JP2001044780A - インピーダンス自動整合方法及び整合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 反射波電力の影響により高周波電源１からプ
ラズマ負荷２に十分な高周波電力が供給されなくなれば
適切な加工結果が得られなかったり、高周波電源１の過
熱焼損の危険を避ける。 【解決手段】 インピーダンス調節手段３の入力インピ
ーダンスＺｉが電源側インピーダンスＺｓに整合する調
節部目標位置Ｘ０及びＹ０を算出し、各調節部位置Ｘ及
びＹから上記Ｘ０又はＹ０方向に予め定めた距離ΔＸ又
はΔＹにある調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，
Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）の入力反射係数
Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算出し、これらが最小となるの
方向に調節部位置Ｘ及びＹを移動させ、この過程を繰り
返して、調節部位置Ｘ及びＹの入力反射係数Ｒが設定値
ΔＲ以下になったときに整合したとみなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電源とイン
ピーダンス変動負荷との間に挿入したインピーダンス調
整手段を自動調整して、高周波電源とインピーダンス変
動負荷とのインピーダンスの整合を図るインピーダンス
自動整合方法及び整合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高周波電源からプラズマ等のインピーダ
ンス変動負荷に効率よく高周波電力を供給する場合に
は、高周波電源とインピーダンス変動負荷との間のイン
ピーダンスを整合させることが必要である。例えば半導
体ＩＣ、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の製造過程にお
いては、エッチング、スパッタリング、薄膜成長等の処
理を行う際に、処理を行うチャンバ内に設けた電極に高
周波電力を供給することによってそのチャンバ内にプラ
ズマを発生させて、プラズマプロセスを行うが、このよ
うに、プラズマを生じさせる負荷（以下、プラズマ負荷
という。）に高周波電力を供給する場合には、高周波電
源とプラズマ負荷との間のインピーダンスの整合をとる
ことが特に重要である。両者間のインピーダンスの整合
がとれていない場合には、高周波電源の出力端で電力の
反射が生じてプラズマ負荷に高周波電力を効率良く供給
することができないために、所望の加工プロセスが得ら
れず、高周波電源を発熱によって破壊する危険がある。

【０００３】したがって、高周波電源からプラズマ負荷
に電力を供給する場合には、高周波電源とプラズマ負荷
との間にインダクタンス、コンデンサ、トランス等から
なるインピーダンス調整手段を挿入することが必要であ
る。

【０００４】無線通信用のアンテンナ、増幅器の入力回
路等に設ける一般のインピーダンス調整手段において
は、負荷のインピーダンスが予め分かっているので、既
知の負荷インピーダンスを用いてインピーダンス調整手
段の回路定数を容易に設定することができる。また負荷
インピーダンスが一定であれば、インピーダンス調整手
段の回路定数を一定として整合状態を保つことができ
る。

【０００５】しかしながら、プラズマ負荷等のインピー
ダンス変動負荷のようにインピーダンスが時々刻々変化
する場合には、既知のインピーダンスを接続してインピ
ーダンス調整手段の回路定数を決めることができないた
めに、可変コンデンサ、可変インダクタンス等の可変イ
ンピーダンス素子をインピーダンス調節手段として用い
て、高周波電源とインピーダンス変動負荷との間のイン
ピーダンスを自動的に整合させる自動整合装置を用いる
ことが必要である。

【０００６】従来技術では、整合装置入力端子付近から
高周波電源出力端子付近をみたインピーダンスである電
源側インピーダンスＺｓとインピーダンス調節手段の入
力インピーダンスＺｉとを整合をさせるのに必要なイン
ピーダンス調節手段内の可変インピーダンス素子の調節
部目標位置を算出し、調節部位置を調節部目標位置に一
致させることによって上記インピーダンスを整合させて
いた。

【０００７】図１は、従来技術の自動インピーダンス整
合装置及びその周辺装置の例を示す従来技術ブロック図
である。同図において、高周波電源１はプラズマ負荷２
に高周波電力を供給する高周波電源装置であり、プラズ
マ負荷２はプラズマを生じさせる負荷である。インピー
ダンス調節手段３は高周波電源１とプラズマ負荷２との
間に接続され、両者のインピーダンスを整合させる手段
である。負荷側インピーダンスＺＬは、インピーダンス
調節手段３の出力端子付近からプラズマ負荷２をみたイ
ンピーダンス（同軸ケーブル４及びプラズマ負荷２のイ
ンピーダンス）である。電源側インピーダンスＺｓは、
インピーダンス調節手段３の入力端子付近から高周波電
源１出力端子付近をみたインピーダンスである。

【０００８】インピーダンス調節手段３は、このインピ
ーダンス調節手段３の入力インピーダンス（以下、入力
インピーダンスという）Ｚｉと電源側インピーダンスＺ
ｓとを整合させる整合装置である。またインピーダンス
調節手段３は、一定のインダクタンスを有するコイルＬ
１と、タップを選択することによってインダクタンスを
調整することができるようになっているコイルＬ２と、
可変インピーダンス素子としての可変コンデンサＣｘ及
びＣｙとにより形成され、Ｃｘ及びＣｙの静電容量を変
えることによってインピーダンスの整合を行うようにな
っている。同軸ケーブル４は、インピーダンス調節手段
３とプラズマ負荷２とを接続するケーブルである。

【０００９】Ｉはインピーダンス調節手段３の入力電
流、Ｖはインピーダンス調節手段３の入力電圧である。
電源側インピーダンスＺｓは、高周波電源１とインピー
ダンス調節手段３とが同軸ケーブルで接続されていると
きは、同軸ケーブルの特性インピーダンス（例えば、５
０Ω）となるので、電源側インピーダンスは予め定めら
れた値となる。

【００１０】プラズマ負荷２のインピーダンスは時々刻
々と変化するために、負荷側インピーダンスＺＬ及び入
力インピーダンスＺｉも時々刻々と変化する。予め定め
た電源側インピーダンスＺｓとインピーダンス変動負荷
の負荷側インピーダンスＺＬとが不整合状態となったと
き、インピーダンス調節手段３が存在しなければ、プラ
ズマ負荷２から高周波電源１に向かう反射波電力が生じ
る。反射波電力が生じると、高周波電源１からプラズマ
負荷２に効率よく高周波電力を供給することができなく
なる。

【００１１】そこで、インピーダンス調節手段３内の可
変コンデンサＣｘ及びＣｙのインピーダンスを変化させ
電源側インピーダンスＺｓと入力インピーダンスＺｉと
を整合をさせることによって、プラズマ負荷２のインピ
ータンスが変化した場合でも反射波電力の発生を防止す
ることができる。

【００１２】以下、図１を参照して従来技術の整合装置
の整合方法について説明する。図１の入力インピータン
ス算出回路５は、入力電流Ｉと入力電圧Ｖと両者の位相
差θを検出して入力インピーダンスＺｉを算出する。

【００１３】可変インピーダンス素子のインピーダンス
Ｚｘ及びＺｙは、可変インピーダンス素子の調節部位置
Ｘ及びＹを移動させることによって変化させることがで
きる。図１の例では、可変インピーダンス素子は可変コ
ンデンサＣｘ及びＣｙである。以下、可変インピーダン
ス素子のインピーダンスを可変インピーダンスといい、
また可変インピーダンス素子の調節部位置を調節部位置
という。調節部位置Ｘ及びＹと可変インピーダンスＺｘ
及びＺｙとは一定の関係を有するので、調節部位置Ｘ及
びＹを検出することによって各可変インピーダンスＺｘ
及びＺｙを算出することができる。なお、可変インピー
ダンスＺｘ及びＺｙは、調節部位置（Ｘ，Ｙ）での可変
インピーダンスである。

【００１４】図１において調節部位置検出回路６は可変
コンデンサＣｘ及びＣｙの調節部位置Ｘ及びＹを検出
し、可変インピーダンス算出回路７は調節部位置Ｘ及び
Ｙから可変インピーダンスＺｘ、Ｚｙを算出する。

【００１５】負荷側インピーダンス算出回路８は、上記
入力インピーダンスＺｉと上記可変インピーダンスＺｘ
及びＺｙとその他の素子のインピーダンスωＬ１及びω
Ｌ２とから、負荷側インピーダンスＺＬを算出する。調
節部目標位置算出回路９は、上記算出した負荷側インピ
ーダンスＺＬのときに入力インピーダンスＺｉと電源側
インピーダンスＺｓとが整合するように可変インピーダ
ンスの調節部位置を調節部目標位置Ｘ０及びＹ０として
算出する。

【００１６】調節部位置制御回路群１０は、調節部位置
偏差算出回路１１、整合度判定回路１２及びモータ駆動
指令回路１３、１４から成り、先に検出した調節部位置
Ｘ及びＹと上記調節部目標位置Ｘ０及びＹ０とを比較し
ながら、モータＭＸ及びＭＹによって、調節部位置Ｘ及
びＹを調節部目標位置Ｘ０及びＹ０に一致するように制
御する回路である。以下、図１を参照して従来技術の動
作を詳細に説明する。

【００１７】調節部位置偏差算出回路１１は、先に検出
した調節部位置Ｘと調節部目標位置Ｘ０との差である調
節部位置偏差｜Ｄｘ｜及び調節部位置Ｙと調節部目標位
置Ｙ０との差である調節部位置偏差｜Ｄｙ｜を算出す
る。

【００１８】整合判定回路１２は、調節部位置偏差｜Ｄ
ｘ｜と整合基準値Δｄｘとの大小関係及び調節部位置偏
差｜Ｄｙ｜と整合基準値Δｄｙとの大小関係を判定し、
判定信号ｍｘ及びｍｙを出力する。これらの判定信号ｍ
ｘ及びｍｙは、Δｄｘ＜｜Ｄｘ｜のときｍｘ＝１とし、
｜Ｄｘ｜＜Δｄｘのときｍｘ＝０とし、Δｄｙ＜｜Ｄｙ
｜のときｍｙ＝１とし、｜Ｄｙ｜＜Δｄｙのときｍｙ＝
０とする。

【００１９】整合基準Δｄｘ及びΔｄｙは調節部位置Ｘ
及びＹと調節部目標位置Ｘ０及びＹ０との一致を判断す
る基準であり、｜Ｄｘ｜＜Δｄｘかつ｜Ｄｙ｜＜Δｄｙ
のとき調節部位置Ｘ及びＹは調節部目標位置Ｘ０及びＹ
０に一致したと判断し、インピーダンスは整合したとみ
なす。後述するように、このときモータＭＸ及びＭＹを
停止させる。

【００２０】モータ駆動指令回路１３は、上記判定信号
ｍｘが１の場合にモータＭＸを調節部目標位置Ｘ０方向
に移動させる信号を出力し、上記判定信号ｍｘが０の場
合にモータＭＸを停止させる信号を出力する。モータ駆
動指令回路１４は、上記判定信号ｍｙが１の場合にモー
タＭＹを調節部目標位置Ｙ０方向に移動させる信号を出
力し、上記判定信号ｍｙが０の場合にモータＭＹを停止
させる信号を出力する。

【００２１】上述した手順は、整合判定回路１２が｜Ｄ
ｘ｜＜Δｄｘかつ｜Ｄｙ｜＜Δｄｙと判定するまで、す
なわち可変インピーダンス調節部位置Ｘ及びＹが調節部
目標位置Ｘ０及びＹ０に一致するまで繰り返される。そ
の結果、電源側インピーダンスＺｓと入力インピーダン
スＺｉとが整合され、高周波電源１の出力は効率良くプ
ラズマ負荷２に供給されるが、下記の課題が残されてい
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の整合装置
は、前述したように調節部位置Ｘ及びＹを検出し、調節
部目標位置Ｘ０及びＹ０方向に調節部位置Ｘ及びＹを移
動させて、調節部位置Ｘ及びＹを調節部目標位置Ｘ０及
びＹ０に一致させることによって、入力インピーダンス
Ｚｉと電源側インピーダンスＺｓとを整合させている。

【００２３】しかし、上記の装置は、調節部位置Ｘ及び
Ｙが調節部目標位置Ｘ０及びＹ０に一致するまで、その
途中では反射波電力の増減に関係なく調節部位置Ｘ及び
Ｙの両方を調節部目標位置Ｘ０及びＹ０方向に移動させ
ている。そのために、調節部目標位置Ｘ０及びＹ０に至
るまでの途中では、初期の反射波電力以上に反射波電力
が増加する場合がある。高周波電源１からプラズマ負荷
２に十分な高周波電力が供給されなくなり、適切な加工
結果が得られない場合が生じる。また、反射波電力の増
加によって高周波電源１が過熱によって焼損してしまう
危険がある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】出願時における請求項１
に記載した整合方法の発明は、図６に示すように、複数
の可変インピーダンス素子を含むインピーダンス調節手
段３を備え、各可変インピーダンス素子の調節部を操作
するモータを制御することによって高周波電源１とイン
ピーダンス変動負荷２とのインピーダンスを整合させる
インピーダンス自動整合方法において、インピーダンス
調節手段３の電源側インピーダンスＺｓとインピーダン
ス調節手段３の入力インピーダンスＺｉとのインピーダ
ンスを整合させる可変インピーダンス素子の調節部位置
（Ｘ，Ｙ）を、インピーダンスが整合する調節部目標位
置（Ｘ０，Ｙ０）まで、反射波電力が最小となる方向に
移動させてインピーダンスを整合させるインピーダンス
自動整合方法である。

【００２５】出願時における請求項２に記載した整合方
法の発明は、図６に示すように、複数の可変インピーダ
ンス素子を含むインピーダンス調節手段３を備え、各可
変インピーダンス素子の調節部を操作するモータを制御
することによって高周波電源１とインピーダンス変動負
荷２とのインピーダンスを整合させるインピーダンス自
動整合方法において、インピーダンス調節手段３の入力
インピーダンスＺｉがインピーダンス調節手段３の電源
側インピーダンスＺｓに整合する可変インピーダンスの
調節部目標位置Ｘ０及びＹ０を算出し、各調節部位置Ｘ
及びＹから調節部目標位置Ｘ０又はＹ０方向に予め定め
た距離ΔＸ又はΔＹにある調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，
Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）の
それぞれの入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算出
し、これらの入力反射係数が最小となる調節部隣接位置
の方向に調節部位置Ｘ及びＹを移動させ、上記調節部目
標位置の算出から上記調節部位置の移動までの過程を繰
り返して、調節部位置Ｘ及びＹの入力反射係数Ｒが設定
値ΔＲ以下になったときに整合したとみなすインピーダ
ンス自動整合方法である。

【００２６】出願時における請求項３に記載した整合方
法の発明は、図６に示すように、複数の可変インピーダ
ンス素子を含むインピーダンス調節手段３を備え、各可
変インピーダンス素子の調節部を操作するモータを制御
することによって高周波電源１とインピーダンス変動負
荷２とのインピーダンスを整合させるインピーダンス自
動整合方法において、インピーダンス調節手段３の入力
インピーダンスＺｉと可変インピーダンス素子の検出し
た調節部位置Ｘ及びＹから算出する各可変インピーダン
スＺｘ及びＺｙとを算出し、上記算出したインピーダン
スからインピーダンス変動負荷の負荷側インピーダンス
ＺＬを算出した後、上記算出したインピーダンスを使用
して、入力インピーダンスＺｉがインピーダンス調節手
段３の電源側インピーダンスＺｓに整合する各可変イン
ピーダンス素子の調節部目標位置Ｘ０及びＹ０を算出
し、各調節部位置Ｘ及びＹから調節部目標位置Ｘ０又は
Ｙ０方向に予め定めた距離ΔＸ又はΔＹにある調節部隣
接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋
ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）と調節部位置Ｘ及びＹとのそれぞれの
入力反射係数Ｒ、Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算出し、調節
部隣接位置での入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを比
較して、入力反射係数が最小となる調節部隣接位置方向
に調節部位置Ｘ及びＹを移動させ、上記調節部位置の検
出から上記調節部位置の移動までの過程を一定の周期Ｔ
で繰り返し、調節部位置Ｘ及びＹでの入力反射係数Ｒが
設定値ΔＲ以下となったときに調節部位置Ｘ及びＹの移
動を停止させることによって、入力インピーダンスＺｉ
と電源側インピーダンスＺｓとを整合させるインピーダ
ンス自動整合方法である。

【００２７】出願時における請求項４に記載した整合方
法の発明は、図６に示すように、複数の可変インピーダ
ンス素子を含むインピーダンス調節手段３を備え、各可
変インピーダンス素子の調節部を操作するモータを制御
することによって高周波電源１とインピーダンス変動負
荷２とのインピーダンスを整合させるインピーダンス自
動整合方法において、インピーダンス調節手段３の入力
値から入力インピーダンスＺｉを算出し、可変インピー
ダンス素子の調節部位置Ｘ及びＹを検出し、調節部位置
Ｘ及びＹから各可変インピーダンスＺｘ及びＺｙを算出
し、入力インピーダンスＺｉと各可変インピーダンスＺ
ｘ及びＺｙとその他の素子のインピーダンスωＬ１及び
ωＬ２とからインピーダンス調節手段３の出力端子付近
からインピーダンス変動負荷２をみた負荷側インピーダ
ンスＺＬを算出し、上記調節部位置Ｘ及びＹと入力イン
ピーダンスＺｉと各可変インピーダンスＺｘ及びＺｙと
負荷側インピーダンスＺＬとを使用して、上記算出した
負荷側インピーダンスＺＬのときの入力インピーダンス
Ｚｉとインピーダンス調節手段３の電源側インピーダン
スＺｓとが整合する各可変インピーダンス素子の調節部
目標位置Ｘ０及びＹ０を算出し、各調節部位置Ｘ及びＹ
から調節部目標位置Ｘ０又はＹ０方向に予め定めた距離
ΔＸ又はΔＹにある調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、
（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）とのそれ
ぞれの入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算出し、調
節部隣接位置での入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを
比較して、入力反射係数が最小となる調節部隣接位置方
向に調節部位置Ｘ及びＹを移動させ、上記入力インピー
ダンスＺｉの算出から上記調節部位置の移動までの過程
を一定の周期Ｔで繰り返し、上記入力インピーダンスＺ
ｉと上記電源側インピーダンスＺｓとから調節部位置Ｘ
及びＹでの入力反射係数Ｒを算出し、調節部位置Ｘ及び
Ｙでの入力反射係数Ｒが設定値ΔＲ以下となったときに
調節部位置Ｘ及びＹの移動を停止させることによって、
入力インピーダンスＺｉと電源側インピーダンスＺｓと
を整合させるインピーダンス自動整合方法である。

【００２８】出願時における請求項５に記載した整合方
法の発明は、図６に示すように、複数の可変インピーダ
ンス素子を含むインピーダンス調節手段３を備え、各可
変インピーダンス素子の調節部を操作するモータを制御
することによって高周波電源１とインピーダンス変動負
荷２とのインピーダンスを整合させるインピーダンス自
動整合方法において、インピーダンス調節手段３の入力
端子付近における入力電流Ｉ及び入力電圧Ｖ及び入力電
流・入力電圧位相差θを検出し入力インピーダンスＺｉ
を算出し、各可変インピーダンス素子の調節部位置Ｘ及
びＹを検出し、上記調節部位置Ｘ及びＹから各可変イン
ピーダンスＺｘ及びＺｙを算出し、上記入力インピーダ
ンスＺｉと上記可変インピーダンスＺｘ及びＺｙと他の
素子のインピーダンスωＬ１及びωＬ２とから、インピ
ーダンス調節手段３の出力端子付近からインピーダンス
変動負荷２をみた負荷側インピーダンスＺＬを算出し、
上記算出した負荷側インピーダンスＺＬのときの上記入
力インピーダンスＺｉがインピーダンス調節手段３の電
源側インピーダンスＺｓと整合する各可変インピーダン
ス素子の調節部目標位置Ｘ０及びＹ０を算出し、各調節
部位置Ｘ及びＹから調節部目標位置Ｘ０又はＹ０方向に
予め定めた距離ΔＸ又はΔＹにある調節部隣接位置（Ｘ
＋ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋
ΔＹ）を算出し、上記各調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ）及
び（Ｙ＋ΔＹ）から各可変インピーダンス素子の隣接位
置可変インピーダンスＺｘｘ及びＺｙｙを算出し、上記
可変インピーダンスＺｘ及びＺｙと上記隣接位置可変イ
ンピーダンスＺｘｘ及びＺｙｙと上記負荷側インピーダ
ンスＺＬと他の素子のインピーダンスωＬ１及びωＬ２
とから、上記調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，
Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）のそれぞれの入
力インピーダンスＺｉｘ、Ｚｉｙ及びＺｉｘｙを算出
し、上記隣接位置での入力インピーダンスＺｉｘ、Ｚｉ
ｙ及びＺｉｘと電源側インピーダンスＺｓとから、上記
調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及
び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）とのそれぞれの入力反射係数
Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算出し、上記調節部隣接位置で
の入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを比較して、入力
反射係数が最小となる調節部隣接位置方向に調節部位置
Ｘ及びＹを移動させ、上記入力インピーダンスＺｉの算
出から上記調節部位置の移動までの過程を一定の周期Ｔ
で繰り返し、上記入力インピーダンスＺｉと上記電源側
インピーダンスＺｓとから調節部位置Ｘ及びＹでの入力
反射係数Ｒを算出し、上記調節部位置Ｘ及びＹでの入力
反射係数Ｒが設定値ΔＲ以下になつたときに調節部位置
Ｘ及びＹの移動を停止させることによって、入力インピ
ーダンスＺｉと電源側インピーダンスＺｓとを整合させ
るインピーダンス自動整合方法である。

【００２９】出願時における請求項６に記載した整合装
置の発明は、図６に示すように、複数の可変インピーダ
ンス素子を含むインピーダンス調節手段３を備え、各可
変インピーダンス素子の調節部を操作するモータを制御
することによって高周波電源１とインピーダンス変動負
荷２とのインピーダンスを整合させるインピーダンス自
動整合装置において、入力インピーダンスＺｉを算出す
る入力インピーダンス算出回路５と、可変インピーダン
ス素子の調節部位置Ｘ及びＹを一定の周期で検出する調
節部位値検出回路６と、上記調節部位置Ｘ及びＹから各
可変インピーダンスＺｘ及びＺｙを算出する可変インピ
ーダンス算出回路７と、上記入力インピーダンスＺｉと
上記各可変インピーダンスＺｘ及びＺｙとその他の素子
のインピーダンスωＬ１及びωＬ２とからインピーダン
ス調節手段３出力端子付近からインピーダンス変動負荷
２をみた負荷側インピーダンスＺＬを算出する負荷側イ
ンピーダンス算出回路８と、上記検出した調節部位置Ｘ
及びＹと入力インピーダンスＺｉと各可変インピーダン
スＺｘ及びＺｙと負荷側インピーダンスＺＬとを使用し
て、上記算出した負荷側インピーダンスＺＬのときの入
力インピーダンスＺｉとインピーダンス調節手段３の電
源側インピーダンスＺｓとが整合する各可変インピーダ
ンス素子Ｚｘ及びＺｙの調節部目標位置Ｘ０及びＹ０を
算出し、各調節部位置Ｘ及びＹから調節部目標位置Ｘ０
又はＹ０方向に予め定めた距離ΔＸ又はΔＹにある調節
部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び
（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）とのそれぞれの入力反射係数Ｒ
ｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算出する反射係数算出回路群６０
と、上記調節部隣接位置での入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及
びＲｘｙを比較して、入力反射係数が最小となる調節部
隣接位置方向に調節部位置Ｘ及びＹを移動させる経路選
択調節部位置制御回路群６５と、調節部位置Ｘ及びＹで
の入力反射係数Ｒを算出する現在位置反射係数算出回路
６９と、上記調節部位置Ｘ及びＹでの入力反射係数Ｒが
設定値ΔＲ以下となったときに調節部位置Ｘ及びＹの移
動を停止させる反射係数整合判定回路７０とを有するイ
ンピーダンス自動整合装置である。

【００３０】出願時における請求項７に記載した整合装
置の発明は、図６に示すように、複数の可変インピーダ
ンス素子を含むインピーダンス調節手段３を備え、各可
変インピーダンス素子の調節部を操作するモータを制御
することによって高周波電源１とインピーダンス変動負
荷２とのインピーダンスを整合させるインピーダンス自
動整合装置において、インピーダンス調節手段３の入力
端子付近における入力電流Ｉ及び入力電圧Ｖ及び入力電
流・入力電圧位相差θを検出して入力インピーダンスＺ
ｉを算出する入力インピーダンス算出回路５と、各可変
インピーダンス素子Ｚｘ及びＺｙの調節部位置Ｘ及びＹ
を一定の周期Ｔで検出する調節部位値検出回路６と、上
記調節部位置Ｘ及びＹから各可変インピーダンスＺｘ及
びＺｙを算出する可変インピーダンス算出回路７と、上
記入力インピーダンスＺｉと上記可変インピーダンスＺ
ｘ及びＺｙと他の素子のインピーダンスωＬ１及びωＬ
２とから、インピーダンス調節手段３の出力端子付近か
らインピーダンス変動負荷２をみた負荷側インピーダン
スＺＬを算出する負荷側インピーダンス算出回路８と、
上記算出した負荷側インピーダンスＺＬのときの上記入
力インピーダンスＺｉとインピーダンス調節手段３の電
源側インピーダンスＺｓとが整合する各可変インピーダ
ンス素子Ｚｘ及びＺｙの調節部目標位置Ｘ０及びＹ０を
算出する調節部目標位置算出回路９と、各調節部位置Ｘ
及びＹから調節部目標位置Ｘ０又はＹ０方向に予め定め
た距離ΔＸ又はΔＹにある調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，
Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）を
算出する隣接位置算出回路６１と、上記各調節部隣接位
置（Ｘ＋ΔＸ）及び（Ｙ＋ΔＹ）から各可変インピーダ
ンス素子Ｚｘ及びＺｙの隣接位置可変インピーダンスＺ
ｘｘ及びＺｙｙを算出する隣接位置可変インピーダンス
算出回路６２と、上記可変インピーダンスＺｘ及びＺｙ
と上記隣接位置可変インピーダンスＺｘｘ及びＺｙｙと
上記負荷側インピーダンスＺＬと他の素子のインピーダ
ンスωＬ１及びωＬ２とから、上記各調節部隣接位置
（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，
Ｙ＋ΔＹ）のそれぞれ入力インピーダンスＺｉｘ、Ｚｉ
ｙ及びＺｉｘｙを算出する隣接位置入力インピーダンス
算出回路６３と、上記各調節部隣接位置での入力インピ
ーダンスＺｉｘ、Ｚｉｙ及びＺｉｘと電源側インピーダ
ンスＺｓとから、上記各調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，
Ｙ）、（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）の
それぞれの入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算出す
る隣接位置反射係数算出回路６４と、上記各調節部隣接
位置での入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを比較し
て、入力反射係数が最小となる調節部隣接位置方向に調
節部位置Ｘ及びＹを移動させる経路選択調節部位置制御
回路群６５と、上記入力インピーダンスＺｉと上記電源
側インピーダンスＺｓとを用いて調節部位置Ｘ及びＹで
の入力反射係数Ｒを算出する現在位置反射係数算出回路
６９と、上記調節部位置Ｘ及びＹでの入力反射係数Ｒが
設定値ΔＲ以下になったときに調節部位置Ｘ及びＹの移
動を停止させる反射係数整合判定回路７０とを有するイ
ンピーダンス自動整合装置である。

【００３１】出願時における請求項８に記載した整合方
法の発明は、電源側インピーダンスＺｓが高周波電源１
とインピーダンス調節手段３とを接続する同軸ケーブル
の特性インピーダンスである出願時における請求項２又
３又は４又は５のインピーダンス自動整合方法である。

【００３２】出願時における請求項９に記載した整合装
置の発明は、電源側インピーダンスＺｓが高周波電源１
とインピーダンス調節手段３とを接続する同軸ケーブル
の特性インピーダンスである出願時における請求項の６
又は７のインピーダンス自動整合装置である。

【００３３】出願時における請求項１０に記載した整合
方法の発明は、各調節部位置Ｘ及びＹから調節部目標位
置Ｘ０又はＹ０方向に予め定めた距離ΔＸ又はΔＹが、
各調節部位置Ｘ及びＹから調節部目標位置Ｘ０又はＹ０
方向に移動する途中で、入力反射係数Ｒ、Ｒｘ、Ｒｙ及
びＲｘｙの変化が判別できると共に、反射波電力の増加
による高周波電源１が過熱しない入力反射係数値以下に
相当する距離である出願時における請求項２又３又は４
又は５はのインピーダンス自動整合方法である。

【００３４】出願時における請求項１１に記載した整合
装置の発明は、各調節部位置Ｘ及びＹから調節部目標位
置Ｘ０又はＹ０方向に予め定めた距離ΔＸ又はΔＹが、
各調節部位置Ｘ及びＹから調節部目標位置Ｘ０又はＹ０
方向に移動する途中で、入力反射係数Ｒ、Ｒｘ、Ｒｙ及
びＲｘｙの変化が判別できると共に、反射波電力の増加
による高周波電源１が過熱しない入力反射係数値以下に
相当する距離である出願時における請求項の６又は７の
インピーダンス自動整合装置である。

【００３５】

【実施の形態】本発明は、前述した課題を解決するため
に、電源側インピーダンスＺｓと負荷インピーダンスＺ
Ｌとのインピーダンスを整合させる可変インピーダンス
素子Ｚｘ及びＺｙの調節部位置（Ｘ1，Ｙ1）を、インピ
ーダンスが整合する調節部目標位置（Ｘ０，Ｙ０）ま
で、反射波電力が最小となる方向に移動させて、インピ
ーダンスを整合させる方法及び装置である。

【００３６】図２は、インピーダンスを整合させる過程
での調節部位置の移動の例を示す調節部位置移動例図で
ある。同図において、横軸は可変インピーダンス素子Ｚ
ｘの調節部位置ｘであり、縦軸は可変インピーダンス素
子Ｚｙの調節部位置ｙであり、（Ｘ1，Ｙ1）は整合動作
を開始させる調節部位置であり、（Ｘ０，Ｙ０）は調節
部位置の移動目標である調節部目標位置である。同図
は、インピーダンスを整合させる過程で、調節部位置Ｘ
又はＹの一方を停止させたり調節部位置Ｘ及びＹ両方を
移動させることによって、後述するように入力反射係数
が順次に減少するように整合動作を行わせる本発明の実
施の形態を表している。

【００３７】図３は、インピーダンスを整合させる過程
での調節部位置の移動方向説明図である。同図におい
て、横軸はインピーダンスが整合する（ｋ＋ｍ＋ｎ）Ｔ
までの時間の経過を表し、縦軸は調節部位置にあたえる
移動指令信号Ｓｘ及びＳｙを表す。同図は、図２の調節
部位置の移動に対応する調節部位置の移動方向が移動指
令信号Ｓｘ及びＳｙによって、一定の周期Ｔで修正され
ながらインピーダンスを整合させる過程を示している。
以下、図２及び図３を参照して、本発明の実施の形態に
ついて説明する。

【００３８】図３において、時刻０以前ではインピーダ
ンスは整合していて調節部位置Ｘ及びＹ共に停止してい
る。このときインピーダンス変動負荷２のインピーダン
スが変化し、入力インピーダンスＺｉと電源側インピー
ダンスＺｓとが不整合状態になると、時刻０で調節部位
置（Ｘ1，Ｙ1）及び入力インピーダンスＺｉを検出し、
整合動作を開始する。

【００３９】時刻０で調節部位置（Ｘ１，Ｙ１）及び入
力インピーダンスＺｉを検出すると、調節部位置（Ｘ
１，Ｙ１）から可変インピーダンスＺｘ１及びＺｙ１を
算出し、入力インピーダンスＺｉと可変インピーダンス
Ｚｘ１及びＺｙ１とから負荷側インピーダンスＺＬを算
出し、上記算出した負荷側インピーダンスＺＬのときの
入力インピーダンスＺｉと電源側インピーダンスＺｓと
が整合するための調節部目標位置（Ｘ０，Ｙ０）を算出
する。

【００４０】また、調節部位置（Ｘ１，Ｙ１）の調節部
位置Ｘ１のみを調節部目標位置Ｘ０方向に予め定めた距
離ΔＸにあるとする調節部隣接位置（Ｘ１＋ΔＸ，Ｙ
１）と、調節部位置（Ｘ１，Ｙ１）の調節部位置Ｙ１の
みを調節部目標位置Ｙ０方向に予め定めた距離ΔＹにあ
るとする調節部隣接位置（Ｘ１，Ｙ１＋ΔＹ）と、調節
部位置（Ｘ１，Ｙ１）の調節部位置Ｘ１及びＹ１両方を
調節部目標位置Ｘ０及びＹ０方向に予め定めた距離ΔＸ
及びΔＹにあるとする調節部隣接位置（Ｘ１＋ΔＸ，Ｙ
１＋ΔＹ）との入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙをそ
れぞれ算出する。

【００４１】次に、上記入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲ
ｘｙのなかでＲｙが最小であるとすれば、最小であるＲ
ｙの調節部隣接位置（Ｘ１，Ｙ１＋ΔＹ）方向に調節部
位置を移動させることを決定する。図３に示すように、
時刻Ｔにおいて、時刻Ｔ乃至２Ｔに調節部位置Ｘを停止
させるようにモータＭＸに移動指令信号Ｓｘ＝０を出力
し、調節部位置Ｙを調節部目標位置Ｙ０方向に移動させ
るようにモータＭＹに移動指令信号Ｓｙ＝１を出力す
る。

【００４２】図３に示すように、時刻０で調節部位置
（Ｘ１，Ｙ１）及び入力インピーダンスＺｉを検出して
からモータＭＸ及びＭＹに指令するまでには時間Ｔを要
する。同図に示すように、時刻Ｔで調節部位置Ｙに移動
指令信号Ｓｙ＝１が与えられている。以下、一定の周期
で調節部位置（Ｘ，Ｙ）及び入力インピーダンスＺｉを
検出して、入力インピーダンスが最小になる調節部位置
の移動方向を決定し、時間Ｔの後にその移動方向をモー
タＭＸ及びＭＹに指令する手順を繰り返す。

【００４３】この調節部位置（Ｘ１，Ｙ１）での入力反
射係数Ｒを算出してこの入力反射係数Ｒが設定値ΔＲ
（例えば０．０３）以下であるかどうかを判定する。こ
の判定は、入力反射係数Ｒが設定値ΔＲ（例えば０．０
３）以下でインピーダンスが整合したとみなし、調節部
位置Ｘ及びＹ両方を停止させるようにモータＭＸ及びＭ
Ｙに移動指令信号Ｓｘ＝０及びＳｙ＝０を出力するため
に行う。図３の例では、上記の調節部位置（Ｘ１，Ｙ
１）での入力反射係数Ｒは設定値ΔＲを越えるので、時
刻ＴでモータＭＸ及びＭＹに移動指令信号Ｓｘ及びＳｙ
が与えられると共に、再び調節部位置（Ｘ１，Ｙ１）及
び入力インピーダンスＺｉを検出する。以下、実施例で
は、時刻（ｋ＋ｍ−２）Ｔの調節部位置（Ｘｍ−１，Ｙ
ｋ）までの入力反射係数Ｒは設定値ΔＲ以下にならない
ので、時刻（ｋ＋ｍ−１）Ｔの説明までこの判定の説明
を省略する。

【００４４】時刻Ｔ乃至２Ｔで、上述した手順で入力反
射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを比較し、入力反射係数の
最小値Ｒｙの調節部隣接位置（Ｘ１，Ｙ１＋ΔＹ）方向
に調節部位置を移動させることを決定する。時刻２Ｔに
おいて、時刻２Ｔ乃至３Ｔに調節部位置Ｘは停止させる
ようにモータＭＸに移動指令信号Ｓｘ＝０を出力し、調
節部位置Ｙを調節部目標位置Ｙ０方向に移動させるよう
にモータＭＹに移動指令信号Ｓｙ＝１を出力する。

【００４５】時刻Ｔ乃至２Ｔでは、調節部位置Ｙに移動
指令信号Ｓｙ＝１が与えられているので、図２に示すよ
うに、時刻２Ｔでは調節部位置は（Ｘ１，Ｙ２）に達し
ている。したがって、時刻２Ｔで調節部位置（Ｘ１，Ｙ
２）及び入力インピーダンスＺｉを検出する。時刻２Ｔ
乃至３Ｔで、上述した手順で入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及
びＲｘｙを比較してＲｙが最小値であるとすると、最小
値Ｒｙの調節部隣接位置（Ｘ１，Ｙ２＋ΔＹ）方向に調
節部位置を移動させることを決定する。そして、時刻３
Ｔにおいて、時刻３Ｔ乃至４Ｔに調節部位置Ｘを停止す
るようにモータＭＸに移動指令信号Ｓｘ＝０を出力し、
調節部位置Ｙを調節部目標位置Ｙ０方向に移動するよう
にモータＭＹに移動指令信号Ｓｙ＝１を出力する。

【００４６】時刻（ｋ−１）Ｔまで、入力反射係数が最
小となる移動方向が調節部位置Ｙのみを調節部目標位置
Ｙ０方向に移動させた方向であるとすると、調節部位置
Ｙのみに移動指令信号Ｓｙ＝１を与え、図２に示すよう
に調節部位置Ｙのみを調節部目標位置Ｙ０方向に移動さ
せる。

【００４７】時刻（ｋ−１）Ｔで、調節部位置（Ｘ１，
Ｙｋ−１）及び入力インピーダンスＺｉを検出する。時
刻（ｋ−１）Ｔ乃至ｋＴで、上述した手順で入力反射係
数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを比較てＲｘが最小値であると
すると、最小値Ｒｘの調節部隣接位置（Ｘ１＋ΔＸ，Ｙ
ｋ−１）方向に調節部位置を移動させることを決定す
る。時刻ｋＴにおいて、時刻ｋＴ乃至（ｋ＋１）Ｔに調
節部位置Ｙを停止させるようにモータＭＹに移動指令信
号Ｓｙ＝０を出力し、調節部位置Ｘを調節部目標位置Ｘ
０方向に移動させるようにモータＭＸに移動指令信号Ｓ
ｘ＝１を出力する。したがって、図２に示すように、時
刻ｋＴで調節部位置Ｙは停止し、調節部位Ｘは調節部隣
接位置Ｘ１＋ΔＸ方向に移動する。

【００４８】すなわち、時刻（ｋ−１）Ｔ、調節部位置
（Ｘ１，Ｙｋ−１）で入力反射係数が最小になる調節部
位置の移動方向が調節部位置Ｘのみを移動させる方向に
なったとき、一定の周期Ｔの後である時刻ｋＴに調節部
位置（Ｘ１，Ｙｋ）において、調節部位置Ｘのみを移動
させるようにモータＭＸに移動指令信号Ｓｘ＝１を与え
る。調節部位置の移動方向を変更させるべき調節部位置
（Ｘ１，Ｙｋ−１）と、実際に移動方向を変更する調節
部位置（Ｘ１，Ｙｋ）は一致しないが、周期Ｔを十分小
さくすればその差は小さく整合動作に影響を与えない。

【００４９】図２に示す時刻（ｋ＋ｍ−１）Ｔまで、調
節部位置Ｘのみを調節部目標位置Ｘ０方向に移動させた
ても、入力反射係数が最小となるので、図３に示すよう
に調節部位置Ｘのみに移動指令信号Ｓｘ＝１を与え、図
２に示すように調節部位置Ｘのみを調節部目標位置Ｘ０
方向に移動させる。

【００５０】時刻（ｋ＋ｍ−２）Ｔで、調節部位置（Ｘ
ｍ−１，Ｙｋ）及び入力インピーダンスＺｉを検出す
る。時刻（ｋ＋ｍ−２）Ｔ乃至（ｋ＋ｍ−１）Ｔで、上
述した手順で入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを比較
てＲｘｙが最小値であるとすると、最小値Ｒｘｙの調節
部隣接位置（Ｘｍ−１＋ΔＸ，Ｙｋ＋ΔＹ）方向に調節
部位置を移動させることを決定する。時刻（ｋ＋ｍ−
１）Ｔで、時刻（ｋ＋ｍ−１）Ｔ乃至時刻（ｋ＋ｍ）Ｔ
に調節部位置Ｘ及びＹ両方を調節部目標位置Ｘ０及びＹ
０方向に移動させるようにモータＭＸ及びＭＹに移動指
令信号Ｓｘ＝１及びＳｙ＝１を出力する。したがって、
図２に示すように、時刻（ｋ＋ｍ−１）Ｔで調節部位置
Ｘ及びＹ両方が調節部隣接位置（Ｘｍ＋ΔＸ，Ｙｋ＋Δ
Ｙ）方向に移動をはじめる。

【００５１】すなわち、時刻（ｋ＋ｍ−２）Ｔの調節部
位置（Ｘｍ−１，Ｙｋ）で、調節部位置Ｘ及びＹ両方を
移動させると、入力反射係数が最小になる場合には、次
の時刻（ｋ＋ｍ−１）Ｔの調節部位置（Ｘｋ，Ｙｋ）
で、調節部位置Ｘ及びＹ両方を移動させるようにモータ
ＭＸ及びＭＹに指令を与える。このように、実施例で
は、原理的に移動方向を変更する調節部位置（Ｘｍ−
１，Ｙｋ）と実際に移動方向を変更する調節部位置（Ｘ
ｋ，Ｙｋ）とは一致していないが、周期Ｔを十分小さく
すればその差は小さく整合動作に影響を与えない。

【００５２】時刻（ｋ＋ｍ＋ｎ−１）Ｔまで、入力反射
係数が最小となる移動方法が調節部位置Ｘ及びＹ両方を
調節部目標位置Ｘ０及びＹ０方向に移動させた場合であ
るとすれば、調節部位置Ｘ及びＹに移動指令信号Ｓｘ＝
１及びＳｙ＝１を与え、図２に示すように、調節部位置
Ｘ及びＹを調節部目標位置Ｘ０及びＹ０方向に移動させ
る。

【００５３】時刻（ｋ＋ｍ＋ｎ−１）Ｔで、調節部位置
（Ｘｍ＋ｎ，Ｙｋ＋ｎ）を検出し、調節部位置（Ｘｍ＋
ｎ，Ｙｋ＋ｎ）での入力反射係数Ｒが設定値ΔＲ（例え
ば０．０３）以下でインピーダンスが整合したとみな
し、調節部位置Ｘ及びＹ両方を停止させるようにモータ
ＭＸ及びＭＹに移動指令信号Ｓｘ＝０及びＳｙ＝０を出
力する。

【００５４】以上のように、本発明では、一定の周期Ｔ
で調節部位置（Ｘ，Ｙ）及び入力インピーダンスＺｉを
検出し、入力反射係数が最小となるように、調節部位置
Ｘ又はＹの一方だけ移動させたり、両方を移動させるこ
とによって、インピーダンスを整合させて、整合過程で
入力反射係数が増加することを防止できる。

【００５５】

【実施例】図４及び図５は、本発明の実施例を説明する
実施例フローチャートである。以下、図４及び図５を参
照して本発明の実施例を説明する。

【００５６】図４におけるＳＴＥＰ１００では、図１の
インピーダンス調節手段３入力端子付近での入力電流
Ｉ、入力電圧Ｖ及びそれらの位相差θから入力インピー
ダンスＺｉを算出する。

【００５７】ＳＴＥＰ１１０では、後述する式１を用い
て、電源側インピーダンスＺｓ及び上記入力インピーダ
ンスＺｉを用いて、入力反射係数Ｒを算出する。なお、
図１の例では、電源側インピーダンスＺｓは高周波電源
１とインピーダンス調節手段３とを接続する同軸ケーブ
ルの特性インピーダンス（５０Ω）である。

【００５８】ＳＴＥＰ１２０では、上記入力反射係数Ｒ
と設定値ΔＲ（例えば０．０３）とを比較する。入力反
射係数Ｒ＞設定値ΔＲのとき、インピーダンスは不整合
状態と判断してＳＴＥＰ１３０に移る。入力反射係数Ｒ
≦設定値ΔＲのとき、インピーダンスは整合し他と判断
してＳＴＥＰ１００に移る。すなわち、調節部位置Ｘ及
びＹを移動させることなく、再度入力インピーダンスＺ
ｉを検出する。

【００５９】ＳＴＥＰ１３０では、可変インピーダンス
素子Ｚｘ及びＺｙの調節部位置Ｘ及びＹを検出する。後
述する図６の実施例ブロック図では、可変インピーダン
ス素子Ｚｘ及びＺｙとして可変コンデンサＣｘ及びＣｙ
を用いる。

【００６０】ＳＴＥＰ１４０では、調節部位置Ｘ及びＹ
での可変インピーダンス素子のインピーダンスＺｘ及び
Ｚｙを算出する。

【００６１】ＳＴＥＰ１５０では、上記入力インピーダ
ンスＺｉと上記可変インピーダンスＺｘ及びＺｙとその
他の素子のインピーダンスとから、負荷側インピーダン
スＺＬを算出する。後述する図６では、その他の素子の
インピーダンスはωＬ１及びωＬ２である。

【００６２】ＳＴＥＰ１６０では、上記算出した負荷側
インピーダンスＺＬのときの入力インピーダンスＺｉが
電源側インピーダンスＺｓに整合するように可変インピ
ーダンスの調節部目標位置Ｘ０及びＹ０を算出する。

【００６３】ＳＴＥＰ１７０では、調節部位置Ｘ及びＹ
をそれぞれ、予め定めた距離ΔＸ及びΔＹにある調節部
隣接位置（Ｘ＋ΔＸ）及び（Ｙ＋ΔＹ）を算出する。

【００６４】ＳＴＥＰ１８０では、上記調節部隣接位置
（Ｘ＋ΔＸ）及び（Ｙ＋ΔＹ）での隣接位置可変インピ
ーダンスＺｘｘ及びＺｙｙを算出する。

【００６５】ＳＴＥＰ１９０では、隣接位置（Ｘ＋Δ
Ｘ，Ｙ）での入力インピーダンスＺｉｘを可変インピー
ダンスＺｙと隣接位置可変インピーダンスＺｘｘと負荷
インピーダンスＺＬとその他の素子のインピーダンスと
から算出し、隣接位置（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）での入力インピ
ーダンスＺｉｙを可変インピーダンスＺｘと隣接位置可
変インピーダンスＺｙｙと負荷インピーダンスＺＬとそ
の他の素子のインピーダンスとから算出し、隣接位置
（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）での入力インピーダンスＺｉｘ
ｙを隣接位置可変インピーダンスＺｘｘ及びＺｙｙと負
荷インピーダンスＺＬとその他の素子のインピーダンス
とから算出する。

【００６６】ＳＴＥＰ２００では、後述する式１を用い
て、入力インピーダンスＺｉｘと電源側インピーダンス
Ｚｓとから入力反射係数Ｒｘを算出し、入力インピーダ
ンスＺｉｙと電源側インピーダンスＺｓとから入力反射
係数Ｒｙを算出し、入力インピーダンスＺｉｘｙと電源
側インピーダンスＺｓとから入力反射係数Ｒｘｙを算出
する。

【００６７】図５のＳＴＥＰ２１０では、ＳＴＥＰ２０
０で算出した入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙをそれ
ぞれ比較して、いずれの入力反射係数が最小であるかに
よって、次のＳＴＥＰ２２０のいずれかを実行する。

【００６８】ＳＴＥＰ２２０では、いずれの入力反射係
数が最小であるかによって、次の（１）乃至（３）のい
ずれかを実行する。 （１）入力反射係数Ｒｘが最小であれば、調節部位置Ｘ
を調節部目標位置Ｘ０方向に移動するようにモータＭＸ
に移動指令信号Ｓｘ＝１を出力し、調節部位置Ｙを停止
させるようにモータＭＹに移動指令信号Ｓｙ＝０を出力
し、ＳＴＥＰ１００に戻る。 （２）入力反射係数Ｒｙが最小であれば調節部位置Ｘを
停止させるようにモータＭＸに移動指令信号Ｓｘ＝０を
出力し、調節部位置Ｙを調節部目標位置Ｙ０方向に移動
するようにモータＭＹに移動指令信号Ｓｙ＝１を出力
し、ＳＴＥＰ１００に戻る。 （３）入力反射係数Ｒｘｙが最小であれば、調節部位置
Ｘを調節部目標位置Ｘ０方向に移動するようにモータＭ
Ｘに移動指令信号Ｓｘ＝１を出力し、調節部位置Ｙを調
節部目標位置Ｙ０方向に移動するようにモータＭＹに移
動指令信号Ｓｙ＝１を出力し、ＳＴＥＰ１００に戻る。

【００６９】ＳＴＥＰ１００に戻った後は、ＳＴＥＰ１
２０で検出した調節部位置Ｘ及びＹでの入力反射係数Ｒ
が設定値ΔＲ以下となるまで、ＳＴＥＰ１００乃至ＳＴ
ＥＰ２２０の過程を一定の周期Ｔで繰り返す。

【００７０】すなわち本発明では、上述したようにＳＴ
ＥＰ２２０で、入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙのい
ずれの入力反射係数が最小であるかによって、調節部位
置Ｘ及びＹを調節部目標位置Ｘ０及びＹ０方向に移動す
るようにモータＭＸ及びＭＹのいずれか一方又は両方に
移動指令信号Ｓｘ及びＳｙを出力し、調節部位置を調節
部目標位置方向に移動させるため、入力反射波係数は調
節部位置の移動に従って減少する。

【００７１】以下、図６を参照して、本発明の整合装置
について説明する。図６は、本発明の自動インピーダン
ス整合装置及びその周辺装置の例を示す実施例のブロッ
ク図である。

【００７２】同図において図１と同じ符号の回路等の構
成要素は同じ機能を有し、また、調節部目標位置Ｘ０及
びＹ０の算出方法は従来技術と同様である。本発明の整
合装置は、従来技術の整合装置と比較して、図６の太線
で示すように、調節部位置制御回路群１０の代わりに整
合経路選択回路６６、経路選択モータ駆動指令回路６
７、６８及び反射係数整合判定回路７０を含む経路選択
調節部位置制御回路群６５を備え、新たに、隣接位置算
出回路６１、隣接位置可変インピーダンス算出回路６
２、隣接位置入力インピーダンス算出回路６３、隣接位
置反射係数算出回路６４を含む反射係数算出回路群６０
並びに現在位置反射係数算出回路６９を備える。

【００７３】反射係数算出回路群６０は、調節部目標位
置Ｘ０及びＹ０と調節部位置Ｘ及びＹと可変インピーダ
ンスＺｘ及びＺｙと負荷側インピーダンスＺＬとから、
調節部位置Ｘのみを予め定めた距離ΔＸにある第１の調
節部隣接位置と、調節部位置Ｙのみを予め定めた距離Δ
Ｙにある第２の調節部隣接位置と、調節部位置Ｘ及びＹ
を予め定めたを最小距離ΔＸ及びΔＹにある第３の調節
部隣接位置との入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを、
実際にその調節部隣接位置まで移動させて検出すること
なく算出する算出回路である。

【００７４】以下、上記反射係数算出回路群６０を形成
する回路を説明する。隣接位置算出回路６１は、検出し
た調節部位置Ｘ及びＹと調節部目標位置算出回路９で算
出された調節部目標位置Ｘ０及びＹ０とが入力されたと
き、調節部位置Ｘ及びＹが調節部目標位置Ｘ０及びＹ０
方向に予め定めた距離ΔＸ及びΔＹにある調節部隣接位
置（Ｘ＋ΔＸ）及び（Ｙ＋ΔＹ）を算出する。

【００７５】隣接位置可変インピーダンス算出回路６２
では、調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ）及び（Ｙ＋ΔＹ）で
の可変インピーダンスＺｘｘ及びＺｙｙを算出する。

【００７６】隣接位置入力インピーダンス算出回路６３
では、隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）での入力インピーダン
スＺｉｘを可変インピーダンスＺｙと隣接位置可変イン
ピーダンスＺｘｘと負荷インピーダンスＺＬとその他の
素子のインピーダンスωＬ１及びωＬ２とから算出し、
隣接位置（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）での入力インピーダンスＺｉ
ｙを可変インピーダンスＺｘと隣接位置可変インピーダ
ンスＺｙｙと負荷インピーダンスＺＬとその他の素子の
インピーダンスωＬ１及びωＬ２とから算出し、隣接位
置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）での入力インピーダンスＺｉ
ｘｙを隣接位置可変インピーダンスＺｘｘ及びＺｙｙと
負荷インピーダンスＺＬとその他の素子のインピーダン
スωＬ１及びωＬ２とから算出する。

【００７７】インピーダンス調節手段３の入力端子付近
における入力反射係数Ｒは、整合装置の入力インピーダ
ンスＺｉと電源側インピーダンスＺｓとを用いて式１に
よって算出ことができる。 Ｒ＝（Ｚｉ−Ｚｓ）／（Ｚｉ＋Ｚｓ）・・・・・（式１） 隣接位置反射係数算出回路６４は、入力インピーダンス
Ｚｉｘと電源側インピーダンスＺｓとから入力反射係数
Ｒｘを算出し、入力インピーダンスＺｉｙと電源側イン
ピーダンスＺｓとから入力反射係数Ｒｙを算出し、入力
インピーダンスＺｉｘｙと電源側インピーダンスＺｓと
から入力反射係数Ｒｘｙを算出する。また、現在位置反
射係数算出回路６９では、入力インピーダンス算出回路
５で算出された入力インピーダンスＺｉ及び電源側イン
ピーダンスＺｓを用いて式１によって、入力反射係数Ｒ
を算出する。

【００７８】経路選択調節部位置制御回路群６５は、前
述した調節部目標位置Ｘ０及びＹ０と上記入力反射係数
Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙとが入力されたとき、後述するよ
うに、いずれの入力反射係数が最小であるかによって、
調節部位置Ｘ及びＹを調節部目標位置Ｘ０及びＹ０方向
に移動するようにモータＭＸ及びＭＹのいずれか一方又
は両方に移動指令信号Ｓｘ及びＳｙを出力し、調節部位
置を調節部目標位置方向に移動させて、入力反射係数Ｒ
が設定値ΔＲ以下となったときに、調節部位置Ｘ及びＹ
の移動を停止させることによってインピーダンスを整合
させる制御回路である。以下、入力反射係数が最小とな
る整合経路の選択機能について説明する。

【００７９】整合経路選択回路６６は、機能的には入力
反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙのいずれの入力反射係数
が最小であるかを判定する入力反射係数最小判定回路で
あって、調節部目標位置Ｘ０及びＹ０と入力反射係数Ｒ
ｘ、Ｒｙ及びＲｘｙとが入力されたとき、入力反射係数
Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙをそれぞれ比較して最小の入力反
射係数を出力する。

【００８０】経路選択モータ駆動指令回路６７では、入
力反射係数Ｒｘが最小のとき、調節部位置Ｘを調節部目
標位置Ｘ０方向に移動するようにモータＭＸに移動指令
信号Ｓｘ＝１を出力し、入力反射係数Ｒｙが最小のと
き、調節部位置Ｙを調節部目標位置Ｙ０方向に移動する
ようにモータＭＹに移動指令信号Ｓｙ＝１を出力し、入
力反射係数Ｒｘｙが最小のとき、調節部位置Ｘを調節部
目標位置Ｘ０及びＹ０方向に移動するようにモータＭＸ
及びＭＹにそれぞれ移動指令信号Ｓｘ＝１及びＳｙ＝１
を出力する。

【００８１】モータＭＸ及びＭＹは、上記移動指令信号
Ｓｘ＝１及びＳｙ＝１が入力されたとき駆動され、移動
指令信号Ｓｘ＝０及びＳｙ＝０が入力されたとき停止す
る。上記手順は一定の周期で繰り返される。調節部位置
Ｘ及びＹが調節部目標位置Ｘ０及びＹ０に一致するまで
の過程で、一定の周期で調節部位置Ｘ及びＹを検出し複
数の調節部隣接位置の反射係数を算出し、反射係数が最
小になるように整合経路を修正する。

【００８２】反射係数整合判定回路７０は、現在位置反
射係数６９で算出された入力反射係数Ｒと設定値ΔＲと
を比較する。入力反射係数Ｒ≦設定値ΔＲのとき整合判
定信号ＳＲ＝０を出力し、入力反射係数Ｒ＞設定値ΔＲ
のとき整合判定信号ＳＲ＝１をモータＭＸ及びＭＹに出
力する。

【００８３】モータＭＸ及びＭＹに上記整合判定信号Ｓ
Ｒ＝０が入力されたとき、インピーダンスは整合したと
みなし、モータＭＸ及びＭＹを停止させる。

【００８４】現在位置反射係数算出回路６９で算出され
た入力反射係数Ｒが設定値ΔＲ以下となるまで、一定の
周期Ｔで調節部位置Ｘ及びＹを検出し入力反射係数が最
小となる整合経路方向に調節部位置Ｘ及びＹを移動させ
る手順を繰り返す。

【００８５】入力反射係数が最小となる整合経路方向に
調節部位置Ｘ及びＹを移動させるため、従来技術のよう
に整合動作の途中で反射波電力が増加することがなく、
反射波電力は調節部位置の移動に従って減少する。

【００８６】なお、整合状態に至る途中でも、負荷側イ
ンピーダンスＺＬの変化に応じて直ちに調節部目標位置
算出回路９で新たな可変インピーダンス素子の調節部目
標位置Ｘ０及びＹ０が算出され、整合経路方向が修正さ
れる。

【００８７】本発明において用いる整合装置のインピー
ダンス調節手段３は、インピーダンスを調節できる手段
であればいかなる手段でもよく、また可変インピーダン
ス素子の数に制限はない。

【００８８】図７は、種々のインピーダンス調節手段の
例を示すインピーダンス調節手段例示図である。同図
（Ａ）に示した回路は、上記の実施例で用いた逆Ｌ形と
呼ばれる回路である。同図（Ｂ）の回路は可変コンデン
サＣ1 及びＣ2 とインダクタンスＬ１とからなるπ形の
回路であり、同図（Ｃ）の回路は、可変コンデンサＣ1
及びＣ2 とインダクタンスＬ１とからなるＴ形の回路で
ある。また同図（Ｄ）の回路は可変インダクタンスＬ１
と可変コンデンサＣ１とからなるＬ形の回路であり、同
図（Ｅ）の回路は、３個の可変コンデンサＣ1 乃至Ｃ3
とインダクタンスＬ1 及びＬ2 とを用いた逆Ｌ形の回路
である。なお、これら以外の種々の回路構成のインピー
ダンス整合回路を用いることもできる。

【００８９】

【発明の効果】複数の可変インピーダンス素子を含むイ
ンピーダンス調節手段３を備え、各可変インピーダンス
素子の調節部を操作するモータを制御することによって
高周波電源１とインピーダンス変動負荷２とのインピー
ダンスを整合させるインピーダンス自動整合方法におい
て、インピーダンス調節手段３の入力インピーダンスＺ
ｉがインピーダンス調節手段３の高周波電源側インピー
ダンスＺｓに整合する可変インピーダンスの調節部目標
位置Ｘ０及びＹ０を算出し、各調節部位置Ｘ及びＹから
調節部目標位置Ｘ０又はＹ０方向に予め定めた距離ΔＸ
又はΔＹにある調節部隣接位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ）、
（Ｘ，Ｙ＋ΔＹ）及び（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）の調節部
隣接位置の入力インピーダンスＺｉｘ、Ｚｉｙ及びＺｉ
ｘｙを算出し、これらの入力インピーダンスＺｉｘ、Ｚ
ｉｙ及びＺｉｘｙと電源側インピーダンスＺｓとから調
節部隣接位置の入力反射係数Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｘｙを算
出し、算出した調節部隣接位置の入力反射係数が最小と
なる調節部隣接位置の方向に調節部位置Ｘ及びＹを移動
させ、入力インピーダンスＺｉの算出、調節部目標位置
の算出、調節部位置の移動等の過程を繰り返して、調節
部位置Ｘ及びＹの入力反射係数Ｒが予め定めた値以下に
なったときに整合したとみなすので、反射波電力は調節
部位置の移動とともに減少する。したがって、従来技術
のように、整合途中で反射波電力が増加して、適切な加
工結果が得られなかったり、高周波電源１が過熱によっ
て焼損する危険を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来技術の自動インピーダンス整合装
置及びその周辺装置の例を示す従来技術ブロック図であ
る。

【図２】図２は、インピーダンスを整合させる過程での
調節部位置の移動の例を示す調節部位置移動例図であ
る。

【図３】図３は、インピーダンスを整合させる過程での
調節部位置の移動方向説明図である。

【図４】図４は、本発明の実施例を説明する実施例フロ
ーチャートである。

【図５】図５は、本発明の実施例を説明する実施例フロ
ーチャートである。

【図６】図６は、本発明の自動インピーダンス整合装置
及びその周辺装置の例を示す実施例のブロック図であ
る。

【図７】図７は、種々のインピーダンス調節手段の例を
示すインピーダンス調節手段例示図である。

【符号の説明】

１ 高周波電源 ２ プラズマ負荷／インピーダンス変動負荷 ３ インピーダンス調節手段 ４ 同軸ケーブル ５ 入力インピーダンス算出回路 ６ 調節部位値検出回路 ７ 可変インピーダンス算出回路 ８ 負荷側インピーダンス算出回路 ９ 調節部目標位置算出回路 １０ 調節部位置制御回路群 １１ 調節部位置偏差算出回路 １２ 整合度判定回路 １３、１４ モータ電力供給回路 ６０ 反射係数算出回路群 ６１ 隣接位置算出回路 ６２ 隣接位置可変インピーダンス算出回路 ６３ 隣接位置入力インピーダンス算出回路 ６４ 隣接位置反射係数算出回路 ６５ 経路選択調節部位置制御回路群 ６６ 整合経路選択回路 ６７、６８ 経路選択モータ駆動指令回路 ６９ 現在位置反射係数算出回路 ７０ 反射係数整合判定回路 Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 可変コンデンサ ｜Ｄｘ｜、｜Ｄｙ｜ 調節部現在位置偏差 Ｉ 入力電流 Ｌ１、Ｌ２ インダクタンス ｍｘ、ｍｙ、ＳＲ 整合判定信号 Ｍｘ、Ｍｙ モータ Ｒ、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｘｙ 現在位置反射係数 ＳＲ 整合判定信号 Ｖ 入力電圧 Ｘ、Ｙ 調節部位置 Ｘ０、Ｙ０ 調節部目標位置 Ｚｉ 入力インピーダンス Ｚｉｘ、Ｚｉｙ、Ｚｉｘｙ 隣接位置入力インピ
ーダンス ＺＬ 負荷側インピーダン
ス Ｚｓ 電源側インピーダン
ス Ｚｘ、Ｚｙ 可変インピーダンス
素子／可変インピーダンス Ｚｘｘ、Ｚｙｙ 隣接位置可変インピ
ーダンス θ 入力電流・電圧位相
差

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の可変インピーダンス素子を含むイン
   ピーダンス調節手段を備え、各可変インピーダンス素子
   の調節部を操作するモータを制御することによって高周
   波電源とインピーダンス変動負荷とのインピーダンスを
   整合させるインピーダンス自動整合方法において、イン
   ピーダンス調節手段の電源側インピーダンスとインピー
   ダンス調節手段の入力インピーダンスとのインピーダン
   スを整合させる可変インピーダンス素子の調節部位置
   を、インピーダンスが整合する調節部目標位置まで、反
   射波電力が最小となる方向に移動させてインピーダンス
   を整合させるインピーダンス自動整合方法。
2. 【請求項２】複数の可変インピーダンス素子を含むイン
   ピーダンス調節手段を備え、各可変インピーダンス素子
   の調節部を操作するモータを制御することによって高周
   波電源とインピーダンス変動負荷とのインピーダンスを
   整合させるインピーダンス自動整合方法において、イン
   ピーダンス調節手段の入力インピーダンスがインピーダ
   ンス調節手段の電源側インピーダンスに整合する可変イ
   ンピーダンスの調節部目標位置を算出し、各調節部位置
   から調節部目標位置方向に予め定めた距離にある調節部
   隣接位置のそれぞれの入力反射係数を算出し、これらの
   入力反射係数が最小となる調節部隣接位置の方向に調節
   部位置を移動させ、前記調節部目標位置の算出から前記
   調節部位置の移動までの過程を繰り返して、調節部位置
   の入力反射係数が設定値以下になったときに整合したと
   みなすインピーダンス自動整合方法。
3. 【請求項３】複数の可変インピーダンス素子を含むイン
   ピーダンス調節手段を備え、各可変インピーダンス素子
   の調節部を操作するモータを制御することによって高周
   波電源とインピーダンス変動負荷とのインピーダンスを
   整合させるインピーダンス自動整合方法において、イン
   ピーダンス調節手段の入力インピーダンスと可変インピ
   ーダンス素子の検出した調節部位置から算出する各可変
   インピーダンスを算出し、前記算出したインピーダンス
   からインピーダンス変動負荷の負荷側インピーダンスを
   算出した後、前記算出したインピーダンスを使用して、
   入力インピーダンスがインピーダンス調節手段の電源側
   インピーダンスに整合する各可変インピーダンス素子の
   調節部目標位置を算出し、各調節部位置から調節部目標
   位置方向に予め定めた距離にある調節部隣接位置と調節
   部位置とのそれぞれの入力反射係数を算出し、調節部隣
   接位置での入力反射係数を比較して、入力反射係数が最
   小となる調節部隣接位置方向に調節部位置を移動させ、
   前記調節部位置の検出から前記調節部位置の移動までの
   過程を一定の周期で繰り返し、調節部位置での入力反射
   係数が設定値以下となったときに調節部位置の移動を停
   止させることによって、入力インピーダンスと電源側イ
   ンピーダンスとを整合させるインピーダンス自動整合方
   法。
4. 【請求項４】複数の可変インピーダンス素子を含むイン
   ピーダンス調節手段を備え、各可変インピーダンス素子
   の調節部を操作するモータを制御することによって高周
   波電源とインピーダンス変動負荷とのインピーダンスを
   整合させるインピーダンス自動整合方法において、イン
   ピーダンス調節手段の入力値から入力インピーダンスを
   算出し、可変インピーダンス素子の調節部位置を検出
   し、調節部位置から各可変インピーダンスを算出し、入
   力インピーダンスと各可変インピーダンスとその他の素
   子のインピーダンスとからインピーダンス調節手段の出
   力端子付近からインピーダンス変動負荷をみた負荷側イ
   ンピーダンスを算出し、前記調節部位置と入力インピー
   ダンスと各可変インピーダンスと負荷側インピーダンス
   とを使用して、前記算出した負荷側インピーダンスのと
   きの入力インピーダンスとインピーダンス調節手段の電
   源側インピーダンスとが整合する各可変インピーダンス
   素子の調節部目標位置を算出し、各調節部位置から調節
   部目標位置方向に予め定めた距離にある調節部隣接位置
   とのそれぞれの入力反射係数を算出し、調節部隣接位置
   での入力反射係数を比較して、入力反射係数が最小とな
   る調節部隣接位置方向に調節部位置を移動させ、前記入
   力インピーダンスの算出から前記調節部位置の移動まで
   の過程を一定の周期で繰り返し、前記入力インピーダン
   スと前記電源側インピーダンスとから調節部位置での入
   力反射係数を算出し、調節部位置での入力反射係数が設
   定値以下となったときに調節部位置の移動を停止させる
   ことによって、入力インピーダンスと電源側インピーダ
   ンスとを整合させるインピーダンス自動整合方法。
5. 【請求項５】複数の可変インピーダンス素子を含むイン
   ピーダンス調節手段を備え、各可変インピーダンス素子
   の調節部を操作するモータを制御することによって高周
   波電源とインピーダンス変動負荷とのインピーダンスを
   整合させるインピーダンス自動整合方法において、イン
   ピーダンス調節手段の入力端子付近における入力電流及
   び入力電圧及び入力電流・入力電圧位相差を検出し入力
   インピーダンスを算出し、各可変インピーダンス素子の
   調節部位置を検出し、前記調節部位置から各可変インピ
   ーダンスを算出し、前記入力インピーダンスと前記可変
   インピーダンスと他の素子のインピーダンスとから、イ
   ンピーダンス調節手段の出力端子付近からインピーダン
   ス変動負荷をみた負荷側インピーダンスを算出し、前記
   算出した負荷側インピーダンスのときの前記入力インピ
   ーダンスがインピーダンス調節手段の電源側インピーダ
   ンスと整合する各可変インピーダンス素子の調節部目標
   位置を算出し、各調節部位置から調節部目標位置方向に
   予め定めた距離にある調節部隣接位置を算出し、前記各
   調節部隣接位置から各可変インピーダンス素子の隣接位
   置可変インピーダンスを算出し、前記可変インピーダン
   スと前記隣接位置可変インピーダンスと前記負荷側イン
   ピーダンスと他の素子のインピーダンスとから、前記調
   節部隣接位置のそれぞれの入力インピーダンスを算出
   し、前記隣接位置での入力インピーダンスと電源側イン
   ピーダンスとから、前記調節部隣接位置とのそれぞれの
   入力反射係数を算出し、前記調節部隣接位置での入力反
   射係数を比較して、入力反射係数が最小となる調節部隣
   接位置方向に調節部位置を移動させ、前記入力インピー
   ダンスの算出から前記調節部位置の移動までの過程を一
   定の周期で繰り返し、前記入力インピーダンスと前記電
   源側インピーダンスとから調節部位置での入力反射係数
   を算出し、前記調節部位置での入力反射係数が設定値以
   下になつたときに調節部位置の移動を停止させることに
   よって、入力インピーダンスと電源側インピーダンスと
   を整合させるインピーダンス自動整合方法。
6. 【請求項６】複数の可変インピーダンス素子を含むイン
   ピーダンス調節手段を備え、各可変インピーダンス素子
   の調節部を操作するモータを制御することによって高周
   波電源とインピーダンス変動負荷とのインピーダンスを
   整合させるインピーダンス自動整合装置において、入力
   インピーダンスを算出する入力インピーダンス算出回路
   と、可変インピーダンス素子の調節部位置を一定の周期
   で検出する調節部位値検出回路と、前記調節部位置から
   各可変インピーダンスを算出する可変インピーダンス算
   出回路と、前記入力インピーダンスと前記各可変インピ
   ーダンスとその他の素子のインピーダンスとからインピ
   ーダンス調節手段出力端子付近からインピーダンス変動
   負荷をみた負荷側インピーダンスを算出する負荷側イン
   ピーダンス算出回路と、前記検出した調節部位置と入力
   インピーダンスと各可変インピーダンスと負荷側インピ
   ーダンスとを使用して、前記算出した負荷側インピーダ
   ンスのときの入力インピーダンスとインピーダンス調節
   手段の電源側インピーダンスとが整合する各可変インピ
   ーダンス素子の調節部目標位置を算出し、各調節部位置
   から調節部目標位置方向に予め定めた距離にある調節部
   隣接位置とのそれぞれの入力反射係数を算出する反射係
   数算出回路群と、前記調節部隣接位置での入力反射係数
   を比較して、入力反射係数が最小となる調節部隣接位置
   方向に調節部位置を移動させる経路選択調節部位置制御
   回路群と、調節部位置での入力反射係数を算出する現在
   位置反射係数算出回路と、前記調節部位置での入力反射
   係数が設定値以下となったときに調節部位置の移動を停
   止させる反射係数整合判定回路とを有するインピーダン
   ス自動整合装置。
7. 【請求項７】出願時における請求項６の入力インピーダ
   ンス算出回路がインピーダンス調節手段の入力端子付近
   における入力電流及び入力電圧及び入力電流・入力電圧
   位相差を検出して入力インピーダンスを算出する算出回
   路であり、反射係数算出回路群が、前記算出した負荷側
   インピーダンスのときの前記入力インピーダンスとイン
   ピーダンス調節手段の電源側インピーダンスとが整合す
   る各可変インピーダンス素子の調節部目標位置を算出す
   る調節部目標位置算出回路と、各調節部位置から調節部
   目標位置方向に予め定めた距離にある調節部隣接位置を
   算出する隣接位置算出回路と、前記各調節部隣接位置か
   ら各可変インピーダンス素子の隣接位置可変インピーダ
   ンスを算出する隣接位置可変インピーダンス算出回路
   と、前記可変インピーダンスと前記隣接位置可変インピ
   ーダンスと前記負荷側インピーダンスと他の素子のイン
   ピーダンスとから、前記各調節部隣接位置のそれぞれ入
   力インピーダンスを算出する隣接位置入力インピーダン
   ス算出回路と、前記各調節部隣接位置での入力インピー
   ダンスと電源側インピーダンスとから、前記各調節部隣
   接位置のそれぞれの入力反射係数を算出する隣接位置反
   射係数算出回路とからなる出願時における請求項６のイ
   ンピーダンス自動整合装置。
8. 【請求項８】電源側インピーダンスが高周波電源とイン
   ピーダンス調節手段とを接続する同軸ケーブルの特性イ
   ンピーダンスである出願時における請求項２又３又は４
   又は５のインピーダンス自動整合方法。
9. 【請求項９】電源側インピーダンスが高周波電源とイン
   ピーダンス調節手段とを接続する同軸ケーブルの特性イ
   ンピーダンスである出願時における請求項の６又は７の
   インピーダンス自動整合装置。
10. 【請求項１０】各調節部位置から調節部目標位置方向に
    予め定めた距離が、各調節部位置から調節部目標位置方
    向に移動する途中で、入力反射係数の変化が判別できる
    と共に、反射波電力の増加による高周波電源が過熱しな
    い入力反射係数値以下に相当する距離である出願時にお
    ける請求項２又３又は４又は５はのインピーダンス自動
    整合方法。
11. 【請求項１１】各調節部位置から調節部目標位置方向に
    予め定めた距離が、各調節部位置から調節部目標位置方
    向に移動する途中で、入力反射係数の変化が判別できる
    と共に、反射波電力の増加による高周波電源が過熱しな
    い入力反射係数値以下に相当する距離である出願時にお
    ける請求項の６又は７のインピーダンス自動整合装置。