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公開番号2025029636
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023134362
出願日2023-08-22
発明の名称パルス発生回路、基板処理装置、およびエネルギー回生方法
出願人国立大学法人熊本大学,東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H03K 3/53 20060101AFI20250228BHJP(基本電子回路)
要約【課題】エネルギーの有効利用を図る。
【解決手段】パルス発生回路は、一端が電源に接続され、他端が接地電位に接続されるキャパシタと、一次側の一端がキャパシタの一端に接続され、二次側が負荷に接続されるトランスと、一端がトランスの一次側の他端に接続されるインダクタと、インダクタの他端と接地電位との間に接続されるスイッチング素子と、カソードがトランスの一次側の他端に接続され、アノードが接地電位に接続されるダイオードと、スイッチング素子のオン状態およびオフ状態を制御する制御回路とを備え、制御回路は、スイッチング素子をオン状態に制御し、トランスの一次側に電流が流れた後、トランスの一次側に流れる電流の向きが逆になる期間にスイッチング素子をオフ状態に制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一端が電源に接続され、他端が接地電位に接続されるキャパシタと、
一次側の一端が前記キャパシタの一端に接続され、二次側が負荷に接続されるトランスと、
一端が前記トランスの一次側の他端に接続されるインダクタと、
前記インダクタの他端と接地電位との間に接続されるスイッチング素子と、
カソードが前記トランスの一次側の他端に接続され、アノードが接地電位に接続されるダイオードと、
前記スイッチング素子のオン状態およびオフ状態を制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、
前記スイッチング素子をオン状態に制御し、前記トランスの一次側に電流が流れた後、前記トランスの一次側に流れる電流の向きが逆になる期間に前記スイッチング素子をオフ状態に制御する、パルス発生回路。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記インダクタは、可飽和インダクタである請求項１に記載のパルス発生回路。
【請求項３】
前記スイッチング素子がオン状態になった場合に前記可飽和インダクタに流れる電流によって発生する磁界と逆向きの磁界が発生するように、前記可飽和インダクタを励磁する励磁回路をさらに備える請求項２に記載のパルス発生回路。
【請求項４】
前記インダクタは、環状のコアに電線が巻き付けられたトロイダルコイルである請求項２または３に記載のパルス発生回路。
【請求項５】
前記スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴである請求項１に記載のパルス発生回路。
【請求項６】
前記スイッチング素子は、シリコンカーバイドを用いたＭＯＳＦＥＴである請求項５に記載のパルス発生回路。
【請求項７】
前記ダイオードは、ファストリカバリダイオードまたはショットキーバリアダイオードである請求項１に記載のパルス発生回路。
【請求項８】
前記トランスの二次側と負荷との間に設けられた磁気パルス圧縮回路をさらに備える請求項１に記載のパルス発生回路。
【請求項９】
ガス供給口およびガス排気口を有し、基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバ内にパルス状に変化する電力を供給することにより、前記チャンバ内において前記ガス供給口を介して供給されたガスをプラズマ化することにより、プラズマを用いて前記基板の処理を行うパルス発生回路と
を備え、
前記パルス発生回路は、
一端が電源に接続され、他端が接地電位に接続されるキャパシタと、
一次側の一端が前記キャパシタの一端に接続され、二次側が負荷に接続されるトランスと、
一端が前記トランスの一次側の他端に接続されるインダクタと、
前記インダクタの他端と接地電位との間に接続されるスイッチング素子と、
カソードが前記トランスの一次側の他端に接続され、アノードが接地電位に接続されるダイオードと、
前記スイッチング素子のオン状態およびオフ状態を制御する制御回路と
を有し、
前記制御回路は、
前記スイッチング素子をオン状態に制御し、前記トランスの一次側に電流が流れた後、前記トランスの一次側に流れる電流の向きが逆になる期間に前記スイッチング素子をオフ状態に制御する、基板処理装置。
【請求項１０】
一端が電源に接続され、他端が接地電位に接続されるキャパシタと、
一次側の一端が前記キャパシタの一端に接続され、二次側が負荷に接続されるトランスと、
一端が前記トランスの一次側の他端に接続されるインダクタと、
前記インダクタの他端と接地電位との間に接続されるスイッチング素子と、
カソードが前記トランスの一次側の他端に接続され、アノードが接地電位に接続されるダイオードと、
前記スイッチング素子のオン状態およびオフ状態を制御する制御回路と
を有するパルス発生回路において、
前記制御回路が、
ａ）前記スイッチング素子をオン状態に制御する工程と、
ｂ）前記スイッチング素子がオン状態になることにより前記トランスの一次側に電流が流れた後、前記トランスの一次側に流れる電流の向きが逆になる期間に前記スイッチング素子をオフ状態に制御する工程と
を実行する、エネルギー回生方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の種々の側面および実施形態は、パルス発生回路、基板処理装置、およびエネルギー回生方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、「可飽和リアクトルを磁気スイッチ手段とし、該可飽和リアクトルのリセット巻線にリセット電流を供給して可飽和リアクトルの鉄心を逆励磁しておく磁気リセット回路を設けたパルス電源において、前記磁気リセット回路は、前記リセット巻線にリセット電流を常時供給する直流電源と、前記直流電源のリセット電流出力端に設けられ、リセット電流路のサージが該直流電源へ侵入するのを抑制する第１のリアクトルと、前記第１のリアクトルと前記リセット巻線との間に設けられ、該リセット巻線に発生する誘導電流を抑制する第２のリアクトルと、前記第２のリアクトルと前記リセット巻線との直列回路に並列に設けられ、前記誘導電流を第２のリアクトルに循環させるダイオードと、を備えたことを特徴とするパルス電源」が開示されている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、「メインスイッチ素子により構成された上アームおよび下アームの組を少なくとも２つずつ備えた電力変換用ブリッジ回路における前記アームそれぞれに設けられ、前記メインスイッチ素子の動作に起因する派生電圧を抑制するスナバ回路において、ダイオードとスナバコンデンサとが直列接続され、前記上アームおよび下アームの組に跨がって接続されたＤＣ直列回路と、前記ダイオードと前記スナバコンデンサとの接続点と前記上アームおよび下アームの組との接続点との間に接続されたスナバ用スイッチ素子とを有する回生回路を備えたことを特徴とするスナバ回路」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平９－８３０５２号公報
特開２０１７－１５３２０５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、エネルギーの有効利用を図ることができるパルス発生回路、基板処理装置、およびエネルギー回生方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面におけるパルス発生回路は、一端が電源に接続され、他端が接地電位に接続されるキャパシタと、一次側の一端がキャパシタの一端に接続され、二次側が負荷に接続されるトランスと、一端がトランスの一次側の他端に接続されるインダクタと、インダクタの他端と接地電位との間に接続されるスイッチング素子と、カソードがトランスの一次側の他端に接続され、アノードが接地電位に接続されるダイオードと、スイッチング素子のオン状態およびオフ状態を制御する制御回路とを備え、制御回路は、スイッチング素子をオン状態に制御し、トランスの一次側に電流が流れた後、トランスの一次側に流れる電流の向きが逆になる期間にスイッチング素子をオフ状態に制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、エネルギーの有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、プラズマ処理装置の一例を示す概略図である。
図２は、第１の実施形態におけるパルス発生回路の構成の一例を示す図である。
図３は、パルス発生回路の動作の一例を示すフローチャートである。
図４は、第１の実施形態における各信号の変化の一例を示すタイミングチャートである。
図５は、第２の実施形態におけるパルス発生回路の構成の一例を示す図である。
図６は、可飽和インダクタの一例を示す図である。
図７は、第３の実施形態におけるパルス発生回路の構成の一例を示す図である。
図８は、励磁回路の一例を示す図である。
図９は、第１の実施形態における電圧Ｖ
ds
および電流Ｉ
d
の変化の一例を示す図である。
図１０は、比較例における電圧Ｖ
ds
および電流Ｉ
d
の変化の一例を示す図である。
図１１は、第３の実施形態における電圧Ｖ
ds
および電流Ｉ
d
の変化の一例を示す図である。
図１２は、第３の実施形態における各信号の変化の一例を示すタイミングチャートである。
図１３は、第４の実施形態におけるパルス発生回路の構成の一例を示す図である。
【０００９】
以下に、パルス発生回路、基板処理装置、およびエネルギー回生方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるパルス発生回路、基板処理装置、およびエネルギー回生方法が限定されるものではない。
【００１０】
ところで、近年の環境問題への意識の高まりに伴って、装置の省電力化が求められている。パルス発生回路においても、省電力化が求められている。そこで、本開示は、エネルギーの有効利用を図ることができる技術を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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