JP3021093B2 - プラズマインピーダンス測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波電源から電力が
供給されているプラズマ負荷のインピーダンスを測定す
るプラズマインピーダンス測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】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、薄膜成長等を行う際に、プラズマを用いるプロセ
ス（プラズマプロセスという。）が行われる。プラズマ
プロセスにおいては、エッチング、スパッタリング、薄
膜成長等の処理を行うチャンバ内に設けた電極に高周波
電力を供給して、チャンバ内にプラズマを発生させてい
る。

【０００３】このように、プラズマを生じさせる負荷
（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重要であり、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、そのプロセスにお
いて好結果を得ることができない。

【０００４】そのため、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Ｌ，Ｃ回路やトランス等からなるインピーダンス
整合回路を挿入することが必要不可欠である。

【０００５】図４は、高周波電源１から自動インピーダ
ンス整合回路２´と線路３とを通してプラズマ負荷４に
電力を供給する場合の回路図を示したものである。イン
ピーダンス整合回路２´は、一定のインダクタンスを有
するコイルＬ1 と、第１の可変コンデンサＣ1 と、タッ
プを選択することによりインダクタンスを調整できるよ
うになっているコイルＬ2 と、第２の可変コンデンサＣ
2 とにより構成され、第１の可変コンデンサＣ1 と第２
の可変コンデンサＣ2 の静電容量を変えることによりイ
ンピーダンスの整合を行うようになっている。

【０００６】第１及び第２の可変コンデンサＣ1 及びＣ
2 の調整を自動的に行わせるため、この種の自動整合回
路では、図示しない検出器により、整合回路２´の入力
端の高周波電圧Ｖ及び高周波電流Ｉと、該電圧Ｖ及び電
流Ｉの位相差θとを検出し、該電圧Ｖの絶対値と電流Ｉ
の絶対値との比から、インピーダンス整合回路の入力端
より負荷側を見たインピーダンスＺ1 ´を検出して、該
インピーダンスＺ1 ´を電源の出力インピーダンスＺo
（＝５０Ω、一定）に一致させ、かつ位相差θを零にす
るようにコンデンサＣ1 及びＣ2 を調節する。

【０００７】上記の調節の内、インピーダンスＺ1 ´を
電源の出力インピーダンスの絶対値に一致させるための
調節は、主として第１のコンデンサＣ1 の静電容量を調
節することにより行われ、位相差θを零にするための調
節は、主として第２のコンデンサＣ2 の静電容量を調節
することにより行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】無線通信用のアンテン
ナや、増幅器の入力回路等に設ける一般のインピーダン
ス整合回路においては、負荷のインピーダンスが予め分
かっているため、既知の負荷インピーダンスを用いて整
合回路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、整合回路の回路定
数を一定として整合状態を保つことができる。

【０００９】しかしながらプラズマ負荷の場合には、そ
のインピーダンスが時々刻々変化するため、既知のイン
ピーダンスを接続して整合回路の回路定数を決めるわけ
にはいかない。またプラズマインピーダンスが時々刻々
変化するため、固定の回路定数を有する整合回路ではイ
ンピーダンスの整合をとることができない。

【００１０】図４に示したインピーダンス整合回路にお
いて、インピーダンスの整合を的確に行わせるために
は、整合回路の回路定数（コンデンサＣ1 及びＣ2 の静
電容量の可変範囲、コイルＬ1 ，Ｌ2 のインダクタン
ス）をプラズマインピーダンスの変動範囲に応じて適値
に設定することが必要である。

【００１１】ところが、従来は、プラズマインピーダン
スを測定する適当な方法がなく、プラズマインピーダン
スに関する情報を用いて整合回路２´の回路定数を設定
することができなかったため、整合回路２´の入力端で
測定した電圧及び電流のみに基づいて、高周波電源側へ
の反射電力を低減させるように、整合回路の回路定数を
設定していた。この回路定数の設定は、プラズマインピ
ーダンスに関する情報が与えられない状態で、経験と勘
とに頼って行う必要があるため、設定に時間を要するだ
けでなく、必ずしも最適の設定を行うことができないと
いう問題があった。回路定数の設定が適切でないと、プ
ラズマ負荷の全ての状態で整合をとることができなくな
り、自動整合回路の制御動作が不能になることがあっ
た。

【００１２】その他、プラズマ負荷の状態を解析した
り、インピーダンス整合回路の動作不良の原因を解析し
たりするするためにも、プラズマインピーダンスを監視
することが好ましいが、従来はプラズマインピーダンス
を知る適当な方法が提案されていなかった。

【００１３】尚プラズマインピーダンスを測定する方法
として、整合回路２´の出力側で電圧と電流とを測定す
る方法が考えられるが、整合回路２´とプラズマ負荷４
との間には定在波が発生していて、電圧が非常に高い上
にその周波数が高いため、整合回路２´の出力側で電圧
と電流を測定することによりプラズマインピーダンスを
測定することは困難である。

【００１４】本発明の目的は、プラズマインピーダンス
を的確に測定することができるプラズマインピーダンス
測定装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、高周波電源１
から電力が供給されているプラズマ負荷４のインピーダ
ンスを測定するプラズマインピーダンス測定装置であ
る。

【００１６】本発明のプラズマインピーダンス測定装置
では、図１に示したように、高周波電源１とプラズマ負
荷４との間にインピーダンス変換回路２を設ける。この
インピーダンス変換回路は、入出力のインピーダンスを
変換する回路であって、その回路定数が既知のものであ
ればよく、Ｌ，Ｃ回路やトランスを用いることができる
が、インピーダンス整合回路が設けられている場合に
は、該インピーダンス整合回路自体を上記インピーダン
ス変換回路２とすることができる。またインピーダンス
整合回路の一部を上記インピーダンス変換回路２として
用いることもできる。

【００１７】インピーダンス整合回路としては、可変コ
ンデンサ、可変インダクタ（コイルのインダクタンス値
を微細に変化させることができる素子）またはこれらの
組み合わせを、入出力インピーダンスを調節するインピ
ーダンス調節手段としたものを用いることができる。

【００１８】本発明の測定装置では、インピーダンス変
換回路２の入力側の回路の任意の点に設定した測定点Ｐ
での高周波電圧の絶対値を検出する入力電圧検出手段６
と、測定点Ｐでの高周波電流と高周波電圧との位相差を
検出する位相差検出手段７と、測定点Ｐでの高周波電流
の絶対値と高周波電圧の絶対値と位相差とにより、測定
点から負荷側を見たインピーダンスを入力インピーダン
スとして演算する入力インピーダンス演算手段８と、測
定点Ｐとインピーダンス変換回路２の出力端との間の回
路の回路定数と前記入力インピーダンスとから、インピ
ーダンス変換回路２の出力端よりプラズマ負荷側の回路
を見たインピーダンスを負荷回路側インピーダンスとし
て演算する負荷回路側インピーダンス演算手段１０とを
設ける。上記負荷回路側インピーダンス演算手段１０が
演算するプラズマインピーダンスは、インピーダンス変
換回路２の出力端とプラズマ負荷４との間をつなぐ回路
のインピーダンスを含んでいるが、プラズマ負荷のイン
ピーダンスのみをプラズマインピーダンスとして測定す
る場合には、インピーダンス変換回路の出力端とプラズ
マ負荷との間をつなぐ回路の定数と負荷回路側インピー
ダンスとから、プラズマ負荷のインピーダンスを演算す
るプラズマインピーダンス演算手段１１を更に設ける。

【００１９】インピーダンス変換回路として、可変コン
デンサ、可変インダクタまたはこれらの組み合わせをイ
ンピーダンス調節手段としたインピーダンス整合回路を
用いる場合には、インピーダンス調節手段の調節部の位
置を検出して、該インピーダンス調節手段のインピーダ
ンスを演算する調節用インピーダンス演算手段９を設け
る。そして負荷回路側インピーダンス演算手段では、調
節用インピーダンス演算手段９が演算したインピーダン
ス調節手段のインピーダンスとその他の回路定数とを用
いて負荷回路側インピーダンスを演算する。

【００２０】また演算結果を容易に確認できるようにす
るため、上記プラズマインピーダンス演算手段の演算結
果をディスプレイ装置の画面上に表示する表示手段１２
を更に設けることが好ましい。

【００２１】インピーダンス変換回路２の入力側に設定
する測定点Ｐは、インピーダンス変換回路２と高周波電
源１の出力端子との間の回路の任意の点に設定すること
ができるが、インピーダンス変換回路２として自動イン
ピーダンス整合回路が用いられる場合には、該インピー
ダンス整合回路の入力端を測定点Ｐとするのがよい。こ
のように自動インピーダンス整合回路の入力端を測定点
とすれば、電流検出手段、電圧検出手段及び位相差検出
手段として、自動インピーダンス整合回路に本来設けら
れているものを利用することができる。

【００２２】尚インピーダンス変換回路２の入力端より
も電源側に測定点を設定した場合には、インピーダンス
変換回路２の入力インピーダンスと、インピーダンス変
換回路の入力端子と測定点との間の線路のインピーダン
スとの和が、入力インピーダンス演算手段８により演算
されることになる。

【００２３】

【作用】上記のプラズマインピーダンス測定装置におい
て、入力インピーダンス演算手段は、測定点から負荷側
を見たインピーダンスを入力インピーダンスＺ1 として
演算する。測定点とインピーダンス変換回路の出力端と
の間の回路の回路定数は既知である。インピーダンス変
換回路に可変コンデンサ等の可変素子が設けられている
場合でもその定数（コンデンサの場合には静電容量）は
操作子の位置等から容易に知ることができる。負荷回路
側インピーダンス演算手段１０は、インピーダンス変換
回路２の出力端子からプラズマ負荷側の回路を見た負荷
回路側インピーダンスＺ2 の抵抗分及びリアクタンス分
をそれぞれ未知数として、上記既知の回路定数と演算で
求めた入力インピーダンスＺ1 とから、該負荷回路側イ
ンピーダンスの抵抗分及びリアクタンス分を演算する。

【００２４】インピーダンス整合回路の出力端とプラズ
マ負荷との間をつなぐ分布定数回路の定数は既知である
ため、上記負荷回路側インピーダンスが求まれば、分布
定数回路の公式よりプラズマインピーダンスＺp を求め
ることができる。

【００２５】上記の各演算はコンピュータを用いること
により瞬時に行うことができるため、時々刻々変化する
プラズマインピーダンスをほぼリアルタイムで測定する
ことができる。

【００２６】プラズマインピーダンスを知ることができ
れば、インピーダンス整合回路の回路定数の設定を的確
に行うことができる。また時々刻々変化するプラズマイ
ンピーダンスをリアルタイムで測定することができるた
め、高周波電力に対する負荷の状態を監視することがで
きる。

【００２７】更に上記の測定結果を用いてインピーダン
ス整合回路の自動制御を行うことも可能である。

【００２８】

【実施例】図２は本発明の実施例の構成を示したもの
で、同図において１は高周波電源、２はインピーダンス
変換回路であり、このインピーダンス変換回路は、プラ
ズマ負荷に高周波電力を供給する際に従来から用いられ
ている自動インピーダンス整合回路からなっている。イ
ンピーダンス変換回路２は同軸ケーブル３を通してプラ
ズマ負荷４に接続されている。

【００２９】インピーダンス変換回路２を構成するイン
ピーダンス整合回路は、図４に示したものと同様に、イ
ンダクタンスが一定なコイルＬ1 と、第１の可変コンデ
ンサＣ1 と、第２の可変コンデンサＣ2 と、タップを選
択することによりインダクタンスの調整が可能なコイル
Ｌ2 とを備えている。第１及び第２の可変コンデンサＣ
1 及びＣ2 のそれぞれの静電容量を調節する調節部（操
作軸）は、モータを駆動源とした図示しない操作機構に
連結されている。また各可変コンデンサの調節部を駆動
するモータを制御する図示しない制御部が設けられてい
て、該制御部により可変コンデンサＣ1 及びＣ2 の操作
子の回転を制御することにより、それぞれの可変コンデ
ンサの静電容量を調整するようになっている。

【００３０】この例では、可変コンデンサＣ1 及びＣ2
により、インピーダンス整合回路のインピーダンス調節
手段が構成されている。

【００３１】インピーダンス変換回路２を構成する自動
インピーダンス整合回路の入力端には、高周波電流Ｉ
（ベクトル）の絶対値｜Ｉ｜と、高周波電圧Ｖ（ベクト
ル）の絶対値｜Ｖ｜と、電流Ｉと電圧Ｖの位相差θとを
検出する検出器２Ａが設けられている。

【００３２】インピーダンス変換回路の制御部は、高周
波電圧Ｖの絶対値と高周波電流Ｉの絶対値との比をとっ
て、該整合回路の入力端子から負荷側を見たインピーダ
ンスＺ1 ´を演算し、主として第１のコンデンサＣ1 を
調整することにより、該インピーダンスＺ1 ´を電源の
出力インピーダンスＺo の絶対値（＝５０Ω、一定）に
一致させるように調節する。制御部はまた主として第２
のコンデンサＣ2 を調整することにより、高周波電流Ｉ
と高周波電圧Ｖとの位相差θを零にするように調節す
る。

【００３３】本発明においては、インピーダンス変換回
路２から電源の出力端に至る回路の任意の点に設定した
測定点から該インピーダンス整合回路を見たインピーダ
ンスを入力インピーダンスＺ1 として求めて、これをプ
ラズマインピーダンスの演算に用いるが、本実施例で
は、インピーダンス変換回路２の入力端を測定点とし、
該変換回路２を構成する自動インピーダンス整合回路に
本来設けられている検出器２Ａが検出している電流Ｉ，
電圧Ｖ及び位相差θを入力インピーダンスＺ1 の演算に
用いる。この場合の入力インピーダンスＺ1 は自動イン
ピーダンス整合回路で演算されるインピーダンスＺ1 ´
に等しくなる。

【００３４】本発明ではまた、測定点とインピーダンス
変換回路２の出力端との間の回路の回路定数と入力イン
ピーダンスＺ1 とから、インピーダンス整合回路２の出
力端よりプラズマ負荷側の回路を見たインピーダンスを
負荷回路側インピーダンスＺ2 として演算する。

【００３５】本実施例では、インピーダンス変換回路２
の入力端を測定点としているため、この演算には入力イ
ンピーダンスＺ1 と、インピーダンス変換回路の回路定
数とを用いればよい。

【００３６】インピーダンス変換回路２の回路定数は、
第１及び第２の可変コンデンサＣ1及びＣ2 の静電容量
と、コイルＬ1 及びＬ2 のインダクタンスとである。こ
れらの内、コイルＬ1 及びＬ2 のインダクタンスは既知
であるが、インピーダンス調節手段である第１及び第２
の可変コンデンサＣ1 及びＣ2 の静電容量は随時変化す
る。そこで本実施例では、可変コンデンサＣ1 及びＣ2
の静電容量を演算するため、可変抵抗器ＶＲ1 及びＶＲ
2 を設け、これらの可変抵抗器の摺動子を可変コンデン
サＣ1 及びＣ2 の調節部と連動するようにそれぞれの可
変コンデンサの調節部の駆動機構に連結している。可変
抵抗器ＶＲ1 及びＶＲ2 の両端には一定の直流電圧を印
加してあり、可変抵抗器ＶＲ1 及びＶＲ2 の摺動子と接
地間にそれぞれコンデンサＣ1 及びＣ2 の調節部の位置
（回転角）に相応した位置検出信号Ｖp1及びＶp2を得る
ようにしている。この実施例では、可変抵抗器ＶＲ1 及
びＶＲ2 によりインピーダンス調節手段の調節部の位置
を検出する調節位置検出装置が構成され、この検出装置
の検出信号Ｖp1及びＶp2からインピーダンス調節手段と
しての可変コンデンサＣ1 及びＣ2 のインピーダンスが
演算される。

【００３７】電流の絶対値｜Ｉ｜、電圧の絶対値｜Ｖ
｜、位相差θ及び位置検出信号Ｖp1，Ｖp2はアナログ／
デジタルコンバータ（Ａ／Ｄコンバータ）２０に入力さ
れてデジタル信号に変換され、それぞれのデジタル信号
がコンピュータ２１に入力されている。

【００３８】コンピュータ２１は図３に示したアルゴリ
ズムに従ってプラズマインピーダンスを演算し、その結
果をディスプレイ装置１２に表示する。

【００３９】図３に示したアルゴリズムに従って行われ
る処理は次の通りである。

【００４０】先ず電流Ｉの絶対値｜Ｉ｜と電圧Ｖの絶対
値｜Ｖ｜とから次式（１）により入力インピーダンスＺ
1 の絶対値｜Ｚ１｜を演算する。 ｜Ｚ１｜＝｜Ｖ｜／｜Ｉ｜ …（１） 次に上記インピーダンスの絶対値と、電圧、電流の位相
差θとから、次式により入力インピーダンスＺ1 を演算
する。該インピーダンスＺ1 の抵抗分をＲ1 とし、リア
クタンス分をＸ1 とし、Ｚ1 ＝Ｒ1 ＋ｊＸ1 とおくと、
Ｒ1 及びＸ1 は次の式で与えられる。 Ｒ1 ＝｜Ｚ１｜cos θ …（２） Ｘ1 ＝｜Ｚ１｜sin θ …（３） 次いで位置検出信号Ｖp1及びＶp2から可変コンデンサＣ
1 及びＣ2 の静電容量を演算し、その結果に基づいて可
変コンデンサＣ1 及びＣ2 のインピーダンス−ｊＸC1及
び−ｊＸC2を演算する。可変コンデンサＣ1 及びＣ2 の
静電容量をそれぞれ同じ符号Ｃ1 及びＣ2 で表わすと、
可変コンデンサＣ1 及びＣ2 のインピーダンス−ｊＸC1
及び−ｊＸC2はそれぞれ−ｊＸC1＝ｊ（１／ｊωC1）及
び−ｊＸC2＝ｊ（１／ｊωC2）（…ωは角周波数）で与
えられる。 ここでコイルＬ1 及びコイルＬ2 のインダク
タンスをそれぞれ同じ符号Ｌ1 及びＬ2 で表わして、両
コイルのインピーダンスｊＸL1及びｊＸL2はそれぞれｊ
ＸL1＝ｊωＬ1 及びｊＸL2＝ｊωＬ2 とする。

【００４１】次に変換回路の出力端から負荷側の回路を
見た負荷回路側インピーダンスＺ2を、Ｚ2 ＝Ｒ2 ＋ｊ
Ｘ2 とおいて、該Ｒ2 及びＸ2 を未知数とし、入力イン
ピーダンスＺ1 の抵抗分Ｒ1 及びリアクタンス分Ｘ1
と、変換回路の構成要素のリアクタンスＸC1，ＸC2，Ｘ
L1及びＸL2とを既知数として、Ｒ2 及びＸ2 を求める。
これらＲ2 及びＸ2 は次の式により与えられる。尚
「＊」は乗算記号を示す。

【００４２】 Ｒ2 ＝Ｒ1 ＊（ＸC1）² ／Ｂ …（４） Ｘ2 ＝｛Ｒ1 ² ＊ＸC1＋（Ｘ＋ＸC1＊ＸC1＊Ｘ｝／Ｂ＋ＸC2−ＸL2 …（５） 但し、 Ｘ＝Ｘ1 −ＸL1 …（６） Ｂ＝Ｒ1 ² ＋（Ｘ＋ＸC1）² …（７） 次に変換回路２とプラズマ負荷との間を接続する同軸ケ
ーブルの特性インピーダンスを５０Ω、該同軸ケーブル
の長さをｄ［m]、インピーダンス変換回路２とプラズマ
負荷４との間を接続する分布定数回路の位相定数をβと
すると、プラズマインピーダンスＺp は次の式により求
められる。 Ｚp ＝５０＊ｚｐ …（８） 但し、 ｚp ＝｛ｚ2 −ｊtan （βｄ）｝／｛１−ｊｚ2 tan （βｄ）｝ …（９） ｚ2 ＝Ｚ2 ／５０ …（１０） 本実施例では、図３のフローチャートの、インピーダン
スＺ1 の絶対値を演算する過程と、インピーダンスＺ1
のベクトルを求める過程とにより、入力インピーダンス
演算手段８が実現される。また可変コンデンサＣ1 ，Ｃ
2 のインピーダンスを計算する過程と、インピーダンス
変換回路の回路定数及び入力インピーダンスＺ1 から負
荷回路側インピーダンスＺ2 を演算する過程とにより負
荷回路側インピーダンス演算手段が実現される。更にプ
ラズマインピーダンスＺp を計算する過程により、プラ
ズマインピーダンス演算手段１１が実現される。

【００４３】上記プラズマインピーダンスＺp と、入力
インピーダンスＺ1 と、負荷回路側インピーダンスＺ2
とをコンピュータのデイスプレイ装置の画面上に表示さ
せる。この過程により、表示手段１２が実現される。

【００４４】上記の各インピーダンスは例えば、自動イ
ンピーダンス整合回路のインピーダンスの整合範囲を表
示したスミスチャート上に表示して、自動インピーダン
ス整合回路の出力インピーダンス（負荷インピーダンス
により決まる。）が整合範囲にあるか否かを判断するた
めの判断基準として用いることができる。尚スミスチャ
ートを用いる代りに、インピーダンスの直交座標系を用
いて上記インピーダンスＺp ，Ｚ1 及びＺ2 を表示させ
るようにしてもよい。

【００４５】上記の実施例では、インピーダンス変換回
路２として自動インピーダンス整合回路を用いている
が、自動インピーダンス整合回路の構成は図示の例に限
られるものではない。例えば図２において、コイルＬ1
は省略される場合がある。また図２のインピーダンス整
合回路において、可変コンデンサＣ2 は、該コンデンサ
Ｃ2 とコイルＬ2 との直列回路の等価的なインダクタン
スを変化させるために設けられているが、インダクタン
ス値を微細に調整し得る可変インダクタを使用できる場
合（周波数帯域によっては使用できない場合もある。）
には、可変コンデンサＣ2 及びコイルＬ2 の直列回路を
可変インダクタ単体で置き換えて、該可変インダクタを
インピーダンス整合回路のインピーダンス調節手段とす
ることもできる。その場合には、可変インダクタの調節
部の位置を検出して、検出した位置から可変インダクタ
のインピーダンス値を演算するようにする。

【００４６】その他インピーダンス整合回路の構成には
無数の変形を考えることができ、可変コンデンサと可変
インダクタとの双方をインピーダンス調節手段とする場
合もある。

【００４７】尚本発明においてプラズマインピーダンス
の測定のために用いるインピーダンス変換回路は、入出
力のインピーダンスを変換するものであって、その回路
定数が既知のもの、または回路定数を知り得るものであ
ればよく、該インピーダンス変換回路としてトランス
や、Ｌ，Ｃ回路等を用いることもできる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、プラズ
マに印加されている電圧及び電流を測定せずに、プラズ
マインピーダンスをほぼリアルタイムで測定することが
できる利点がある。

【００４９】プラズマインピーダンスを測定することに
より、高周波電力に対する負荷の状態を知ることができ
るだけでなく、高周波電源とプラズマ負荷との間に設け
られるインピーダンス整合回路の回路定数の測定を的確
に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例の構成を示す回路図である。

【図３】本発明の各手段を実現するコンピュータソフト
のアルゴリズムを示すフローチャートである。

【図４】高周波電源からプラズマ負荷に電力を供給する
回路の構成を概略的に示した回路図である。

【符号の説明】

１…高周波電源、２…インピーダンス変換回路、４…プ
ラズマ負荷、５…入力電流検出手段、６…入力電圧検出
手段、７…位相差検出手段、８…入力インピーダンス演
算手段、９…調節用インピーダンス演算手段、１０…負
荷回路側インピーダンス演算手段、１１…プラズマイン
ピーダンス演算手段、１２…表示手段。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波電源から電力が供給されているプ
   ラズマ負荷のインピーダンスを測定するプラズマインピ
   ーダンス測定装置において、 前記高周波電源とブラズマ負荷との間にインピーダンス
   変換回路を挿入しておき、 前記インピーダンス変換回路の入力側の回路の任意の点
   に設定した測定点での高周波電流の絶対値を検出する入
   力電流検出手段と、 前記測定点での高周波電圧の絶対値を検出する入力電圧
   検出手段と、 前記測定点での高周波電流と高周波電圧との位相差を検
   出する位相差検出手段と、 前記測定点での高周波電流の絶対値と高周波電圧の絶対
   値と前記位相差とから、前記測定点より負荷側を見たイ
   ンピーダンスを入力インピーダンスとして演算する入力
   インピーダンス演算手段と、 前記測定点とインピーダンス変換回路の出力端との間の
   回路の回路定数と前記入力インピーダンスとから、前記
   インピーダンス変換回路の出力端より前記プラズマ負荷
   側の回路を見たインピーダンスを負荷回路側インピーダ
   ンスとして演算する負荷回路側インピーダンス演算手段
   とを備えてなるプラズマインピーダンス測定装置。
2. 【請求項２】 前記インピーダンス変換回路の出力端と
   前記プラズマ負荷との間をつなぐ回路の定数と前記負荷
   回路側インピーダンスとから、前記プラズマ負荷のイン
   ピーダンスを演算するプラズマインピーダンス演算手段
   を更に備えてなる請求項１に記載のプラズマインピーダ
   ンス測定装置。
3. 【請求項３】 前記インピーダンス変換回路は、可変コ
   ンデンサ、可変インダクタまたはこれらの組み合わせを
   インピーダンス調節手段としたインピーダンス整合回路
   からなり、 前記インピーダンス調節手段の調節部の位置を検出し
   て、該インピーダンス調節手段のインピーダンスを演算
   するインピーダンス演算手段を有し、 前記負荷回路側インピーダンス演算手段は、前記インピ
   ーダンス演算手段が演算したインピーダンス調節手段の
   インピーダンスとその他の回路定数とを用いて前記負荷
   回路側インピーダンスを演算する請求項１または２に記
   載のプラズマインピーダンス測定装置。
4. 【請求項４】 前記プラズマインピーダンス演算手段の
   演算結果をディスプレイ装置の画面上に表示する表示手
   段を更に備えている請求項１ないし３のいずれか１つに
   記載のプラズマインピーダンス測定装置。