶された複数の入力反射係数のうち、予め設定された所望の目標入力反射係数に最も近似する入力反射係数を選定し、選定した入力反射係数に対応する前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを調整する調整手段と、を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明によれば、インピーダンスを整合させるとき、例えばＳパラメータやＴパラメータなどの特性パラメータを用いているので、従来のように入力インピーダンス、インピーダンス可変素子のインピーダンス、及び負荷回路側のインピーダンスに基づいてインピーダンスを整合させる構成に比べ、インピーダンス整合装置内部の浮遊容量やインダクタンス成分等を含んだ上で、より精度よくインピーダンス整合を行うことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の第２の側面によって提供されるインピーダンス整合装置は、高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合装置であって、前記インピーダンス整合装置の入力端における、前記高周波電源から前記負荷側に進行する進行波に関する情報及び前記負荷から前記高周波電源側に進行する反射波に関する情報を検出する高周波情報検出手段と、前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を検出する可変素子情報検出手段と、予め測定することによって取得された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の特性パラメータを前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第１記憶手段と、前記可変素子情報検出手段によって検出された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報と、前記第１記憶手段に記憶された前記特性パラメータと、前記高周波情報検出手段によって検出された進行波に関する情報及び反射波に関する情報とに基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報を算出する第１算出手段と、前記第１算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報に基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における反射係数を算出する第３算出手段と、予め設定された所望の目標入力反射係数と、前記第１記憶手段に記憶された複数の前記特性パラメータとに基づいて、前記第１記憶手段に記憶された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の出力端における反射係数を算出する第４算出手段と、前記第４算出手段によって算出された複数の反射係数を前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する第３記憶手段と、前記第３記憶手段に記憶された複数の反射係数のうち、前記第３算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における反射係数に最も近似する反射係数を選定し、選定した反射係数に対応する前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを調整する調整手段と、を備えたことを特徴としている（請求項３）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の第３の側面によって提供されるインピーダンス整合装置は、高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合装置であって、前記インピーダンス整合装置の入力端における、前記高周波電源から前記負荷側に進行する進行波に関する情報及び前記負荷から前記高周波電源側に進行する反射波に関する情報を検出する高周波情報検出手段と、前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を検出する可変素子情報検出手段と、予め測定することによって取得された、複数の前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に対する前記インピーダンス整合装置の特性パラメータを前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報との対応関係を持たせて記憶する記憶手段と、前記可変素子情報検出手段によって検出された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報と、前記記憶手段に記憶された前記特性パラメータと、前記高周波情報検出手段によって検出された進行波に関する情報及び反射波に関する情報とに基づいて、前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記インピーダンス整合装置の出力端における進行波に関する情報及び反射波に関する情報と、予め設定された所望の目標入力反射係数と、前記記憶手段に記憶された複数の前記特性パラメータとに基づいて、前記目標入力反射係数にするための前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された前記インピーダンス可変素子の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを調整する調整手段と、を備えたことを特徴としている（請求項４）。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
好ましい実施の形態によれば、前記所望の目標入力反射係数を設定する設定手段がさらに設けられるとよい（請求項５）。他の好ましい実施の形態によれば、前記特性パラメータは、Ｓパラメータ、又はこのＳパラメータから変換されることによって取得されたＴパラメータであるとよい（請求項６）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
また、進行波反射波算出部２２及び第１Ｔパラメータ参照部２３で構成される部分が本願の第１算出手段として、仮想入力反射係数算出部２４及び第２Ｔパラメータ参照部２６で構成される部分が第２算出手段として、最小反射係数特定部２５は請求項１に記載の特定手段として、メモリ２７は第２記憶手段としてそれぞれ機能する。また、ベクトル化部２０は、高周波情報検出手段の一部として機能する（前述したように、方向性結合器６も、本願の高周波情報検出手段の一部として機能している。すなわち、方向性結合器６およびベクトル化部２０によって構成される部分が、高周波情報検出手段として機能する）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
【数２】
2006166412.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
進行波反射波算出部２２では、ステップＳ１において現時点における入力端３ａの進行波の電圧Ｖｆｉ及び反射波の電圧Ｖｒｉが入力されており、それらと、可変キャパシタＶＣ１，ＶＣ２の現時点の調整位置におけるＴパラメータのデータとに基づいて、出力端３ｂにおける進行波の電圧Ｖｆｏ及び反射波の電圧Ｖｒｏが算出される（Ｓ５）。この場合、下記に示す数式３によって現時点の出力端３ｂにおける進行波の電圧Ｖｆｏ及び反射波
の電圧Ｖｒｏが算出される。なお、現時点の出力端３ｂにおける反射波の電圧Ｖｒｏを進行波の電圧Ｖｆｏで除算すると、出力反射係数Гｏを算出することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
以下、インピーダンス整合装置３の動作を、図７に示す制御部９Ａの機能ブロック図、及び図８に示すフローチャートを参照して説明する。第２実施形態に係る制御部９Ａは、ベクトル化部２０、進行波反射波算出部２２、第１Ｔパラメータ参照部２３、出力反射係数算出部３１、第２Ｔパラメータ参照部２６、仮想出力反射係数算出部３２、メモリ３３、及び反射係数特定部３４によって構成される。上記構成において、第１実施形態と同一の記号を付した部分については、同一の機能を有するものとする。その他の構成については、第１実施形態の構成と略同様である。なお、出力反射係数算出部３１は本願の第３算出手段として、仮想出力反射係数算出部３２及び第２Ｔパラメータ参照部２６で構成される部分が第４算出手段として、メモリ３３は第３記憶手段として、反射係数特定部３４は請求項３に記載の特定手段としてそれぞれ機能する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
ここで、Ｔ11″，Ｔ21″，Ｔ12″，Ｔ22″は、可変キャパシタＶＣ１，ＶＣ２の各調整位置に対するＴパラメータの各パラメータである。なお、数式８は、以下のようにして求めることができる。仮想出力反射係数Гｏ′は、出力端３ｂにおける反射波の電圧Ｖｒｏを進行波の電圧Ｖｆｏで除算したもので表され、Гｏ′＝Ｖｒｏ／Ｖｆｏとなる。反射波及び進行波の電圧Ｖｒｏ，Ｖｆｏは、数式３を参照してＴパラメータを考慮すれば、Ｖｆｏ＝Ｔ11″・Ｖｆｉ＋Ｔ12″・Ｖｒｉ、Ｖｒｏ＝Ｔ21″・Ｖｆｉ＋Ｔ22″・Ｖｒｉで表される（Ｖｆｉ，Ｖｒｉは、出力端３ｂにおける進行波及び反射波の電圧）。したがって、Гｏ′＝（Ｔ21″・Ｖｆｉ＋Ｔ22″・Ｖｒｉ）／（Ｔ11″・Ｖｆｉ＋Ｔ12″・Ｖｒｉ）となる。ここで、入力反射係数Г′はГ′＝Ｖｒｉ／Ｖｆｉなので、Гｏ′＝[Ｔ21″・Ｖｆｉ＋Ｔ22″・（Г′・Ｖｆｉ）]／[Ｔ11″・Ｖｆｉ＋Ｔ12″・（Г′・Ｖｆｉ）]＝（Ｔ21″＋Ｔ22″・Г′）／（Ｔ11″＋Ｔ12″・Г′）となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
１  高周波電源
３  インピーダンス整合装置
５  負荷
６  方向性結合器
９，９Ａ  制御部
１１，１２  調整部
１３，１４  位置検出部
１５  ＥＥＰＲＯＭ
２０  ベクトル化部
２１  ネットワークアナライザ
２２  進行波反射波算出部
２３  第１Ｔパラメータ参照部
２４  仮想入力反射係数算出部
２５  最小反射係数特定部
２６  第２Ｔパラメータ参照部
２７，３３  メモリ
３１  出力反射係数算出部
３２  仮想出力反射係数算出部
３４  反射係数特定部
Ｌ１  インダクタ
ＶＣ１，ＶＣ２  可変キャパシタ