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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6244014
(24)【登録日】2017年11月17日
(45)【発行日】2017年12月6日
(54)【発明の名称】電源装置及びインピーダンス整合方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20171127BHJP
H03H 7/40 20060101ALI20171127BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
H03H7/40
【請求項の数】6
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2016-511190(P2016-511190)
(86)(22)【出願日】2014年3月31日
(86)【国際出願番号】JP2014059479
(87)【国際公開番号】WO2015151165
(87)【国際公開日】20151008
【審査請求日】2016年9月21日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001122
【氏名又は名称】株式会社日立国際電気
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 直人
(72)【発明者】
【氏名】藤本 直也
(72)【発明者】
【氏名】加藤 規一
【審査官】
鳥居 祐樹
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００６−１６６４１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２６６３７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０７−１５３５９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１８８３５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０５Ｈ １／４６
Ｈ０３Ｈ ７／３８−７／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置であって、
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、前記整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更する制御部と、
を備え、
前記複数の設定ポイントのそれぞれにおいて、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する前記出力電流値が、第２の値以下となるよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とが設定されたことを特徴とする電源装置。
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、前記整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更する制御部と、
を備え、
前記複数の設定ポイントのそれぞれにおいて、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する前記出力電流値が、第２の値以下となるよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とが設定されたことを特徴とする電源装置。
【請求項2】
外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置であって、
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、前記整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更する制御部と、
を備え、
前記記憶部は、前記整合マップにおいて、前記出力電流値が第３の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記制御部は、前記整合処理を行うときに、前記電流超過ポイントを回避するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することを特徴とする電源装置。
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、前記整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更する制御部と、
を備え、
前記記憶部は、前記整合マップにおいて、前記出力電流値が第３の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記制御部は、前記整合処理を行うときに、前記電流超過ポイントを回避するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することを特徴とする電源装置。
【請求項3】
出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部を有し、外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置におけるインピーダンス整合方法であって、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出ステップと、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶ステップと、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合ステップと、を備え、
前記整合ステップにおいて、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更し、
前記整合マップにおいて、前記複数の設定ポイントのそれぞれは、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する前記出力電流値が、第２ の値以下となるよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とが設定されたことを特徴とするインピーダンス整合方法。
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出ステップと、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶ステップと、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合ステップと、を備え、
前記整合ステップにおいて、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更し、
前記整合マップにおいて、前記複数の設定ポイントのそれぞれは、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する前記出力電流値が、第２ の値以下となるよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とが設定されたことを特徴とするインピーダンス整合方法。
【請求項4】
出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部を有し、外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置におけるインピーダンス整合方法であって、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出ステップと、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶ステップと、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合ステップと、を備え、
前記整合ステップにおいて、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更し、
前記整合マップは、前記出力電流値が第３の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記整合ステップにおいて、前記電流超過ポイントを回避するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することを特徴とするインピーダンス整合方法。
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出ステップと、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶ステップと、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合ステップと、を備え、
前記整合ステップにおいて、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更し、
前記整合マップは、前記出力電流値が第３の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記整合ステップにおいて、前記電流超過ポイントを回避するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することを特徴とするインピーダンス整合方法。
【請求項5】
外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置であって、
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記整合マップを表示する表示部と、を備え、
前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値は、前記電源装置の出力インピーダンスを決めるものであり、
前記記憶部は、前記整合マップにおいて、前記出力電流値が第２の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記表示部は、前記整合マップにおいて、前記電流超過ポイントを、前記電流超過ポイントであることが識別可能なように表示することを特徴とする電源装置。
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記整合マップを表示する表示部と、を備え、
前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値は、前記電源装置の出力インピーダンスを決めるものであり、
前記記憶部は、前記整合マップにおいて、前記出力電流値が第２の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記表示部は、前記整合マップにおいて、前記電流超過ポイントを、前記電流超過ポイントであることが識別可能なように表示することを特徴とする電源装置。
【請求項6】
請求項５に記載された電源装置であって、
操作者からの指示を受け付ける操作部を備え、
前記整合マップが前記表示部に表示された状態で、第１の設定ポイントから第２の設定ポイントへ移す指示を前記操作部で受け付けると、前記第１の設定ポイントにおける前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値から、前記第２の設定ポイントにおける前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値へ変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更し、
前記記憶部は、前記整合マップにおいて、前記出力電流値が第２の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記表示部は、前記整合マップにおいて、前記電流超過ポイントを、前記電流超過ポイントであることが識別可能なように表示することを特徴とする電源装置。
操作者からの指示を受け付ける操作部を備え、
前記整合マップが前記表示部に表示された状態で、第１の設定ポイントから第２の設定ポイントへ移す指示を前記操作部で受け付けると、前記第１の設定ポイントにおける前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値から、前記第２の設定ポイントにおける前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値へ変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更し、
前記記憶部は、前記整合マップにおいて、前記出力電流値が第２の値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、
前記表示部は、前記整合マップにおいて、前記電流超過ポイントを、前記電流超過ポイントであることが識別可能なように表示することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、変動する負荷に対して電力を供給する高周波電源装置、例えば、プラズマを生成するために用いられるプラズマ生成用電源装置に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）を製造するための基板に対しプラズマアッシング等のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、プラズマを生成するために用いられるプラズマ生成用電源装置に関するものである。【背景技術】
【0002】
例えば、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程においては、エッチング工程後に、不要となった有機物から構成されているレジストを分解除去するために、酸素プラズマを用いるプラズマアッシング装置（灰化装置）が用いられている。このようなプラズマアッシング装置においては、例えば、基板を収容した反応管内に酸素ガスを導入し、該反応管周囲を巻き回すように設けたコイルに高周波電源から電流を供給して、反応管内部の酸素ガス中でプラズマ放電を発生させる。プラズマ放電によって生成されたラジカルやイオン化分子を含んだガスにより、基板上のレジストはアッシングされ、二酸化炭素や水等となり除去される。【0003】
このとき、高周波電源の負荷インピーダンスは、プラズマ生成の前後で変化し、また、プラズマ生成中においても、ガスの種類や圧力や供給量、あるいは印加電力の大きさによって変化する。したがって、高周波電源からの出力電力と負荷をインピーダンス整合させるため、高周波電源からの出力周波数や、高周波電源とプラズマ負荷との間に設けた整合回路のコンデンサの静電容量を変化させることが行われる。【0004】
従来は、コンデンサの容量値や高周波電源からの出力周波数の値を、操作者が手動で変更していたが、インピーダンス整合する整合ポイントを探すのに非常に時間がかかっていた。このように、従来は、プラズマ生成の立ち上がり時においてインピーダンス整合するコンデンサの初期容量値や、プラズマ生成中においてインピーダンス整合するコンデンサ変化容量値や周波数変化量値等のパラメータを、操作者が経験等に基づき判断して決定するので効率が悪かった。【0005】
下記の特許文献１には、第１の時間においてプラズマ生成用基準信号を第１の周波数に固定して反射波電力が第１の電力値以下となるよう制御し、その後の第２の時間において、反射波電力が第２の電力値以下になるようにプラズマ生成用基準信号の周波数を掃引するプラズマ生成動作を行うとともに、第１の周波数、第１の時間、第２の時間の最適値を見出すプラズマ生成パラメータ設定動作を行う技術が開示されている。【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１３−５４８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、高周波電源からの出力電力と負荷を効率よくインピーダンス整合させることのできる技術を提供することにある。【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するための、本発明に係る電源装置の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置であって、
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、前記整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更する制御部と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【0009】
また、本発明に係る電源装置の他の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置であって、
前記電源装置の出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部と、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出部と、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶部と、
前記整合マップを表示する表示部と、を備え、
前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値は、前記電源装置の出力インピーダンスを決めるものであることを特徴とする電源装置。
【0010】
また、本発明に係るインピーダンス整合方法の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、出力インピーダンスを変更する可変整合素子を有する整合部を有し、外部の負荷に対して高周波電力を出力する電源装置におけるインピーダンス整合方法であって、
前記高周波電力に含まれる反射波の大きさ、又は前記整合部の入力インピーダンス、若しくは前記負荷への出力電流値を検出する検出ステップと、
前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値を変更するための複数の第１のパラメータ値及び複数の第２のパラメータ値を含む整合マップであって、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを記憶する記憶ステップと、
前記設定ポイントの１つから、前記反射波の大きさ又は前記入力インピーダンス若しくは前記出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することにより、前記電源装置の出力インピーダンスを変更する整合ステップと、を備え、
前記整合ステップにおいて、隣接する設定ポイントを経由するように、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値とを変更することを特徴とするインピーダンス整合方法。
【発明の効果】
【0011】
このように構成すると、高周波電源からの出力電力と負荷を効率よくインピーダンス整合させることができる。【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係るプラズマ生成用電源装置の構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係る整合部の構成図の一例である。
【図3】本発明の実施形態に係る整合部の構成図の他の例である。
【図4】本発明の実施形態に係る整合部の構成図の他の例である。
【図5】本発明の実施形態に係る整合部の構成図の他の例である。
【図6】本発明の実施形態に係る整合部の構成図の他の例である。
【図7】本発明の実施形態に係る整合部の構成図の他の例である。
【図8】本発明の実施形態に係る整合部の構成図の他の例である。
【図9】本発明の実施形態に係るＣ、Ｆによる整合マップの一例である。
【図10】本発明の実施形態に係るＣ、Ｆによる整合マップの他の例である。
【図11】本発明の実施形態に係る整合マップ取得のフローチャートである。
【図12】本発明の実施形態に係る可変容量コンデンサ初期値決定の説明図である。
【図13】本発明の実施形態に係る初期値決定テーブルである。
【図14】本発明の実施形態に係る可変容量コンデンサ初期値決定のフローチャートである。
【図15】本発明の実施形態に係る反射波エリアの説明図である。
【図16】第１実施例に係る次回進行方向決定処理の説明図である。
【図17】第１実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートである。
【図18】第２実施例に係る整合マップである。
【図19】第２実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートである。
【図20】第３実施例に係る整合マップである。
【図21】第３実施例に係る次回進行方向決定処理の説明図である。
【図22】第３実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートである。
【図23】第４実施例に係る整合マップである。
【図24】第４実施例に係る次回進行方向決定処理の説明図である。
【図25】第４実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートである。
【図26】第５実施例に係る整合マップである。
【図27】第５実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートである。
【図28】第６実施例に係る整合マップである。
【図29】第６実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートである。
【図30】第７実施例に係る整合マップ（インピーダンス表示）とスミスチャートの表示例である。
【図31】第８実施例に係る整合マップ（電流表示）とスミスチャートの表示例である。
【図32】第８実施例において、整合マップにより大電流部分を回避することの説明図である。
【図33】第８実施例に係る反射波値と電流値を表示した整合マップの例である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本実施形態の電源装置であるプラズマ生成用電源装置の構成について、図１と図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプラズマ生成用電源装置の構成を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係る整合部の構成図の一例である。
図１に示すように、本実施形態のプラズマ生成用電源装置１０は、制御部１１、周波数シンセサイザ回路１２、電力増幅部１３、検出部１４、整合部１５、操作部１６、表示部１７、記憶部１８を含むように構成され、外部の負荷（本実施形態ではプラズマ発生装置２０）に対して高周波電力を出力する。
【0014】
周波数シンセサイザ回路１２は、所定の周波数を有する基準信号１２ｓを生成する基準信号生成部である。周波数シンセサイザ回路１２には、例えば周波数を参照するための信号である参照周波数信号１９を発生する水晶発振器（不図示）が接続される。周波数シンセサイザ回路１２は、水晶発振器からの参照周波数信号１９に基づき、該参照周波数信号の整数倍又は整数で割った周波数を有する基準信号１２ｓ（例えば２７．１２ＭＨｚ）を出力する。また、周波数シンセサイザ回路１２は、制御部１１からの指示（周波数制御信号１１ｓ２）に基づき、上記参照周波数信号の整数倍又は整数で割った周波数を中心として所定の範囲で、その出力周波数を変更し、該変更した周波数の基準信号１２ｓを出力することができる。なお、水晶発振器を用いず、参照周波数信号１９として外部の参照クロック信号を用いることも可能である。【0015】
電力増幅部１３は、周波数シンセサイザ回路１２で生成された基準信号１２ｓの電力を増幅して高周波電力信号を生成する。電力増幅部１３で生成された高周波電力信号は、後述する検出部１４と整合部１５を介して、外部の負荷であるプラズマ発生装置２０の共振コイルへ出力される。プラズマ発生装置２０は、例えば、プラズマを生成するプラズマエッチング装置である。【0016】
検出部１４は、例えばＣＭ型方向性結合器で構成され、電力増幅部１３から出力された高周波電力信号を整合部１５へ出力するとともに、電力増幅部１３から出力された高周波電力信号から、該高周波電力信号に含まれる反射波の大きさを示す反射波電圧１４ｓ１を検出し、制御部１１へ出力する。なお、検出部１４は、電流計や電圧計を含むように構成することもでき、整合部１５の入力インピーダンスや入力電流値、つまり、プラズマ発生装置２０に対するプラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンスや出力電流値を検出し、制御部１１へ出力するよう構成することもできる。
【0017】
整合部１５は、プラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンスを変更して、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスに整合する、つまり、整合部１５の出力インピーダンスとプラズマ発生装置２０の入力インピーダンスとを整合するための固定整合素子と可変整合素子とを有する。整合部１５は、例えば図２に示すように、整合部１５の入力端子（図２のＩＮ）と出力端子（図２のＯＵＴ）との間に接続された固定コイルＬ１（固定整合素子）と、入力端子ＩＮとアースの間に接続された可変容量コンデンサＣ１（可変整合素子）とを備える。整合部１５の入力端子ＩＮは、検出部１４の出力端子と接続され、整合部１５の出力端子ＯＵＴは、プラズマ発生装置２０の入力端子に接続されている。【0018】
固定コイルＬ１のインダクタンス値は固定されており、可変容量コンデンサＣ１の容量値は、制御部１１からのインピーダンス制御信号１１ｓ１により変更可能に構成されている。可変容量コンデンサＣ１の容量値は、例えば可変容量コンデンサＣ１の電極間の距離を変更することにより変更できる。整合部１５は、制御部１１からのインピーダンス制御信号１１ｓ１に応じて可変容量コンデンサＣ１の電極間の距離を変更する駆動機構（不図示）を備えている。なお、容量の異なる複数の可変容量コンデンサＣ１を並列に接続し、そのうち１つを使用するように切り換える方法を採用することも可能である。【0019】
操作部１６は、例えばキーボードやマウス等の入力機器を備え、操作者からの各種指示を受け付ける。表示部１７は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示画面を備え、各種情報を表示する。【0020】
記憶部１８は、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体で構成され、図９等に示す整合マップや、図１３に示す初期値決定テーブル等を記憶する。整合マップや初期値決定テーブルについては、後述する。【0021】
制御部１１は、周波数シンセサイザ回路１２、電力増幅部１３、検出部１４、整合部１５、操作部１６、表示部１７、記憶部１８と信号接続され、これらを制御する。制御部１１は、検出部１４で検出された反射波電圧１４ｓ１に基づき、該反射波電圧１４ｓ１を小さくするように、周波数シンセサイザ回路１２に対し周波数制御信号１１ｓ２を出力して周波数シンセサイザ回路１２の出力周波数を制御する。また、制御部１１は、反射波電圧１４ｓ１を小さくするように、整合部１５に対しインピーダンス制御信号１１ｓ１を出力して整合部１５の可変容量コンデンサＣ１の容量値を制御する。こうして制御部１１は、整合部１５の出力インピーダンス（つまり、プラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンス）とプラズマ発生装置２０の入力インピーダンスを整合させる。
【0022】
また、制御部１１は、整合マップ取得処理（図１１参照）や、可変容量コンデンサ初期値決定処理（図１４参照）や、整合マップにおける次回進行方向決定処理（図１７等参照）等の処理を行う。これらの処理については後述する。制御部１１は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（中央演算ユニット）と、ＣＰＵの動作プログラムを格納するメモリとを備える。
なお、プラズマ生成用電源装置１０を制御する制御部１１を、プラズマ発生装置２０を制御する制御部と一体に設けるようにすることも可能である。
【0023】
なお、図２に示す整合部１５に代えて、図３に示す整合部３１、図４に示す整合部３２、図５に示す整合部３３、図６に示す整合部３４、図７に示す整合部３５、図８に示す整合部３６等を用いることも可能である。図２〜図４では、可変容量コンデンサは１つであるが、図５〜図７では、可変容量コンデンサは２つであり、図８では、可変容量コンデンサは３つである。以降の説明において、特に断らない限り、図２に示す整合部１５を用いて説明する。【0024】
次に、本実施形態のプラズマ生成パラメータの初期値決定方法について、図９〜図１４を用いて説明する。プラズマ生成パラメータの初期値とは、プラズマ発生装置２０の立ち上がり時における、周波数シンセサイザ回路１２の出力周波数や、整合部１５の可変整合素子の値、例えば、可変容量コンデンサの容量値である。この初期値は、プラズマ発生装置２０の立ち上がり時における処理ガスの種類や流量や圧力等により、適正値が異なる。プラズマ発生装置２０の立ち上がり時とは、プラズマ発生装置２０の動作開始時であり、例えば、プラズマ発生装置２０の電源投入時である。【0025】
記憶部１８には、予め、可変容量コンデンサＣ１の可変容量範囲であるＣ１〜Ｃｍ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、…、Ｃｉ、Ｃｉ+１、…、Ｃｍ-１、Ｃｍ）、周波数シンセサイザ回路１２の周波数可変範囲であるＦ１〜Ｆｎ（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…、Ｆｊ、Ｆｊ+１、…、Ｆｎ-１、Ｆｎ）が、例えば操作部１６から操作者により設定され記憶されている。【0026】
制御部１１は、プラズマ発生装置２０の電源が投入された状態において、Ｃ１〜ＣｍのそれぞれとＦ１〜Ｆｎのそれぞれとの全ての組み合わせに対して、検出部１４からの反射波電圧１４ｓ１の値を求め、図９に示す整合マップを作成し、記憶部１８に記憶する。このとき例えば、Ｃの値をＣ１に固定した状態でＦをＦ１〜Ｆｎのように変化させ、次にＣの値をＣ２に固定した状態でＦをＦ１〜Ｆｎのように変化させるようにする。これは、Ｃの値を変化させるのは、Ｆの値を変化させるよりも時間を要するからである。次に制御部１１は、取得した整合マップを用いて、整合に適したパラメータ（整合パラメータ）である可変容量コンデンサＣ１の容量値と周波数シンセサイザ回路１２の周波数を決定する。
【0027】
図９は、本発明の実施形態に係る整合マップの一例であり、Ｃ、Ｆにより整合を行う。図９の例では、説明を解り易くするため、Ｃ１〜ＣｍをＣ１〜Ｃ７、Ｆ１〜ＦｎをＦ１〜Ｆ７としている。図９の例では、まずＣの値をＣ１に固定した状態でＦをＦ１〜Ｆ７のように変化させ、Ｆ１〜Ｆ７における反射波電圧１４ｓ１の値として、それぞれ、４５、４０、２５、１５、１０、１０、２０を求めている。次にＣの値をＣ２に固定した状態でＦを変化させ、Ｆ１〜Ｆ７における反射波電圧１４ｓ１の値として、それぞれ、４０、３０、２０、１０、５、５、１０を求めている。こうして、Ｃ１〜Ｃ７のそれぞれとＦ１〜Ｆ７のそれぞれとの全ての組み合わせに対して、検出部１４からの反射波電圧１４ｓ１の値を求めている。【0028】
図９の例では、Ｃ３であってＦ４〜Ｆ６である領域と、Ｃ４であってＦ３〜Ｆ５である領域と、Ｃ５であってＦ２〜Ｆ４である領域とにおいて、反射波電圧１４ｓ１がゼロである。実際には、反射波は厳密にゼロにならないこともある。本明細書において、反射波がゼロとは、反射波の大きさが所定の値以下であることを意味する。【0029】
こうして、複数の第１のパラメータ値（可変容量コンデンサＣ１の容量Ｃ１〜Ｃ７）と、複数の第２のパラメータ値（周波数シンセサイザ回路１２の周波数、つまり高周波電力の周波数Ｆ１〜Ｆ７）とが設定され、前記第１のパラメータ値と前記第２のパラメータ値の組合わせにより決定される領域である設定ポイントを複数有する整合マップが取得され、記憶部１８に記憶される。第１のパラメータ値及び第２のパラメータ値は、プラズマ発生装置２０へ出力する高周波電力に含まれる反射波の大きさを変更するためのものである。図９の例では、設定ポイントの数は、７×７＝４９である。【0030】
図１０は、本発明の実施形態に係るＣ、Ｆによる整合マップの他の例である。図１０の例では、Ｃ２であってＦ５〜Ｆ６である領域と、Ｃ３であってＦ５〜Ｆ６である領域と、Ｃ５であってＦ２〜Ｆ３である領域と、Ｃ６であってＦ２〜Ｆ３である領域とにおいて、反射波電圧１４ｓ１がゼロである。このように、反射波がゼロである領域が、複数個所に分かれている場合もある。【0031】
図１１は、本発明の実施形態に係る整合マップ取得のフローチャートである。操作部１６から操作者により、整合マップ取得の指示がなされると、制御部１１は、ｉとｊを初期値である１に設定し（図１１のステップＳ１）、プラズマ生成用電源装置１０とプラズマ発生装置２０へ電力の供給を開始する（ステップＳ２）。
【0032】
次に制御部１１は、可変容量コンデンサＣ１の容量値をＣｉに設定し（ステップＳ３）、周波数シンセサイザ回路１２の周波数をＦｊに設定して（ステップＳ４）、そのときの反射波電圧１４ｓ１の値Ｒｅｆを取得し（ステップＳ５）、ＣｉとＦｊとＲｅｆとを互いに関連付けて記憶部１８に記憶する（ステップＳ６）。最初は、Ｃｉ＝Ｃ１、Ｆｊ＝Ｆ１なので、Ｃ１とＦ１とＲｅｆ１１とを互いに関連付けて記憶部１８に記憶する。Ｒｅｆ１１は、Ｃｉ＝Ｃ１、Ｆｊ＝Ｆ１のときの反射波電圧１４ｓ１の値である。【0033】
次に制御部１１は、ｊ＝ｎであるか否かを判定、つまりＦｊ＝Ｆｎであるか否かを判定し（ステップＳ７）、ｊ＝ｎでない場合（ステップＳ７でＮｏ）は、ｊ＝ｊ＋１として（ステップＳ１０）、ステップＳ４へ戻る。ｊ＝ｎである場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、つまり周波数シンセサイザ回路１２の周波数可変範囲を全て走査終了した場合は、ｉ＝ｍであるか否かを判定、つまりＣｉ＝Ｃｍであるか否かを判定する（ステップＳ８）。【0034】
そして制御部１１は、ｉ＝ｍでない場合（ステップＳ８でＮｏ）は、ｉ＝ｉ＋１とし（ステップＳ１１）、ｊ＝１として（ステップＳ１２）、ステップＳ３へ戻る。ｉ＝ｍである場合（ステップＳ８でＹｅｓ）は、プラズマ生成用電源装置１０とプラズマ発生装置２０に対する電力の供給を停止して（ステップＳ９）、整合マップ取得処理を終了する。【0035】
このようにして、制御部１１は、Ｃ１〜ＣｍのそれぞれとＦ１〜Ｆｎのそれぞれとの全ての組み合わせに対して、つまり、複数の領域（設定ポイント）の全てに対して、検出部１４からの反射波電圧１４ｓ１の値を求め、整合マップを作成し取得する。【0036】
次に制御部１１は、取得した整合マップを用いて、整合に適したパラメータである可変容量コンデンサＣ１の容量値（第１のパラメータ値）と周波数シンセサイザ回路１２の周波数（第２のパラメータ値）を決定する。【0037】
まず、制御部１１は、取得した整合マップにおいて、反射波電圧１４ｓ１の値がゼロの領域を、可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎ（Ｘｎ＝ｘ１、ｘ２、ｘ３、…、ｘｋ、ｘｋ-１、…、ｘｎ-１、ｘｎ）として抽出する。具体的には、取得した整合マップに対して、まずＦ１を固定した状態で、Ｃｍ、Ｃｍ-１…Ｃ１の値をスキャン（走査）し、次にＦ２を固定した状態で、Ｃｍ、Ｃｍ-１…Ｃ１の値をスキャンし、以下同様にして、整合マップの全ての領域のスキャンを行う。そして、制御部１１は、反射波電圧がゼロになる領域を、可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎとして抽出する。【0038】
図９の整合マップに対して、可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎを抽出した結果を、図１２に示す。図１２は、本発明の実施形態に係る可変容量コンデンサ初期値決定の説明図である。図１２に示すように、ｘ１は、Ｆ２とＣ５で決定される領域（設定ポイント）である（Ｆ２、Ｃ５）、ｘ２は（Ｆ３、Ｃ５）、ｘ３は（Ｆ４、Ｃ５）、ｘ４は（Ｆ３、Ｃ４）、ｘ５は（Ｆ４、Ｃ４）、ｘ６は（Ｆ５、Ｃ４）、ｘ７は（Ｆ４、Ｃ３）、ｘ８は（Ｆ５、Ｃ３）、ｘ９は（Ｆ６、Ｃ３）である。【0039】
次に制御部１１は、可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎを抽出した整合マップを用いて、初期値決定テーブルを作成する。具体的には、まず、抽出した各候補ｘｎに対して、それぞれの周囲８近傍の領域のうち反射波電圧がゼロになる領域のカウントを行い、このカウント値をaとする。候補ｘｎの周囲８近傍の領域とは、長方形の領域ｘｎの４つの辺と４つの角のうち、少なくともいずれか１つを共有する領域である。例えば候補ｘ１（Ｆ２、Ｃ５）の周囲８近傍の領域とは、Ｆ１とＣ４〜Ｃ６で決定される３領域と、Ｆ２とＣ４及びＣ６で決定される２領域と、Ｆ３とＣ４〜Ｃ６で決定される３領域である。【0040】
次に制御部１１は、上記各候補ｘｎに対して、それぞれ辺を共有して隣接する４近傍の領域のうち反射波電圧がゼロになる領域のカウントを行い、このカウント値をｂとする。候補ｘｎの、辺を共有して隣接する４近傍の領域とは、長方形の候補ｘｎの４つの辺のうち、いずれか１つを共有する領域である。例えば候補ｘ１（Ｆ２、Ｃ５）の４近傍の領域とは、（Ｆ１、Ｃ５）の領域と、Ｆ２とＣ４及びＣ６で決定される２領域と、（Ｆ３、Ｃ５）の領域である。【0041】
次に制御部１１は、各候補ｘｎにおいて、aとｂの合計値を計算する。そして、各候補ｘｎに対し、aの値と、ｂの値と、aとｂの合計値とを対応付けて、初期値決定テーブルを作成する。【0042】
そして制御部１１は、作成した初期値決定テーブルに基づき、ａ＋ｂの合計値が最大となる候補ｘｎにおける容量値Ｃと周波数Ｆを、それぞれ、可変容量コンデンサＣ１と周波数シンセサイザ回路１２の初期設定値として採用する。つまり、ａ＋ｂの合計値が最大となる候補ｘｎにおける容量値Ｃと周波数Ｆを、プラズマ発生装置２０の立ち上がり時（例えば電源投入直後）の設定値として用いる。【0043】
図１３は、本発明の実施形態に係る初期値決定テーブルである。図１３には、反射波電圧がゼロになる領域ｘ１〜ｘ９のそれぞれについて、ａの値、ｂの値、ａ＋ｂの合計値、可変容量コンデンサＣ１の初期設定値としての適否、つまり採用可否が示されている。○印は採用可、×印は採用不可を示す。図１３の例では、領域ｘ５のａの値が６であり、ｂの値が４であり、ａ＋ｂの合計値が１０で最大であるので、領域ｘ５の容量値Ｃと周波数Ｆを、それぞれ、可変容量コンデンサＣ１と周波数シンセサイザ回路１２の初期設定値として採用する。【0044】
図１４は、本発明の実施形態に係る可変容量コンデンサ初期値決定のフローチャートである。まず、制御部１１は、上述したように、取得した整合マップにおいて、反射波電圧１４ｓ１の値がゼロの領域を、可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎ（Ｘｎ＝ｘ１、ｘ２、ｘ３、…、ｘｋ、ｘｋ-１、…、ｘｎ-１、ｘｎ）として抽出する（図１４のステップＳ２１）。【0045】
次に制御部１１は、ｋを初期値である１に設定し（ステップＳ２２）、ｘｋにおけるａの値を計算し（ステップＳ２３）、ｘｋにおけるｂの値を計算し（ステップＳ２４）、ｘｋにおけるａとｂの合計値を計算する（ステップＳ２５）。そして、ａの値と、ｂの値と、ａとｂの合計値を、初期値決定テーブルに追加する（ステップＳ２６）。【0046】
次に制御部１１は、ｋ＜ｎであるか否か、つまり可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎの全てに対してａとｂの合計値を計算したか否かを判定する（ステップＳ２７）。ｋ＜ｎである場合、つまり、可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎの全てに対してａとｂの合計値を計算していない場合は、ｋ＝ｋ＋１として（ステップＳ３０）、ステップＳ２３へ戻る。ｋ＜ｎでない場合、つまりｋ＝ｎである場合は、可変容量コンデンサ初期値候補群Ｘｎの全てに対してａとｂの合計値を計算したので、初期値決定テーブルに基づき、ａとｂの合計値が最大となるｘｋを決定し（ステップＳ２８）、該ｘｋのＣの値を、可変容量コンデンサＣ１の初期値として採用し、該ｘｋの周波数Ｆの値を、周波数シンセサイザ回路１２の初期値として採用する（ステップＳ２９）。【0047】
なお、上述の実施形態では、ａとｂの合計値が最大となるｘｋのＣとＦの値を、それぞれ、可変容量コンデンサＣ１の初期値、周波数シンセサイザ回路１２の初期値として採用するように構成したが、ａとｂの合計値を求めることなく、ａの値が最大となるｘｋのＣとＦの値を初期値として採用するように構成することも可能である。あるいは、ｂの値が最大となるｘｋのＣとＦの値を初期値として採用するように構成することも可能である。あるいは、ａの値とｂの値に、それぞれ所定の重みづけを行い、該重みづけを行った値を合計するような種々の変形例も考えられる。【0048】
なお、図９や図１０の整合マップにおいて、反射波の大きさの代わりに、検出部１４で検出された整合部１５の入力インピーダンス、又は負荷への出力電流値を用いることもできる。この場合、制御部１１は、この入力インピーダンス又は出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とを変更することにより、プラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンスを変更する整合処理を行う。【0049】
プラズマ発生装置２０が立ち上がった後、処理ガスの種類や流量や圧力等が変化すると、反射波の値が変化するので、整合部１５の可変整合素子の値、例えば、可変容量コンデンサの容量値等を変化させる必要がある。プラズマ発生装置２０の立ち上がり後において、プラズマ生成パラメータを変更することにより、プラズマ生成用電源装置１０を整合状態にする整合処理について、図１５〜図３３を用いて説明する。これらの整合処理は、例えば、制御部１１により行われるが、操作者が行うことも可能である。【0050】
図１５は、本発明の実施形態に係る反射波エリアの説明図である。一般に、インピーダンス整合する整合ポイントから離れるに従い、反射波が大きくなることが分かっている。また、可変整合素子の値や周波数シンセサイザ回路１２の出力周波数を大きく変えると、反射波が大きく急激に変化して、プラズマ発生装置２０へ許容値を超える大電流が流れる恐れがある。そこで、図１５に示すように、反射波ゼロのエリア（領域）の周囲のエリアを段階的に区分し、各エリア毎に反射波の値を平均化する。そして、各エリアの反射波の平均値の差が所定の閾値以下となるように、各エリアを設定する。つまり、一度に変化させ得るＣとＦの値(ΔＣとΔＦ)を設定する。
【0051】
図１５の例では、反射波ゼロのエリア（中心の０のエリア）の周囲に、段階的に、プラズマ生成パラメータの可変閾値１エリア、可変閾値２エリア、可変閾値３エリア、可変閾値４エリアが設定されている。これらの可変閾値エリアを１段階ずつ移るように、プラズマ生成パラメータＣ又はＦを変化させることにより、プラズマ発生装置２０へ許容値を超える大電流が流れることを回避できる。このマップを用いることで、一度に変化させてもよい可変整合素子の増加減少量や周波数の範囲も分かるようになる。この考え方を用いて、図９や図１０で示したＣ１〜Ｃ７やＦ１〜Ｆ７の設定値が決められている。なお、図１５の例では、４つの可変閾値エリアが設定されているが、可変閾値エリアの数は４つに限られるものではない。また、可変整合素子の設定値もＣ１〜Ｃ１１に限られるものではなく、周波数の設定値もＦ１〜Ｆ１１に限られるものではない。【0052】
（第１実施例）図１６は、本発明の実施形態の第１実施例に係る次回進行方向決定処理の説明図である。図１６は、可変周波数Ｆと、整合回路（例えば図２〜図４）の可変容量コンデンサの容量Ｃとによる整合マップの一例であり、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスが、ある特定の状態にある場合の整合マップである。つまり、例えば、プラズマ発生装置２０における処理ガスの種類や流量や圧力や電力等が、ある特定の状態にある場合の整合マップである。図１６において、可変周波数Ｆは第１のパラメータ値であり、可変容量コンデンサＣの容量は第２のパラメータ値である。この第１のパラメータ値と第２のパラメータ値は、プラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンスを決めるものである。
【0053】
図１６の例では、Ｆ１〜Ｆ７（第１のパラメータ値）、Ｃ１〜Ｃ７（第２のパラメータ値）の組み合わせの各設定ポイントにおける反射波の値を、予め調べて取得し、記憶部１８に記憶しておく。これら複数の設定ポイントのそれぞれにおいて、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する負荷（プラズマ発生装置２０）への出力電流値が、所定の閾値以下となるよう、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とが設定されている。例えば、設定ポイントＸ０に隣接する設定ポイントは、Ｘ１〜Ｘ８の８つである。【0054】
なお、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値が、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する負荷への出力電流値を所定の閾値以下とするよう設定されてない場合であっても、上記の複数の設定ポイントを設定することにより、複数の設定ポイントを設定していない場合に比べて、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値を変更する場合に発生する負荷への出力電流値を抑制することができる。【0055】
そして、インピーダンス整合を行う経路は、設定ポイントＸ０（Ｆ２、Ｃ２）から出発し、Ｘ３（Ｆ３、Ｃ３）を経て、整合ポイントＸＰ（Ｆ４、Ｃ３）へ到達する。このように、Ｘ０（Ｆ２、Ｃ２）から直接ＸＰ（Ｆ４、Ｃ３）へＣとＦの値を変更するのではなく、隣接する設定ポイントを経由するように段階を経て、整合ポイントＸＰ（Ｆ４、Ｃ３）へ到達するよう、ＣとＦの値を変更するので、図１５の説明で述べたように、プラズマ発生装置２０へ許容値を超える大電流が流れることを回避できる。【0056】
具体的には、図１６に示す通り、マップ（図１６）上で、現在のＣとＦの値の設定ポイントの位置Ｘ０（Ｆ２、Ｃ２）の、周囲８ポイントの反射波の値をチェックして、ＦとＣの可変速度（Ｆの可変速度＞Ｃの可変速度）を加味し、最も小さい反射波となる設定ポイントＸ３（Ｆ３、Ｃ３）へ、ＦとＣの値を変更する。次に、同様にして、マップ上での現在の設定ポイントＸ３の周囲８ポイントの反射波の値を調べ、ＦとＣの可変速度を加味し、最も小さい反射波となる位置ＸＰ（Ｆ４、Ｃ３）へ、ＦとＣの値を変更する。このように、整合時間を重視する場合は、周波数可変速度は容量可変速度の約１０００倍であるので、可変コンデンサをなるべく動かさない方向へのルートを取る。【0057】
図１７は、第１実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートである。図１７において、まず、現在の位置の設定ポイントＸ０の周囲８ポイントＸ１〜Ｘ８の反射波の値（Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８）をチェックする（ステップＳ４１）。次に、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８のうち反射波の値が最小となる値（Ｘ３）の方向に、ＦとＣを変更する（ステップＳ４２）。次に、ＦとＣを変更後のポイントＸ３の周囲８ポイントの反射波の値Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８に、ゼロが含まれているか否かをチェックする（ステップＳ４３）。ゼロが含まれていない場合は（ステップＳ４３でＮｏ）、ステップＳ４１に戻る。前述したように、反射波がゼロとは、反射波の大きさが所定の値以下であることを意味する。
【0058】
Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８にゼロが含まれている場合は（ステップＳ４３でＹｅｓ）、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８にゼロが２つ以上含まれているか否かをチェックする（ステップＳ４４）。ゼロが２つ以上含まれていない場合は（ステップＳ４４でＮｏ）、反射波がゼロの方向へ、ＦとＣを変更して（ステップＳ４７）、処理を終了する。【0059】
ゼロが２つ以上含まれている場合は（ステップＳ４４でＹｅｓ）、Ｆの可変方向に、ゼロが含まれているか否かをチェックする（ステップＳ４５）。Ｆの可変方向にゼロが含まれている場合は（ステップＳ４５でＹｅｓ）、以降、Ｆのみを変更して（ステップＳ４６）、処理を終了する。【0060】
Ｆの可変方向にゼロが含まれていない場合は（ステップＳ４５でＮｏ）、反射波がゼロの方向へ、ＦとＣを変更して（ステップＳ４７）、処理を終了する。【0061】
なお、ステップＳ４２において、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８のうち反射波の値が最小となる値（Ｘ３）の方向であって、かつ、整合ポイント（反射波がゼロ）に近づく方向へ、ＦとＣを変更するようにしてもよい。このようにすると、より的確に整合ポイントに近づくことができる。【0062】
こうして、制御部１１は、設定ポイントの１つから、検出部１４で検出された反射波の大きさが第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、第１のパラメータ値（可変周波数Ｆ）と第２のパラメータ値（容量Ｃ）とを変更することにより、プラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、この整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、第１のパラメータ値（可変周波数Ｆ）と前記第２のパラメータ値（容量Ｃ）とを変更する。【0063】
なお、制御部１１は、反射波の大きさの代わりに、検出部１４で検出された整合部１５の入力インピーダンス、又は負荷への出力電流値を用い、該入力インピーダンス又は該出力電流値が第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とを変更することにより、プラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、該整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とを変更することもできる。【0064】
前述したように、図１７の処理は、例えば、制御部１１により行われるが、操作者が行うことも可能である。操作者が行う場合は、プラズマ生成用電源装置１０の表示部１７に、図１６の整合マップ（その時点のプラズマ発生装置２０の整合マップ）を表示する。このとき、その時点のＣとＦの値は分かっているので、操作者は、その時点のＣとＦの値の設定ポイントＸ０（Ｆ２、Ｃ２）の周囲８ポイントの反射波の値をチェックして、ＦとＣの可変速度を加味し、最も小さい反射波（１０）となる設定ポイントＸ３へ移るように、ＦとＣを（Ｆ３、Ｃ３）へ変更する。次に、同様にして、マップ上での現在の設定ポイントＸ３の周囲８ポイントの反射波の値を調べ、ＦとＣの可変速度を加味し、最も小さい反射波（０）となる設定ポイントＸＰへ移るように、ＦとＣを（Ｆ４、Ｃ３）へ変更する。【0065】
このように、整合マップが表示部１７に表示された状態で、第１の設定ポイント（例えば、位置Ｘ０）から第２の設定ポイント（例えば、位置Ｘ３）へ移す指示を操作部１６で受け付けると、制御部１１は、第１の設定ポイントにおける第１のパラメータ値（Ｆの値）と第２のパラメータ値（Ｃの値）から、第２の設定ポイント（例えば、位置Ｘ３）における第１のパラメータ値（Ｆの値）と第２のパラメータ値（Ｃの値）へ変更することにより、プラズマ生成用電源装置１０の出力インピーダンスを変更する。【0066】
こうして、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスが変動、つまり、例えば、プラズマ発生装置２０における処理ガスの種類や流量や圧力や電力等が変動すると、変動後の状態の整合マップを用いて、インピーダンス整合を行う。複数のプロセス条件や電力条件等にそれぞれ対応する整合マップを、予め取得して、記憶部１８に記憶しておくことにより、整合処理を短時間で行うことができる。【0067】
第１実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ａ１）第１のパラメータ値と第２のパラメータ値の組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する整合マップを用いて、設定ポイントの１つから、反射波の大きさが第１の値以下となる整合ポイントへ移るよう、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とを変更することにより、プラズマ生成用電源装置の出力インピーダンスを変更する整合処理を行うとともに、該整合処理を行うときに、隣接する設定ポイントを経由するように、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とを変更するよう構成したので、プラズマ発生装置２０へ大電流が流れることを回避できる。
（Ａ２）複数の設定ポイントのそれぞれにおいて、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する負荷への出力電流値が、許容値（第２の値）以下となるよう、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とが設定されるよう構成したので、さらに、プラズマ発生装置２０へ大電流が流れることを回避できる。
（Ａ３）表示部に整合マップを表示するよう構成したので、操作者が、無駄な経路を通ることなく整合ポイントに至る適正な経路を知ることが容易になる。
（Ａ４）整合マップが表示部に表示された状態で、第１の設定ポイントから第２の設定ポイントへ移す指示を操作部で受け付けると、制御部が、第１の設定ポイントにおける第１のパラメータ値と第２のパラメータ値から、第２の設定ポイントにおける第１のパラメータ値と第２のパラメータ値へ変更することにより、プラズマ生成用電源装置の出力インピーダンスを変更するよう構成したので、操作者が、整合ポイントに至る経路を指示することが容易になる。
（Ａ５）複数の状態にそれぞれ対応する複数の整合マップを予め取得しておくよう構成したので、装置立ち上がり時における整合処理や、装置運用中における整合処理を、短時間で行うことができる。
【0068】
（第２実施例）図１８は、本発明の実施形態の第２実施例に係る整合マップの一例である。図１８は、例えば図５〜図７の整合回路の可変容量コンデンサＣ１とＣ２による整合マップの一例であり、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスが、ある特定の状態にある場合の整合マップである。
【0069】
図１８の例では、図１６の例と同様に、Ｆ１〜Ｆ７（第１のパラメータ値）、Ｃ１〜Ｃ７（第２のパラメータ値）の組み合わせの各設定ポイントにおける反射波の値を、予め調べて取得し、記憶部１８に記憶しておく。これら複数の設定ポイントのそれぞれにおいて、隣接する設定ポイントに移る場合に発生する負荷（プラズマ発生装置２０）への出力電流値が、所定の閾値以下となるよう、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とが設定されている。例えば、設定ポイントＸ０に隣接する設定ポイントは、Ｘ１〜Ｘ８の８つである。【0070】
そして、インピーダンス整合を行う経路は、設定ポイントＸ０（Ｆ２、Ｃ２）から出発し、Ｘ３（Ｆ３、Ｃ３）を経て、整合ポイントＸＰ（Ｆ４、Ｃ３）へ到達する。このように、Ｘ０（Ｆ２、Ｃ２）から直接ＸＰ（Ｆ４、Ｃ３）へＣとＦの値を変更するのではなく、隣接する設定ポイントを経由するように段階を経て、整合ポイントＸＰ（Ｆ４、Ｃ３）へ到達するよう、ＣとＦの値を変更するので、プラズマ発生装置２０へ許容値を超える大電流が流れることを回避できる。【0071】
図１９は、第２実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートであり、図１８の整合マップを用いて整合処理を行う例である。図１９において、第１実施例（図１６）と同様に、現在の位置の設定ポイントＸ０の周囲８ポイントＸ１〜Ｘ８の反射波の値（Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８）をチェックする（ステップＳ５１）。次に、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８のうち反射波の値が最小となる値（Ｘ３）の方向に、Ｃ１とＣ２を変更する（ステップＳ５２）。次に、Ｃ１とＣ２を変更後のポイントの周囲８ポイントの反射波の値Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８に、ゼロが含まれているか否かをチェックする（ステップＳ５３）。
【0072】
Ｃ１とＣ２を変更後のポイントの周囲８ポイントの反射波の値Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８にゼロが含まれていない場合は（ステップＳ５３でＮｏ）、ステップＳ５１に戻り、周囲８ポイントの反射波の値（Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ８）をチェックする。ゼロが含まれている場合は（ステップＳ５３でＹｅｓ）、反射波がゼロの方向へ、Ｃ１とＣ２を変更して（ステップＳ５４）、処理を終了する。【0073】
第２実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ｂ１）整合マップの設定ポイントを、可変容量コンデンサＣ１とＣ２の容量値の組合わせにより決定されるように構成したので、パラメータ値が可変容量コンデンサＣ１とＣ２の場合にも、本発明の整合処理を行うことができる。
【0074】
（第３実施例）図２０は、本発明の実施形態の第３実施例に係る整合マップの一例である。図２０は、例えば図５〜図７の整合回路の可変容量コンデンサＣ１とＣ２と、可変周波数Ｆとによる整合マップの一例であり、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスが、ある特定の状態にある場合の整合マップである。図２０（ａ）は、整合マップであり、図２０（ｂ）は、反射波の大きさ（相対値）を示す。
【0075】
図２０（ａ）は、３次元の整合マップであり、ｘ軸はＣ１の容量ＶＣ１、ｙ軸はＣ２の容量ＶＣ２、ｚ軸は周波数Ｆの値である。この整合マップは、複数の第１のパラメータ値（容量ＶＣ１）と、複数の第１のパラメータ値（容量ＶＣ２）と、複数の第３のパラメータ値（周波数Ｆ）とを含み、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値と第３のパラメータ値との組合わせにより決定される設定ポイントを複数有する。【0076】
図２０（ａ）において、反射波の大きさは、黒色の濃淡を有する球で示されている。図２０（ａ）に示す球は、球の直径を通る断面図である。つまり、球の内側ほど反射波が小さく、球の外側ほど反射波が大きい。【0077】
図２１は、第３実施例に係る次回進行方向決定処理の説明図であり、図２０（ａ）の整合マップの一部である。図２１に示すように、現在の位置の設定ポイントＸ０は、Ｘ１〜Ｘ８、Ｘ９〜Ｘ１７、Ｘ１８〜Ｘ２６の計２６の設定ポイントで囲まれている。第３実施例では、Ｘ０の周囲２６ポイントをチェックし、反射波がゼロであるＸ２０の方向に、Ｃ１,Ｃ２,Ｆを変動させる。なお、Ｘ０の周囲２６ポイントは、実際はＸ０と隣接しているが、図２１では、図を解り易くするため離して表示している。
【0078】
図２２は、第３実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートであり、図２１の整合マップを用いて整合処理を行う例である。図２２において、まず、現在の位置の設定ポイントＸ０の周囲２６ポイントＸ１〜Ｘ２６の反射波の値（Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６）をチェックする（ステップＳ６１）。次に、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６のうち反射波の値が最小となる値の方向に、Ｃ１,Ｃ２,Ｆを変更する（ステップＳ６２）。次に、Ｃ１,Ｃ２,Ｆを変更した後のポイントの周囲２６ポイントの反射波の値Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６に、ゼロが含まれているか否かをチェックする（ステップＳ６３）。ゼロが含まれていない場合は（ステップＳ６３でＮｏ）、ステップＳ６１に戻り、Ｃ１,Ｃ２,Ｆを変更した後のポイントの周囲２６ポイントの反射波の値をチェックする。
【0079】
Ｃ１,Ｃ２,Ｆを変更した後のポイントの周囲２６ポイントの反射波の値Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６にゼロが含まれている場合は（ステップＳ６３でＹｅｓ）、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６にゼロが２つ以上含まれているか否かをチェックする（ステップＳ６４）。ゼロが２つ以上含まれていない場合、つまり、ゼロが１つ含まれている場合は（ステップＳ６４でＮｏ）、反射波がゼロの方向へ、Ｃ１,Ｃ２,Ｆを変更して（ステップＳ６７）、処理を終了する。【0080】
ゼロが２つ以上含まれている場合は（ステップＳ６４でＹｅｓ）、Ｆの可変方向に、ゼロが含まれているか否かをチェックする（ステップＳ６５）。Ｆの可変方向にゼロが含まれている場合は（ステップＳ６５でＹｅｓ）、以降、Ｆのみを変更して（ステップＳ６６）、処理を終了する。【0081】
Ｆの可変方向にゼロが含まれていない場合は（ステップＳ６５でＮｏ）、反射波がゼロの方向へ、Ｃ１,Ｃ２,Ｆを変更して（ステップＳ６７）、処理を終了する。【0082】
第３実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ｃ１）整合マップの設定ポイントを、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値と第３のパラメータ値との組合わせにより決定されるように構成したので、パラメータ値が３つの場合にも、本発明の整合処理を行うことができる。
【0083】
（第４実施例）図２３は、本発明の実施形態の第４実施例に係る整合マップの一例である。図２３は、例えば図８の整合回路の可変容量コンデンサＣ１とＣ２とＣ３による整合マップの一例であり、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスが、ある特定の状態にある場合の整合マップである。図２３（ａ）は、整合マップであり、図２３（ｂ）は、反射波の大きさ（相対値）を示す。
【0084】
図２３（ａ）は、３次元の整合マップであり、ｘ軸はＣ１の容量ＶＣ１、ｙ軸はＣ２の容量ＶＣ２、ｚ軸はＣ３の容量ＶＣ３である。図２３（ａ）において、反射波の大きさは、黒色の濃淡を有する球で示されている。図２３（ａ）に示す球は、球の直径を通る断面図である。つまり、球の内側ほど反射波が小さく、球の外側ほど反射波が大きい。【0085】
図２４は、第４実施例に係る次回進行方向決定処理の説明図であり、図２３（ａ）の整合マップの一部である。図２４に示すように、現在の位置の設定ポイントＸ０は、Ｘ１〜Ｘ８、Ｘ９〜Ｘ１７、Ｘ１８〜Ｘ２６の計２６の位置で囲まれている。第４実施例では、Ｘ０の周囲２６ポイントをチェックし、反射波がゼロであるＸ２０の方向に、Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３を変動させる。なお、Ｘ０の周囲２６ポイントは、実際はＸ０と隣接しているが、図２４では、図を解り易くするため離して表示している。
【0086】
図２５は、第４実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートであり、図２４の整合マップを用いて整合処理を行う例である。図２５において、第３実施例（図２２）と同様に、現在の位置の設定ポイントＸ０の周囲２６ポイントＸ１〜Ｘ２６の反射波の値（Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６）をチェックする（ステップＳ７１）。次に、Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６のうち反射波の値が最小となる値の方向に、Ｃ１とＣ２とＣ３を変更する（ステップＳ７２）。次に、Ｃ１とＣ２とＣ３を変更後のポイントの周囲２６ポイントの反射波の値Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６に、ゼロが含まれているか否かをチェックする（ステップＳ７３）。
【0087】
Ｃ１とＣ２とＣ３を変更後のポイントの周囲２６ポイントの反射波の値Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６にゼロが含まれていない場合は（ステップＳ７３でＮｏ）、ステップＳ７１に戻り、周囲２６ポイントの反射波の値（Ｒｅｆ１〜Ｒｅｆ２６）をチェックする。ゼロが含まれている場合は（ステップＳ７３でＹｅｓ）、反射波がゼロの方向へ、Ｃ１とＣ２とＣ３を変更して（ステップＳ７４）、処理を終了する。【0088】
第４実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ｄ１）整合マップの設定ポイントを、可変容量コンデンサＣ１とＣ２とＣ３の容量値の組合わせにより決定されるように構成したので、パラメータ値が可変容量コンデンサＣ１とＣ２とＣ３の場合にも、本発明の整合処理を行うことができる。
【0089】
（第５実施例）図２６は、本発明の実施形態の第５実施例に係る整合マップの一例である。図２６は、可変周波数Ｆと、例えば図２の整合回路の可変容量コンデンサＣとによる整合マップの一例であり、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスが、ある特定の状態にある場合の整合マップである。
【0090】
図２６の例では、第１実施例（図１６）の反射波の代わりに、整合部１５の入力インピーダンスを用いる。すなわち、図２６の例では、Ｆ１〜Ｆ７（第１のパラメータ値）、Ｃ１〜Ｃ７（第２のパラメータ値）の組み合わせの各設定ポイントにおける整合部１５の入力インピーダンスの値を、予め調べて取得し、記憶部１８に記憶しておく。【0091】
図２７は、第５実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートであり、図２６の整合マップを用いて整合処理を行う例である。図２７において、現在の位置の設定ポイントＸ０の周囲８ポイントＸ１〜Ｘ８のインピーダンスの値（Ｚ１〜Ｚ８）をチェックする（ステップＳ８１）。ポイントＸ０と周囲ポイントＸ１〜Ｘ８の関係は、第１実施例（図１６）と同様である。次に、Ｚ１〜Ｚ８について、そのインピーダンスの値（Ｒ＋Ｘｉ）と、整合ポイントのインピーダンス値５０Ωとの間の距離ｒ（（｜５０−Ｒ｜２＋｜Ｘ｜２）１／２）が最小値となる設定ポイントの方向（例えばＸ３の方向）であって、整合ポイント（インピーダンス値５０Ω）の方向へＣとＦを変更する（ステップＳ８２）。
【0092】
次に、ＣとＦを変更後のポイントにおいて、周囲８ポイントのインピーダンス値Ｚ１〜Ｚ８に対応する距離ｒ（ｒ１〜ｒ８）にゼロが含まれているか否か、つまり、ＣとＦを変更後のポイントが整合ポイントに隣接しているか否かをチェックする（ステップＳ８３）。距離ｒ（ｒ１〜ｒ８）にゼロが含まれていない場合、つまり、整合ポイントに隣接していない場合は（ステップＳ８３でＮｏ）、ステップＳ８１に戻る。距離ｒ（ｒ１〜ｒ８）にゼロが含まれている場合は（ステップＳ８３でＹｅｓ）、整合ポイントに隣接しているので、ｒが０となる方向へＣ、Ｆを変化させ、処理を終了する（ステップＳ８４）。【0093】
第５実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ｅ１）インピーダンス表示を用いる整合マップの場合にも、本発明の整合処理を行うことができる。
【0094】
（第６実施例）図２８は、本発明の実施形態の第６実施例に係る整合マップの一例である。図２８は、可変周波数Ｆと、例えば図２の整合回路の可変容量コンデンサＣとによる整合マップの一例であり、プラズマ発生装置２０の入力インピーダンスが、ある特定の状態にある場合の整合マップである。
【0095】
図２８の例では、第１実施例（図１６）の反射波の代わりに、負荷への出力電流値を用いる。すなわち、図２８の例では、Ｆ１〜Ｆ７（第１のパラメータ値）、Ｃ１〜Ｃ７（第２のパラメータ値）の組み合わせの各設定ポイントにおける負荷への出力電流値を、予め調べて取得し、記憶部１８に記憶しておく。例えば、負荷への出力電流値の許容電流値が５１アンペアである場合、図２８の例では、出力電流値が４９アンペアの設定ポイントから出発し、５０アンペア、４８アンペア、５０アンペアの設定ポイントを経由して、４７アンペアの整合ポイントに到達している。【0096】
図２９は、第６実施例に係る次回進行方向決定処理のフローチャートであり、図２８の整合マップを用いて整合処理を行う例である。る。図２９において、現在の位置の設定ポイントＸ０の周囲８ポイントＸ１〜Ｘ８における出力電流値（Ｉ１〜Ｉ８）をチェックする（ステップＳ９１）。ポイントＸ０と周囲ポイントＸ１〜Ｘ８の関係は、第１実施例（図１６）と同様である。この出力電流値（Ｉ１〜Ｉ８）は、負荷（プラズマ発生装置２０）への出力電流値である。次に、Ｉ１〜Ｉ８のうち許容電流値（つまり、装置アラーム値）を超えていないポイントの方向であって、かつ、整合ポイントの方向へＣとＦを変更する。（ステップＳ９２）。整合ポイントは、電流値が最小であるポイントである。
【0097】
次に、ＣとＦを変更後のポイントが、整合ポイントであるか否かをチェックする（ステップＳ９３）。整合ポイントでない場合は（ステップＳ９３でＮｏ）、ステップＳ９１に戻り、その位置の周囲８ポイントにおける電流値（Ｉ１〜Ｉ８）をチェックする。その位置が整合ポイントである場合は（ステップＳ９３でＹｅｓ）、処理を終了する。【0098】
第６実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ｆ１）電流値表示を用いる整合マップの場合にも、本発明の整合処理を行うことができる。また、許容電流値を超えないように整合を行うことが容易になる。
【0099】
（第７実施例）図３０は、第７実施例に係る整合マップ（インピーダンス表示）とスミスチャートの表示例であり、整合マップとスミスチャートを比較説明する図である。図３０（ａ）は、第７実施例に係る、可変容量コンデンサＣの整合回路（例えば図２〜図４）と可変周波数Ｆによる整合マップであり、整合部１５の入力インピーダンスを表示している。図３０（ａ）の例では、空白部分のインピーダンス表示を省略しているが、全てのポイントについて、インピーダンス表示が可能である。図３０（ｂ）は、第７実施例に係るスミスチャートであるが、これは一般に用いられているスミスチャートである。このように、第７実施例では、インピーダンス表示の整合マップとともに、該整合マップに対応するスミスチャートを、表示部１７に表示する。
【0100】
図３０（ａ）において、整合ポイントは、インピーダンスが５０Ωの位置であり、そのときのＣの容量は１００ｐＦ、周波数Ｆは２７．１２ＭＨｚである。図３０（ａ）のＡ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列、Ｅ列における各設定ポイントのインピーダンスは、スミスチャート上では、図３０（ｂ）のＡ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列、Ｅ列における○印のポイントで示される。【0101】
図３０（ｂ）のスミスチャートを用いて整合を行う場合は、例えば、周波数Ｆを２６．８０ＭＨｚに固定した状態で、Ｃの容量を１０ｐＦから２５０ｐＦまで変更する（Ａ列上で整合を行う場合）。あるいは、Ｃの容量を１０ｐＦに固定した状態で、周波数Ｆを２６．８０ＭＨｚから３０．００ＭＨｚまで変更する（Ｆ線上で整合を行う場合）。【0102】
このように、スミスチャートでは、整合に至る経路が分かり易く表示されるものの、全ての設定ポイントのインピーダンスを表示することが難しい。また、段階的に変更すべきＣの容量と周波数Ｆを表示することが難しい。これに対し、図３０（ａ）の整合マップでは、段階的に変更すべきＣの容量及び周波数Ｆと対応付けて、各設定ポイントのインピーダンスを表示することが容易である。すなわち、可変整合素子の組み合わせによる整合結果（インピーダンス表示）と、その分布状態を、段階的に変更すべきＣの容量及び周波数Ｆと対応付けて明示することができる。【0103】
つまり、図３０（ａ）の例では、段階的に変更すべき可変容量コンデンサＣの容量値と可変周波数Ｆの値を組み合わせた場合において、各組み合わせの場合のインピーダンスを、該組み合わせるＣの容量値と周波数Ｆの値と対応付けて、表示することができる。このとき、各設定ポイントのインピーダンスの分布状態と、Ｃの容量値及び周波数Ｆの値の分布状態も明示される。したがって、図３０（ａ）の整合マップを用いると、段階的に変更すべき可変容量コンデンサＣの容量値と可変周波数Ｆの値を知ることが容易となり、また、整合に至る最適な経路を知ることが容易になる。
【0104】
第７実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ｇ１）整合マップと該整合マップに対応するスミスチャートを同時に表示するように構成したので、段階的に変更すべき可変容量コンデンサＣの容量値と可変周波数Ｆの値を知ることと、整合に至る最適な経路を知ることが容易になるとともに、整合に至る経路を分かり易く表示することができる。
【0105】
（第８実施例）図３１は、第８実施例に係る整合マップ（電流表示）とスミスチャートの表示例であり、両者を比較説明する図である。図３１（ａ）は、第８実施例に係る、可変容量コンデンサＣの整合回路（例えば図２〜図４）と可変周波数Ｆによる整合マップであり、負荷への出力電流値を表示している。図３１（ａ）の例では、空白部分の電流値表示を省略しているが、全てのポイントについて、電流値表示が可能である。図３１（ｂ）は、第８実施例に係るスミスチャートであるが、これは一般に用いられているスミスチャートである。このように、第８実施例では、出力電流値表示の整合マップとともに、該整合マップに対応するスミスチャートを、表示部１７に表示する。
【0106】
図３１（ａ）において、整合ポイントは、電流値が最小の４７アンペアとなる設定ポイントであり、そのときのＣの容量は１００ｐＦ、周波数Ｆは２７．１２ＭＨｚの位置である。図３１（ａ）のＡ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列、Ｅ列における各設定ポイントの電流値は、スミスチャート上では、図３１（ｂ）のＡ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列、Ｅ列における○印のポイントで示される。【0107】
図３１（ａ）において、設定ポイントＦは、負荷（プラズマ発生装置２０）への出力電流値が許容電流値を超える電流超過ポイントである。この電流超過ポイントＦにおけるＣの容量と周波数Ｆは、負荷への出力電流値と対応付けられて、記憶部１８に記憶されている。制御部１１は、図３１（ａ）の整合マップを表示部１７に表示させる際は、この電流超過ポイントＦを、他の設定ポイントと識別可能なように表示させる。すなわち、表示部１７は、整合マップにおいて、電流超過ポイントを、電流超過ポイントであることが識別可能なように表示する。また、制御部１１は、整合処理を行うときは、電流超過ポイントを回避するように、第１のパラメータ値（周波数Ｆ）と第２のパラメータ値（Ｃの容量）とを変更する。【0108】
図３１（ｂ）に示すように、スミスチャートでは、段階的に変更すべきＣの容量及び周波数Ｆと対応付けて、各設定ポイントの電流値を表示することや、負荷への出力電流値が許容電流値を超える電流超過ポイントと対応付けて、Ｃの容量と周波数Ｆを表示することが難しい。これに対し、図３１（ａ）の整合マップでは、段階的に変更すべきＣの容量及び周波数Ｆと対応付けて、各設定ポイントの電流値を表示することができる。また、図３１（ａ）に示すように、電流超過ポイントを、電流超過ポイントでない設定ポイントと識別可能なように、分かり易く表示することができる。さらに、電流超過ポイントと対応付けて、Ｃの容量と周波数Ｆを表示することも可能である。【0109】
したがって、図３１（ａ）のような電流値を表示する整合マップを用いると、電流超過ポイントを回避することが容易にでき、かつ、整合に至る最適な経路を知ることが容易になる。【0110】
なお、図３１（ａ）のような電流値を表示する整合マップを用いて、制御部１１で整合処理を行う場合は、制御部１１は、電流超過ポイントＦを回避するように、最適な経路を採用する。【0111】
図３２は、第８実施例において、整合マップを用いて、大電流が流れる設定ポイントを回避することの説明図である。各設定ポイントには、反射波の値が表示されている。この例では、設定ポイントＸ２（Ｆ２、Ｃ３）は、電流超過ポイントである。各設定ポイントの反射波の値と電流値は、各設定ポイントのＣの容量及び周波数Ｆと対応付けられて、記憶部１８に記憶されている。【0112】
このような場合に、設定ポイントＸ０（Ｆ１、Ｃ２）から出発し、第１実施例と同様に、反射波の値が最も小さい設定ポイントへ移るように、ＦとＣの値を変更すると、矢印Ａで示すように、電流超過ポイントＸ２（Ｆ２、Ｃ３）を通過してしまう。しかし、図３２に示すように、電流超過ポイントを表示部１７に表示することにより、操作者は、電流超過ポイントＸ２（Ｆ２、Ｃ３）を回避することが容易になる。【0113】
つまり、第１実施例と同様に整合処理を行うと、図３２の矢印Ａの経路となり、電流超過ポイントを通過することになるが、図３２に示すように、電流超過ポイントを表示部１７に表示することにより、電流超過ポイントを回避する図３２の矢印Ｂの経路を採ることが容易に行える。また、制御部１１が整合処理を行う場合には、記憶部１８に記憶されている電流超過ポイントＸ２（Ｆ２、Ｃ３）をチェックすることにより、電流超過ポイントＸ２（Ｆ２、Ｃ３）を回避、つまり、第１のパラメータ値及び第２のパラメータ値として（Ｆ２、Ｃ３）を設定することを回避することができる。【0114】
図３３は、第８実施例に係る反射波値と電流値とを共に表示した整合マップの例である。各設定ポイントの上段は反射波の値であり、下段は電流値である。この例では、負荷に対する許容電流は５４アンペアである。したがって、設定ポイントＸ２（Ｆ２、Ｃ３）では、許容電流を超えている。各設定ポイントの反射波の値と電流値は、各設定ポイントのＣの容量及び周波数Ｆと対応付けられて、記憶部１８に記憶されている。【0115】
図３３に示すように、反射波値と電流値とを共に表示し、許容電流を超える電流超過ポイントを表示部１７に表示することにより、操作者は、電流超過ポイントＸ２（Ｆ２、Ｃ３）を回避することが容易になる。また、負荷に対する出力電流が少なく、かつ、反射波の値が小さい経路を採ることが容易に行える。【0116】
第８実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。（Ｈ１）負荷への出力電流値が許容電流値を超える設定ポイントである電流超過ポイントを記憶し、制御部が整合処理を行うときに、電流超過ポイントを回避するように、第１のパラメータ値と第２のパラメータ値とを変更するよう構成したので、電流超過ポイントを回避することが容易になる。
（Ｈ２）表示部が、電流超過ポイントを、電流超過ポイントであることが識別可能なように表示するよう構成したので、操作者が、電流超過ポイント電流超過ポイントを回避することが容易になる。
【0117】
なお、本発明は、前記実施形態や実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能である。また、前記各実施例は、必要に応じて任意にかつ適宜に組み合わせてもよい。例えば、前記実施形態においては、プラズマ生成用電源装置を用いて説明したが、これに限られるものではなく、本発明は、プラズマ生成用以外の電源装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【0118】
１０…プラズマ生成用電源装置、１１…制御部、１１ｓ１…インピーダンス制御信号、１１ｓ２…周波数制御信号、１２…周波数シンセサイザ回路、１２ｓ…基準信号、１３…電力増幅部、１４…検出部、１４ｓ１…反射波電圧、１５…整合部、１６…操作部、１７…表示部、１８…記憶部、１９…参照周波数信号、２０…プラズマ発生装置、３１〜３６…整合部。