パルスディテクタ
【課題】プラズマを発生させるようなＱ値の高い負荷が接続され、パルス幅変調において高周波信号が出力される場合、信号レベルの減衰が遅くとも、サンプルホールド信号を発生させ、高周波信号の信号レベルをホールドするパルスディテクタを提供する。
【解決手段】本発明は、高周波信号の電圧の包絡波形の電圧レベル信号を出力する電圧レベル検出部と、電流の包絡波形の電流レベル信号を出力する電流レベル検出部と、電圧と電流の位相差を求める位相差検出部と、包絡波形が一端途切れ、その後出力される包絡波形の立上りを、包絡波形の信号レベルと設定された閾値とを比較して検出し、立上り信号を出力する入力検出部と、立上り信号の入力後にサンプルホールド信号を出力する制御部と、電圧レベル信号、電流レベル信号及び位相差信号の信号レベルをホールドするサンプルホールド回路を有し、閾値は、直前の包絡波形の信号レベルの設定された割合の数値である。
【解決手段】本発明は、高周波信号の電圧の包絡波形の電圧レベル信号を出力する電圧レベル検出部と、電流の包絡波形の電流レベル信号を出力する電流レベル検出部と、電圧と電流の位相差を求める位相差検出部と、包絡波形が一端途切れ、その後出力される包絡波形の立上りを、包絡波形の信号レベルと設定された閾値とを比較して検出し、立上り信号を出力する入力検出部と、立上り信号の入力後にサンプルホールド信号を出力する制御部と、電圧レベル信号、電流レベル信号及び位相差信号の信号レベルをホールドするサンプルホールド回路を有し、閾値は、直前の包絡波形の信号レベルの設定された割合の数値である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電源と負荷との間に設けられるインピーダンス整合器がインピーダンスを制御するために必要な信号として、インピーダンス整合器の入力側における高周波電源から供給される高周波信号の電圧値と、電流値と、電圧値及び電流値の位相差を示す検出信号を検出して出力するパルスディテクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの半導体製品を製造する際、プラズマを用いたエッチング、スパッタリング及びＰＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposition）等のプロセスを用いている。
このとき、上記プロセスを安定的に行うため、高周波電源から製造装置のチャンバに対し、プラズマ発生の電力を効率的に供給することが必要である。
したがって、高周波電源の出力インピーダンスとチャンバの負荷の入力インピーダンスとの間においてインピーダンスの整合をとる必要がある。
このため、ＲＦ発生器（高周波電源）と上記チャンバの負荷との間にインピーダンス整合器が介挿され、ＲＦ発生器とチャンバの負荷との間のインピーダンス整合が取られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記インピーダンス整合器は、例えば、可変コンデンサ及びインダクタを内部に有し、この可変コンデンサの容量値を制御することにより、ＲＦ発生器の出力インピーダンスと負荷の入力インピーダンスとの整合処理を行っている。
パルスディテクタは、チャンバの負荷にＲＦ発生器からインピーダンス整合器の入力端子に供給される高周波信号の電圧値、電流値とともに、電圧及び電流の位相差を検出する。そして、インピーダンス整合器は、上記電圧値及び電流値の絶対値の比、及び位相差から、自身の入力端子からチャンバ側の負荷を見たインピーダンスを検出し、このインピーダンスをＲＦ発生器の出力インピーダンス（通常５０Ω）に一致させ、かつ高周波電圧及び位相差が「０」となるように、上記可変コンデンサの容量を調整する。
【０００４】
しかしながら、図４に示すように、高周波信号がＣＷ（Continuous Wave）の場合、電圧値及び電流値と、電圧及び電流の位相差を継続的に測定すれば良かったが、図５に示すように高周波信号にパルス変調をかける用途が増加している。
この場合、高周波信号が途切れた区間の測定値が不定であるため（すなわち、インピーダンス整合器の制御に使用できないデータとなるため）、例えば、図１に示すようなサンプルホールド回路１４を用いたパルスディテクタ１が用いられている。
【０００５】
電圧レベル検出部１１は、ＲＦ発生器２００の出力する高周波信号の電圧を、電圧検出センサ１０２から入力し、図５における破線で示すように、高周波信号の交流パルスの＋側の波形包絡を検出して包絡波形を出力する。
同様に、電流レベル検出部１３は、ＲＦ発生器２００の出力する高周波信号の電流を、電流検出センサ１０１から入力し、図５における破線で示すように、高周波信号の交流パルスの＋側の波形包絡を検出して包絡波形を出力する。ここで、電圧レベル検出部１１が包絡波形として電圧レベル信号Ｓ１を出力し、電流レベル検出部１３が包絡波形として電流レベル信号Ｓ３を出力している。図５において、高周波信号が出力されている状態をパルスＯＮ状態とし、高周波信号が出力されていない状態をパルスＯＦＦ状態とする。
【０００６】
位相差検出部１２は、電圧及び電流の位相差を電圧値にて出力、例えば、位相があっていれば「０（Ｖ）」であり、電圧が電流より位相が早ければ＋の電圧、電圧が電流より位相が遅ければ−の電圧を、位相信号Ｓ２として出力する。
【０００７】
上記電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３の信号レベルを検出して、インピーダンス整合器３００に対して継続的に出力するために、電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３各々の信号レベルをサンプリングして、この信号レベルをホールドしてインピーダンス整合器３００へ出力する目的で、図１に示すサンプルホールド回路１４を設けている。
サンプルホールド回路１４は、インピーダンス整合器３００に対して、上記電圧レベル信号Ｓ１の信号レベルをホールドして電圧出力信号Ｓ４として出力し、上記位相信号の信号レベルをホールドして位相出力信号Ｓ５として出力し、上記電流レベル信号Ｓ６の信号レベルをホールドして電流出力信号Ｓ６として出力する。
【０００８】
また、サンプルホールド回路１４は、電圧レベル信号Ｓ１及び位相信号Ｓ２のサンプリングタイミングと、電流レベル信号Ｓ３のサンプリングタイミングを、制御部１５から入力されるサンプルホールド信号により決定する。
入力検出部１６は、図６の波形図に示すように、電圧レベル検出部１１から入力される電圧レベル信号Ｓ１と、電流レベル検出部１３から入力される電流レベル信号Ｓ３との立ち上がりを検出して、立ち上がり検出信号として制御部１５に出力している。
そして、制御部１５は、入力検出部１６から入力される上記立ち上がり検出信号が入力されてから立ち上がってから設定された時間経過後（例えば数μ秒から数ｍ秒）にサンプルホールド信号をサンプルホールド回路１４に出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１３０１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、サンプルホールド回路１４は、電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３の各々の信号レベルをサンプリングして、サンプリングした信号レベルをホールドする。
上記入力検出部１６は、図７に示すように、電源と接地点との間に直列に接続された抵抗Ｒ１及びＲ２と、オペアンプＡＭＰ１とから構成された検出回路を有している。この検出回路は、電圧レベル信号Ｓ１と電流レベル信号Ｓ３とのそれぞれに独立に設けられている。抵抗Ｒ１とＲ２との抵抗比により、電源の電圧が分圧された固定電圧を閾値として、オペアンプＡＭＰ１の反転入力端子（−）に入力され、非反転入力端子（＋）に入力される信号レベルと比較する。すなわち、オペアンプＡＭＰ１はコンパレータとして形成されている。上記閾値としての電圧値は、高周波電源の電圧値（絶対値）及び電流値（絶対値）の最低出力に対してより低い数値に設定されており、高周波信号の電圧値及び電流値が最低出力の場合であっても、信号レベルを検出することができる。
【００１１】
しかしながら、図８に示すように、プラズマを発生させるチャンバの負荷Ｍ（Ｌ、ＣＲから構成されている負荷）のようにＱ値が高い負荷の場合、パルス変調された高周波信号が入力されない状態となってから、発振状態となって徐々に減衰していくため、レベル信号（電圧レベル信号及び電流レベル信号）の信号レベルが徐々に低下していくことになる。
そのため、次の高周波信号が入力されるタイミングとなってもで、信号レベルが閾値以下に低下しない状態となる。
この結果、信号レベルが閾値より低下しないため、高周波信号が出力されたとしても、新たに閾値を跨ぐことが無いため、立ち上がり検出信号のレベルに変化がないため、制御部１５は立ち上がりが検出を認識することができず、サンプルホールド信号を出力しない。
【００１２】
このため、図６に示すように、入力レベル信号のレベルが変更された場合、サンプルホールド後におけるサンプルホールド回路１４から出力されるＤＣ出力信号（電圧出力信号Ｓ４、位相出力信号Ｓ５、電流出力信号Ｓ６）のレベルも変化しなければならないが、図８に示すように、サンプルホールド信号が制御部１５に入力されないため、上記ＤＣ出力信号はホールドされたままとなる。
すなわち、パルス変調された高周波信号の電圧値及び電流値が変化したとしても、ホールドされた信号レベルにより、インピーダンス整合器３００がインピーダンス制御するため、負荷Ｍに対応したインピーダンス調整が行われないことになる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、プラズマを発生させるようなＱ値の高い負荷が接続された際、パルス変調において高周波信号が出力される場合、パルスＯＦＦ状態の信号レベルの減衰が遅くとも、包絡波形の信号レベルをサンプリングするサンプルホールド信号を発生させ、高周波電源から出力される高周波信号の信号レベルをサンプルホールドするパルスディテクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のパルスディテクタは、高周波信号の電圧波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電圧レベル信号を出力する電圧レベル検出部と、前記高周波信号の電流波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電流レベル信号を出力する電流レベル検出部と、前記高周波信号の電圧波形と電流波形との位相差を求めて、位相差信号を出力する位相差検出部と、前記包絡波形が一端途切れ、その後出力される包絡波形の立ち上がりを、その包絡波形の信号レベルと、設定された閾値とを比較し検出し、立ち上がり検出信号を出力する入力検出部と、前記立ち上がり検出信号が入力されてから、予め設定された時間後に、サンプルホールド信号を出力する制御部と、前記サンプルホールドにより、前記電圧レベル信号、前記電流レベル信号及び位相差信号の信号レベルをサンプリングしてホールドするサンプルホールド回路とを有し、前記入力検出部が、直前に入力された包絡波形の信号レベルの予め設定された割合の数値を前記閾値として用いることを特徴とする。
【００１５】
本発明のパルスディテクタは、前記入力検出部が直前に入力された前記包絡波形の信号レベルを、抵抗分圧により所定の割合の数値とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明のパルスディテクタは、前記入力検出部がダイオード及びコンデンサを有しており、前記抵抗分圧により生成した閾値の電圧を前記ダイオード及び前記コンデンサにより保持することを特徴とする。
【００１７】
本発明のパルスディテクタは、上記コンデンサの一端と接地点との間に抵抗をさらに有し、当該抵抗の抵抗値と前記コンデンサの容量値とで決まる時定数が、最も長いパルスＯＦＦ時間よりも十分長く設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、プラズマを発生させるようなＱ値の高い負荷が接続されている場合でも、包絡波形の信号レベルの判定を行う閾値が、直前の包絡波形の信号レベルより逐次設定し直されるため、包絡波形が減衰しながら徐々に下がったとしても、閾値をまたぐことになるため、パルス変調において高周波信号が出力された際、従来のようにサンプルホールド信号が生成されない状態を防止し、高周波信号のパルスＯＮ／パルスＯＦＦ状態の変化を検出して、サンプルホールド信号を発生させ、確実にその時点において出力される高周波信号の信号レベルをサンプルホールドするパルスディテクタを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるパルスディテクタを用いた高周波装置の構成例を説明するブロック図である。
【図２】図１における入力検出部１６の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のパルスディテクタの動作を説明する波形図である。
【図４】ＲＦ発振器２００からＣＷ出力状態にて出力されている高周波信号の波形図である。
【図５】ＲＦ発振器２００からパルス幅変調されて出力されている高周波信号の波形図である。
【図６】本発明に関連するパルスディテクタにおける入力検出部の動作を説明する波形図である。
【図７】本発明に関連する入力検出部の構成を示す概念図である。
【図８】本発明に関連するパルスディテクタにおける入力検出部の動作を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態によるパルスディテクタについて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるパルスディテクタの構成例を示すブロック図である。
本発明に関連するパルスディテクタと同様な構成については、同一の符号を付して説明を省略する。以下、本発明に関連するパルスディテクタと異なる本実施形態の構成及び動作について説明する。
異なる点として、本実施形態の入力検出部１６は、図２に示すように、抵抗Ｒ３、Ｒ４及びＲ５と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、オペアンプＡＭＰ１とからなる検出部を有している。
抵抗Ｒ３は、一端にレベル信号（電圧レベル信号あるいは電流レベル信号）が入力され、他端が抵抗Ｒ４の一端に接続されている。抵抗Ｒ４は、他端が接地され、一端にダイオードＤ１のアノードが接続されている。ダイオードＤ１は、カソードが抵抗Ｒ５を介して接地されている。コンデンサＣ１は、ダイオードＤ１のカソードと接地との間にて抵抗Ｒ５と並列に接続されている。ここで、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ１にて保持回路が形成されている。
この検出部は、電圧レベル信号Ｓ１及び電流検出信号Ｓ３の各々に対してそれぞれ独立に設けられている。
【００２１】
また、オペアンプＡＭＰ１の反転入力端子（−）に対して印加される閾値の電圧値は、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４で構成された分圧回路の抵抗比により、レベル信号の信号レベルが分圧された電圧値である。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との抵抗比は、予め設定した割合α（＜１）、例えば閾値が信号レベルの１／３、あるいは１／２となる値に設定される。この閾値の電圧は、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１において蓄積される。そして、抵抗Ｒ５の抵抗値とコンデンサＣ１の容量値とで決まる時定数は、パルス変調された際に最も長いパルスＯＦＦ時間よりも十分長く設定されている。これにより、次の包絡波形に対する閾値の電圧を、保持させることができる。
ここで、電流レベル信号も電流値に対応した電圧値を有する電圧波形の電流レベル信号として出力される。したがって、電圧レベル信号の電圧値の検出と同様に、閾値も電圧値としてオペアンプＡＭＰ１に対して出力される。
【００２２】
次に、図１及び図３を用いて本実施形態によるパルスディテクタの動作を説明する。図３は本実施形態によるパルスディテクタの動作例を示す
パルス変調された高周波信号がパルスＯＦＦ（高周波信号が出力されない）状態から、パルスＯＮ（高周波信号が出力される）状態となると、電圧レベル検出部１１は、高周波信号が入力されることにより電圧レベル信号Ｓ１を立ち上げる。同様に電流レベル検出部１３は、高周波信号が入力されることにより電流レベル信号Ｓ３を立ち上げる（時刻ｔ２）。
【００２３】
このときの閾値の電圧値Ｖ１は、時刻ｔ１以前の直前のレベル信号の信号レベルから、図２の分圧回路が閾値を生成し、この閾値が保持回路に設定されている。
そして、入力検出部１６は、電圧レベル信号Ｓ１の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電圧レベル信号Ｓ１が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する。同様に、入力検出部１６は、電流レベル信号Ｓ３の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電流レベル信号Ｓ３が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する（時刻ｔ２）。ここで、入力検出部１６は、レベル信号の信号レベルが閾値を超えたことを検出すると、立ち上がり検出信号を、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルにて変化する
【００２４】
電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号が入力されると、制御部１５は、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルの変化により、電圧レベル信号Ｓ１、電流レベル信号Ｓ３の立ち上がりを検出し、電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号のいずれか入力が遅い方の立ち上がり検出信号の立ち上がりから、予め設定した時間Ｔ１の経過後に、予め設定したパルス幅のサンプルホールド信号を生成して、サンプルホールド回路１４に対して出力する（時刻ｔ３）。
上記サンプルホールド信号が入力されることにより、サンプルホールド回路１４は、電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３各々をサンプリングし、ホールドし（保持し）、それぞれ電圧出力信号Ｓ４、位相出力信号Ｓ５、電流出力信号Ｓ６として、インピーダンス整合器３００に対して出力する。
【００２５】
そして、インピーダンス整合器３００は、入力される電圧出力信号Ｓ４と、電流出力信号Ｓ６との比及び位相出力信号Ｓ５から、インピーダンス整合器３００の入力端子からみたチャンバー側の負荷のインピーダンスを検出する。
このとき、インピーダンス整合器３００は、検出結果に基づき、このインピーダンスが予め設定された値、例えば５０Ωとなるように、内部の可変コンデンサ等の調整を行う。
【００２６】
また、入力検出部１６におけるオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子に入力されている閾値の電圧は、現在入力されているレベル信号の信号レベルにより変化する。例えば、保持回路に保持される電圧は、電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ２に変化する。
【００２７】
次に、パルス幅変調によりＲＦ発生器２００から出力される高周波信号がパルスＯＦＦ状態となると（時刻ｔ４）、電圧レベル信号Ｓ１及び電流信号Ｓ３とはＱ値に対応して、徐々に減衰し、閾値の電圧値を下回る（時刻ｔ５）。これにより、入力検出部１６は、設定されている閾値より、電圧レベル信号Ｓ１の信号レベル、電流レベル信号Ｓ３の信号レベルが低下するため、立ち上がり検出信号を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルとして、制御部１５に出力する。
【００２８】
そして、ＲＦ発生器２００から新たに高周波信号が出力されると、電圧レベル検出部１１は電圧レベル信号Ｓ１を高周波信号の入力とともに立ち上げる。同様に、電流レベル検出部１３は、電流レベル信号Ｓ３をを高周波信号の入力とともに立ち上げる（時刻ｔ６）。
【００２９】
このときの閾値の電圧値Ｖ２は、時刻ｔ６以前の直前のレベル信号の信号レベルから、図２の分圧回路が閾値を生成し、この閾値が保持回路に設定されている。
そして、入力検出部１６は、電圧レベル信号Ｓ１の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電圧レベル信号Ｓ１が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する。同様に、入力検出部１６は、電流レベル信号Ｓ３の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電流レベル信号Ｓ３が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する（時刻ｔ７）。
【００３０】
電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号が入力されると、制御部１５は、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルの変化により、電圧レベル信号Ｓ１、電流レベル信号Ｓ３の立ち上がりを検出し、電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号のいずれか入力が遅い方の立ち上がり検出信号の立ち上がりから、予め設定した時間Ｔ１の経過後に、予め設定したパルス幅のサンプルホールド信号を生成して、サンプルホールド回路１４に対して出力する（時刻ｔ８）。サンプルホールド回路１４は、入力されたサンプルホールド信号により、サンプルホールドすることにより、ＤＣ出力信号が更新される。
上述した、時刻ｔ１から時刻ｔ８までの処理が繰り返されることになる。
【００３１】
また、上述した本実施形態の処理は、パルス変調されてＲＦ発生器２００から出力される場合を説明した。
一方、ＲＦ発生器２００からＣＷ状態にて高周波信号が途切れずに連続して出力される場合、電圧レベル検出部１１は、動作の開始時に、ＲＦ発生器２００から高周波信号が出力される際に、電圧レベル信号を高周波信号とともに立ち上げる。同様に、電流レベル検出部１３は、動作の開始時に、ＲＦ発生器２００から高周波信号が出力される際に、電流レベル信号を高周波信号とともに立ち上げる。
【００３２】
このとき、入力検出部１６は、電圧レベル信号の立ち上がりを検出し、立ち上がり検出信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化させ、以降、高周波信号が連続するため「Ｈ」レベルのままとなる。同様に、入力検出部１６は、電流レベル信号の立ち上がりを検出し、立ち上がり検出信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化させ、以降、高周波信号が連続するため「Ｈ」レベルのままとなる。これにより、制御部１５は、ＲＦ発生器２００は、高周波信号の出力開始時においてのみサンプルホールド信号を出力する。
したがって、サンプルホールド回路１４には、最初に入力された高周波信号の電圧波形の波高値の電圧、高周波信号の電流波形の波高値の電圧及び位相信号の信号レベルを継続して、インピーダンス整合器３００に対して出力することになる。
【００３３】
このため、本実施形態においては、制御部１５は、最初のサンプルホールド信号を出力させて、予め設定された時間内において、入力検出部１６からの立ち上がり検出信号が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルへの変化が無ければ、予め設定した周期にてサンプルホールド信号を周期的に出力する。この周期は、パルス変調を行った際、高周波信号が途切れる最も長い時間に比較して長く設定されている。
これにより、本実施形態は、ＲＦ発生器２００からの高周波信号の出力がＣＷ状態の場合においても、パルス変調が行われている場合にも、負荷Ｍのインピーダンス変動に対応して、インピーダンス整合器３００はインピーダンス整合の処理を行うことができる。
【００３４】
また、電流検出センサ１０１及び電圧検出センサ１０２が検出した検出値をデジタルデータとしてパルスディテクタ１へ出力し、パルスディテクタ１においてデジタルデータによる演算を行うように構成することで、パルスディテクタ１をコンピュータを用いて構成することができる。この場合、インピーダンス整合器３００も入力されるデジタルデータにより、インピーダンスの整合処理を行う。
したがって、図１におけるパルスディテクタ１の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより干渉波除去の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００３５】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００３６】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１…パルスディテクタ
１１…電圧レベル検出部
１２…位相差検出部
１３…電流レベル検出部
１４…サンプルホールド回路
１５…制御部
１６…入力検出部
２００…ＲＦ発生器
３００…インピーダンス整合器
ＡＭＰ１…オペアンプ
Ｃ１…コンデンサ
Ｄ１…ダイオード
Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…抵抗
Ｍ…負荷
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電源と負荷との間に設けられるインピーダンス整合器がインピーダンスを制御するために必要な信号として、インピーダンス整合器の入力側における高周波電源から供給される高周波信号の電圧値と、電流値と、電圧値及び電流値の位相差を示す検出信号を検出して出力するパルスディテクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの半導体製品を製造する際、プラズマを用いたエッチング、スパッタリング及びＰＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposition）等のプロセスを用いている。
このとき、上記プロセスを安定的に行うため、高周波電源から製造装置のチャンバに対し、プラズマ発生の電力を効率的に供給することが必要である。
したがって、高周波電源の出力インピーダンスとチャンバの負荷の入力インピーダンスとの間においてインピーダンスの整合をとる必要がある。
このため、ＲＦ発生器（高周波電源）と上記チャンバの負荷との間にインピーダンス整合器が介挿され、ＲＦ発生器とチャンバの負荷との間のインピーダンス整合が取られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記インピーダンス整合器は、例えば、可変コンデンサ及びインダクタを内部に有し、この可変コンデンサの容量値を制御することにより、ＲＦ発生器の出力インピーダンスと負荷の入力インピーダンスとの整合処理を行っている。
パルスディテクタは、チャンバの負荷にＲＦ発生器からインピーダンス整合器の入力端子に供給される高周波信号の電圧値、電流値とともに、電圧及び電流の位相差を検出する。そして、インピーダンス整合器は、上記電圧値及び電流値の絶対値の比、及び位相差から、自身の入力端子からチャンバ側の負荷を見たインピーダンスを検出し、このインピーダンスをＲＦ発生器の出力インピーダンス（通常５０Ω）に一致させ、かつ高周波電圧及び位相差が「０」となるように、上記可変コンデンサの容量を調整する。
【０００４】
しかしながら、図４に示すように、高周波信号がＣＷ（Continuous Wave）の場合、電圧値及び電流値と、電圧及び電流の位相差を継続的に測定すれば良かったが、図５に示すように高周波信号にパルス変調をかける用途が増加している。
この場合、高周波信号が途切れた区間の測定値が不定であるため（すなわち、インピーダンス整合器の制御に使用できないデータとなるため）、例えば、図１に示すようなサンプルホールド回路１４を用いたパルスディテクタ１が用いられている。
【０００５】
電圧レベル検出部１１は、ＲＦ発生器２００の出力する高周波信号の電圧を、電圧検出センサ１０２から入力し、図５における破線で示すように、高周波信号の交流パルスの＋側の波形包絡を検出して包絡波形を出力する。
同様に、電流レベル検出部１３は、ＲＦ発生器２００の出力する高周波信号の電流を、電流検出センサ１０１から入力し、図５における破線で示すように、高周波信号の交流パルスの＋側の波形包絡を検出して包絡波形を出力する。ここで、電圧レベル検出部１１が包絡波形として電圧レベル信号Ｓ１を出力し、電流レベル検出部１３が包絡波形として電流レベル信号Ｓ３を出力している。図５において、高周波信号が出力されている状態をパルスＯＮ状態とし、高周波信号が出力されていない状態をパルスＯＦＦ状態とする。
【０００６】
位相差検出部１２は、電圧及び電流の位相差を電圧値にて出力、例えば、位相があっていれば「０（Ｖ）」であり、電圧が電流より位相が早ければ＋の電圧、電圧が電流より位相が遅ければ−の電圧を、位相信号Ｓ２として出力する。
【０００７】
上記電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３の信号レベルを検出して、インピーダンス整合器３００に対して継続的に出力するために、電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３各々の信号レベルをサンプリングして、この信号レベルをホールドしてインピーダンス整合器３００へ出力する目的で、図１に示すサンプルホールド回路１４を設けている。
サンプルホールド回路１４は、インピーダンス整合器３００に対して、上記電圧レベル信号Ｓ１の信号レベルをホールドして電圧出力信号Ｓ４として出力し、上記位相信号の信号レベルをホールドして位相出力信号Ｓ５として出力し、上記電流レベル信号Ｓ６の信号レベルをホールドして電流出力信号Ｓ６として出力する。
【０００８】
また、サンプルホールド回路１４は、電圧レベル信号Ｓ１及び位相信号Ｓ２のサンプリングタイミングと、電流レベル信号Ｓ３のサンプリングタイミングを、制御部１５から入力されるサンプルホールド信号により決定する。
入力検出部１６は、図６の波形図に示すように、電圧レベル検出部１１から入力される電圧レベル信号Ｓ１と、電流レベル検出部１３から入力される電流レベル信号Ｓ３との立ち上がりを検出して、立ち上がり検出信号として制御部１５に出力している。
そして、制御部１５は、入力検出部１６から入力される上記立ち上がり検出信号が入力されてから立ち上がってから設定された時間経過後（例えば数μ秒から数ｍ秒）にサンプルホールド信号をサンプルホールド回路１４に出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１３０１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、サンプルホールド回路１４は、電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３の各々の信号レベルをサンプリングして、サンプリングした信号レベルをホールドする。
上記入力検出部１６は、図７に示すように、電源と接地点との間に直列に接続された抵抗Ｒ１及びＲ２と、オペアンプＡＭＰ１とから構成された検出回路を有している。この検出回路は、電圧レベル信号Ｓ１と電流レベル信号Ｓ３とのそれぞれに独立に設けられている。抵抗Ｒ１とＲ２との抵抗比により、電源の電圧が分圧された固定電圧を閾値として、オペアンプＡＭＰ１の反転入力端子（−）に入力され、非反転入力端子（＋）に入力される信号レベルと比較する。すなわち、オペアンプＡＭＰ１はコンパレータとして形成されている。上記閾値としての電圧値は、高周波電源の電圧値（絶対値）及び電流値（絶対値）の最低出力に対してより低い数値に設定されており、高周波信号の電圧値及び電流値が最低出力の場合であっても、信号レベルを検出することができる。
【００１１】
しかしながら、図８に示すように、プラズマを発生させるチャンバの負荷Ｍ（Ｌ、ＣＲから構成されている負荷）のようにＱ値が高い負荷の場合、パルス変調された高周波信号が入力されない状態となってから、発振状態となって徐々に減衰していくため、レベル信号（電圧レベル信号及び電流レベル信号）の信号レベルが徐々に低下していくことになる。
そのため、次の高周波信号が入力されるタイミングとなってもで、信号レベルが閾値以下に低下しない状態となる。
この結果、信号レベルが閾値より低下しないため、高周波信号が出力されたとしても、新たに閾値を跨ぐことが無いため、立ち上がり検出信号のレベルに変化がないため、制御部１５は立ち上がりが検出を認識することができず、サンプルホールド信号を出力しない。
【００１２】
このため、図６に示すように、入力レベル信号のレベルが変更された場合、サンプルホールド後におけるサンプルホールド回路１４から出力されるＤＣ出力信号（電圧出力信号Ｓ４、位相出力信号Ｓ５、電流出力信号Ｓ６）のレベルも変化しなければならないが、図８に示すように、サンプルホールド信号が制御部１５に入力されないため、上記ＤＣ出力信号はホールドされたままとなる。
すなわち、パルス変調された高周波信号の電圧値及び電流値が変化したとしても、ホールドされた信号レベルにより、インピーダンス整合器３００がインピーダンス制御するため、負荷Ｍに対応したインピーダンス調整が行われないことになる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、プラズマを発生させるようなＱ値の高い負荷が接続された際、パルス変調において高周波信号が出力される場合、パルスＯＦＦ状態の信号レベルの減衰が遅くとも、包絡波形の信号レベルをサンプリングするサンプルホールド信号を発生させ、高周波電源から出力される高周波信号の信号レベルをサンプルホールドするパルスディテクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のパルスディテクタは、高周波信号の電圧波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電圧レベル信号を出力する電圧レベル検出部と、前記高周波信号の電流波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電流レベル信号を出力する電流レベル検出部と、前記高周波信号の電圧波形と電流波形との位相差を求めて、位相差信号を出力する位相差検出部と、前記包絡波形が一端途切れ、その後出力される包絡波形の立ち上がりを、その包絡波形の信号レベルと、設定された閾値とを比較し検出し、立ち上がり検出信号を出力する入力検出部と、前記立ち上がり検出信号が入力されてから、予め設定された時間後に、サンプルホールド信号を出力する制御部と、前記サンプルホールドにより、前記電圧レベル信号、前記電流レベル信号及び位相差信号の信号レベルをサンプリングしてホールドするサンプルホールド回路とを有し、前記入力検出部が、直前に入力された包絡波形の信号レベルの予め設定された割合の数値を前記閾値として用いることを特徴とする。
【００１５】
本発明のパルスディテクタは、前記入力検出部が直前に入力された前記包絡波形の信号レベルを、抵抗分圧により所定の割合の数値とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明のパルスディテクタは、前記入力検出部がダイオード及びコンデンサを有しており、前記抵抗分圧により生成した閾値の電圧を前記ダイオード及び前記コンデンサにより保持することを特徴とする。
【００１７】
本発明のパルスディテクタは、上記コンデンサの一端と接地点との間に抵抗をさらに有し、当該抵抗の抵抗値と前記コンデンサの容量値とで決まる時定数が、最も長いパルスＯＦＦ時間よりも十分長く設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、プラズマを発生させるようなＱ値の高い負荷が接続されている場合でも、包絡波形の信号レベルの判定を行う閾値が、直前の包絡波形の信号レベルより逐次設定し直されるため、包絡波形が減衰しながら徐々に下がったとしても、閾値をまたぐことになるため、パルス変調において高周波信号が出力された際、従来のようにサンプルホールド信号が生成されない状態を防止し、高周波信号のパルスＯＮ／パルスＯＦＦ状態の変化を検出して、サンプルホールド信号を発生させ、確実にその時点において出力される高周波信号の信号レベルをサンプルホールドするパルスディテクタを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるパルスディテクタを用いた高周波装置の構成例を説明するブロック図である。
【図２】図１における入力検出部１６の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のパルスディテクタの動作を説明する波形図である。
【図４】ＲＦ発振器２００からＣＷ出力状態にて出力されている高周波信号の波形図である。
【図５】ＲＦ発振器２００からパルス幅変調されて出力されている高周波信号の波形図である。
【図６】本発明に関連するパルスディテクタにおける入力検出部の動作を説明する波形図である。
【図７】本発明に関連する入力検出部の構成を示す概念図である。
【図８】本発明に関連するパルスディテクタにおける入力検出部の動作を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態によるパルスディテクタについて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるパルスディテクタの構成例を示すブロック図である。
本発明に関連するパルスディテクタと同様な構成については、同一の符号を付して説明を省略する。以下、本発明に関連するパルスディテクタと異なる本実施形態の構成及び動作について説明する。
異なる点として、本実施形態の入力検出部１６は、図２に示すように、抵抗Ｒ３、Ｒ４及びＲ５と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１と、オペアンプＡＭＰ１とからなる検出部を有している。
抵抗Ｒ３は、一端にレベル信号（電圧レベル信号あるいは電流レベル信号）が入力され、他端が抵抗Ｒ４の一端に接続されている。抵抗Ｒ４は、他端が接地され、一端にダイオードＤ１のアノードが接続されている。ダイオードＤ１は、カソードが抵抗Ｒ５を介して接地されている。コンデンサＣ１は、ダイオードＤ１のカソードと接地との間にて抵抗Ｒ５と並列に接続されている。ここで、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ１にて保持回路が形成されている。
この検出部は、電圧レベル信号Ｓ１及び電流検出信号Ｓ３の各々に対してそれぞれ独立に設けられている。
【００２１】
また、オペアンプＡＭＰ１の反転入力端子（−）に対して印加される閾値の電圧値は、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４で構成された分圧回路の抵抗比により、レベル信号の信号レベルが分圧された電圧値である。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との抵抗比は、予め設定した割合α（＜１）、例えば閾値が信号レベルの１／３、あるいは１／２となる値に設定される。この閾値の電圧は、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１において蓄積される。そして、抵抗Ｒ５の抵抗値とコンデンサＣ１の容量値とで決まる時定数は、パルス変調された際に最も長いパルスＯＦＦ時間よりも十分長く設定されている。これにより、次の包絡波形に対する閾値の電圧を、保持させることができる。
ここで、電流レベル信号も電流値に対応した電圧値を有する電圧波形の電流レベル信号として出力される。したがって、電圧レベル信号の電圧値の検出と同様に、閾値も電圧値としてオペアンプＡＭＰ１に対して出力される。
【００２２】
次に、図１及び図３を用いて本実施形態によるパルスディテクタの動作を説明する。図３は本実施形態によるパルスディテクタの動作例を示す
パルス変調された高周波信号がパルスＯＦＦ（高周波信号が出力されない）状態から、パルスＯＮ（高周波信号が出力される）状態となると、電圧レベル検出部１１は、高周波信号が入力されることにより電圧レベル信号Ｓ１を立ち上げる。同様に電流レベル検出部１３は、高周波信号が入力されることにより電流レベル信号Ｓ３を立ち上げる（時刻ｔ２）。
【００２３】
このときの閾値の電圧値Ｖ１は、時刻ｔ１以前の直前のレベル信号の信号レベルから、図２の分圧回路が閾値を生成し、この閾値が保持回路に設定されている。
そして、入力検出部１６は、電圧レベル信号Ｓ１の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電圧レベル信号Ｓ１が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する。同様に、入力検出部１６は、電流レベル信号Ｓ３の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電流レベル信号Ｓ３が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する（時刻ｔ２）。ここで、入力検出部１６は、レベル信号の信号レベルが閾値を超えたことを検出すると、立ち上がり検出信号を、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルにて変化する
【００２４】
電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号が入力されると、制御部１５は、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルの変化により、電圧レベル信号Ｓ１、電流レベル信号Ｓ３の立ち上がりを検出し、電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号のいずれか入力が遅い方の立ち上がり検出信号の立ち上がりから、予め設定した時間Ｔ１の経過後に、予め設定したパルス幅のサンプルホールド信号を生成して、サンプルホールド回路１４に対して出力する（時刻ｔ３）。
上記サンプルホールド信号が入力されることにより、サンプルホールド回路１４は、電圧レベル信号Ｓ１、位相信号Ｓ２及び電流レベル信号Ｓ３各々をサンプリングし、ホールドし（保持し）、それぞれ電圧出力信号Ｓ４、位相出力信号Ｓ５、電流出力信号Ｓ６として、インピーダンス整合器３００に対して出力する。
【００２５】
そして、インピーダンス整合器３００は、入力される電圧出力信号Ｓ４と、電流出力信号Ｓ６との比及び位相出力信号Ｓ５から、インピーダンス整合器３００の入力端子からみたチャンバー側の負荷のインピーダンスを検出する。
このとき、インピーダンス整合器３００は、検出結果に基づき、このインピーダンスが予め設定された値、例えば５０Ωとなるように、内部の可変コンデンサ等の調整を行う。
【００２６】
また、入力検出部１６におけるオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子に入力されている閾値の電圧は、現在入力されているレベル信号の信号レベルにより変化する。例えば、保持回路に保持される電圧は、電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ２に変化する。
【００２７】
次に、パルス幅変調によりＲＦ発生器２００から出力される高周波信号がパルスＯＦＦ状態となると（時刻ｔ４）、電圧レベル信号Ｓ１及び電流信号Ｓ３とはＱ値に対応して、徐々に減衰し、閾値の電圧値を下回る（時刻ｔ５）。これにより、入力検出部１６は、設定されている閾値より、電圧レベル信号Ｓ１の信号レベル、電流レベル信号Ｓ３の信号レベルが低下するため、立ち上がり検出信号を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルとして、制御部１５に出力する。
【００２８】
そして、ＲＦ発生器２００から新たに高周波信号が出力されると、電圧レベル検出部１１は電圧レベル信号Ｓ１を高周波信号の入力とともに立ち上げる。同様に、電流レベル検出部１３は、電流レベル信号Ｓ３をを高周波信号の入力とともに立ち上げる（時刻ｔ６）。
【００２９】
このときの閾値の電圧値Ｖ２は、時刻ｔ６以前の直前のレベル信号の信号レベルから、図２の分圧回路が閾値を生成し、この閾値が保持回路に設定されている。
そして、入力検出部１６は、電圧レベル信号Ｓ１の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電圧レベル信号Ｓ１が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する。同様に、入力検出部１６は、電流レベル信号Ｓ３の信号レベルが閾値を超えると、制御部１５に対して、電流レベル信号Ｓ３が閾値を超えたことを示す立ち上がり検出信号を出力する（時刻ｔ７）。
【００３０】
電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号が入力されると、制御部１５は、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルの変化により、電圧レベル信号Ｓ１、電流レベル信号Ｓ３の立ち上がりを検出し、電圧レベル信号Ｓ１及び電流レベル信号Ｓ３それぞれの立ち上がり検出信号のいずれか入力が遅い方の立ち上がり検出信号の立ち上がりから、予め設定した時間Ｔ１の経過後に、予め設定したパルス幅のサンプルホールド信号を生成して、サンプルホールド回路１４に対して出力する（時刻ｔ８）。サンプルホールド回路１４は、入力されたサンプルホールド信号により、サンプルホールドすることにより、ＤＣ出力信号が更新される。
上述した、時刻ｔ１から時刻ｔ８までの処理が繰り返されることになる。
【００３１】
また、上述した本実施形態の処理は、パルス変調されてＲＦ発生器２００から出力される場合を説明した。
一方、ＲＦ発生器２００からＣＷ状態にて高周波信号が途切れずに連続して出力される場合、電圧レベル検出部１１は、動作の開始時に、ＲＦ発生器２００から高周波信号が出力される際に、電圧レベル信号を高周波信号とともに立ち上げる。同様に、電流レベル検出部１３は、動作の開始時に、ＲＦ発生器２００から高周波信号が出力される際に、電流レベル信号を高周波信号とともに立ち上げる。
【００３２】
このとき、入力検出部１６は、電圧レベル信号の立ち上がりを検出し、立ち上がり検出信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化させ、以降、高周波信号が連続するため「Ｈ」レベルのままとなる。同様に、入力検出部１６は、電流レベル信号の立ち上がりを検出し、立ち上がり検出信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化させ、以降、高周波信号が連続するため「Ｈ」レベルのままとなる。これにより、制御部１５は、ＲＦ発生器２００は、高周波信号の出力開始時においてのみサンプルホールド信号を出力する。
したがって、サンプルホールド回路１４には、最初に入力された高周波信号の電圧波形の波高値の電圧、高周波信号の電流波形の波高値の電圧及び位相信号の信号レベルを継続して、インピーダンス整合器３００に対して出力することになる。
【００３３】
このため、本実施形態においては、制御部１５は、最初のサンプルホールド信号を出力させて、予め設定された時間内において、入力検出部１６からの立ち上がり検出信号が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルへの変化が無ければ、予め設定した周期にてサンプルホールド信号を周期的に出力する。この周期は、パルス変調を行った際、高周波信号が途切れる最も長い時間に比較して長く設定されている。
これにより、本実施形態は、ＲＦ発生器２００からの高周波信号の出力がＣＷ状態の場合においても、パルス変調が行われている場合にも、負荷Ｍのインピーダンス変動に対応して、インピーダンス整合器３００はインピーダンス整合の処理を行うことができる。
【００３４】
また、電流検出センサ１０１及び電圧検出センサ１０２が検出した検出値をデジタルデータとしてパルスディテクタ１へ出力し、パルスディテクタ１においてデジタルデータによる演算を行うように構成することで、パルスディテクタ１をコンピュータを用いて構成することができる。この場合、インピーダンス整合器３００も入力されるデジタルデータにより、インピーダンスの整合処理を行う。
したがって、図１におけるパルスディテクタ１の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより干渉波除去の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００３５】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００３６】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１…パルスディテクタ
１１…電圧レベル検出部
１２…位相差検出部
１３…電流レベル検出部
１４…サンプルホールド回路
１５…制御部
１６…入力検出部
２００…ＲＦ発生器
３００…インピーダンス整合器
ＡＭＰ１…オペアンプ
Ｃ１…コンデンサ
Ｄ１…ダイオード
Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…抵抗
Ｍ…負荷
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号の電圧波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電圧レベル信号を出力する電圧レベル検出部と、
前記高周波信号の電流波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電流レベル信号を出力する電流レベル検出部と、
前記高周波信号の電圧波形と電流波形との位相差を求めて、位相差信号を出力する位相差検出部と、
前記包絡波形が一端途切れ、その後出力される包絡波形の立ち上がりを、その包絡波形の信号レベルと、設定された閾値とを比較し検出し、立ち上がり検出信号を出力する入力検出部と、
前記立ち上がり検出信号が入力されてから、予め設定された時間後に、サンプルホールド信号を出力する制御部と、
前記サンプルホールドにより、前記電圧レベル信号、前記電流レベル信号及び位相差信号の信号レベルをサンプリングしてホールドするサンプルホールド回路と
を有し、
前記入力検出部が、直前に入力された包絡波形の信号レベルの予め設定された割合の数値を前記閾値として用いることを特徴とするパルスディテクタ。
【請求項２】
前記入力検出部が直前に入力された前記包絡波形の信号レベルを、抵抗分圧により所定の割合の数値とすることを特徴とする請求項１記載のパルスディテクタ。
【請求項３】
前記入力検出部がダイオード及びコンデンサを有しており、前記抵抗分圧により生成した閾値の電圧を前記ダイオード及び前記コンデンサにより保持することを特徴とする請求項２に記載のパルスディテクタ。
【請求項４】
上記コンデンサの一端と接地点との間に抵抗をさらに有し、
当該抵抗の抵抗値と前記コンデンサの容量値とで決まる時定数が、最も長いパルスＯＦＦ時間よりも十分長く設定されていることを特徴とする請求項３に記載のパルスディテクタ。
【請求項１】
高周波信号の電圧波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電圧レベル信号を出力する電圧レベル検出部と、
前記高周波信号の電流波形の波形包絡を検出し、包絡波形として電流レベル信号を出力する電流レベル検出部と、
前記高周波信号の電圧波形と電流波形との位相差を求めて、位相差信号を出力する位相差検出部と、
前記包絡波形が一端途切れ、その後出力される包絡波形の立ち上がりを、その包絡波形の信号レベルと、設定された閾値とを比較し検出し、立ち上がり検出信号を出力する入力検出部と、
前記立ち上がり検出信号が入力されてから、予め設定された時間後に、サンプルホールド信号を出力する制御部と、
前記サンプルホールドにより、前記電圧レベル信号、前記電流レベル信号及び位相差信号の信号レベルをサンプリングしてホールドするサンプルホールド回路と
を有し、
前記入力検出部が、直前に入力された包絡波形の信号レベルの予め設定された割合の数値を前記閾値として用いることを特徴とするパルスディテクタ。
【請求項２】
前記入力検出部が直前に入力された前記包絡波形の信号レベルを、抵抗分圧により所定の割合の数値とすることを特徴とする請求項１記載のパルスディテクタ。
【請求項３】
前記入力検出部がダイオード及びコンデンサを有しており、前記抵抗分圧により生成した閾値の電圧を前記ダイオード及び前記コンデンサにより保持することを特徴とする請求項２に記載のパルスディテクタ。
【請求項４】
上記コンデンサの一端と接地点との間に抵抗をさらに有し、
当該抵抗の抵抗値と前記コンデンサの容量値とで決まる時定数が、最も長いパルスＯＦＦ時間よりも十分長く設定されていることを特徴とする請求項３に記載のパルスディテクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５８６０５（Ｐ２０１０−２５８６０５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０４３４７（Ｐ２００９−１０４３４７）
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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