JPH0696967A - Matching device for high-frequency power supply for processing device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To precisely adjust the inductance of a flat spiral coil and reduce the size of the title matching device by providing a plurality of short-circuiting taps at every turn of the coil and constituting each turn of the coil in a state where each turn can be selectively short-circuited by locking short-circuiting plates to the taps of adjacent turns. CONSTITUTION:An inductance coil 1 is formed in a spiral shape by punching, etc., a rectangular copper plate and high-frequency connecting sections 2 and 3 are respectively provided at both ends, namely, the inside and outside ends of the coil 1. Taps 4 for adjustment are provided to each turn on one surface of the coil 1 at intervals of 90 deg.. Namely, the taps 4 are arranged crosswise. All of the distances between adjacent taps 4 of adjacent turns are equally set. In addition, adjacent taps are short-circuited by locking short-circuiting plates 5 to the taps 4. Thus the total inductance value of the coil 1 can be decided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングやエッ
チング、プラズマＣＶＤ、イオンプレーティング等真空
中でプラズマを発生させ、成膜、加熱等の処理を行うプ
ロセス装置に使用される高周波電源の整合装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a matching device for a high frequency power source used in a process device for generating plasma in a vacuum such as sputtering, etching, plasma CVD, ion plating, etc. to perform processing such as film formation and heating. It is about.

【０００２】[0002]

【従来技術】この種のプロセス装置用高周波電源の整合
装置は、高周波電源の出力インピーダンスとプロセス装
置の負荷のインピーダンスとを合わせ、効率良く電力を
伝送させるために用いられている。そしてその構造は通
常添付図面の図２に示すように、同調用コンデンサC1と
インダクタンスコイルＬと可変コンデンサC2とから成る
整合回路を仮想線で示すケーシング内に収納し、このケ
ーシングに高周波入力端子Ｉと高周波出力端子Ｏを設
け、コンデンサの容量またはインダクタンスコイルのイ
ンダクタンスを調整することでマッチング条件を合わせ
るように構成されている。このような従来の整合装置に
用いらているインダクタンスコイルは図３に示すように
ヘリカル構造のものであり、短絡用銅板Ｓを用いて必要
な巻回分を短絡してインピーダンスを変化させている。
従ってインダクタンスの調整は一巻回単位で行われる。
通常、真空プロセス装置の場合、整合回路には固定イン
ダクタが使用されている。市販品としてローリングイン
ダクタもあるが、接触子が摩耗するためや大電力負荷の
ために大電流となり、使用できる範囲が限定される。通
常の使用条件下では、マッチング条件は可変コンデンサ
で調整が行われているが、装置の立ち上げ時や条件の変
更時にはマッチング点が大きく外れてしまうため、短絡
用銅板を用いてコイルの巻回数を変更して調整が行われ
ている。2. Description of the Related Art This type of matching device for a high frequency power supply for a process device is used for efficiently transmitting electric power by matching the output impedance of the high frequency power supply with the impedance of the load of the process device. As shown in FIG. 2 of the accompanying drawings, the structure is such that a matching circuit composed of a tuning capacitor C1, an inductance coil L, and a variable capacitor C2 is housed in a casing indicated by phantom lines, and this casing has a high frequency input terminal I. And a high-frequency output terminal O are provided, and the matching condition is matched by adjusting the capacitance of the capacitor or the inductance of the inductance coil. The inductance coil used in such a conventional matching device has a helical structure as shown in FIG. 3, and a short-circuiting copper plate S is used to short-circuit necessary windings to change the impedance.
Therefore, the adjustment of the inductance is performed in a winding unit.
In the case of vacuum process equipment, a fixed inductor is usually used for the matching circuit. There is a rolling inductor as a commercially available product, but the contactor is worn out and a large electric power load causes a large current, and the usable range is limited. Under normal operating conditions, the matching condition is adjusted with a variable capacitor, but the matching point is greatly deviated when the device is started up or the condition is changed. Have been changed and adjustments have been made.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、マッチング
を採るためにはコイルのインダクタンをなるべく細かな
単位でしかも簡単に行える必要がある。しかし通常用い
られているヘリカル構造のコイルでは一巻回単位の調整
しかできず、インダクタンスの細かな調整は不可能であ
る。また、ヘリカル構造のコイルは立体的にかさばるだ
けでなく、コイルによる発熱を抑えるため通常小電流の
場合には空冷が、また電流の増加に伴って空冷を強化し
たりコイルを内部から水冷する方式が採用されている。
そのためいわゆるマッチングボックス自体の寸法も大き
くなり、このことは省スペースの観点から問題がある。By the way, in order to obtain the matching, it is necessary to make the inductor of the coil as fine as possible and easily. However, with a coil having a helical structure that is normally used, it is possible to adjust only one winding unit, and it is impossible to finely adjust the inductance. In addition, the coil with a helical structure is not only bulky in three dimensions, but in order to suppress heat generation by the coil, air cooling is usually used when the current is small, and air cooling is strengthened as the current increases, or the coil is water-cooled from the inside. Has been adopted.
Therefore, the size of the so-called matching box itself becomes large, which is a problem from the viewpoint of space saving.

【０００４】そこで、本発明は、従来の整合装置のイン
ダクタンスコイルに伴う問題点を解決して、インダクタ
ンスを細かい単位で調整可能とすると共に装置自体の寸
法を小型できるプロセス装置用高周波電源の整合装置を
提供することを目的としている。Therefore, the present invention solves the problems associated with the inductance coil of the conventional matching device, and makes it possible to adjust the inductance in fine units and to reduce the size of the device itself. Is intended to provide.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるプロセス装置用高周波電源の整合装
置は、容器内にコンデンサとコイルとから成る整合回路
を収納し、コイルを平坦な渦巻状に構成し、コイルの各
巻回に短絡用のタップを複数設け、隣接巻回における短
絡用のタップに短絡板を係止してコイルの各巻回間を選
択的に短絡できるように構成したことを特徴としてい
る。好ましくは、隣接巻回における隣接短絡用タップ間
距離は等しくなるように設定され、同一短絡板を使用で
きるようにされる。In order to achieve the above object, a matching device for a high frequency power supply for a process device according to the present invention accommodates a matching circuit composed of a capacitor and a coil in a container and flattens the coil. It is configured in a spiral shape, and each winding of the coil is provided with a plurality of short-circuit taps, and the short-circuit plate is locked to the short-circuit taps in the adjacent windings so that the respective turns of the coil can be selectively short-circuited. It is characterized by that. Preferably, the distance between adjacent short-circuiting taps in adjacent windings is set to be equal, and the same short-circuiting plate can be used.

【０００６】[0006]

【作用】本発明によるプロセス装置用高周波電源の整合
装置においては、インダクタンスコイルは平坦な渦巻状
に形成されているので、コイルの中心部に向うに従って
各巻回の長さが短くなり、従って短絡位置がコイルの中
心部に向うに従ってインダクタンスの変化分は小さくな
り、その結果、短絡を外側の巻回間で行うと、インダク
タンスを大きく変化させることができ、一方、短絡を内
側の巻回間で行うと、インダクタンスを細かく調整する
ことができる。また、コイルが平坦であるため、短絡板
とコイルとの接触面は面接触となり、高周波損失は極端
に減少できるようになる。さらに、短絡板の取付けピッ
チを一定に設定することにより、同一形状の短絡板を任
意の位置に使用できるようになる。In the matching device of the high frequency power supply for process equipment according to the present invention, since the inductance coil is formed in a flat spiral shape, the length of each winding becomes shorter toward the center of the coil, and therefore the short-circuited position. Changes toward the center of the coil, the amount of change in inductance decreases. As a result, if the short circuit is made between the outer turns, the inductance can be greatly changed, while the short circuit is made between the inner turns. And, the inductance can be finely adjusted. Further, since the coil is flat, the contact surface between the short-circuit plate and the coil is in surface contact, and the high frequency loss can be extremely reduced. Further, by setting the mounting pitch of the short-circuit plate to be constant, the short-circuit plate having the same shape can be used at any position.

【０００７】[0007]

【実施例】以下添付図面の図１を参照して本発明の実施
例について説明する。図１には本発明の整合装置に用い
られるインダクタンスコイルの一実施例を示し、インダ
クタンスコイル１はその他の公知の構成要素と共に図２
に示すような整合回路を構成する。図示インダクタンス
コイル１は長方形の銅板を打ち抜き加工等の適当な方法
を用いて渦巻状に加工することによって形成され、その
両端すなわち内方端及び外方端には、それぞれ高周波接
続部２、３が設けられている。インダクタンスコイル１
の一側表面には図示したように各巻回に90°の間隔で調
整用タップ４が設けられている。すなわち各巻回の調整
用タップ４は十字形に配列されている。隣接巻回の隣接
タップ４間距離は全て等しく設定されている。また５は
短絡板で、隣接巻回の隣接タップ４に係止され、これら
のタップ４間を短絡し、この短絡板５の短絡位置によっ
て、全体のインダクタンスの値が決定される。このよう
に構成したインダクタンスコイル１は、他の構成要素す
なわち可変コンデンサと共にケーシング（図示してな
い）内に収納され、そして一緒に組み込まれる適当な構
造のファン空冷装置によって空冷されるように構成され
得る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 of the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an inductance coil used in the matching apparatus of the present invention. The inductance coil 1 is shown in FIG.
A matching circuit as shown in FIG. The illustrated inductance coil 1 is formed by processing a rectangular copper plate into a spiral shape by using a suitable method such as punching, and high-frequency connecting portions 2 and 3 are provided at both ends thereof, that is, an inner end and an outer end, respectively. It is provided. Inductance coil 1
As shown in the figure, one side surface is provided with adjusting taps 4 at intervals of 90 ° for each winding. That is, the adjustment taps 4 of each winding are arranged in a cross shape. The distances between adjacent taps 4 of adjacent windings are all set to be equal. Further, 5 is a short-circuit plate, which is locked by the adjacent taps 4 of adjacent windings, short-circuits between the taps 4, and the value of the overall inductance is determined by the short-circuit position of the short-circuit plate 5. The thus configured inductance coil 1 is configured to be housed in a casing (not shown) together with other components, that is, a variable capacitor, and to be air-cooled by a fan air cooling device having a suitable structure incorporated together. obtain.

【０００８】ところで図示実施例ではインダクタンスコ
イル１全体を長方形に構成しているが、代わりに円形ま
たは矩形に構成することも可能である。コイルを構成し
ている材質についても銅板に限られるものではなく他の
導電性板材を用いてもよい。また、各巻回における短絡
用タップは９０°の間隔で設けられているが、その間隔
をより狭くしてより多数の短絡用タップを設けることも
できる。In the illustrated embodiment, the entire inductance coil 1 is formed in a rectangular shape, but it may be formed in a circular shape or a rectangular shape instead. The material forming the coil is not limited to the copper plate, and other conductive plate materials may be used. Further, although the short-circuit taps in each winding are provided at intervals of 90 °, the short-circuit taps may be narrowed to provide a larger number of short-circuit taps.

【０００９】[0009]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
プロセス装置用高周波電源の整合装置においては、イン
ダクタンスコイルを平坦な渦巻状に構成しているので、
コイル自体を小形化することができ、装置自体も小型に
構成することができるようになる。また、コイルの各巻
回に所定の間隔で短絡用タップを設けているので、一巻
回毎の短絡ではなくて１／ｎ巻回の短絡ができると共に
各巻回の長さが異なるので、短絡位置の選択により広範
囲でしかも細かい調整が可能となる。また短絡が面接触
で行われるために、短絡接触面の接触抵抗が小さく、高
周波損失を小さく抑えることができる。さらに、短絡板
の取付け、固定を一方向すなわちコイルの一面側からで
きるので、整合装置の保守が容易となる。さらにまた、
コイルが平板状であるため、空冷で十分高い冷却効率を
得ることができ、その結果、大電流の場合でも空冷だけ
で十分な冷却を保障することができる。As described above, in the matching device of the high frequency power supply for process equipment according to the present invention, since the inductance coil is formed in a flat spiral shape,
The coil itself can be miniaturized, and the device itself can be miniaturized. Further, since short-circuit taps are provided at predetermined intervals on each winding of the coil, short-circuiting is not possible for each winding but 1 / n windings can be short-circuited and the length of each winding is different. Selection of allows wide range and fine adjustment. Further, since the short circuit is performed by surface contact, the contact resistance of the short circuit contact surface is small and the high frequency loss can be suppressed to be small. Further, since the short-circuit plate can be attached and fixed from one direction, that is, one side of the coil, the maintenance of the matching device becomes easy. Furthermore,
Since the coil has a flat plate shape, a sufficiently high cooling efficiency can be obtained by air cooling, and as a result, sufficient cooling can be ensured only by air cooling even in the case of a large current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明の一実施例によるプロセス装置用高周
波電源の整合装置に用いられるインダクタンスコイルを
示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing an inductance coil used in a matching device of a high frequency power supply for a process device according to an embodiment of the present invention.

【図２】 従来の整合回路構成を示す回路線図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional matching circuit configuration.

【図３】 従来の整合装置におけるインダクタンスコイ
ルを示す線断面図。FIG. 3 is a line cross-sectional view showing an inductance coil in a conventional matching device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：インダクタンスコイル ２：高周波接続部 ３：高周波接続部 ４：短絡用タップ ５：短絡板 1: Inductance coil 2: High frequency connection part 3: High frequency connection part 4: Short circuit tap 5: Short circuit plate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】容器内にコンデンサとコイルとから成る整
合回路を収納し、コイルのインダクタンスを調整するこ
とによりプロセス装置用高周波電源の出力インピーダン
スとプロセス装置の負荷のインピーダンスを整合するよ
うにしたプロセス装置用高周波電源の整合装置におい
て、コイルを平坦な渦巻状に構成し、コイルの各巻回に
短絡用タップを複数設け、隣接巻回における短絡用タッ
プに短絡板を係止してコイルの各巻回間を選択的に短絡
できるように構成したことを特徴とするプロセス装置用
高周波電源の整合装置。1. A process in which a matching circuit comprising a capacitor and a coil is housed in a container, and the inductance of the coil is adjusted to match the output impedance of a high frequency power supply for a process device with the load impedance of the process device. In a matching device for high-frequency power supplies for equipment, the coil is formed into a flat spiral shape, multiple short-circuit taps are provided in each winding of the coil, and the short-circuit plate is locked to the short-circuit taps in adjacent windings to wind each coil. A matching device for a high frequency power supply for a process device, characterized in that it is configured to be able to selectively short-circuit between them. 【請求項２】隣接巻回における隣接短絡用タップ間距離
が等しくなるように構成したことを特徴とする請求項１
に記載のプロセス装置用高周波電源の整合装置。2. The distance between adjacent short-circuiting taps in adjacent windings is made equal to each other.
A matching device for a high frequency power supply for process equipment according to item 1.