JP2014236435A - インピーダンス整合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖ_pp検出器を設けることなく出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値Ｖ_ppを検出可能にする。
【解決手段】不揮発メモリ２０４には可変キャパシタＶＣ₁，ＶＣ₂を全てのインピーダンス調整点に調整した時のインピーダンス整合装置２のＴパラメータの測定値が記憶されている。制御部２０３は、所定の周期で、入力ポートＰ₁における進行波電圧ｖ_finと反射波電圧ｖ_rinを検出し（Ｓ１）、両検出値ｖ_fin，ｖ_rinと検出時のインピーダンス調整点Ｐ(i)に対応するＴパラメータＴ₁₁(i)，Ｔ₁₂(i)，Ｔ₂₁(i)，Ｔ₂₂(i)を用いて２・｜[Ｔ₁₁(i)＋Ｔ₂₁(i)]・ｖ_fin＋[Ｔ₁₂(i)＋Ｔ₂₂(i)]・ｖ_rin｜を演算することにより、出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを算出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、高周波電源と負荷とのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置に関するものである。

高周波電源からプラズマ処理装置に高周波電力を供給してプラズマ処理装置内にプラズマを発生させ、そのプラズマによって半導体ウェハの薄膜形成やエッチング処理などを行うプラズマ処理システムが知られている。プラズマ処理システムでは、プラズマ処理中に高周波電源からプラズマ処理装置に効率良く高周波電力を供給するため、高周波電源とプラズマ処理装置との間に高周波電源とプラズマ処理装置とのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置が設けられている。

プラズマ処理システムでは、プラズマ処理装置の入力ポートにおける高周波電圧のピークトゥピーク値Ｖ_pp（peak to peak value）（以下、「ｐ−ｐ値」という。）が半導体製造プロセスの指標の一つとして使用される。プラズマ処理装置の入力ポートはインピーダンス整合装置の出力ポートに直結されるため、プラズマ処理システムに用いられるインピーダンス整合装置の出力ポートには当該出力ポートからプラズマ処理装置に出力される高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを検出するＶ_pp検出器を設けたものがある。

例えば、特開２００８−３００３２２号公報には、図６に示すインピーダンス整合装置が示されている。

同図に示すインピーダンス整合装置１００は、１個のインダクタＬと２個の可変コンデンサＣ₁，Ｃ₂をＴ字型に接続したＴ型回路１０１ａがインピーダンス整合回路として内蔵され、可変コンデンサＣ₂と出力端子ＲＦ−ＯＵＴとの間にＶ_pp検出器１０１ｂとＶ_dc検出器１０１ｃが設けられている。Ｖ_dc検出器１０１ｃは、高周波電圧ｖ_outの直流バイアスＶ_dcを検出するデバイスである。Ｖ_pp検出器１０１ｂで検出される出力端子ＲＦ−ＯＵＴの高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppは、出力端子ＲＦ−ＯＵＴに直結されるプラズマ処理装置での放電開始時の着火とプラズマ処理中のインピーダンス整合動作を制御するコントローラ１０１ｄに入力される。コントローラ１０１ｄは、放電開始時の着火補助動作としてＶ_pp検出器１０１ｂから入力されるｐ−ｐ値Ｖ_ppをモニタしながら、当該ｐ−ｐ値Ｖ_ppを増大させるように可変コンデンサＣ₁，Ｃ₂の各値を増減させる制御を行う。

また、特開２００４−８５４４６号公報には、インピーダンス整合装置の出力ポートに当該出力ポートにおける高周波電圧、高周波電流及び高周波電圧と高周波電流の位相差を検出する高周波検出器を設け、その検出値を用いてプラズマ処理装置における異常電圧の発生等の異常検出やプラズマ処理装置に供給される高周波電力、ガス流量、ガス圧等のプロセスパラメータの制御を行うことが記載されている。高周波検出器では、高周波電圧の瞬時値が検出されるので、高周波電圧のｐ−ｐ値Ｖ_ppを検出する機能を果たしている。

特開２００８−３００３２２号公報 特開２００４−８５４４６号公報

従来のインピーダンス整合装置は、出力ポートに高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを直接検出するＶ_pp検出器や高周波検出器を設けているので、
（１）装置内の出力ポート周辺の構造が複雑になる
（２）インピーダンス整合装置の小型化の障害となる
（３）高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを検出するために、Ｖ_pp検出器以外の回路しくは高周波検出器以外の回路も必要になり、コストダウンの障害となる
（４）Ｖ_pp検出器の調整や検査をする必要がある
等の問題がある。

本発明は、Ｖ_pp検出器を設けることなく負荷に出力される高周波電圧のｐ−ｐ値を検出することができるインピーダンス整合装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明によって提供されるインピーダンス整合装置は、高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変回路のインピーダンス値を変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置であって、前記インピーダンス整合装置のＴパラメータに関する情報が予め前記インピーダンス可変回路の可変値毎に取得され、各Ｔパラメータに関する情報が前記インピーダンス可変回路の可変値に関する情報に対応付けて記憶されたＴパラメータ記憶手段と、前記インピーダンス整合装置の前記高周波電源が接続される入力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された進行波電圧及び反射波電圧と、前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶された、前記進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されている前記インピーダンス可変回路の可変値に対応するＴパラメータに関する情報とを用いて、前記インピーダンス整合装置の前記負荷が接続される出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値を算出するｐ−ｐ値算出手段と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。

好ましい実施の形態によれば、前記ｐ−ｐ値算出手段は、前記進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されている前記インピーダンス可変回路の可変値に対応するＴパラメータをＴ₁₁(i)，Ｔ₁₂(i)，Ｔ₂₁(i)，Ｔ₂₂(i)（ｉは、進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されているインピーダンス可変回路の調整位置の番号。）、前記入力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧をそれぞれｖ_fin、ｖ_rin、前記出力ポートにおける高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値をＶ_ppとすると、
Ｖ_pp＝２・｜[Ｔ₁₁(i)＋Ｔ₂₁(i)]・ｖ_fin＋[Ｔ₁₂(i)＋Ｔ₂₂(i)]・ｖ_rin｜
を演算することにより、前記出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値Ｖ_ppを算出する（請求項２）。

更に好ましい実施の形態によれば、前記ｐ−ｐ値算出手段により算出される前記出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値に基づいて、前記負荷に異常が発生したことを検出する異常検出手段と、前記異常検出手段により前記異常の発生が検出されると、予め設定された安全処理を行う安全処理手段と、を更に備える（請求項３）。

更に好ましい実施の形態によれば、前記検出手段で検出された進行波電圧及び反射波電圧と、前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶された、前記進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されている前記インピーダンス可変回路の可変値に対応するＴパラメータに関する情報とを用いて、前記インピーダンス整合装置の前記負荷が接続される出力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧を算出する出力側電圧算出手段と、前記出力側電圧手段で算出される前記出力ポートにおける進行波電圧及び反射波電圧と、前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶された全てのＴパラメータに関する情報とを用いて、前記インピーダンス可変回路を各Ｔパラメータに関する情報に対応する可変値に調整したと仮定した場合の前記インピーダンス整合装置の入力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧の推定値を算出し、更にその進行波電圧及び反射波電圧を用いて入力ポートにおける入力側反射係数を算出する入力側反射係数算出手段と、前記入力側反射係数算出手段で算出された複数の入力側反射係数のうち、予め設定された目標値に最も近い入力側反射係数を抽出し、その入力側反射係数に対応する前記インピーダンス可変回路の可変値に関する情報をインピーダンス整合の調整値として特定するインピーダンス調整値特定手段と、前記インピーダンス調整値特定手段により特定された前記インピーダンス可変回路の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変回路のインピーダンス値を調整するインピーダンス調整手段と、を更に備え、所定の周期で、前記電圧検出手段及びｐ−ｐ値算出手段と前記出力側電圧算出手段乃至前記インピーダンス調整手段とが動作して前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンス整合動作が行われるとともに、前記出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値が算出される（請求項４）。

更に好ましい実施の形態によれば、前前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶されたＴパラメータに関する情報は、実測した前記インピーダンス整合装置のＳパラメータを所定の変換式によりＴパラメータに変換したデータ、若しくは、実測した前記インピーダンス整合装置のＳパラメータのデータと、前記Ｓパラメータの実測値をＴパラメータに変換する変換プログラムのデータである（請求項５，６）。

更に好ましい実施の形態によれば、前記負荷は、前記インピーダンス整合装置の出力ポートに直結されるプラズマ処理装置である（請求項７）。

本発明によれば、インピーダンス可変回路の可変値毎にインピーダンス整合装置のＴパラメータに関する情報（Ｔパラメータ若しくはＳパラメータとそのＳパラメータをＴパラメータに変換する変換プログラム等のデータ）を予め取得しておき、例えば、所定の周期でインピーダンス整合動作を行う場合、各インピーダンス整合動作時にインピーダンス整合装置の入力ポートにおける進行波電圧ｖ_finと反射波電圧ｖ_rinを検出し、両検出値ｖ_fin，ｖ_rinと検出時にインピーダンス可変回路に設定されている可変値に対応するＴパラメータＴ₁₁(i），Ｔ₁₂(i），Ｔ₂₁(i），Ｔ₂₂(i）を用いて、２・｜[Ｔ₁₁(i)＋Ｔ₂₁(i)]・ｖ_fin＋[Ｔ₁₂(i)＋Ｔ₂₂(i)]・ｖ_rin｜の演算を行うことにより、出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値Ｖ_ppが算出される。

本発明によれば、出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値Ｖ_ppを検出するためのＶ_pp検出用の回路を必要としないので、インピーダンス整合装置のコンパクト化と低コスト化が可能になる。また、Ｖ_pp検出用の回路を設けた場合の調整作業や調整用の設備が不要になるので、調整工程に要する時間やコストを削減することができる。

また、Ｔパラメータは、インピーダンス整合装置内部における部品とケース間の浮遊容量や配線のインダクタンス成分等を含んだ整合回路の伝送特性を示すものであるから、その浮遊容量やインダクタンス成分等のインピーダンス整合への影響を抑制することができるが、インピーダンス整合装置内にインピーダンス整合動作に直接関係しないＶ_pp検出用の回路が含まれないので、より正確にかつ高い精度でインピーダンス整合を行うことができる。

本発明に係るインピーダンス整合装置が適用されるプラズマ処理システムの構成を示す図である。 ４端子回路網のＴパラメータを説明するための図である。 Ｔパラメータに関する情報を記憶する不揮発メモリの記憶領域のイメージ図である。 出力ポートの高周波電圧のｐ−ｐ値を検出するときの処理手順を示すフローチャートである。 インピーダンス整合装置のインピーダンス整合動作と出力ポートの高周波電圧のｐ−ｐ値の検出動作の処理手順を示すフローチャートである。 従来のＶ_pp検出器を内蔵したインピーダンス整合装置の一例を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係るインピーダンス整合装置が適用されるプラズマ処理システムの構成を示す図である。

図１に示すプラズマ処理システム１は、本発明に係るインピーダンス整合装置２、高周波電源３及びプラズマ処理装置４を含む。高周波電源３は、伝送ケーブル５（例えば、特性インピーダンスＺ_oが５０［Ω］の同軸ケーブル等）によってインピーダンス整合装置２の入力ポートＰ１に接続され、プラズマ処理装置４は、インピーダンス整合装置２の出力ポートＰ₂に直結されている。

プラズマ処理装置４は、例えば、フッ素系のガスと半導体ウェハや液晶基板等の被加工物をチャンバー内に封入し、そのチャンバー内に高周波電力を供給してプラズマを発生させ、そのプラズマを用いて被加工物に薄膜形成処理やエッチング処理を行う装置である。図示は省略しているが、プラズマ処理装置４は、ガスや被加工物を封入する密閉可能なチャンバーと、チャンバー内のガス圧を調整する減圧ポンプと、供給された高周波電力を放電させる一対の電極を備える。

高周波電源３は、プラズマ処理装置４に所定の高周波（プラズマ処理システムで規定されている２．００［ＭＨｚ］、１３．５６［ＭＨｚ］、４０．００［ＭＨｚ］等の高周波）の電力を供給する装置である。プラズマ処理システム１では、プラズマ処理における高周波電源３の出力電力のプロファイルが予め設定される。高周波電源３は、プラズマ処理を開始すると、予め設定されたプロファイルに基づいて生成した高周波電力をプラズマ処理装置４に出力する。

図示は省略しているが、高周波電源３は、内部に高周波信号（電圧信号）を発生する高周波信号発生回路と、高周波信号発生回路で発生した高周波信号を増幅するＤ級アンプ等のパワーアンプと、このパワーアンプに直流電源を供給するＤＣ−ＤＣコンバータとを備える。高周波電源３は、予め設定されたプロファイルに基づきパワーアンプに供給する直流電源の電圧を制御することによってパワーアンプから出力される高周波電力を制御する。

プラズマ処理装置４は、プラズマ処理中に被加工物の状態が変化するのに応じて一対の電極間の通電状態が変化するため、インピーダンス整合装置２の出力ポートＰ₂からプラズマ処理装置４側を見たインピーダンスＺ_L＝Ｒ_L＋ｊ・Ｘ_L［Ω］（以下、「負荷インピーダンスＺ_L」という。）が変化する。インピーダンス整合装置２は、プラズマ処理中に所定の周期で高周波電源３とプラズマ処理装置４とのインピーダンス整合動作を行い、プラズマ処理装置４のインピーダンス変動の影響を受けることなく高周波電源３から出力される高周波電力がプラズマ処理装置４に効率良く供給されるようにする。

インピーダンス整合装置２は、例えば、特開２００３−３０２４３１号公報や特許第４９７５２９１号に記載されたインピーダンス整合方法により高周波電源３とプラズマ処理装置４とのインピーダンス整合動作を行う。

特開２００３−３０２４３１号公報に記載のインピーダンス整合方法は、所定の周期でインピーダンス整合装置２の入力ポートＰ₁における反射係数Γ_in（以下、「入力側反射係数Γ_in」という。）を検出し、その検出値Γ_inが予め設定された閾値Γ_th（例えば、Γ_th＝０．１等）以下となるように、インピーダンス整合装置２内の可変キャパシタＶＣ₁と可変キャパシタＶＣ₂の容量値を変化させる方法である。

可変キャパシタＶＣ₁の容量値の可変数をＮ、可変キャパシタＶＣ₂の容量値の可変数をＭとすると、インピーダンス整合装置２には、インピーダンス整合のための調整点Ｐ(s)（ｓは、各調整点に付された番号。ｓ＝１，２，…Ｎ×Ｍ。以下、「インピーダンス調整点Ｐ(s)」という。）として、２つの可変キャパシタＶＣ₁,ＶＣ₂の可変容量値の組み合わせによる（Ｎ×Ｍ）個のインピーダンス調整点Ｐ(s)が設けられている。なお、可変キャパシタＶＣ₁の容量値の可変数Ｎと可変キャパシタＶＣ₂の容量値の可変数Ｍは、同一でも良く、異なっていてもよい。

特許第４９７５２９１号に記載のインピーダンス整合方法は、全てのインピーダンス調整点Ｐ(s)について、インピーダンス整合装置２を各インピーダンス調整点Ｐ(s)に調整したときのＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)（(s)は、インピーダンス整合装置２をインピーダンス調整点Ｐ(s)に調整したときの値であることを示す。以下、同じ。）を予め取得しておき、以下の（１）〜（４）の手順を所定の周期で繰り返してインピーダンス整合を行う方法である。

なお、本実施形態では、インピーダンス整合装置２の入力ポートＰ₁では、高周波電源３からインピーダンス整合装置２側に進行する電圧とインピーダンス整合装置２から高周波電源３側に進行する電圧をそれぞれ「進行波電圧ｖ_fin」、「反射波電圧ｖ_rin」と表記し、インピーダンス整合装置２の出力ポートＰ₂では、インピーダンス整合装置２からプラズマ処理装置４側に進行する電圧とプラズマ処理装置４からインピーダンス整合装置２側に進行する電圧をそれぞれ「進行波電圧ｖ_fout」、「反射波電圧ｖ_rout」と表記する。

（１）インピーダンス整合装置２の入力ポートＰ₁における進行波電圧ｖ_finと反射波電圧ｖ_rinを検出する。

（２）両検出値ｖ_fin，ｖ_rinと検出時のインピーダンス整合装置２のインピーダンス調整点Ｐ(i)のＴパラメータＴ₁₁(i)，Ｔ₁₂(i)，Ｔ₂₁(i)，Ｔ₂₂(i)を用いてインピーダンス整合装置２の出力ポートＰ₂における進行波電圧ｖ_foutと反射波電圧ｖ_routを求める。

（３）求めた進行波電圧ｖ_fout及び波電圧ｖ_routと全てのＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)（s＝１，２，…Ｎ×Ｍ）、を用いて、インピーダンス整合装置２を各インピーダンス調整点Ｐ(s)に調整したと仮定した場合の入力ポートＰ₁における進行波電圧ｖ_fin(s)と反射波電圧ｖ_rin(s)の推定値を算出し、更に反射係数Γ_in(s)＝ｖ_rin(s)／ｖ_fin(s)を算出する。

（４）算出した全ての反射係数Γ_in(s)のうち、最小の反射係数Γ_in(j)を抽出し、その反射係数Γ_in(j)に対応するインピーダンス調整点Ｐ(j)をインピーダンス整合点としてインピーダンス整合装置２をインピーダンス調整点Ｐ(j)に調整する。

また、インピーダンス整合装置２は、プラズマ処理中に所定の周期で出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_out（進行波電圧ｖ_foutと反射波電圧ｖ_routを合成した電圧）のｐ−ｐ値Ｖ_ppを算出する機能を有する。このｐ−ｐ値Ｖ_ppは、図１では図示されていないプラズマ処理システムを監視する監視装置に出力され、プラズマ処理が繰り返される毎に、例えば、プラズマ処理システムの運転状態の監視や、異常発生の検出や、プラズマ処理の結果予測に利用される。例えば、監視装置は、ｐ−ｐ値Ｖ_ppを予め設定された閾値Ｖ_ppthと比較し、ｐ−ｐ値Ｖ_ppが閾値Ｖ_ppthを超える値に上昇すると、異常発生と判断し、メッセージ表示やアラーム音等による異常報知をしたり、高周波電源３に停止信号を出力して高周波電力の出力を停止させたりする。

インピーダンス整合装置２には、方向性結合器２０１と、２個の可変キャパシタＶＣ₁，ＶＣ₂と１個のインダクタＬ₁を含むインピーダンス整合回路２０２と、可変キャパシタＶＣ₁，ＶＣ₂の各容量値を制御してインピーダンス整合動作を行う制御部２０３と、制御部２０３がインピーダンス整合動作をするために必要な可変キャパシタＶＣ₁，ＶＣ₂の可変値若しくは可変位置等のデータやインピーダンス整合装置２のＴパラメータに関するデータを記憶する不揮発メモリ２０４とが設けられている。

不揮発メモリ２０４としては、ＥＥＰＲＯＭが用いられるが、ＥＥＰＲＯＭに限られるものではなく、フラッシュメモリ等の他の不揮発性メモリを用いてもよい。また、本実施形態では、制御部２０３内に不揮発メモリ２０４を設けた構成にしているが、不揮発メモリ２０４を制御部２０３の外部に設けた構成でもよい。

インピーダンス整合回路２０２は、可変キャパシタＶＣ₂とインダクタＬ₁を直列に接続した回路と可変キャパシタＶＣ₁とのＬ型回路である。インダクタＬ₁のインダクタンス値は固定である。可変キャパシタＶＣ₁，ＶＣ₂は、互いに対向している一対の電極の一方が可動電極で構成され、モータにより可動電極を回転させて電極対向面積を変化させるタイプのバリアブルコンデンサである。

可変キャパシタＶＣ₁には、可動電極を回転させるためのモータＭ₁と可動電極の回転位置を検出するための位置検出センサＰＳ₁が設けられている。位置検出センサＰＳ₁の検出信号は制御部２０３に入力され、モータＭ₁には制御部２０３から駆動信号（例えば、駆動電圧）が入力される。制御部２０３は、位置検出センサＰＳ₁の検出信号に基づいて可動電極の回転位置を検出しながらモータＭ₁の駆動を制御し、これにより可変キャパシタＶＣ₁の容量値を予め設定されたＮ個の可変容量値の中の任意の容量値に制御する。

可変キャパシタＶＣ₂にも可変キャパシタＶＣ₁と同様に、可動電極を回転させるためのモータＭ₂と可動電極の回転位置を検出するための位置検出センサＰＳ₂が設けられている。制御部２０３は、位置検出センサＰＳ₂の検出信号に基づいて可動電極の回転位置を検出しながらモータＭ₂の駆動を制御し、これにより可変キャパシタＶＣ₂の容量値を予め設定されたＭ個の可変容量値の中の任意の容量値に制御する。

方向性結合器２０１は、インピーダンス整合装置２の入力ポートＰ₁とインピーダンス整合回路２０２の入力端との間に設けられ、入力ポートＰ₁からインピーダンス整合回路２０２に進行する進行波電圧ｖ_finとインピーダンス整合回路２０２の入力端で反射して入力ポートＰ₁側に進行からする反射波電圧ｖ_rinとを分離して制御部２０３に出力する。

制御部２０３は、上述したインピーダンス整合方法によるインピーダンス整合処理と高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを算出する処理を制御する。制御部２０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えるマイクロコンピュータと不揮発メモリ２０４を含む。ＣＰＵがＲＯＭに記憶された処理プログラムを実行することによりインピーダンス整合処理とｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算処理を行う。なお、マイクロコンピュータに代えてＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で実現することも可能である。

次に、本実施形態に係るインピーダンス整合装置２の出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppの算出方法とインピーダンス整合方法について説明する。

まず、出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppの算出方法について説明する。

インピーダンス整合装置２を図２に示す４端子回路網として扱うと、入力ポートＰ₁側の進行波電圧ａ₁（４端子回路網に入っていく波）及び反射波電圧ｂ₁（４端子回路網から出てくる波）と出力ポートＰ₂側の反射波電圧ａ₂（４端子回路網に入っていく波）及び進行波電圧ｂ₂（４端子回路網から出てくる波）との間には、Ｔパラメータ（Transmission Parameter）（Ｔ₁₁，Ｔ₁₂，Ｔ₂₁，Ｔ₂₂）を用いて、

の関係がある。

インピーダンス整合装置２の入力ポートＰ₁と出力ポートＰ₂は、それぞれ図２の入力ポートＰ₁、出力ポートＰ₂に対応し、進行波電圧ａ₁と反射波電圧ｂ₁は、図１の進行波電圧ｖ_finと反射波電圧ｖ_rinにそれぞれ対応し、、反射波電圧ａ₂と進行波電圧ｂ₂は、図１の反射波電圧ｖ_routと進行波電圧ｖ_routにそれぞれ対応するから、出力ポートＰ₂における進行波電圧ｖ_foutと反射波電圧ｖ_routは、
ｖ_fout＝Ｔ₁₁・ｖ_fin＋Ｔ₁₂・ｖ_rin…（３）
ｖ_rout＝Ｔ₂₁・ｖ_fin＋Ｔ₂₂・ｖ_rin…（４）
の演算式により算出することができる。

出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_outは、出力ポートＰ₂における進行波電圧ｖ_foutと反射波電圧ｖ_routを加算合成したものであるから、
ｖ_out＝ｖ_fout＋ｖ_rout
で表わされ、高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppは、
Ｖ_pp＝２・｜ｖ_out｜＝２・｜ｖ_fout＋ｖ_rout｜…（５）
＝２・｜[Ｔ₁₁＋Ｔ₂₁]・ｖ_fin＋[Ｔ₁₂＋Ｔ₂₂]・ｖ_rin｜…（５’）
で表わされる。

（５’）式によれば、入力ポートＰ₁における進行波電圧ｖ_fin及び反射波電圧ｖ_rinの検出値とその検出時のインピーダンス整合装置２のＴパラメータＴ₁₁，Ｔ₁₂，Ｔ₂₁，Ｔ₂₂を用いて（５’）式を演算すれば、高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを求められることが分かる。

進行波電圧ｖ_finと反射波電圧ｖ_rinの検出時のインピーダンス調整点をＰ(i）とし、その時のインピーダンス整合装置２のＴパラメータをＴ₁₁(i），Ｔ₁₂(i），Ｔ₂₁(i），Ｔ₂₂(i）と表記し、入力ポートＰ₁における進行波電圧と反射波電圧をそれぞれｖ_fin(i）、ｖ_rin(i）と表記し、高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値をＶ_pp(i）と表記すると、ｐ−ｐ値Ｖ_pp(i）は、
Ｖ_pp(i)＝２・｜[Ｔ₁₁(i)＋Ｔ₂₁(i)]・ｖ_fin(i)
＋[Ｔ₁₂(i)＋Ｔ₂₂(i)]・ｖ_rin(i)｜…（６）
を演算することにより求められる。

従って、本実施形態では、全てのインピーダンス調整点Ｐ(s)（ｓ＝１，２，…Ｎ×Ｍ）について、インピーダンス整合装置２のＴパラメータＴ₁₁(s），Ｔ₁₂(s），Ｔ₂₁(s），Ｔ₂₂(s）に関するデータを予め取得し、制御部２０３内の不揮発メモリ２０４に記憶している。

ＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)に関するデータとは、ネットワークアナライザーを用いて、インピーダンス整合装置２を各インピーダンス調整点Ｐ(s)に調整して実測したＳパラメータ（Scattering Parameter）Ｓ₁₁(s)，Ｓ₁₂(s)，Ｓ₂₁(s)，Ｓ₂₂(s)のデータとそのＳパラメータをＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)に変換する下記の変換式（７）の演算プログラムのデータ、若しくは各ＳパラメータＳ₁₁(s)，Ｓ₁₂(s)，Ｓ₂₁(s)，Ｓ₂₂(s)の実測値を下記の変換式（７）によりＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)に変換したデータである。

インピーダンス整合装置２は、プラズマ処理が開始されると、所定の周期で、入力ポートＰ₁における進行波電圧ｖ_finと反射波電圧ｖ_rinの検出し、両検出値ｖ_fin，ｖ_rinとその検出時のインピーダンス整合装置２のＴパラメータをＴ₁₁(i），Ｔ₁₂(i），Ｔ₂₁(i），Ｔ₂₂(i）を用いて（６）式を演算することにより出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i）を算出し、監視装置に出力する。

図３は、不揮発メモリ２０４のインピーダンス整合処理やｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算処理に必要なデータの記憶領域のイメージ図である。

不揮発メモリ２０４の記憶領域には、可変キャパシタＶＣ₁の調整点Ｘ_n（ｎ＝１，２…Ｎ）と可変キャパシタＶＣ₂の調整点Ｙ_m（ｍ＝１，２…Ｍ）の各組合せ（Ｘ₁，Ｙ₁），（Ｘ₁，Ｙ₂），…（Ｘ₁，Ｙ_M），（Ｘ₂，Ｙ₁），（Ｘ₂，Ｙ₂），…（Ｘ₂，Ｙ_M）…（Ｘ_N，Ｙ₁），（Ｘ_N，Ｙ₂），…（Ｘ_N，Ｙ_M）に対してＮ×Ｍ個の記憶領域が設けられ、各記憶領域にアドレスが設定されている。各アドレスは、例えば、（Ｘ₁，Ｙ₁），（Ｘ₁，Ｙ₂），…（Ｘ₁，Ｙ_M），（Ｘ₂，Ｙ₁），（Ｘ₂，Ｙ₂），…（Ｘ₂，Ｙ_M）…（Ｘ_N，Ｙ₁），（Ｘ_N，Ｙ₂），…（Ｘ_N，Ｙ_M）の順に調整番号ｓ（＝１，２，…Ｎ×Ｍ）が設定されているとすると、調整番号ｓに対応した値が設定されている。

従って、（Ｘ_n，Ｙ_m）のインピーダンス調整点Ｐ(s)に対応するアドレスには、可変キャパシタＶＣ₁の調整点Ｘ_n（可変キャパシタＶＣ₁の可動電極の回転位置）と可変キャパシタＶＣ₂の調整点Ｘ_m（可変キャパシタＶＣ₂の可動電極の回転位置）のデータが記憶されており、実測したＳパラメータＳ₁₁(s)，Ｓ₂₁(s)，Ｓ₂₁(s)，Ｓ₂₂(s)を変換したＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)のデータは、インピーダンス調整点Ｐ(s)に対応するアドレスの記憶領域に記憶される。

なお、変換式（７）の演算プログラムのデータを制御部２０３内のＲＯＭに記憶しておき、Ｓパラメータの測定値Ｓ₁₁(s)，Ｓ₁₂(s)，Ｓ₂₁(s)，Ｓ₂₂(s)をＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)に変換することなく、不揮発メモリ２０４のインピーダンス調整点Ｐ(s)に対応する記憶領域に記憶するようにしてもよい。この場合は、ｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算処理で不揮発メモリ２０４からＳパラメータＳ₁₁(s)，Ｓ₂₁(s)，Ｓ₂₁(s)，Ｓ₂₂(s)を読み出し、変換式（７）の演算を行ってＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)に変換する処理を行うことになる。

図４は、制御部２０３による高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算処理の手順を示すフローチャートである。同図のフローチャートでは、算出したｐ−ｐ値Ｖ_ppに基づいてプラズマ処理中に異常が発生したか否かを判別する処理を含めている。従って、制御部２０３は、プラズマ処理が開始されると、所定の周期で、図４に示す処理手順を実行し、高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを算出するとともにその算出値に基づいて異常発生の有無を判定し、その判定結果を監視装置に報知する処理を行う。

なお、図４のフローチャートでは、異常発生の判定処理まで含めているが、算出したｐ−ｐ値Ｖ_ppを監視装置に出力し、異常発生の判断は監視装置側で行うようにしてもよい。

制御部２０３は、プラズマ処理が開始されると、先ず、方向性結合器２０１から入力される進行波電圧ｖ_fin(i)と反射波電圧ｖ_rin(i)を読み込む（Ｓ１）。ｖ_fin(i)，ｖ_rin(i)の表記の(i)は、進行波電圧ｖ_fin及び反射波電圧ｖ_rinの読込時のインピーダンス整合装置２がインピーダンス調整点Ｐ(i)に調整されていることを示すものである。

続いて、制御部２０３は、不揮発メモリ２０４からインピーダンス調整点Ｐ(i)に対応するＴパラメータＴ₁₁(i)，Ｔ₁₂(i)，Ｔ₂₁(i)，Ｔ₂₂(i)を読み出し（Ｓ２）、（３）式と（４）式を演算することにより、出力ポートＰ₂における進行波電圧ｖ_fout(i)と反射波電圧ｖ_rout(i)を算出する（Ｓ３）。

続いて、制御部２０３は、算出した進行波電圧ｖ_fout及び反射波電圧ｖ_routを用いて（５）式を演算することにより、出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を算出し（Ｓ４）、そのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を予め設定された閾値Ｖ_ppthと比較する（Ｓ５）。

そして、制御部２０３は、Ｖ_pp(i)≦Ｖ_ppthであれば（Ｓ５：ＮＯ）、異常は発生していないとして、ステップＳ１に戻り、Ｖ_ppth＜Ｖ_pp(i)であれば（Ｓ５：ＹＥＳ）、異常が発生したととして、監視装置に異常発生の情報を出力して（Ｓ６）、ステップＳ１に戻る。

監視装置がインピーダンス整合装置２からの異常発生の情報を受けて緊急停止の指令信号を制御部２０３に出力すると、制御部２０３は、図４に示す処理手順を終了する。

図４に示す処理手順では、ステップＳ３，Ｓ４で（３）式と（４）式から出力ポートＰ₂における進行波電圧ｖ_fout(i)と反射波電圧ｖ_rout(i)を求めた後、（５）式により高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を算出するようにしているが、進行波電圧ｖ_fout(i)及び反射波電圧ｖ_rout(i)を算出することなく、（５'）式により高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を直接算出するようにしてもよい。

また、図４に示す処理手順では、ステップＳ４で算出した高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を監視装置に出力していないが、算出した高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)をステップＳ４とステップＳ５の間で監視装置に出力する処理を行ってもよい。あるいはまた、監視装置が行う緊急停止や異常発生の報知等の処理を制御部２０３が行うようにしてもよい。

図４に示す処理手順では、ｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算処理をインピーダンス整合処理とは独立の処理として説明しているが、制御部２０３は、主たる制御としてインピーダンス整合処理を所定の周期で行うので、ｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算処理をインピーダンス整合処理と併せて行うようにするとよい。

この場合、上述した特許第４９７５２９１号に記載のインピーダンス整合方法は、ｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)の演算処理と同様にインピーダンス整合装置２のＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)を用いるので、そのインピーダンス整合方法によるインピーダンス整合処理にｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)の演算処理を組み合わせるようにするとよい。

図５は、ｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算処理をインピーダンス整合処理と併せて行うようにした場合の処理手順を示すフローチャートである。制御部２０３は、プラズマ処理が開始されると、所定の周期で、図５に示す処理手順を実行し、インピーダンス整合処理を行うとともに、高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算及び異常発生の判定の処理を行う。

制御部２０３は、プラズマ処理が開始されると、先ず、方向性結合器２０１から入力される進行波電圧ｖ_fin(i)と反射波電圧ｖ_rin(i)を読み込む（Ｓ１１）。続いて、制御部２０３は、不揮発メモリ２０４からインピーダンス調整点Ｐ(i)に対応するＴパラメータＴ₁₁(i)，Ｔ₁₂(i)，Ｔ₂₁(i)，Ｔ₂₂(i)を読み出し（Ｓ２）、（３）式と（４）式を演算することにより、出力ポートＰ₂における進行波電圧ｖ_fout(i)と反射波電圧ｖ_rout(i)を算出する（Ｓ１３）。

続いて、制御部２０３は、不揮発メモリ２０４から調整番号ｓ＝１，２，…Ｎ×Ｍの順にＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)を読み出し（Ｓ１４）、各調整番号ｓについて、そのＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)と進行波電圧ｖ_fout(i)及び反射波電圧ｖ_rout(i)とを用いて、（２）式により、インピーダンス整合回路２０２をインピーダンス調整点Ｐ(s)に調整したと仮定した場合の入力ポートＰ₁における進行波電圧ｖ_fin(s)と反射波電圧ｖ_rin(s)の推定値を算出し、更にｖ_rin(s)／ｖ_fin(s)の演算をして入力側反射係数Γ_in(s)の推定値を算出する（Ｓ１５）。

なお、ＴパラメータＴ₁₁(s)，Ｔ₁₂(s)，Ｔ₂₁(s)，Ｔ₂₂(s)と進行波電圧ｖ_fout(i)及び反射波電圧ｖ_rout(i)とを（２）式に代入した演算式は、

である。

また、Ｔパラメータの逆行列Ｔ^-1の要素を（Ｔ₁₁’，Ｔ₁₂’，Ｔ₂₁’，Ｔ₂₂’）とすると、

である。

負荷インピーダンスＺ_Lが特定の値に固定されている場合、インピーダンス整合回路２０２の可変キャパシタＶＣ₁,ＶＣ₂を（Ｎ×Ｍ）個のインピーダンス調整点Ｐ(s）に実際に変化させたときに検出される入力側反射係数Γ_in(s)のうち、最小となる入力側反射係数Γ_in(j)のインピーダンス調整点Ｐ(j)は、その負荷インピーダンスＺ_Lに対して最もインピーダンス整合状態が良好になる点となる。

この考え方により、ステップＳ１５では進行波電圧ｖ_fout(i)と反射波電圧ｖ_rout(i)の推定値を用いて、インピーダンス整合回路２０２の可変キャパシタＶＣ₁,ＶＣ₂を（Ｎ×Ｍ）個のインピーダンス調整点Ｐ(s）に実際に変化させたと仮定した場合の入力ポートＰ１における進行波電圧ｖ_fin(s)と反射波電圧ｖ_rin(s)を算出した後、ｖ_rin(s)／ｖ_fin(s)を演算して入力側反射係数Γ_in(s)の推定値を算出している。

制御部２０３は、全てのインピーダンス調整点Ｐ(s)について、入力側反射係数Γ_in(s)の推定値を算出すると（Ｓ１６：ＹＥＳ）、その算出値の中から最小の入力側反射係数Γ_in(j)を抽出する（Ｓ１７）。また、制御部２０３は、ステップＳ１３で算出した進行波電圧ｖ_fout(i)及び反射波電圧ｖ_rout(i)を用いて、（５）式を演算することにより、出力ポートＰ₂における高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を算出し（Ｓ１８）、そのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を予め設定された閾値Ｖ_ppthと比較する（Ｓ１９）。

そして、制御部２０３は、Ｖ_pp(i)≦Ｖ_ppthであれば（Ｓ１９：ＮＯ）、異常は発生していないとして、インピーダンス整合回路２０２をステップＳ１７で抽出した入力側反射係数Γ_in(j)に対応するインピーダンス調整点Ｐ(j)に設定した後（Ｓ２０）、ステップＳ１に戻る。また、制御部２０３は、Ｖ_ppth＜Ｖ_pp(i)であれば（Ｓ１９：ＹＥＳ）、異常が発生したととして、異常発生の情報を監視装置に出力する等の所定の異常処理を行った後（Ｓ２１）、ステップＳ１に戻る。

なお、上記実施形態では、ステップＳ１７で、Ｎ×Ｍ個の入力側反射係数Γ_in(s)の推定値の中から最小の入力側反射係数Γ_in(j)を抽出するようにしているが、予め設定された入力側反射係数の目標値Γ_Cに最も近い入力側反射係数Γ_in(r)を抽出するようにしてもよい。入力側反射係数Γ_inが所定の閾値Γ_th以下の場合にインピーダンス整合が取れていると看做せる場合、閾値Γ_thを目標値Γ_Cに設定し、閾値Γ_thに最も近い入力側反射係数Γ_in(r)のインピーダンス調整点Ｐ(r)をインピーダンス整合点としても特に問題がないからである。

この場合は、Ｎ×Ｍ個のインピーダンス調整点Ｐ(s)を複数個のグループに分け、グループ順に入力側反射係数Γ_in(r)の抽出処理を行ってあるグループで閾値Γ_thに近似した入力側反射係数Γ_in(r)が見つかると、その入力側反射係数Γ_in(r)のインピーダンス調整点Ｐ(r)を インピーダンス整合点とするようにすれば、抽出処理の高速化が可能になる。また、反射係数Γは、０以上の値であるから、閾値Γ_th＝０に設定した場合は、実質的にＮ×Ｍ個の入力側反射係数Γ_in(s)の推定値の中から最小の入力側反射係数Γ_in(j)を抽出する処理と同じとなる。

また、図５のフローチャートでもステップＳ１８で算出した高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を監視装置に出力していないが、算出した高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)をステップＳ１８とステップＳ１９の間で監視装置に出力する処理を行ってもよい。また、監視装置が行う緊急停止や異常発生の報知等の安全処理を制御部２０３が行うようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、全てのインピーダンス調整点Ｐ(s)について、実際にインピーダンス整合回路２０２を各インピーダンス調整点Ｐ(s)に調整したときのインピーダンス整合装置２のＴパラメータに関する情報を予め取得しておき、プラズマ処理中に所定の周期で高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを検出する際、検出時のインピーダンス調整点Ｐ(i)と入力ポートＰ₁の進行波電圧ｖ_fin(i)及び反射波電圧ｖ_rin(i)を用いて（５）式を演算することにより、高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を算出するようにしているので、出力ポートＰ₂に高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_pp(i)を直接検出するＶ_pp検出器などのデバイスを設ける必要がなくなる。

これにより、インピーダンス整合装置２内の回路構成が簡素により、インピーダンス整合装置２のコンパクト化と低コスト化が可能になる。また、インピーダンス整合装置２内の部品とケース間の浮遊容量や配線のインダクタンス成分等がインピーダンス整合精度に悪影響を与えるが、インピーダンス整合装置２内の回路構成が簡単になることにより浮遊容量等のインピーダンス整合精度への悪影響も抑制することができる。

更に、Ｖ_pp検出器などのデバイスで設けた場合、そのデバイスの検出精度を調整するための調整作業や調整設備が必要になるが、本実施形態では、Ｖ_pp検出器などのデバイスがなくなるので、調整作業に要する時間や調整設備に要するコストを低減することができる。

また、インピーダンス整合方法にＴパラメータを用いたインピーダンス整合方法を適用した場合、インピーダンス整合装置２の周期的なインピーダンス整合処理に高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値Ｖ_ppを算出する処理を追加してもインピーダンス整合処理の演算量に対してｐ−ｐ値Ｖ_ppの演算量は少ないので、インピーダンス整合処理における演算負荷を過度に増加させることがない。

従って、Ｔパラメータを用いたｐ−ｐ値Ｖ_ppの算出処理を含むインピーダンス整合処理をインピーダンス整合装置２に搭載していれば、インピーダンス整合処理のプログラムを修正するだけで、ｐ−ｐ値Ｖ_ppの検出機能を有するインピーダンス整合装置２とｐ−ｐ値Ｖ_ppの検出機能を有しないインピーダンス整合装置２を簡単に作製することができる。

上記実施形態では、Ｔパラメータを用いたインピーダンス整合処理とｐ−ｐ値Ｖ_ppの算出処理を組み合わせる例について説明したが、特開２００３−３０２４３１号公報に記載のインピーダンス整合方法によるインピーダンス整合処理等の他のインピーダンス整合処理とｐ−ｐ値Ｖ_ppの算出処理を組み合わせてもよい。

インピーダンス可変回路２０２として２つの可変キャパシタＶＣ₁，ＶＣ₂と１個のインダクタＬ₁をＬ型に接続したＬ型回路の例を示したが、逆Ｌ回路やＴ型回路やπ型回路などの他の回路構成であってもよい。また、可変素子としてバリアブルコンデンサを用いた例を説明したが、バリアブルインダクタ等の他のタイプの可変素子であってもよいことはいうまでもない。

１ プラズマ処理システム
２ インピーダンス整合装置
２０１ 方向性結合器（検出手段の要素）
２０２ インピーダンス整合回路（インピーダンス可変回路）
２０３ 制御部（入力インピーダンス算出手段、検出手段、ｐ−ｐ値算出手段、異常検出手段、安全処理手段、入力側反射係数算出手段、インピーダンス調整値特定手段、インピーダンス調整手段）
２０４ 不揮発メモリ（Ｔパラメータ記憶手段、入力インピーダンス記憶手段）
３ 高周波電源
４ プラズマ処理装置（負荷）
５ 伝送ケーブル
６ ネットラーク・アナライザー
Ｐ₁ 入力ポート
Ｐ₂ 出力ポート
ＶＣ₁，ＶＣ₂ 可変キャパシタ
Ｍ₁，Ｍ₂ モータ（インピーダンス調整手段）
ＰＳ₁，ＰＳ₂ 位置検出センサ
Ｃ キャパシタ

Claims (7)

1. 高周波電源と負荷との間に設けられ、インピーダンス可変回路のインピーダンス値を変化させることにより、前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合装置であって、
   前記インピーダンス整合装置のＴパラメータに関する情報が予め前記インピーダンス可変回路の可変値毎に取得され、各Ｔパラメータに関する情報が前記インピーダンス可変回路の可変値に関する情報に対応付けて記憶されたＴパラメータ記憶手段と、
   前記インピーダンス整合装置の前記高周波電源が接続される入力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された進行波電圧及び反射波電圧と、前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶された、前記進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されている前記インピーダンス可変回路の可変値に対応するＴパラメータに関する情報とを用いて、前記インピーダンス整合装置の前記負荷が接続される出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値を算出するｐ−ｐ値算出手段と、
   を備えたことを特徴とする、インピーダンス整合装置。
2. 前記ｐ−ｐ値算出手段は、前記進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されている前記インピーダンス可変回路の可変値に対応するＴパラメータをＴ₁₁(i)，Ｔ₁₂(i)，Ｔ₂₁(i)，Ｔ₂₂(i)（ｉは、進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されているインピーダンス可変回路の調整位置の番号。）、前記入力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧をそれぞれｖ_fin、ｖ_rin、前記出力ポートにおける高周波電圧ｖ_outのｐ−ｐ値をＶ_ppとすると、
   Ｖ_pp＝２・｜[Ｔ₁₁(i)＋Ｔ₂₁(i)]・ｖ_fin＋[Ｔ₁₂(i)＋Ｔ₂₂(i)]・ｖ_rin｜
   を演算することにより、前記出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値Ｖ_ppを算出する、請求項１に記載のインピーダンス整合装置。
3. 前記ｐ−ｐ値算出手段により算出される前記出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値に基づいて、前記負荷に異常が発生したことを検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段により前記異常の発生が検出されると、予め設定された安全処理を行う安全処理手段と、
   を更に備えた、請求項1又は２に記載のインピーダンス整合装置。
4. 前記検出手段で検出された進行波電圧及び反射波電圧と、前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶された、前記進行波電圧及び反射波電圧の検出時に設定されている前記インピーダンス可変回路の可変値に対応するＴパラメータに関する情報とを用いて、前記インピーダンス整合装置の前記負荷が接続される出力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧を算出する出力側電圧算出手段と、
   前記出力側電圧手段で算出される前記出力ポートにおける進行波電圧及び反射波電圧と、前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶された全てのＴパラメータに関する情報とを用いて、前記インピーダンス可変回路を各Ｔパラメータに関する情報に対応する可変値に調整したと仮定した場合の前記インピーダンス整合装置の入力ポートにおける進行波電圧と反射波電圧の推定値を算出し、更にその進行波電圧及び反射波電圧を用いて入力ポートにおける入力側反射係数を算出する入力側反射係数算出手段と、
   前記入力側反射係数算出手段で算出された複数の入力側反射係数のうち、予め設定された目標値に最も近い入力側反射係数を抽出し、その入力側反射係数に対応する前記インピーダンス可変回路の可変値に関する情報をインピーダンス整合の調整値として特定するインピーダンス調整値特定手段と、
   前記インピーダンス調整値特定手段により特定された前記インピーダンス可変回路の可変値に関する情報に基づいて、前記インピーダンス可変回路のインピーダンス値を調整するインピーダンス調整手段と、
   を更に備え、
   所定の周期で、前記電圧検出手段及びｐ−ｐ値算出手段と前記出力側電圧算出手段乃至前記インピーダンス調整手段とが動作して前記高周波電源と前記負荷とのインピーダンス整合動作が行われるとともに、前記出力ポートにおける高周波電圧のｐ−ｐ値が算出される、請求項１乃至３のいずれかに記載のインピーダンス整合装置。
5. 前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶されたＴパラメータに関する情報は、実測した前記インピーダンス整合装置のＳパラメータを所定の変換式によりＴパラメータに変換したデータである、請求項１乃至４のいずれかに記載のインピーダンス整合装置。
6. 前記Ｔパラメータ記憶手段に記憶されたＴパラメータに関する情報は、実測した前記インピーダンス整合装置のＳパラメータのデータと、前記Ｓパラメータの実測値をＴパラメータに変換する変換プログラムのデータである、請求項１乃至４のいずれかに記載のインピーダンス整合装置。
7. 前記負荷は、前記インピーダンス整合装置の出力ポートに直結されるプラズマ処理装置である、請求項１乃至６のいずれかに記載のインピーダンス整合装置。

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