(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】
(24)【登録日】2024-02-14
(45)【発行日】2024-02-22
(54)【発明の名称】高周波電源システム
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20240215BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019212488
(22)【出願日】2019-11-25
(65)【公開番号】P2021086659
(43)【公開日】2021-06-03
【審査請求日】2022-10-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】谷口 道夫
(72)【発明者】
【氏名】三好 邦明
(72)【発明者】
【氏名】道下 勝司
【審査官】後藤 慎平
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１０３１０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５３６２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１６８４８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００７／００７６３４４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００３／０１９６７５７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００３－２０４２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０８８３２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｈ １／００－１／５４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
接続される負荷に対して高周波電力を提供する、高周波電源システムであって、第１周波数でバイアス電力を出力するバイアス電源と、
前記第１周波数よりも高い第２周波数でソース電力を出力するソース電源と、
前記バイアス電力と前記ソース電力とを取得し、前記ソース電源側のインピーダンスと前記負荷側のインピーダンスとの整合を取るインピーダンス整合回路を含む整合器と、を備え、
前記整合器は、前記バイアス電源に対応したＲＦ回路およびセンサと、前記ソース電源に対応したＲＦ回路およびセンサと、制御装置と、を含み、前記ソース電力と前記バイアス電力とを重畳して前記負荷に供給し、
前記ソース電源は、
前記バイアス電源または前記整合器から前記第１周波数の情報を取得するとともに、前記負荷からの電力反射係数の絶対値あるいは反射波電力値を取得し、
前記第１周波数の情報と前記負荷からの電力反射係数の絶対値あるいは反射波電力値とに基づいて、前記ソース電力に対する周波数変動処理の開始のタイミングを示す遅延設定値と前記周波数変動処理を実行する際の変調度とを決定し、
前記第１周波数の情報と前記遅延設定値と前記変調度とを用いて、前記遅延設定値を所定幅ずつ変動させながら前記周波数変動処理を実行し、
前記遅延設定値を変動させて得られる前記電力反射係数の絶対値あるいは前記反射波電力値が最小となる最適遅延設定値を取得し、
周波数変動されたソース電力を前記整合器に出力する、高周波電源システム。
【請求項2】
請求項１において、前記ソース電源は、前記遅延設定値に基づく前記周波数変動処理の結果、前記負荷からの電力反射係数の絶対値あるいは反射波電力値が所定基準値よりも大きい場合には、前記変調度を変更して前記周波数変動処理を実行する、高周波電源システム。
【請求項3】
請求項２において、前記整合器に含まれる前記ソース電源に対応したＲＦ回路は、２つの可変インピーダンス素子と、インピーダンス位相調整素子と、を含み、
前記変調度を変更して実行した前記周波数変動処理の結果、前記負荷からの前記電力反射係数の絶対値あるいは前記反射波電力値が所定基準値よりも大きい場合に、前記整合器は、前記インピーダンス位相調整素子によって前記整合器の位相を変化させる、高周波電源システム。
【請求項4】
請求項１において、前記ソース電源は、前記遅延設定値を前記最適遅延設定値に固定し、さらに、前記変調度を所定幅ずつ変動させながら前記周波数変動処理を実行し、前記変調度を変動させて得られる前記電力反射係数の絶対値あるいは前記反射波電力値が最小となる最適変調度を取得する、高周波電源システム。
【請求項5】
請求項４において、前記ソース電源は、前記遅延設定値と前記変調度を、前記最適遅延設定値と前記最適変調度にそれぞれ固定して前記周波数変動処理を実行し、
前記整合器は、さらに、インピーダンス位相調整素子によって前記整合器の位相を所定幅ずつ変化させて、最小となる前記電力反射係数の絶対値あるいは前記反射波電力値を算出する、高周波電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、高周波電源システムに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造の分野では、電子機器の小型化・高機能化に伴って高密度な実装が要求されており、実装基板への素子の接続は微細化され、より信頼性の高い実装が必要となっている。
【0003】
実装の信頼性を確保する方法の一つに、プラズマによる表面改質方法がある。例えば、被処理基板にプラズマ処理を施すと、基板の表面に付着した有機物による汚染を除去でき、ワイヤーボンディングのボンディング強度の向上が図れ、濡れ性が改善され、基板と封止樹脂との密着性を向上できる。このようなプラズマ処理を施すためには、プラズマリアクタ装置に対して電源装置を接続する必要がある。
【0004】
例えば、特許文献１は、プラズマリアクタ装置に接続される電源装置の構成例について開示する。具体的に、特許文献１は、高周波（ソース）電源と低周波（バイアス）電源を、整合回路を介して重畳させてプラズマリアクタ装置に供給する構成について開示している。整合回路において、電源側とプラズマリアクタンス装置側とのインピーダンス整合を取ることにより、効率的な電源供給を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平７－７４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１で示されるように２周波数電源を供給する場合、プラズマリアクタ装置のプラズマチャンバ内には、プラズマと共に、プラズマシースが発生することが知られている。このプラズマシースは、一般的に電気的に絶縁されているものと見なすことができ、プラズマチャンバの電極間に仮想的なコンデンサが形成されていると見ることができる。そして、低周波（バイアス）電源の電圧が周期的に変化することに連動してプラズマの位置が変動するため、プラズマシースの静電容量も周期的に変動する（例えば、プラズマチャンバの構造によってバイアス周波数と同一あるいは２倍の周期で変動する）。つまり、プラズマインピーダンスがバイアス電源の電圧の変化によって高速に変化することを意味する。
【0007】
しかしながら、整合器は、インピーダンス可変素子をモータで動作させているため、高速なプラズマインピーダンスの変化に対してマッチング動作を追従させることができない。その結果、混変調歪（ＩＭＤ：Inter-Modulation Distortion）によって、ソース電源の出力端に帰還する反射波電力量が増加してしまう。反射波が増大すると効率的、かつ正確に電源を負荷側に供給できないため、ＩＭＤを低減する必要がある。
本開示はこのような状況に鑑み、ＩＭＤによる反射波電力（反射係数と同義）の増加を抑える技術を提案する。
本開示はこのような状況に鑑み、ＩＭＤによる反射波電力（反射係数と同義）の増加を抑える技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本開示は、接続される負荷に対して高周波電力を提供する、高周波電源システムであって、第１周波数でバイアス電力を出力するバイアス電源と、第１周波数よりも高い第２周波数でソース電力を出力するソース電源と、バイアス電力とソース電力とを取得し、ソース電源側のインピーダンスと負荷側のインピーダンスとの整合を取るインピーダンス整合回路を含む整合器と、を備え、整合器は、ソース電力とバイアス電力とを重畳して負荷に供給し、ソース電源は、第１周波数の情報を取得し、ソース電力に対する周波数変動処理の開始のタイミングを示す遅延設定値を決定し、当該遅延設定値と第１周波数の値とを用いて周波数変動処理を実行し、周波数変動されたソース電力を整合器に出力する、高周波電源システムを提案する。
【0009】
本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素および多様な要素の組み合わせ、ならびに以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではないことを理解する必要がある。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【0010】
本開示の技術によれば、２周波数電源を提供する電源装置において、負荷側において発生するＩＭＤを低減して、ＩＭＤによる反射波電力（反射係数）の増加を抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本実施形態の構成例１による電源供給システム（高周波電源システムとも言う）１００にプラズマ負荷１４０を接続した状態を示す図である。
【図2】本実施形態の構成例２による電源供給システム２００にプラズマ負荷１４０を接続した状態を示す図である。
【図3】ソース電源出力をバイアス周波数（バイアス電源が供給する電圧変動の周波数）に従ってＦＭ変調したときの技術的効果を示す図である。図３Ａは、ＦＭ変調前の電力反射係数｜γ｜の値の変動を示し、図３Ｂは、ＦＭ変調後の電力反射係数｜γ｜の値の変動を示している。
【図4】第１の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体を説明するためのフローチャートである。
【図6】現在点のｔｄｅｌａｙと現在点からｔｄｅｌａｙを±１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜の関係（例）を示す図である。
【図8】現在点の周波数変動幅Δｆで変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜とΔｆ±０．１ＭＨｚで変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜との関係（例）を示す図である。
【図9】ＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化９０１とＦＭ変調によるインピーダンス軌跡の変化９０２（第１の実施形態）を示すスミスチャートである。
【図10】ＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成例を示す図である。図１０Ａは第１の実施形態によるＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成例を示し、図１０Ｂは第２の実施形態によるＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成例を示している。
【図11】整合器回路１３０の内部にサセプタンス回路を設けた場合の技術的効果を示す図である。図１１Ａは、図３Ａと同様に、ソース電源の出力をそのまま（ＦＭ変調もしない）出力した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示す。図１１Ｂは、図３Ｂと同様に、ソース電源１１０の出力をＦＭ変調のみした場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示している。図１１Ｃは、ソース電源１１０の出力をＦＭ変調し、かつサセプタンス回路で位相を変化させた場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示している。
【図13】第２の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体を説明するためのフローチャートである。
【図16】現在点のサセプタンス値のときの電力反射係数の絶対値｜γ｜と現在点からサセプタンス値を±５ｐＦ変更した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の関係（例）を示す図である。
【図17】第２の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理のシミュレーション結果を示す図（表）である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【0013】
本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【0014】
更に、本開示の実施形態は、汎用コンピュータ上で稼動するソフトウェアで実装しても良いし専用ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装しても良い。
【0015】
（１）第１の実施形態
＜電源供給システム１００の構成例＞
（i）構成例１
図１は、本実施形態の構成例１による電源供給システム（高周波電源システムとも言う）１００にプラズマ負荷１４０を接続した状態を示す図である。電源供給システム１００は、ソース（高周波）電源１１０と、バイアス（低周波）電源１２０と、ソース（高周波）電源１１０およびバイアス（低周波）電源１２０のそれぞれから出力が供給され、電源装置１１０および１２０側とプラズマ負荷１４０側とのインピーダンス整合を取る整合器１３０と、を備え、ソース電源１１０からの電力（ソース電力）とバイアス電源１２０からの電力（バイアス電力）とを、例えば重畳してプラズマ負荷１４０に供給するシステムである。
＜電源供給システム１００の構成例＞
（i）構成例１
図１は、本実施形態の構成例１による電源供給システム（高周波電源システムとも言う）１００にプラズマ負荷１４０を接続した状態を示す図である。電源供給システム１００は、ソース（高周波）電源１１０と、バイアス（低周波）電源１２０と、ソース（高周波）電源１１０およびバイアス（低周波）電源１２０のそれぞれから出力が供給され、電源装置１１０および１２０側とプラズマ負荷１４０側とのインピーダンス整合を取る整合器１３０と、を備え、ソース電源１１０からの電力（ソース電力）とバイアス電源１２０からの電力（バイアス電力）とを、例えば重畳してプラズマ負荷１４０に供給するシステムである。
【0016】
ソース電源１１０は、ＲＦ増幅器１１１と、センサ１_１１２と、制御装置１_１１３と、を含む。ＲＦ増幅器１１１は、制御装置１_１１３から制御信号に応答して所定周波数（例えば、４０．６８ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、１２０ＭＨｚなど）の高周波信号を増幅し、センサ１_１１２に供給する。センサ１_１１２は、ＲＦ増幅器１１１からの高周波出力（進行波電力）を検出すると共に、整合器１２０からの反射波電力および位相信号を検出する。また、センサ１_１１２は、進行波電力を整合器１２０に出力すると共に、検出した進行波電力値、反射波電力、および位相信号を制御装置１_１１３に出力する。
【0017】
制御装置１_１１３は、例えば、プロセッサと、メモリと、Ｉ／Ｏインタフェースとを含み、センサ１_１１２から進行波電力値、反射波電力値および位相信号、バイアス電源１２０から基準信号（同期信号：バイアス電源の周波数で規定され、バイアス電源が整合器に提供される周波数値を示す信号である）を取得する。また、制御装置１_１１３は、センサ１_１１２から取得した進行波電力値および反射波電力値を用いて、電力反射係数γ（γ＝（Ｐｒ/Ｐｆ）＾０．５：ここで、Ｐｒは進行波電力値、Ｐｆは反射波電力値を表す。）を算出する。そして、制御装置１_１１３は、電力反射係数γの絶対値｜γ｜が所定の基準値以上か監視し、ＲＦ増幅器１１１に周波数変調を実行させるか否か決定する。電力反射係数γは、無反射波状態のときに０となり、全反射状態のときに１となる。ＩＭＤ(Inter-Modulation Distortion)の影響が大きければ、電力反射係数｜γ｜が大きくなるので、電力反射係数γの値を低減させる、つまりは反射波電力値の大きさを低減することができれば、プラズマシース静電容量の変動による影響（ＩＭＤ）を低減することができたことになる。なお、プラズマシース静電容量は、バイアス周波数に応じて変動する。例えば、プラズマチャンバの構造によってプラズマシース静電容量はバイアス周波数の２倍で振動したり、バイアス周波数で振動したりする。従って、上記電力反射係数γも、バイアス周波数で変動する。
【0018】
このようなＩＭＤの影響を低減させるためには、ＦＭ変調が有効であると考えられる。周波数変調をさせると判断した場合、制御装置１_１１３は、バイアス電源１２０から取得した基準信号（バイアス電圧の変動を示すバイアス周波数）に応じて、ＦＭ変調の変調度と時間ｔdelayの変更を指示するためのＦＭ変調信号を生成し、ＲＦ増幅器１１１に送信する。ＲＦ増幅器１１１は、制御装置１_１１３から供給されるＦＭ変調信号に従って、増幅した高周波信号をＦＭ変調する。なお、当該ＦＭ変調は、以下の式（１）または式（２）に従って行われる。なお、式（１）あるいは（２）のどちらがＩＭＤ発生時に電力反射係数γの低減に有効かは、プラズマチャンバの上部電極および下部電極の構造による。また、後述のように、制御装置１_１１３は、まずは遅延設定ｔｄｅｌａｙを変動させてＦＭ変調を行ってＩＭＤ低減を図り、それでも十分なＩＭＤ低減が得られない場合に周波数を所定幅Δｆずつ変動させることによりＦＭ変調を行ってＩＭＤ低減を図るようにする。
【0019】
Ｆｍ＝ＦＨＦ＋Δｆ×ｓｉｎ（２πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ））・・・（１）
Ｆｍ＝ＦＨＦ＋Δｆ×ｓｉｎ（４πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ））・・・（２）
Ｆｍ：ＩＭＤ発生時に出力するソース電源の周波数；
ＦＨＦ：ソース電源基本周波数；
ＦＬＦ：バイアス電源の基本周波数；
Δｆ：周波数変動幅（パラメータ）；
ｔｄｅｌａｙ：周波数変動を開始するための遅延設定（パラメータ）
Ｆｍ＝ＦＨＦ＋Δｆ×ｓｉｎ（４πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ））・・・（２）
Ｆｍ：ＩＭＤ発生時に出力するソース電源の周波数；
ＦＨＦ：ソース電源基本周波数；
ＦＬＦ：バイアス電源の基本周波数；
Δｆ：周波数変動幅（パラメータ）；
ｔｄｅｌａｙ：周波数変動を開始するための遅延設定（パラメータ）
【0020】
さらに、プラズマでは高調波が発生していることを考慮すると、以下の式（３）に変化させることでバイアス電源１２０の高調波によるプラズマシース静電容量変化（インピーダンス変化）にも対応可能である。
Ｆｍ＝ＦＨＦ＋Δｆ１×ｓｉｎ（２πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ１））＋
Δｆ２×ｓｉｎ（４πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ２））＋
Δｆ３×ｓｉｎ（６πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ３））・・・（３）
Ｆｍ：ＩＭＤ発生時に出力するソース電源の周波数；
ＦＨＦ：ソース電源基本周波数；
ＦＬＦ：バイアス電源の基本周波数；
Δｆ１～ｆ３：周波数変動幅（パラメータ）；
ｔｄｅｌａｙ１～３：周波数変動を開始するための遅延設定（パラメータ）
Ｆｍ＝ＦＨＦ＋Δｆ１×ｓｉｎ（２πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ１））＋
Δｆ２×ｓｉｎ（４πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ２））＋
Δｆ３×ｓｉｎ（６πＦＬＦ×（ｔ＋ｔｄｅｌａｙ３））・・・（３）
Ｆｍ：ＩＭＤ発生時に出力するソース電源の周波数；
ＦＨＦ：ソース電源基本周波数；
ＦＬＦ：バイアス電源の基本周波数；
Δｆ１～ｆ３：周波数変動幅（パラメータ）；
ｔｄｅｌａｙ１～３：周波数変動を開始するための遅延設定（パラメータ）
【0021】
バイアス電源１２０は、ＲＦ増幅器１２１と、センサ２_１２２と、制御装置２_１２３と、を含む。ＲＦ増幅器１２１は、制御装置２_２１３から制御信号に応答して所定周波数（例えば、４００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、１．２ＭＨｚ、２ＭＨｚ、３．２ＭＨｚなど）の低周波信号を増幅し、センサ２_１２２に供給する。センサ２_１３２は、ＲＦ増幅器１２１からの低周波出力（進行波電力）を検出すると共に、整合器１２０からの反射波電力および位相信号を検出する。また、センサ１_１１２は、進行波電力を整合器１３０に出力すると共に、検出した進行波電力値、反射波電力、および位相信号を制御装置１_１１３に出力する。
【0022】
なお、当該位相信号は、進行波電力と反射波電力の位相差になる。詳しくは、センサ１_１１２およびセンサ２_１２２として、例えば、方向性結合器が用いられる。そして、センサ１_１１２およびセンサ２_１２２は、進行波電力の情報を含む電圧信号と反射波電力の情報を含む電圧信号を検出する。このため、これらの電圧信号に基づいて、進行波電力及び反射波電力の情報を取得することができる。一方、整合器１３０が備えるセンサ３_１３２およびセンサ４_１３４として、例えば、ＶＩセンサを採用することができ、これらによって電圧Ｖ、電流Ｉ、ＶとＩとの位相差の３つの信号を検出する。そして、これら３つの信号から、電力反射係数、進行波電力、反射波電力が求めることができる。
また、整合器１３０が備えるＶＩセンサは、電源側で使用しているセンサ１_１１２やセンサ２_１２２で置き換えることも可能である。この場合、進行波電力の情報を含む電圧信号と反射波電力の情報を含む電圧信号から、電力反射係数、進行波電力、反射波電力を求めることもできる。
センサ１_１１２およびセンサ２_１２２センサとしてＶＩセンサタイプを採用する場合は、電圧Ｖ、電流Ｉ、ＶとＩの位相差から、電力反射係数、進行波電力、反射波電力が求められる。また、センサ１_１１２およびセンサ２_１２２センサとして進行波電力・反射波電力（いわゆる、方向性結合器）センサを採用する場合は、進行波電力、反射波電力、進行波電力と反射波電力の位相差から、電力反射係数、進行波電力、反射波電力が求められる。
また、整合器１３０が備えるＶＩセンサは、電源側で使用しているセンサ１_１１２やセンサ２_１２２で置き換えることも可能である。この場合、進行波電力の情報を含む電圧信号と反射波電力の情報を含む電圧信号から、電力反射係数、進行波電力、反射波電力を求めることもできる。
センサ１_１１２およびセンサ２_１２２センサとしてＶＩセンサタイプを採用する場合は、電圧Ｖ、電流Ｉ、ＶとＩの位相差から、電力反射係数、進行波電力、反射波電力が求められる。また、センサ１_１１２およびセンサ２_１２２センサとして進行波電力・反射波電力（いわゆる、方向性結合器）センサを採用する場合は、進行波電力、反射波電力、進行波電力と反射波電力の位相差から、電力反射係数、進行波電力、反射波電力が求められる。
【0023】
制御装置２_１２３は、例えば、制御装置１_１１３と同様に、プロセッサと、メモリと、Ｉ／Ｏインタフェースとを含み、センサ２_１２２から進行波電力値および反射波電力値、および位相信号を取得する。また、制御装置２_１２３は、ソース電源１１０の制御装置１_１１３に上記基準信号を提供する。
【0024】
整合器１３０は、ＨＦ_ＲＦ回路１３１と、センサ３_１３２と、ＬＦ_ＲＦ回路１３３と、センサ４_１３４と、制御装置３_１３５と、を備える。ＨＦ_ＲＦ回路１３１は、例えば、可変インピーダンス素子（可変コンデンサ）やインダクタ（コイル）などで構成され、自動的にソース電源１１０側と負荷１４０側とのインピーダンス整合を取る動作を行う。センサ３_１３２は、ソース電源１１０から供給される進行波電力と負荷１４０からソース電源１１０側への反射波電力を検出し、位相信号（Ｖ，Ｉ位相信号）を検知し、これらを制御装置３_１３５に提供する。ＬＦ_ＲＦ回路１３３は、ＨＦ_ＲＦ回路１３１と同様に、例えば、可変インピーダンス素子（可変コンデンサ）やインダクタ（コイル）などで構成され、自動的にバイアス電源１２０側と負荷１４０側とのインピーダンス整合を取る動作（可変コンデンサの容量を変更させることにより）を行う。センサ４_１３４は、バイアス電源１２０から供給される進行波電力と負荷１４０からバイアス電源１２０側への反射波電力を検出し、位相信号（Ｖ，Ｉ位相信号）を検知し、これらを制御装置３_１３５に提供する。なお、制御装置３_１３５は、センサ３_１３２およびセンサ４_１３４からの情報（進行波電力値、反射波電力値、および位相信号）に基づいて、ＨＦ_ＲＦ回路１３１およびＬＦ_ＲＦ回路１３３における可変コンデンサの制御値を決定し、これらの回路に通知する。ＨＦ_ＲＦ回路１３１およびＬＦ_ＲＦ回路１３３は、制御装置３_１３５からの制御値を用いて、可変コンデンサの容量を調整することにより、インピーダンス整合を取る。しかし、プラズマシース静電容量の変動によってＩＭＤが発生する場合には、ＨＦ_ＲＦ回路１３１およびＬＦ_ＲＦ回路１３３による動作だけではインピーダンス整合が取れず、比較的大きな反射波電力がソース電源１１０側に戻ってしまう。そこで、本実施形態では、ソース電源に対してＦＭ変調を実行することにより、電力反射係数γ（反射波電力、ＩＭＤと言い換えてもよい）を低減する。
【0025】
（ii）構成例２
図２は、本実施形態の構成例２による電源供給システム２００にプラズマ負荷１４０を接続した状態を示す図である。電源供給システム２００は、構成例１による電源供給システム１００と同様の構成を有するが、基準信号をバイアス電源１２０から取得するのではなく、整合器１３０の制御装置３_１３５を介して取得する点が構成例１とは異なっている。
図２は、本実施形態の構成例２による電源供給システム２００にプラズマ負荷１４０を接続した状態を示す図である。電源供給システム２００は、構成例１による電源供給システム１００と同様の構成を有するが、基準信号をバイアス電源１２０から取得するのではなく、整合器１３０の制御装置３_１３５を介して取得する点が構成例１とは異なっている。
【0026】
図２に示す構成例２において、バイアス電源１２０は、基準信号を整合器１３０の制御装置３_１３５に送信する。制御装置３_１３５は、センサ３_１３２で検出した進行波電力値、反射波電力値、および位相信号に加えて、バイアス電源１２０から取得した基準信号を、ソース電源１１０の制御装置１_１１３に送信する。ソース電源１１０の制御装置１_１１３は、上記構成例１で説明したように、電力反射係数γの値に応じてＦＭ変調するようにＲＦ増幅器１１１を制御する。動作は構成例１と同様なので、詳細な説明は省略する。また、ソース電源におけるＦＭ変調処理の更なる詳細については、後述する。
【0027】
＜ＦＭ変調の効果＞
図３は、ソース電源出力をバイアス周波数（バイアス電源が供給する電圧変動の周波数）に従ってＦＭ変調したときの技術的効果を示す図である。図３Ａは、ＦＭ変調前の電力反射係数｜γ｜の値の変動を示し、図３Ｂは、ＦＭ変調後の電力反射係数｜γ｜の値の変動を示している。
図３は、ソース電源出力をバイアス周波数（バイアス電源が供給する電圧変動の周波数）に従ってＦＭ変調したときの技術的効果を示す図である。図３Ａは、ＦＭ変調前の電力反射係数｜γ｜の値の変動を示し、図３Ｂは、ＦＭ変調後の電力反射係数｜γ｜の値の変動を示している。
【0028】
図３Ａに示されるように、ソース電源１１０の出力（電力）供給を一定の周波数（例えば、４０．６８ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、１２０ＭＨｚなど）で行う場合（波形３０１参照）には、ソース電源１１０の出力端における電力反射係数の絶対値｜γ｜（反射波電力値の変動に対応）３０２は、非常に大きくなる場合があり、電力供給が効率的でないことが分かる。つまり、ソース電源１１０側から負荷１４０側に与えた電力のうち、６０％程度の電力が反射波電力として戻ってきてしまう（図３Ａの電力反射係数｜γ｜の値を参照：反射波電力＝進行波電力×|γ|^2であるため。）。
【0029】
一方、図３Ｂに示されるように、ソース電源１１０の周波数を変調させて負荷１４０側に高周波電力を提供すると（波形３０３参照）、ソース電源１１０の出力端における、ＩＭＤによって発生する電力反射係数の絶対値｜γ｜３０４を減少させることができる。つまり、ソース電源１１０の周波数を変更（ＦＭ変調）することによって、ＩＭＤを低減する効果が期待できることが分かる。
【0030】
＜ＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の内容＞
図４は、第１の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体を説明するためのフローチャートである。図５は、図４におけるステップ４０６（遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１）の詳細を説明するためのフローチャートである。さらに、図７は、図４におけるステップ４０７（周波数変調によるＩＭＤ低減処理２）の詳細を説明するためのフローチャートである。なお、当該ＩＭＤ低減処理は、ソース電源１１０の制御装置１_１１３によって実行される。よって、図４、図５、および図７における各ステップの動作主体を制御装置１_１１３（プロセッサと読み替えてもよい）として当該処理について説明する。
図４は、第１の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体を説明するためのフローチャートである。図５は、図４におけるステップ４０６（遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１）の詳細を説明するためのフローチャートである。さらに、図７は、図４におけるステップ４０７（周波数変調によるＩＭＤ低減処理２）の詳細を説明するためのフローチャートである。なお、当該ＩＭＤ低減処理は、ソース電源１１０の制御装置１_１１３によって実行される。よって、図４、図５、および図７における各ステップの動作主体を制御装置１_１１３（プロセッサと読み替えてもよい）として当該処理について説明する。
【0031】
Ａ．ＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体（図４）
（i）ステップ４０１
制御装置１_１１３は、バイアス電源１２０あるいは整合器１３０から、バイアス電源１２０の動作周波数の情報（基準信号、あるいは同期信号という形態でバイアス電源の動作周波数の情報を取得することができる）を受信する。また、制御装置１_１１３は、センサ１_１１２あるいは整合器１３０の制御装置３_１３５から進行波電力値、反射波電力値、および位相信号を取得し、電力反射係数の絶対値｜γ｜（上述のように、γ＝（Ｐｒ/Ｐｆ）＾０．５）を算出する。
（i）ステップ４０１
制御装置１_１１３は、バイアス電源１２０あるいは整合器１３０から、バイアス電源１２０の動作周波数の情報（基準信号、あるいは同期信号という形態でバイアス電源の動作周波数の情報を取得することができる）を受信する。また、制御装置１_１１３は、センサ１_１１２あるいは整合器１３０の制御装置３_１３５から進行波電力値、反射波電力値、および位相信号を取得し、電力反射係数の絶対値｜γ｜（上述のように、γ＝（Ｐｒ/Ｐｆ）＾０．５）を算出する。
【0032】
（ii）ステップ４０２
制御装置１_１１３は、ステップ４０１で算出した電力反射係数｜γ｜が予め設定された所定の基準値以上か判断する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ４０２でＮｏの場合）、ＩＭＤを低減する必要性が低いと判断され、｜γ｜が基準値の監視が継続される。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ４０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０３に移行する。
制御装置１_１１３は、ステップ４０１で算出した電力反射係数｜γ｜が予め設定された所定の基準値以上か判断する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ４０２でＮｏの場合）、ＩＭＤを低減する必要性が低いと判断され、｜γ｜が基準値の監視が継続される。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ４０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０３に移行する。
【0033】
（iii）ステップ４０３
制御装置１_１１３は、例えば内部メモリ（図示せず）に前回の結果（パラメータ値：第１の実施形態では、周波数変動を開始するための遅延設定ｔｄｅｌａｙ、および周波数変動幅Δｆ）が記憶されているか判断する。前回の結果がメモリに記憶されている場合（ステップ４０３でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０４に移行する。前回の結果がメモリに記憶されていない場合（ステップ４０３でＮｏの場合）、処理はステップ４０５に移行する。
制御装置１_１１３は、例えば内部メモリ（図示せず）に前回の結果（パラメータ値：第１の実施形態では、周波数変動を開始するための遅延設定ｔｄｅｌａｙ、および周波数変動幅Δｆ）が記憶されているか判断する。前回の結果がメモリに記憶されている場合（ステップ４０３でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０４に移行する。前回の結果がメモリに記憶されていない場合（ステップ４０３でＮｏの場合）、処理はステップ４０５に移行する。
【0034】
（iv）ステップ４０４
制御装置１_１１３は、例えば内部メモリから記憶されている前回のパラメータ値を読み込む。
制御装置１_１１３は、例えば内部メモリから記憶されている前回のパラメータ値を読み込む。
【0035】
（v）ステップ４０５
制御装置１_１１３は、予め設定され、メモリに格納されている初期値を取得するか、あるいはユーザによって設定された初期値を取得する。初期値として、例えば、遅延設定ｔｄｅｌａｙを９０度、周波数変動幅Δｆを０．１ＭＨｚ（あるいは、変調割合１０％）とすることができる。例えば、これらの初期値を暫定的な値とし、運用途中においてユーザが変更することができるようにしてもよい。
制御装置１_１１３は、予め設定され、メモリに格納されている初期値を取得するか、あるいはユーザによって設定された初期値を取得する。初期値として、例えば、遅延設定ｔｄｅｌａｙを９０度、周波数変動幅Δｆを０．１ＭＨｚ（あるいは、変調割合１０％）とすることができる。例えば、これらの初期値を暫定的な値とし、運用途中においてユーザが変更することができるようにしてもよい。
【0036】
（vi）ステップ４０６
制御装置１_１１３は、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１を実行する。当該ＩＭＤ低減処理１によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ４０７に移行する。なお、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１の詳細については、図５および図６を用いて後述する。
制御装置１_１１３は、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１を実行する。当該ＩＭＤ低減処理１によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ４０７に移行する。なお、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１の詳細については、図５および図６を用いて後述する。
【0037】
（vii）ステップ４０７
制御装置１_１１３は、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２を実行する。当該ＩＭＤ低減処理２によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ４０８に移行する。なお、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２の詳細については、図７および図８を用いて後述する。
制御装置１_１１３は、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２を実行する。当該ＩＭＤ低減処理２によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ４０８に移行する。なお、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２の詳細については、図７および図８を用いて後述する。
【0038】
（viii）ステップ４０８
制御装置１_１１３は、前回のループ（前回のＩＭＤ低減処理）で得られた結果（電力反射係数の値｜γ｜）よりも今回の電力反射係数の値｜γ｜が低下したか判断する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下していない場合（ステップ４０８でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下した場合（ステップ４０８でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０３に移行する。なお、処理がステップ４０３に戻った場合、ステップ４０３における「前回の結果」とはステップ４０７で得られた基準値以上の電力反射係数の値｜γ｜の基となった各パラメータ値が相当する。
制御装置１_１１３は、前回のループ（前回のＩＭＤ低減処理）で得られた結果（電力反射係数の値｜γ｜）よりも今回の電力反射係数の値｜γ｜が低下したか判断する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下していない場合（ステップ４０８でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下した場合（ステップ４０８でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０３に移行する。なお、処理がステップ４０３に戻った場合、ステップ４０３における「前回の結果」とはステップ４０７で得られた基準値以上の電力反射係数の値｜γ｜の基となった各パラメータ値が相当する。
【0039】
（ix）ステップ４０９
制御装置１_１１３は、当該ＩＭＤ低減処理を終了させ、今回の処理によって得られた電力反射係数の値｜γ｜に対応するパラメータ値をメモリに格納し、次回処理時の初期値とする。
制御装置１_１１３は、当該ＩＭＤ低減処理を終了させ、今回の処理によって得られた電力反射係数の値｜γ｜に対応するパラメータ値をメモリに格納し、次回処理時の初期値とする。
【0040】
Ｂ．遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１の詳細
図５は、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１（ステップ４０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。
図５は、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１（ステップ４０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【0041】
（i）ステップ５０１
制御装置１_１１３は、現在点のｔｄｅｌａｙと、そこからｔｄｅｌａｙを±所定角度（所定時間）ずらした点の３点について、それぞれ進行波電力および反射波電力を取得し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出する。ここで、±所定角度は、ユーザによって調整可能なように構成してもよいが、例えば、１周期当たり３６０度とした場合、±１０度（バイアス周波数が８００ｋＨｚの場合、±０．０３５μｓに相当）とすることができる。
制御装置１_１１３は、現在点のｔｄｅｌａｙと、そこからｔｄｅｌａｙを±所定角度（所定時間）ずらした点の３点について、それぞれ進行波電力および反射波電力を取得し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出する。ここで、±所定角度は、ユーザによって調整可能なように構成してもよいが、例えば、１周期当たり３６０度とした場合、±１０度（バイアス周波数が８００ｋＨｚの場合、±０．０３５μｓに相当）とすることができる。
【0042】
図６は、現在点のｔｄｅｌａｙと現在点からｔｄｅｌａｙを±１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜の関係（例）を示す図である。図６では、現在点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が極小となっている例が示されている。
【0043】
なお、ここでは、電力反射係数の絶対値｜γ｜を比較対象としているが、反射波電力値そのものを比較対象としてもよい。また、電力反射係数の算出および比較は、ソース電源１１０の制御装置１_１１３ではなく、整合器１３０の制御装置３_１３５で実行してもよい。この場合、ソース電源１１０の制御装置１_１１３は、当該比較結果を整合器１３０から取得することになる。
【0044】
（ii）ステップ５０２
制御装置１_１１３は、現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点のうちで最小であるか判断する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ５０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ５０３に移行する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小ではない場合（ステップ５０２でＮｏの場合）、処理はステップ５０４に移行する。
制御装置１_１１３は、現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点のうちで最小であるか判断する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ５０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ５０３に移行する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小ではない場合（ステップ５０２でＮｏの場合）、処理はステップ５０４に移行する。
【0045】
（iii）ステップ５０３
制御装置１_１１３は、現在点の遅延角度（遅延時間）をｔｄｅｌａｙに設定し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を取得する。
制御装置１_１１３は、現在点の遅延角度（遅延時間）をｔｄｅｌａｙに設定し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を取得する。
【0046】
（iv）ステップ５０４
制御装置１_１１３は、現在点からｔｄｅｌａｙを－１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小であるか判断する。現在点からｔｄｅｌａｙを－１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ５０４でＹｅｓの場合）、処理はステップ５０６に移行する。現在点からｔｄｅｌａｙを＋１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小である場合（ステップ５０４でＮｏの場合）、処理はステップ５０７に移行する。
制御装置１_１１３は、現在点からｔｄｅｌａｙを－１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小であるか判断する。現在点からｔｄｅｌａｙを－１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ５０４でＹｅｓの場合）、処理はステップ５０６に移行する。現在点からｔｄｅｌａｙを＋１０度ずらした点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小である場合（ステップ５０４でＮｏの場合）、処理はステップ５０７に移行する。
【0047】
（v）ステップ５０５
制御装置１_１１３は、ステップ５０３で取得した電力反射係数の絶対値｜γ｜が予め設定された基準値以上であるか判断する。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ５０５でＹｅｓの場合）、ＩＭＤ低減処理１によってＩＭＤが十分に低減されたとは言えないため、処理はＩＭＤ低減処理２（ステップ４０７）に移行する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ５０５でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。
制御装置１_１１３は、ステップ５０３で取得した電力反射係数の絶対値｜γ｜が予め設定された基準値以上であるか判断する。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ５０５でＹｅｓの場合）、ＩＭＤ低減処理１によってＩＭＤが十分に低減されたとは言えないため、処理はＩＭＤ低減処理２（ステップ４０７）に移行する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ５０５でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。
【0048】
（vi）ステップ５０６
制御装置１_１１３は、現在点からｔｄｅｌａｙを－１０度ずらした点を次のループにおける現在点に変更する。以上のようにして、現在点を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
制御装置１_１１３は、現在点からｔｄｅｌａｙを－１０度ずらした点を次のループにおける現在点に変更する。以上のようにして、現在点を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
【0049】
（vii）ステップ５０７
制御装置１_１１３は、現在点からｔｄｅｌａｙを＋１０度ずらした点を次のループにおける現在点に変更する。以上のようにして、現在点を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
制御装置１_１１３は、現在点からｔｄｅｌａｙを＋１０度ずらした点を次のループにおける現在点に変更する。以上のようにして、現在点を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
【0050】
Ｃ．周波数変調によるＩＭＤ低減処理２の詳細
図７は、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２（ステップ４０７）の詳細を説明するためのフローチャートである。
図７は、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２（ステップ４０７）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【0051】
（i）ステップ７０１
制御装置１_１１３は、現在点の周波数変動幅Δｆと、Δｆ±所定周波数の場合の３つケースについて、それぞれ進行波電力および反射波電力を取得し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出する。ここで、±所定周波数は、ユーザによって調整可能なように構成してもよいが、例えば、±０．１ＭＨｚとすることができる。
制御装置１_１１３は、現在点の周波数変動幅Δｆと、Δｆ±所定周波数の場合の３つケースについて、それぞれ進行波電力および反射波電力を取得し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出する。ここで、±所定周波数は、ユーザによって調整可能なように構成してもよいが、例えば、±０．１ＭＨｚとすることができる。
【0052】
図８は、現在点の周波数変動幅Δｆで変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜とΔｆ±０．１ＭＨｚで変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜との関係（例）を示す図である。図８では、現在点の周波数変動幅Δｆで変調した場合の方がΔｆ±０．１ＭＨｚで変調した場合よりも｜γ｜が小さい場合の例が示されている。ただし、周波数変動幅Δｆ-０．１ＭＨｚが０．０ＭＨｚよりも小さくなることはないため、演算上Δｆ-０．１ＭＨｚが０．０ＭＨｚとなる場合は現在点と現在点＋０．１ＭＨｚの２点のみで比較を行い、現在点が最小の場合は現在点の周波数変動幅Δｆが採用され、Δｆ＋０．１ＭＨｚのときの電力反射係数の絶対値｜γ｜が現在点の電力反射係数の絶対値｜γ｜よりも小さくなる場合はΔｆ＋０．１ＭＨｚが採用される。
【0053】
（ii）ステップ７０２
制御装置１_１１３は、３つの場合において、現在点の周波数変動幅Δｆで変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小であるか判断する。現在点の周波数変動幅Δｆによる｜γ｜が最小である場合（ステップ７０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ７０３に移行する。Δｆ±０．１ＭＨｚで変調した場合の方が現在点の変動幅Δｆによる｜γ｜よりも小さい場合（ステップ７０２でＮｏの場合）、処理はステップ７０４に移行する。
制御装置１_１１３は、３つの場合において、現在点の周波数変動幅Δｆで変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小であるか判断する。現在点の周波数変動幅Δｆによる｜γ｜が最小である場合（ステップ７０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ７０３に移行する。Δｆ±０．１ＭＨｚで変調した場合の方が現在点の変動幅Δｆによる｜γ｜よりも小さい場合（ステップ７０２でＮｏの場合）、処理はステップ７０４に移行する。
【0054】
（iii）ステップ７０３
制御装置１_１１３は、現在点の周波数変動幅をＦＭ変調に用いる周波数変動幅Δｆに設定する。
制御装置１_１１３は、現在点の周波数変動幅をＦＭ変調に用いる周波数変動幅Δｆに設定する。
【0055】
（iv）ステップ７０４
制御装置１_１１３は、現在点のΔｆ±０．１ＭＨｚのうち電力反射係数の絶対値｜γ｜が小さい方の周波数を次のループにおける現在点の周波数変動幅に変更する。
制御装置１_１１３は、現在点のΔｆ±０．１ＭＨｚのうち電力反射係数の絶対値｜γ｜が小さい方の周波数を次のループにおける現在点の周波数変動幅に変更する。
【0056】
（v）ステップ７０５
制御装置１_１１３は、ステップ７０３で決定したΔｆでＦＭ変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出し、当該｜γ｜が予め設定された基準値（ステップ５０５の判断で用いた基準値を用いることができる）以上であるか判断する。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ７０５でＹｅｓの場合）、ステップ４０８に移行する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ７０５でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。
制御装置１_１１３は、ステップ７０３で決定したΔｆでＦＭ変調した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出し、当該｜γ｜が予め設定された基準値（ステップ５０５の判断で用いた基準値を用いることができる）以上であるか判断する。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ７０５でＹｅｓの場合）、ステップ４０８に移行する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ７０５でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。
【0057】
＜第１の実施形態による技術的効果＞
第１の実施形態によれば、電力反射係数の絶対値｜γ｜が所定値以上になったときに、まず、周波数変動幅の低いＦＭ変調で固定し、かつＦＭ変調を開始するタイミングを決定する遅延設定（遅延パラメータ：ｔｄｅｌａｙ）を変動させながら、｜γ｜が所定値未満になるようにソース電源出力を制御する。さらに、遅延設定だけで十分なＩＭＤ低減（｜γ｜＜所定値）が得られないときには、ＦＭ変調の周波数を変動させる。このようにすることにより、ＩＭＤ（電力反射係数の絶対値｜γ｜あるいは反射波電力の大きさ）を低減することが可能となり、効率的に負荷に対して電源を供給することができるようになる。
第１の実施形態によれば、電力反射係数の絶対値｜γ｜が所定値以上になったときに、まず、周波数変動幅の低いＦＭ変調で固定し、かつＦＭ変調を開始するタイミングを決定する遅延設定（遅延パラメータ：ｔｄｅｌａｙ）を変動させながら、｜γ｜が所定値未満になるようにソース電源出力を制御する。さらに、遅延設定だけで十分なＩＭＤ低減（｜γ｜＜所定値）が得られないときには、ＦＭ変調の周波数を変動させる。このようにすることにより、ＩＭＤ（電力反射係数の絶対値｜γ｜あるいは反射波電力の大きさ）を低減することが可能となり、効率的に負荷に対して電源を供給することができるようになる。
【0058】
（２）第２の実施形態
第２の実施形態は、ＦＭ変調に加えて、整合器１３０内に位相変更回路を設けることにより、第１の実施形態よりもさらに電力反射係数の絶対値｜γ｜を抑制する（さらなるＩＭＤ低減を図る）。
第２の実施形態は、ＦＭ変調に加えて、整合器１３０内に位相変更回路を設けることにより、第１の実施形態よりもさらに電力反射係数の絶対値｜γ｜を抑制する（さらなるＩＭＤ低減を図る）。
【0059】
図９は、ＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化９０１とＦＭ変調によるインピーダンス軌跡の変化９０２（第１の実施形態）を示すスミスチャートである。当該スミスチャートにおいて、０（原点）が無反射状態（与えた電力が全く戻ってこない状態：電力反射係数｜γ｜＝０）で、１あるいは‐１が全反射状態（与えた電力が全て戻ってきてしまう状態：電力反射係数｜γ｜＝１）を示している。ＦＭ変調を掛けない場合のＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化９０１は、ＦＭ変調を掛けた場合のインピーダンス軌跡９０２よりも大きくなっている。従って、ＩＭＤ抑制の一定の効果は得られることは分かる。しかし、図９からも分かるように、ＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化９０１とＦＭ変調によるインピーダンス軌跡の変化９０２とでは、インピーダンス変化が重ならない点が存在する（ＦＭ変調によって位相が変わってしまったことによりインピーダンス軌跡の変化の向きも変わったものである）。つまり、ＦＭ変調によるインピーダンス軌跡の変化は多種多様（プラズマインピーダンス軌跡の変化はガス、圧力等の条件にも左右されるため）であり、常に図９のインピーダンス軌跡の変化９０２のようになるとは限らず、ＩＭＤを低減するためにＦＭ変調で周波数を変動させても電力反射係数｜γ｜が所定範囲内に収まらない可能性もあり、ＦＭ変調を掛けただけでは効果が得られない場合もある。ＩＭＤ低減の効果を最大限にするには、ＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化９０１とＦＭ変調によるインピーダンス軌跡の変化９０２とがなるべく重なるようにすることが重要となる。言い換えれば、ＦＭ変調によるインピーダンス軌跡の変化９０２とＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化９０１とが完全に重なるときには反射は起こらないが、両者の距離が離れており、図９に示されるベクトル（矢印）の大きさが反射波の大きさに相当することになる。従って、ＦＭ変調によるインピーダンスの軌跡の挙動とＩＭＤによるインピーダンス軌跡に挙動を別々に見た場合、同じ挙動となっていればＩＭＤが完全に消去できたことになるが、両者は別々の原理によるため、両者が一致して揃っていなければ完全にＩＭＤによる影響を打ち消すことができない。
【0060】
そこで、第２の実施形態では、ＦＭ変調をするだけでなく、整合器１３０において位相を変更するための回路を設け、ＦＭ変調によるインピーダンス軌跡の変化とＩＭＤによるインピーダンスの変化を一致させるようにしている。
【0061】
＜電源供給システムの構成例＞
第１の実施形態で説明した電源供給システム１００あるいは２００のどちらの構成を用いてもよい。ただし、第２の実施形態は、整合器１３０におけるＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成にサセプタンス回路Ｂ（図１０参照）が追加になっている点と、制御装置３_１３５がインピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３を実行する点（図１３および図１５参照）が第１の実施形態とは異なっている。
第１の実施形態で説明した電源供給システム１００あるいは２００のどちらの構成を用いてもよい。ただし、第２の実施形態は、整合器１３０におけるＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成にサセプタンス回路Ｂ（図１０参照）が追加になっている点と、制御装置３_１３５がインピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３を実行する点（図１３および図１５参照）が第１の実施形態とは異なっている。
【0062】
図１０は、ＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成例を示す図である。図１０Ａは第１の実施形態によるＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成例を示し、図１０Ｂは第２の実施形態によるＨＦ_ＲＦ回路１３１の内部構成例を示している。
【0063】
図１０Ａに示すように、第１の実施形態によるＨＦ_ＲＦ回路１３１は、インピーダンス調整用の第１可変コンデンサ１００１および第２可変コンデンサ１００２と、高周波電力を負荷１４０に提供するためのコイル１００３と、を備えている。ＨＦ_ＲＦ回路１３１は、制御装置３_１３５からの指示に応答して、第１可変コンデンサ１００１および第２可変コンデンサ１００２の静電容量を変えることによりインピーダンス整合を行うように構成される。一方、第２の実施形態によるＨＦ_ＲＦ回路１３１は、図１０Ｂに示されるように、第１可変コンデンサ１００１、第２可変コンデンサ１００２、およびコイル１００３に加えて、電力出力側にインピーダンス位相調整回路１００４を備えている。インピーダンス位相調整回路１００４として、サセプタンス回路を用いることができる。サセプタンス回路は、例えば、コイルＬまたはコンデンサＣ、あるいはそれら両方を用いて構成することができる。当該サセプタンス回路のサセプタンスＢを変化させることにより、整合器１３０のＨＦ_ＲＦ回路１３１のインピーダンス位相を変化させる。これにより、ソース電源１１０におけるＦＭ変調（周波数変化）によるインピーダンス軌跡の変化とＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化とを合わせ、|γ|を抑制することができるようになる。なお、回路定数（静電容量可変コンデンサＣやインダクタンス可変コイルＬ）を変化させる必要はない。
【0064】
＜電力反射係数の絶対値｜γ｜の抑制効果＞
整合器回路１３０の内部にサセプタンス回路を設け、シミュレーションを行った結果、図１１のような結果が得られた。シミュレーションの条件は、ソース電源周波数４０．６８ＭＨｚ、バイアス電源周波数４００ｋＨｚ、プラズマインピーダンスＺ＝１－ｊ×５．６と仮定し、バイアス電圧によりバイアス周波数の２倍の周期でプラズマシース静電容量Ｃｓが４９０ｐＦから９１０ｐＦまで変化した場合、ソース電源の出力端の電力反射係数｜γ｜は図１１Ｃのようになった。図１１Ａは、図３Ａと同様に、ソース電源の出力をそのまま（ＦＭ変調もしない）出力した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示す。図１１Ｂは、図３Ｂと同様に、ソース電源１１０の出力をＦＭ変調のみした場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示している。図１１Ｃは、ソース電源１１０の出力をＦＭ変調し、かつサセプタンス回路で位相を変化させた場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示している。
整合器回路１３０の内部にサセプタンス回路を設け、シミュレーションを行った結果、図１１のような結果が得られた。シミュレーションの条件は、ソース電源周波数４０．６８ＭＨｚ、バイアス電源周波数４００ｋＨｚ、プラズマインピーダンスＺ＝１－ｊ×５．６と仮定し、バイアス電圧によりバイアス周波数の２倍の周期でプラズマシース静電容量Ｃｓが４９０ｐＦから９１０ｐＦまで変化した場合、ソース電源の出力端の電力反射係数｜γ｜は図１１Ｃのようになった。図１１Ａは、図３Ａと同様に、ソース電源の出力をそのまま（ＦＭ変調もしない）出力した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示す。図１１Ｂは、図３Ｂと同様に、ソース電源１１０の出力をＦＭ変調のみした場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示している。図１１Ｃは、ソース電源１１０の出力をＦＭ変調し、かつサセプタンス回路で位相を変化させた場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の変動を示している。
【0065】
【0066】
また、図１２は、図１１の各グラフをスミスチャートに表したものである。図１２からも、電力反射係数の絶対値｜γ｜の抑制効果が得られていることが理解できる。ソース電源１１０の出力の周波数変動およびサセプタンス回路挿入によるインピーダンス軌跡の変化１２０３は、ＩＭＤによるインピーダンス軌跡の変化１２０１は元より、ソース電源１１０の出力の周波数変動（のみ）によるインピーダンス軌跡の変化１２０２よりも変化の幅（振幅）および位相が大幅に改善されている。
【0067】
＜ＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の内容＞
図１３は、第２の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体を説明するためのフローチャートである。遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１は第１の実施形態と同様である。図１４は、図１３におけるステップ１３０１（周波数変調によるＩＭＤ低減処理２）の詳細を説明するためのフローチャートである。また、図１５は、図１３におけるステップ１３０２（インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３）の詳細を説明するためのフローチャートである。なお、当該ＩＭＤ低減処理３（ステップ１３０３）は、整合回路１３０の制御装置３_１３５によって実行され、それ以外のステップは、ソース電源１１０の制御装置１_１１３によって実行されるように構成することができる。
図１３は、第２の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体を説明するためのフローチャートである。遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１は第１の実施形態と同様である。図１４は、図１３におけるステップ１３０１（周波数変調によるＩＭＤ低減処理２）の詳細を説明するためのフローチャートである。また、図１５は、図１３におけるステップ１３０２（インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３）の詳細を説明するためのフローチャートである。なお、当該ＩＭＤ低減処理３（ステップ１３０３）は、整合回路１３０の制御装置３_１３５によって実行され、それ以外のステップは、ソース電源１１０の制御装置１_１１３によって実行されるように構成することができる。
【0068】
Ａ．ＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理の全体（図１３）
（i）ステップ４０１からステップ４０６の処理は第１の実施形態と同様である。このため、これらのステップについての説明は省略する。
（i）ステップ４０１からステップ４０６の処理は第１の実施形態と同様である。このため、これらのステップについての説明は省略する。
【0069】
（ii）ステップ１３０１
ソース電源１１０の制御装置１_１１３は、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１を実行した後の｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合に、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２を実行する。当該ＩＭＤ低減処理２によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ１３０２に移行する。ステップ１３０２に移行する際に、制御装置１_１１３は、整合回路１３０の制御装置３_１３５に対して、ＩＭＤ低減処理２の結果（｜γ｜を基準値未満にできなかったこと）を通知する。
ソース電源１１０の制御装置１_１１３は、遅延パラメータ制御によるＩＭＤ低減処理１を実行した後の｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合に、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２を実行する。当該ＩＭＤ低減処理２によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ１３０２に移行する。ステップ１３０２に移行する際に、制御装置１_１１３は、整合回路１３０の制御装置３_１３５に対して、ＩＭＤ低減処理２の結果（｜γ｜を基準値未満にできなかったこと）を通知する。
【0070】
なお、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２の詳細は、図７とほぼ同様であるが、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ１３０２に移行する点でステップ４０７（図４）と異なっている。ステップ１３０２の詳細については、図１４に示されている。
【0071】
（iii）ステップ１３０２
整合回路１３０の制御装置３_１３５は、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２を実行した後の｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合に、インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３を実行する。当該ＩＭＤ低減処理３によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ４０８に移行する。ステップ１３０２の詳細については、図１５を参照して後述する。
整合回路１３０の制御装置３_１３５は、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２を実行した後の｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合に、インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３を実行する。当該ＩＭＤ低減処理３によって｜γ｜が所定の基準値未満にすることができた場合には、処理はステップ４０９に移行する。一方、｜γ｜が所定の基準値以上のままであった場合には、処理はステップ４０８に移行する。ステップ１３０２の詳細については、図１５を参照して後述する。
【0072】
（iv）ステップ４０８
制御装置１_１１３は、整合器１３０の制御装置３_１３５から電力反射係数の絶対値｜γ｜を取得し、前回のループ（前回のＩＭＤ低減処理）で得られた結果（電力反射係数の値｜γ｜）よりも今回の電力反射係数の値｜γ｜が低下したか判断する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下していない場合（ステップ４０８でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下した場合（ステップ４０８でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０３に移行する。なお、処理がステップ４０３に戻った場合、ステップ４０３における「前回の結果」とはステップ１３０２で得られた基準値以上の電力反射係数の値｜γ｜の基となった各パラメータ値が相当する。
制御装置１_１１３は、整合器１３０の制御装置３_１３５から電力反射係数の絶対値｜γ｜を取得し、前回のループ（前回のＩＭＤ低減処理）で得られた結果（電力反射係数の値｜γ｜）よりも今回の電力反射係数の値｜γ｜が低下したか判断する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下していない場合（ステップ４０８でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。今回の電力反射係数の値｜γ｜が前回の結果よりも低下した場合（ステップ４０８でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０３に移行する。なお、処理がステップ４０３に戻った場合、ステップ４０３における「前回の結果」とはステップ１３０２で得られた基準値以上の電力反射係数の値｜γ｜の基となった各パラメータ値が相当する。
【0073】
（v）ステップ４０９
制御装置１_１１３は、当該ＩＭＤ低減処理を終了させ、今回の処理によって得られた電力反射係数の値｜γ｜に対応するパラメータ値をメモリに格納し、次回処理時の初期値とする。
制御装置１_１１３は、当該ＩＭＤ低減処理を終了させ、今回の処理によって得られた電力反射係数の値｜γ｜に対応するパラメータ値をメモリに格納し、次回処理時の初期値とする。
【0074】
Ｂ．周波数変調によるＩＭＤ低減処理２の内容
図１４は、第２の実施形態における、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２（ステップ１３０１）の詳細を説明するためのフローチャートである。
図１４は、第２の実施形態における、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２（ステップ１３０１）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【0075】
図１４に示されるように、当該処理は、図７のフローチャートとほぼ同じ内容となっているが、ステップ１４０１において、周波数変調によるＩＭＤ低減処理２を実行した後の｜γ｜が所定の基準値以上であった場合に、ステップ４０８に移行する（ステップ７０５参照）ではなく、インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３（ステップ１３０２）に移行する点で図７とは異なっている。その他のステップは図７の各ステップと同様なので、説明は省略する。
【0076】
Ｃ．インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３の詳細
図１５は、第２の実施形態で実行される、インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３（ステップ１３０２）の詳細を説明するためのフローチャートである。
図１５は、第２の実施形態で実行される、インピーダンス調整によるＩＭＤ低減処理３（ステップ１３０２）の詳細を説明するためのフローチャートである。
【0077】
（i）ステップ１５０１
整合器１３０の制御装置３_１３５は、電力反射係数を３点で測定する。例えば、整合器１３０の制御装置３_１３５は、現在点（インピーダンス位相調整回路１００４における、現時点での可変コンデンサ容量）での電力反射係数の絶対値｜γ｜と、インピーダンス位相調整回路１００４の可変コンデンサ容量を現時点での値から±５ｐＦ（ユーザによって適宜設定可能）変化させた場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出する。
整合器１３０の制御装置３_１３５は、電力反射係数を３点で測定する。例えば、整合器１３０の制御装置３_１３５は、現在点（インピーダンス位相調整回路１００４における、現時点での可変コンデンサ容量）での電力反射係数の絶対値｜γ｜と、インピーダンス位相調整回路１００４の可変コンデンサ容量を現時点での値から±５ｐＦ（ユーザによって適宜設定可能）変化させた場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜を算出する。
【0078】
なお、図１６は、現在点のサセプタンス値のときの電力反射係数の絶対値｜γ｜と現在点からサセプタンス値を±５ｐＦ変更した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜の関係（例）を示す図である。図１６では、現在点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が極小となっている例が示されている。
【0079】
ここでは、電力反射係数の絶対値｜γ｜を３点で比較しているが、反射波電力値そのものを比較対象としてもよい。また、インピーダンス位相調整回路１００４が可変コンデンサおよび可変コイルで構成される場合には、サセプタンスＢを±所定量（Ｓ）変更した場合の電力反射係数｜γ｜を算出することになる。
【0080】
（ii）ステップ１５０２
制御装置３_１３５は、現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点のうちで最小であるか判断する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ１５０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ１５０３に移行する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小ではない場合（ステップ１５０２でＮｏの場合）、処理はステップ１５０４に移行する。
制御装置３_１３５は、現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点のうちで最小であるか判断する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ１５０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ１５０３に移行する。現在点における電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小ではない場合（ステップ１５０２でＮｏの場合）、処理はステップ１５０４に移行する。
【0081】
（iii）ステップ１５０３
制御装置３_１３５は、現在点のサセプタンスの値をインピーダンス位相調整回路１００４のサセプタンスＢを設定し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を取得する（ステップ１５０１で算出した値を取得してもよいし、改めて算出してもよい）。
制御装置３_１３５は、現在点のサセプタンスの値をインピーダンス位相調整回路１００４のサセプタンスＢを設定し、電力反射係数の絶対値｜γ｜を取得する（ステップ１５０１で算出した値を取得してもよいし、改めて算出してもよい）。
【0082】
（iv）ステップ１５０４
制御装置３_１３５は、現在点からサセプタンス値を－５ｐＦだけ変更した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小であるか判断する。現在点からサセプタンス値を-５ｐＦ変更した点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ１５０４でＹｅｓの場合）、処理はステップ１５０６に移行する。現在点からサセプタンス値を＋５ｐＦ変更した点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小である場合（ステップ１５０４でＮｏの場合）、処理はステップ１５０７に移行する。
制御装置３_１３５は、現在点からサセプタンス値を－５ｐＦだけ変更した場合の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小であるか判断する。現在点からサセプタンス値を-５ｐＦ変更した点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小である場合（ステップ１５０４でＹｅｓの場合）、処理はステップ１５０６に移行する。現在点からサセプタンス値を＋５ｐＦ変更した点の電力反射係数の絶対値｜γ｜が３点において最小である場合（ステップ１５０４でＮｏの場合）、処理はステップ１５０７に移行する。
【0083】
（v）ステップ１５０５
制御装置３_１１３は、ステップ１５０３で取得した電力反射係数の絶対値｜γ｜が予め設定された基準値以上であるか判断する。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ１５０５でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０８に移行する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ１５０５でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。
制御装置３_１１３は、ステップ１５０３で取得した電力反射係数の絶対値｜γ｜が予め設定された基準値以上であるか判断する。｜γ｜が基準値以上である場合（ステップ１５０５でＹｅｓの場合）、処理はステップ４０８に移行する。｜γ｜が基準値未満である場合（ステップ１５０５でＮｏの場合）、処理はステップ４０９に移行する。
【0084】
（vi）ステップ１５０６
制御装置３＿１３５は、現在点のサセプタンス値を－５ｐＦだけ変更して得られるサセプタンス値を次のループにおける現在点のサセプタンス値に変更する。以上のようにして、現在点のサセプタンス値を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
制御装置３＿１３５は、現在点のサセプタンス値を－５ｐＦだけ変更して得られるサセプタンス値を次のループにおける現在点のサセプタンス値に変更する。以上のようにして、現在点のサセプタンス値を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
【0085】
（vii）ステップ１５０７
制御装置３_１３５は、現在点のサセプタンス値を＋５ｐＦだけ変更して得られるサセプタンス値を次のループにおける現在点のサセプタンス値に変更する。以上のようにして、現在点のサセプタンス値を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
制御装置３_１３５は、現在点のサセプタンス値を＋５ｐＦだけ変更して得られるサセプタンス値を次のループにおける現在点のサセプタンス値に変更する。以上のようにして、現在点のサセプタンス値を変更しながら、電力反射係数の絶対値｜γ｜が最小の点を特定することになる。
【0086】
＜シミュレーション結果＞
図１７は、第２の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理のシミュレーション結果を示す図（表）である。当該シミュレーションでは、初期値として、遅延パラメータｔｄｅｌａｙ＝９０度、周波数変動幅ΔＦ＝０．１ＭＨｚ、サセプタンスＢ＝５０ｐＦとしている。そして、まず、ＦＭ変調における遅延パラメータｔｄｅｌａｙのみを１０度ずつ変動させて最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するｔｄｅｌａｙを求め、これを固定して周波数０．１ＭＨｚを変動させ、最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するΔＦを求める。さらに、最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するｔｄｅｌａｙおよびΔＦをそれぞれ固定し、サセプタンスＢを５ｐＦずつ変動させて最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するサセプタンスＢを求めている。
図１７は、第２の実施形態によるＩＭＤ低減（電力反射係数｜γ｜抑制）処理のシミュレーション結果を示す図（表）である。当該シミュレーションでは、初期値として、遅延パラメータｔｄｅｌａｙ＝９０度、周波数変動幅ΔＦ＝０．１ＭＨｚ、サセプタンスＢ＝５０ｐＦとしている。そして、まず、ＦＭ変調における遅延パラメータｔｄｅｌａｙのみを１０度ずつ変動させて最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するｔｄｅｌａｙを求め、これを固定して周波数０．１ＭＨｚを変動させ、最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するΔＦを求める。さらに、最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するｔｄｅｌａｙおよびΔＦをそれぞれ固定し、サセプタンスＢを５ｐＦずつ変動させて最小の電力反射係数の絶対値｜γ｜を呈するサセプタンスＢを求めている。
【0087】
図１７に示されるように、遅延パラメータｔｄｅｌａｙを１０度ずつ変動させると、ｔｄｅｌａｙ＝１８０度のときに電力反射係数の絶対値｜γ｜（平均値）が０．４２５４で最小となった。そして、ｔｄｅｌａｙを１８０度に固定し、変調周波数を０．１ＭＨｚずつ変動させると、ΔＦ＝１．２ＭＨｚのときに電力反射係数の絶対値｜γ｜（平均値）が０．１１３８で最小となった。さらに、ｔｄｅｌａｙを１８０度、ΔＦを１．２ＭＨｚに固定し、サセプタンスＢを５０ｐＦから５ｐＦずつ変動させると、Ｂ＝７０ｐＦのときに電力反射係数の絶対値｜γ｜（平均値）が０．０８５で最小となった。このように遅延パラメータ、周波数変動幅、およびサセプタンスＢを変動させることにより、図１１Ａで示されるＩＭＤによる電力反射係数の絶対値｜γ｜３０２を図１１Ｃに示される電力反射係数の絶対値｜γ｜１１０２まで低減することができた。
【0088】
（３）まとめ
（i）本実施形態によれば、高周波電源システム（電力供給システム）において、ソース電源が、ソース電力に対する周波数変動処理の開始のタイミングを示す遅延設定値（ｔｄｅｌａｙ）を決定し、当該遅延設定値とバイアス電源の動作周波数（第１周波数）の値とを用いて周波数変動処理（ＦＭ変調処理）を実行し、周波数変動されたソース電力を整合器に出力する。このように、ＦＭ変調においてまずはｔｄｅｌａｙを変動させる（このとき周波数変調周波数（変調度）は初期値に固定される）ことにより、ＦＭ変調の効果を最大限引き出すことができるようになる。本実施形態のように、遅延設定値（ｔｄｅｌａｙ）の決定を周波数変動処理（ＦＭ変調処理）の前に実行するのは、プラズマインピーダンスが変動（プラズマシース容量が変動）することに対して周波数を変動させ反射波電力を低減させることができればよいが、変動させる周波数の動きがプラズマインピーダンスの動きと逆行していたら、周波数変動幅を大きくし反射波電力を増大させてしまうからである。そこで、周波数は初期値のままで遅延時間設定処理をまず実行して最適な遅延時間設定値を決定し、再度、ＦＭ変調処理を実行して最適値を探す。まずは、プラズマインピーダンスの変動と遅延時間設定（＋低い周波数変動）による周波数変動向きを合わせることが重要となる。言い換えると、＋側から周波数を振り始めるのか、－側から振り始めるのか、またいつから振り始めるためのタイミングを合わせるために遅延時間設定を先に行うのである。
（i）本実施形態によれば、高周波電源システム（電力供給システム）において、ソース電源が、ソース電力に対する周波数変動処理の開始のタイミングを示す遅延設定値（ｔｄｅｌａｙ）を決定し、当該遅延設定値とバイアス電源の動作周波数（第１周波数）の値とを用いて周波数変動処理（ＦＭ変調処理）を実行し、周波数変動されたソース電力を整合器に出力する。このように、ＦＭ変調においてまずはｔｄｅｌａｙを変動させる（このとき周波数変調周波数（変調度）は初期値に固定される）ことにより、ＦＭ変調の効果を最大限引き出すことができるようになる。本実施形態のように、遅延設定値（ｔｄｅｌａｙ）の決定を周波数変動処理（ＦＭ変調処理）の前に実行するのは、プラズマインピーダンスが変動（プラズマシース容量が変動）することに対して周波数を変動させ反射波電力を低減させることができればよいが、変動させる周波数の動きがプラズマインピーダンスの動きと逆行していたら、周波数変動幅を大きくし反射波電力を増大させてしまうからである。そこで、周波数は初期値のままで遅延時間設定処理をまず実行して最適な遅延時間設定値を決定し、再度、ＦＭ変調処理を実行して最適値を探す。まずは、プラズマインピーダンスの変動と遅延時間設定（＋低い周波数変動）による周波数変動向きを合わせることが重要となる。言い換えると、＋側から周波数を振り始めるのか、－側から振り始めるのか、またいつから振り始めるためのタイミングを合わせるために遅延時間設定を先に行うのである。
【0089】
また、本実施形態では、遅延設定値（ｔｄｅｌａｙの変動）に基づく周波数変動処理の結果、負荷からの反射波電力に関連する指標値（例えば、電力反射係数）が所定基準値よりも大きい場合に、ソース電源は、周波数変動幅（Δｆ）を変更して周波数変動処理を実行する。このようにすることにより、ＩＭＤによって発生する反射波電力あるいは電力反射係数を低減することが可能となる。
【0090】
（ii）さらに、本実施形態では、整合器のインピーダンス整合回路に、インピーダンス位相調整素子を設けるようにしてもよい。周波数変動幅（Δｆ）を変更して実行した周波数変動処理の結果、負荷からの反射波電力に関連する指標値（電力反射係数）が所定基準値よりも大きい場合に、整合器は、インピーダンス位相調整素子によって整合器の位相を変化させる。このようにすることにより、ＦＭ変調によるインピーダンス変化の向きとＩＭＤによるインピーダンス変化の向きを一致させることができ、ＦＭ変調によるＩＭＤ低減効果を著しく改善することが可能となる。
【0091】
（iii）ＩＭＤ低減の手順として、本実施形態では、まずは、ソース電源が、遅延設定値（ｔｄｅｌａｙ）を所定幅（例えば、±１０度：バイアス周波数８００ｋＨｚの場合に０．０３５μｓの遅延時間）ずつ変動させながら周波数変動処理を実行し、遅延設定値を変動させて得られる指標値が最小となる最適遅延設定値を取得する。そして、ソース電源は、遅延設定値を最適遅延設定値に固定し、さらに、周波数変動幅（Δｆ）を所定幅（例えば、＋０．１ＭＨｚ）ずつ変動させながら周波数変動処理を実行し、周波数変動幅を変動させて得られる指標値が最小となる最適周波数変動幅を取得する。さらに、ソース電源は、遅延設定値と周波数設定値を、最適遅延設定値と最適周波数変動幅にそれぞれ固定して周波数変動処理を実行し、整合器は、さらに、インピーダンス位相調整素子によって整合器の位相を所定幅（例えば、±５ｐＦ）ずつ変化させて、最小となる指標値を算出する。以上のような手順により周波数変調処理を実行して高周波電力を負荷に供給することにより、効率よく、かつ十分にＩＭＤを低減することが可能となる。
【0092】
（iv）本実施形態の機能は、ソフトウェアのプログラムコードによっても実現することができる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
【0093】
また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。
【0094】
さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。
【0095】
ここで述べたプロセスおよび技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはない。また、汎用目的の多様なタイプのデバイスが本開示の記述に従って使用することができる。なお、本開示の技術を実行する上で、専用の装置を構築するのが有益である場合があるかもしれない。
【0096】
本実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、本実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本開示の技術は、具体例な実施形態に関連して記述したが、これらは、本開示の技術を限定するためではなく、説明のためである。本分野にスキルのある者であれば、本開示の技術を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、およびファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。
【0097】
さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。
【符号の説明】
【0098】
１００，２００ 高周波電源システム（電力供給システム）
１１０ ソース（ＨＦ）電源
１１１ ＲＦ増幅器
１１２ センサ１
１１３ 制御装置１
１２０ バイアス（ＬＦ）電源
１２１ ＲＦ増幅器
１２２ センサ２
１２３ 制御装置２
１３０ 整合器
１３１ ＨＦ_ＲＦ回路
１３２ センサ３
１３３ ＬＦ_ＲＦ回路
１３４ センサ４
１３５ 制御装置３
１４０ 負荷（プラズマ負荷）
１１０ ソース（ＨＦ）電源
１１１ ＲＦ増幅器
１１２ センサ１
１１３ 制御装置１
１２０ バイアス（ＬＦ）電源
１２１ ＲＦ増幅器
１２２ センサ２
１２３ 制御装置２
１３０ 整合器
１３１ ＨＦ_ＲＦ回路
１３２ センサ３
１３３ ＬＦ_ＲＦ回路
１３４ センサ４
１３５ 制御装置３
１４０ 負荷（プラズマ負荷）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】