TWI643529B - 高頻電源裝置，及高頻電源裝置的控制方法 - Google Patents

高頻電源裝置，及高頻電源裝置的控制方法 Download PDF

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Abstract

於藉由高頻電源裝置的掃頻來進行阻抗匹配之頻率控制中，查明反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向，藉此縮短檢測出反射係數或反射電力會成為極小之頻率所需的時間。
將進行高頻電源裝置的阻抗匹配之頻率控制，藉由(A)相位控制，基於振盪頻率的相位狀態來查明反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向，而以查明的掃掠方向來開始頻率增減；(B)反射電力控制，以反射係數或反射量作為完成頻率控制的控制之控制完畢條件；這二階段的控制來進行。

Description

高頻電源裝置，及高頻電源裝置的控制方法
本案發明有關高頻電源裝置、及高頻電源裝置的控制方法，例如有關對用於伴隨電漿蝕刻、電漿CVD等的放電之用途的電漿處理裝置等的負載供給電力之高頻電源裝置、及高頻電源裝置的控制方法。
負載會隨著放電狀態的變化而阻抗會變動。例如，電漿負載中在放電開始前與放電開始後之間阻抗會變動。此外，即使是放電中，依照對電漿供給之氣體的狀態、或電漿室內的生成物或環境變化不同，也會發生阻抗變動。
為了從高頻電源裝置對負載效率良好地供給電力，已知會藉由設於高頻電源裝置與負載之間的匹配電路之調整來進行阻抗匹配。此匹配電路所做的阻抗匹配，被指出有難以應對急遽的阻抗變動這樣的問題。
對於此問題，有人提議一種高頻電源裝置，利用高頻電源裝置的輸出頻率是可瞬時地可變這一點，令輸出頻率變化而使負載側阻抗變化，藉此瞬時地令其阻抗匹配(專利文獻1)。輸出頻率的頻率控制，是提議以反射係數絕對值作為指標來令頻率變化(專利文獻1、2)。
專利文獻1中，提議反覆做下述處理，即，在涵括基準頻率之事先訂定好的頻率範圍內一面令振盪頻率變化一面查明反射係數絕對值會成為極小之振盪頻率的處理，藉此控制振盪頻率而使反射係數絕對值變小。
專利文獻2中，提議在訂定好的頻率範圍內每隔一定周期進行掃頻(frequency sweeping)，藉此檢測反射電力會成為極小之頻率。
專利文獻1中，提議於查明頻率之後的頻率控制中，訂定和該時的反射係數絕對值相對應之反射係數上限值，當反射係數絕對值超出反射係數上限值的情形下，再度反複做頻率控制來檢測反射係數絕對值會成為極小之振盪頻率。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-310245號公報
[專利文獻2]日本特開2010-27587號公報
以往提議之頻率控制中，是於令頻率變化而使反射係數或反射電力變小之處理中，在涵括基準頻率之事先訂定好的頻率範圍內、或是訂定好的頻率範圍內進行掃頻。
當在頻率範圍內掃掠頻率時，因頻率掃掠方向不同，反射係數或反射電力可能會增加。因此，必須針對頻率範圍的全區域進行掃頻，而有檢測出反射係數或反射電力會成為極小之頻率所需的檢測時間拖長這樣的問題。
本發明目的在於解決前述以往的問題點，於藉由高頻電源裝置的掃頻來進行阻抗匹配之頻率控制中，查明反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向，藉此縮短檢測出反射係數或反射電力會成為極小之頻率所需的時間。
本案發明之發明者，於高頻電源裝置之頻率控制中，發現了(a)高頻電源裝置的輸出頻率中，反射係數的相位特性、與反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向之間有著對應關係上述對應關係中，(b)當相位狀態為落後負載的情形下，反射係數為 正相位，反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向，為令頻率增加之方向(c)當相位狀態為領先負載的情形下，反射係數為負相位，反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向，為令頻率減少之方向。
本案發明，基於上述的對應關係，依據相位狀態為落後負載或領先負載，來決定控制開始時的頻率掃掠方向，係將進行高頻電源裝置的阻抗匹配之頻率控制，藉由(A)相位控制，基於振盪頻率的相位狀態來查明反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向，而以查明的掃掠方向來開始頻率增減及(B)反射電力控制，以反射係數或反射量作為完成頻率控制的控制之控制完畢條件這二階段的控制來進行。
本案發明中，藉由相位控制來開始頻率控制，藉此查明反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向，縮短檢測出反射係數或反射電力會成為極小之頻率所需的時間。
此外，本案發明之發明者，發現了從高頻電源裝置觀看負載側時之輸入阻抗係和反射係數具備同樣的相位特性。本案發明，能夠取代反射係數的相位特性，而基於從高頻電源裝置觀看負載側時之輸入阻抗的相位特性 來判定相位狀態。當從反射係數的相位狀態來判定的情形下，能夠由基於反射波的電壓電流之相位、與基於行進波的電壓電流之相位的相位差，來檢測相位狀態。此外，當從輸入阻抗的相位狀態來判定的情形下，能夠在高頻電源裝置的輸出端的電壓與電流之間檢測相位差的相位狀態。
〔高頻電源裝置〕
本案發明之高頻電源裝置，係對於伴隨放電的負載供給高頻電力之高頻電源裝置，具備(a)高頻產生電路，將頻率設為可變(b)頻率控制電路，輸出控制高頻產生電路的頻率變更之控制訊號(c)反射狀態檢測電路，包含檢測高頻產生電路的相位狀態之相位檢測電路、及演算高頻產生電路的輸出端中的反射係數值及/或反射量之反射演算電路(d)控制方向指示電路，基於相位檢測電路輸出的相位狀態，於頻率變更中輸出指示令頻率增加或減少的控制方向之方向指示訊號的各電路構成。
另，各電路構成當中，頻率控制電路、相位檢測電路、反射演算電路、控制方向指示電路除了藉由硬體來構成外，能夠藉由CPU及記憶體等隨同的元件而以軟體來構成。
頻率控制電路，對於高頻產生電路，包含相 位控制及反射電力控制這二階段的控制，將頻率設為可變。
(A)相位控制，為控制開始時之頻率控制，基於控制方向指示電路輸出的方向指示訊號，來控制頻率變更中的頻率增減。
(B)反射電力控制，於控制完畢時，以反射演算電路輸出的反射係數值及/或反射量作為控制完畢條件，來控制頻率變更的持續/停止。
(再控制)
專利文獻1中，於頻率控制中，當反射係數絕對值超出反射係數上限值的情形下，將頻率控制再度重複進行再控制。此再控制中，作為進行再控制之條件是使用反射係數的上限值，因此當反射係數上昇了的情形下藉由進行再控制能夠決定和負載阻抗匹配之頻率，但當反射係數下降了的情形下則不會進行再控制，因此無法決定匹配變動了的負載阻抗之頻率。
相對於此，本案發明，針對以前次的頻率控制決定的反射係數值或是反射量，是設定以此值作為中心值而在上下具有規定寛幅之反射係數值範圍或是反射量範圍，而以此設定範圍作為閾值範圍，來判定新求出的反射係數或反射量之變動。此判定中，當反射係數或反射量增加了或是減少了的情形下，再度進行頻率控制，求出匹配變動了的負載阻抗之新頻率。此再控制中，不限於反射係 數或反射量增加了的情形，即使當減少了的情形下仍能決定匹配變動了的負載阻抗之頻率。
本案發明之高頻電源裝置，具備將再度指示頻率變更之再控制訊號輸出至頻率控制電路之再控制電路。頻率控制電路，基於再控制訊號對高頻產生電路輸出控制訊號。高頻產生電路，基於控制訊號將頻率設為可變。
再控制中，當以本次的頻率控制得到的反射係數值及/或反射量超出由以前次的頻率控制得到的反射係數值及/或反射量所決定之閾值的情形下，令頻率控制電路實施頻率控制，從高頻產生電路令以頻率控制得到的頻率的高頻電力產生。另一方面，當以本次的頻率控制得到的反射係數值及/或反射量未滿以前次的頻率控制得到的反射係數值及/或反射量的情形下，從高頻產生電路令依頻率控制電路而於前次的頻率控制完畢時得到的頻率的高頻電力產生。
再控制電路，以藉由頻率變更而決定之頻率中的反射係數值及/或反射量作為中心值，而具有將在此中心值的上下具有規定寛幅之反射係數值範圍及/或反射量範圍訂為決定做再控制之閾值範圍，當處於以反射係數演算電路檢測出的反射係數值為反射係數範圍外、或以反射係數演算電路檢測出的反射量為反射量範圍外的至少一方時，輸出再控制訊號。
(再控制的實施態樣)
再控制電路，能夠以複數個態樣進行再控制之實施。
進行再控制之第1態樣，是基於負載狀態的變化來輸出再控制訊號。負載狀態，例如為令電漿腔室內產生之驅動功率或氣體壓力等驅動條件、或電漿腔室內的構造物的移動等運轉條件。
再控制電路，基於負載狀態的變化來輸出再控制訊號。頻率控制電路，事先具備和負載狀態相對應之控制完畢條件，基於再控制訊號，依據因應負載狀態而事先設定好的控制完畢條件來再度進行反射電力控制。
進行再控制之第2態樣，是當反射係數及/或反射量超出某一設定值的狀態持續了一定時間之情形下輸出再控制訊號。頻率控制電路，基於當反射係數及/或反射量超出某一設定值的狀態持續了一定時間之情形下被輸出之再控制輸出，來再度進行反射電力控制。
(相位檢測的態樣)
本案發明之高頻電源裝置的相位檢測電路，能夠以複數個態樣來進行相位狀態之檢測。
相位檢測電路所進行之相位狀態的第1檢測態樣，是基於高頻產生電路的輸出端的電壓及電流來檢測相位狀態。
進行相位狀態的第1檢測態樣之構成例，是在高頻產生電路的輸出端具備電壓檢測部及電流檢測部。相 位檢測電路，基於電壓檢測部的檢測電壓及電流檢測部的檢測電流來檢測相位狀態。
相位檢測電路所進行之相位狀態的第2檢測態樣，是基於依據高頻產生電路的輸出端的電壓及電流而求出的相位、及傳送路徑的相位偏差來檢測相位狀態。
相位檢測中，將把傳送線路所造成之相位偏差量予以加算而成之相位，輸出作為高頻產生電路的輸出端的相位狀態。藉由加算傳送線路所造成之相位偏差量，能夠補償傳送線路所造成之相位偏差。
進行相位狀態的第2檢測態樣之構成例，是在高頻產生電路的輸出端具備方向性檢測器。相位檢測電路，針對以方向性檢測器分離出的行進波及反射波之分離波，由基於各分離波的電壓及電流之相位的相位差來檢測相位狀態。
〔高頻電源裝置的控制方法〕
本案發明之高頻電源裝置的控制方法，係對於伴隨放電的負載供給高頻電力之高頻電源裝置的控制方法，於藉由高頻電源裝置的頻率變更所達成之阻抗匹配，來控制反射電力之頻率控制中，具備：
(A)相位控制工程，於控制開始時，基於高頻電源裝置的相位狀態，來決定令頻率變更的頻率增加或減少之控制方向
(B)反射電力控制工程，於以相位控制工程決定的 頻率增減所致之頻率變更中，以高頻電源裝置的反射係數值及/或反射量作為控制完畢條件，來控制頻率變更的持續/停止。
(再控制)
再控制中，以藉由頻率變更而決定之頻率中的反射係數值及/或反射量作為中心值，而具有將在此中心值的上下具有規定寛幅之反射係數值範圍及/或反射量範圍訂為決定做再控制之閾值範圍，當處於反射係數值為前述反射係數範圍外、或反射量為反射量範圍外的至少一方時，再度進行頻率控制。
(再控制的實施態樣)
再控制之實施能夠以複數個態樣進行。
進行再控制之第1態樣，是基於負載狀態的變化來輸出再控制訊號。負載狀態，例如為令電漿腔室內產生之驅動功率或氣體壓力等驅動條件、或電漿腔室內的構造物的移動等運轉條件。再控制，是事先具備和負載狀態相對應之控制完畢條件，依據因應負載狀態而事先設定好的控制完畢條件來再度進行反射電力控制。
進行再控制之第2態樣，是當反射係數及/或反射量超出某一設定值的狀態持續了一定時間之情形下輸出再控制訊號。基於當反射係數及/或反射量超出某一設定值的狀態持續了一定時間之情形下被輸出之再控制輸出， 來再度進行反射電力控制。
(相位檢測的態樣)
本案發明之高頻電源裝置的相位檢測，能夠以複數個態樣來進行相位狀態之檢測。相位狀態的第1檢測態樣，是基於高頻產生電路的輸出端的電壓及電流來檢測相位狀態。
相位狀態的第2檢測態樣，是基於依據高頻產生電路的輸出端的電壓及電流而求出的相位、及傳送路徑的相位偏差來檢測相位狀態。
如以上說明般，按照本案發明，於藉由高頻電源裝置的掃頻來進行阻抗匹配之頻率控制中，能夠查明反射係數或反射電力會往極小之頻率掃掠方向。藉此，能夠縮短檢測出反射係數或反射電力會成為極小之頻率所需的時間。
10‧‧‧高頻電源裝置
11‧‧‧高頻產生電路
12‧‧‧方向性耦合器
13‧‧‧相位檢測電路
14‧‧‧反射演算電路
15‧‧‧控制方向指示電路
16‧‧‧頻率控制電路
17‧‧‧電壓檢測部
18‧‧‧電流檢測部
20‧‧‧阻抗匹配電路
30‧‧‧負載
40‧‧‧再控制判定電路
41‧‧‧閾值更新手段
41a‧‧‧記憶手段
41b‧‧‧讀出手段
42‧‧‧比較手段
43‧‧‧計時電路
50‧‧‧纜線
[圖1]本案發明之高頻電源裝置的概略構成圖。
[圖2]本案發明之頻率控制的流程圖。
[圖3]本案發明之頻率控制時的反射係數的史密斯圖。
[圖4]本案發明之高頻電源裝置的概略構成說明用圖。
[圖5]本案發明之相位控制工程及反射電力控制工程S2的一工程例說明用流程圖。
[圖6]本案發明之掃頻說明用圖。
[圖7]本案發明之輸入阻抗Zin的虛部的頻率特性、與反射係數Γ的頻率特性的概略說明圖。
[圖8]阻抗匹配電路說明用圖。
[圖9]將掃掠本案發明之頻率時的反射係數與相位予以極座標表示之史密斯圖的一例示意圖。
[圖10]本案發明之反射係數變動的頻率特性示意圖。
[圖11]再度實施頻率控制之再控制的態樣示意流程圖。
[圖12]再度實施本案發明之頻率控制之再控制的態樣示意圖。
[圖13]本案發明之再控制判定說明用流程圖。
[圖14]本案發明之再控制判定的判定範圍說明用圖。
[圖15]本案發明之再控制判定的動作例說明用圖。
[圖16]進行本案發明之再控制之高頻電源裝置的構成例。
[圖17]本案發明之再控制判定電路的構成例。
[圖18]補償因舖設於本案發明之高頻電源裝置與負載之間的纜線而產生的相位差之相位偏差補償說明用圖。
[圖19]纜線的相位偏差補償說明用圖。
利用圖1~圖19，說明本案發明之高頻電源裝置、及高頻電源裝置的控制方法。
以下，利用圖1~3說明本案發明之高頻電源裝置所做的頻率控制，利用圖4說明本案發明之高頻電源裝置的構成，利用圖5~圖9及圖10~圖17說明本案發明之構成電源裝置的控制方法。圖10~圖17為本案發明之高頻電源裝置所做的再控制說明用圖。此外，利用圖18、19說明補償因舖設於本案發明之高頻電源裝置與負載之間的纜線而產生的相位差之方法。
(本案發明之高頻電源裝置的頻率控制的概略)
針對本案發明之高頻電源裝置的構成、及頻率控制的概略，利用圖1之高頻電源裝置的概略構成圖、圖2之頻率控制的流程圖、及圖3之頻率控制時的反射係數的史密斯圖來說明。
(高頻電源裝置的概略構成)
本案發明之高頻電源裝置10，為對於伴隨放電之負載30供給高頻電力之高頻電源裝置，藉由將高頻電源裝置10的輸出的頻率做頻率變更之頻率控制，來進行負載30的對於阻抗變動之阻抗匹配，使得從負載30回到高頻電源裝置10之反射電力減低，以控制從高頻電源裝置10對負載30之 良好電力供給。
在高頻電源裝置10與負載30之間設有阻抗匹配電路20，來達成與通常狀態下的負載30之間的阻抗匹配。當將電源的輸出阻抗訂為ZO、將涵括負載30的阻抗之阻抗匹配電路20的特性阻抗訂為ZL、將從高頻電源裝置10觀看時之負載30側的輸入阻抗訂為Zin時，反射係數Γ是以Γ=(ZL-ZO)/(ZL+ZO)表示，各阻抗ZL，ZO，Zin、及Γ為頻率ω的函數。
高頻電源裝置10，對於負載30的阻抗ZP的變動，是將輸出的高頻的頻率ω設為可變，藉此將各阻抗設為可變，而將反射係數Γ予以頻率控制成極小值。
(頻率控制的概略)
本案發明之頻率控制，是於由將輸出的高頻的頻率ω設為可變來達成之阻抗匹配中，藉由控制開始時的相位控制工程(S1)、及控制開始後的反射電力控制工程(S2)這2個控制工程，來輸出將反射電力設為極小之頻率的高頻。將藉由頻率控制得到的頻率予以維持，並且將該時的反射係數Γ及/或反射量Wr記憶成為極小值(S3)。
又，藉由再控制(S4)來反覆做相位控制工程及反射電力控制工程這2個控制工程，藉此將反射電力維持在極小的狀態。S1的相位控制工程及S2的反射電力控制工程，各自進行以下的控制。
(相位控制工程)
相位控制工程，於控制開始時，基於高頻電源裝置的相位狀態，來決定令頻率變更的頻率增加或減少之頻率掃掠方向。
頻率掃掠方向，為頻率控制中令反射係數及/或反射量減低之頻率增減方向。相位控制工程中，於控制開始時決定頻率控制的掃掠方向，藉此能夠縮短令反射電力減低之頻率控制的處理時間。
相位控制工程，是藉由反射係數Γ的相位為正相位或是負相位之相位狀態，來決定頻率掃掠方向。正相位相當於落後負載，負相位相當於領先負載。
圖3揭示以史密斯圖表示之反射係數Γ。阻抗匹配的狀態中，成為Γ=Γmin。特別是，當特性阻抗Z0與負載阻抗Zp一致的情形下反射係數Γ成為“0”。反射係數Γ為“0”的點相當於史密斯圖上的中心點PO。史密斯圖中，對於通過中心點PO的中心線而言上方的區域為正相位，下方的區域為負相位。正相位為相對於電壓而言電流呈落後之相位落後，負相位為相對於電壓而言電流呈領先之相位領先。
史密斯圖上的反射係數Γ的軌跡會和頻率ω的變化一起移動。在阻抗匹配時的頻率ωO的附近，相對於相位會成為“0”之頻率而言，當頻率ω比頻率還低時反射係數Γ成為正相位，當頻率ω比頻率還高時反射係數Γ成為負相位。
上述頻率ω與相位之關係，當阻抗匹配時會成為Γ=Γmin之理想的情形下為以下的相位特性。當特性阻抗ZL及電源的輸出阻抗Z0是以電容量C與電感量L的並聯連接來表示時，於成為相位=0之頻率ω0中，和反射係數Γ=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)中的相位相關之成分，當在將x軸訂為頻率ω將y軸訂為相位之座標中觀看時，若將座標的上方以正相位表示，則相位在頻率會成為“0”，在比頻率還低的頻率會成為正相位，在比頻率還高的頻率會成為為負相位。
由上述的相位特性，圖3所示史密斯圖中的反射係數Γ的軌跡，當頻率ω增加了的情形下會從正相位朝向負相位移動，當頻率ω減少了的情形下會從負相位朝向正相位移動。
是故，相位控制工程中，當檢測出的相位狀態為落後相位的情形下(例如P1的點)，藉由令頻率ω增加來使反射係數Γ的相位往朝向0°(P3的點)的方向移動。另一方面，當檢測出的相位狀態為領先相位的情形下(例如P2的點)，藉由令頻率ω減少來使反射係數Γ的相位往朝向0°(P3的點)的方向移動。圖3中，將相位為0°的位置以P3的點的圓記號表示。
反射係數Γ的相位，和從高頻電源裝置側觀看負載側之阻抗Zin的相位係具有相同的相位特性，因此藉由檢測高頻電源裝置的輸出端之相位狀態，便能檢測反射係數的相位狀態。高頻電源裝置的輸出端，亦即阻抗匹配 電路的輸入端之相位狀態，能夠由高頻電源裝置的輸出端中的電壓與電流之相位關係、或是高頻電源裝置的輸出端中的反射波的相位與行進波的相位之相位差來求出。
(反射電力控制工程)
頻率控制的控制目標，是將反射係數Γ的絕對值|Γ|設為極小，但反射係數Γ的絕對值|Γ|於相位為0°(圖3中的P3的點)未必會成為極小。
圖3的史密斯圖中，反射係數Γ的絕對值|Γ|會成為極小之位置P4係以×記號表示，和相位為0°的位置P3位於不同位置。鑑此，藉由相位控制工程令反射係數Γ的相位朝向0°(位置P3)開始掃頻後，藉由反射電力控制來控制頻率而使反射係數的絕對值|Γ|成為極小。
反射電力控制工程S2，是以相位控制工程S1中決定的掃掠方向開始頻率變更後，以高頻電源裝置的反射係數值及/或反射量作為控制完畢條件，來控制頻率變更的持續/停止。此處，作為控制完畢條件，是利用藉由頻率變更的控制而高頻電源裝置的反射係數值及/或反射量會成為極小這一點，藉此判定反射係數Γ/或反射量是否為極小。
圖3中，當頻率控制的開始點為正相位的情形下，藉由相位控制工程藉由令頻率增加之頻率控制令其朝向相位0°後，藉由反射電力控制求出反射係數Γ或反射量會成為極小之頻率。此外，當頻率控制的開始點為負相位 的情形下，藉由相位控制工程藉由令頻率減少之頻率控制令其朝向相位0°後，藉由反射電力控制求出反射係數Γ或反射量會成為極小之頻率。
(再控制工程)
將相位控制工程及反射電力控制工程中求出的頻率予以維持而將輸出供給至負載(S3)。其後，若負載側等有變動則阻抗匹配會變得偏離恰當的狀態。在這樣的情形下，藉由再控制工程S4重覆做相位控制工程S1及反射電力控制工程S2，再度求出適當的頻率ω，進行阻抗匹配。再控制工程(S4)中，預先將相位控制工程及反射電力控制工程中得到的頻率中的反射係數、反射量記憶成為極小值，當以後得到的反射係數、反射量超出閾值的情形下，進行再控制。
(本案發明之高頻電源裝置的構成)
圖4為本案發明之高頻電源裝置的概略構成說明用圖，圖4(a)與圖4(b)之構成是在相位檢測的構成有差異，其他的構成則共通。
高頻電源裝置10，具備產生高頻之高頻產生電路11、及方向性耦合器12、及相位檢測電路13、反射演算電路14、控制方向指示電路15、頻率控制電路16。相位檢測電路13及反射演算電路14係構成反射狀態檢測電路19。
高頻產生電路11，將產生的高頻輸出從方向性耦合器12透過阻抗匹配電路20供給至負載30。方向性耦合器12，係將從高頻產生電路11朝向負載30之行進波電力Pf、與從負載30回到高頻產生電路11之反射電力Pr予以分離。
相位檢測電路13，基於在方向性耦合器12分離出的行進電力Pf與反射電力Pr、或是在電壓檢測部17及電流檢測部18求出的電壓V及電流I，來檢測反射係數及相位狀態。另，圖4(b)揭示基於在電壓檢測部17求出的電壓與從電流檢測部18求出的電流來檢測反射係數及相位狀態之構成。
控制方向指示電路15，基於相位檢測電路13檢測出的相位落後或是相位領先之相位狀態，來將指示頻率掃掠方向之方向指示訊號輸出至頻率控制電路16。
反射演算電路14，基於在方向性耦合器12分離出的行進電力Pf與反射電力Pr、或是在電壓檢測部17及電流檢測部18求出的電壓、電流，來求出反射係數Γ或反射量Wr。
頻率控制電路16，基於方向指示訊號來決定頻率變更的掃掠方向，並且進行頻率控制來求出使得來自反射演算電路14的反射係數Γ或反射量Wr會成為極小之頻率，而對高頻產生電路11輸出控制訊號。
(本案發明之高頻電源裝置的頻率控制方法)
以下，利用圖5~圖9針對頻率控制方法說明之。圖5揭示相位控制工程S1及反射電力控制工程S2的工程的一例。
相位控制工程中，由高頻電源裝置的輸出端中的電壓與電流的相位、或是高頻電源裝置的輸出端中的反射波的相位與行進波的相位之相位差來檢測相位狀態(S1a)，針對檢測出的相位狀態判定其為正相位或是負相位(S1b)。
當相位狀態為正相位的情形下，判斷其為落後負載，進行令頻率ω增加之掃頻，相對於初始頻率ω(0)而言令頻率ω上昇而決定頻率ω(1)(S1c)。當相位狀態為負相位的情形下，判斷其為領先負載，進行令頻率ω減少之掃頻，相對於初始頻率ω(0)而言令頻率ω下降而決定頻率ω(1)(S1d)。
基於相位控制工程中決定的頻率掃掠方向來令頻率增加或是減少，進行反射電力控制(S2)。另，圖5所示反射電力控制工程中，係針對反射電力係數來揭示。
相位控制S1中，因負載的狀況不同，前述相位狀態與頻率掃掠方向之關係可能會成為相反的關係。在這樣的情形下，S1e~S1h的工程中使掃掠方向反轉。
以S1c的工程或S1d的工程中決定的掃掠方向令頻率變化，檢測反射係數Γ或反射量Wr(S1e)，判定反射係數Γ或反射量Wr的增減(S1f)。當反射係數Γ或反 射量Wr一直增加的情形下，判定掃掠方向為反方向而進行使頻率ω的掃掠方向反轉之逆控制(S1g)。另一方面，當反射係數Γ或反射量Wr一直減少的情形下，判定掃掠方向為正確方向而在維持頻率ω的掃掠方向的狀態下進行控制(S1h)。
在接著相位控制工程(S1)進行之反射電力控制(S2)中，於時間點(取樣)k一面改變頻率ω(k)一面進行掃頻(S2a)，於各取樣的時間點k的頻率ω(k)中求出反射係數Γ(k)(S2b)。
將在時間點(k-1)得到的反射係數Γ(k-1)與在時間點(k)得到的反射係數Γ(k)予以比較。當在後來的取樣(k)得到的Γ(k)比在前一取樣的取樣(k-1)得到的Γ(k-1)還小的情形下(Γ(k-1)≧Γ(k))，判斷可藉由繼續掃頻來得到更小的反射係數Γ，反覆S2a，S2b的工程。
另一方面，當在後來的取樣(k)得到的Γ(k)超出在前1取樣的取樣(k-1)得到的Γ(k-1)的情形下(Γ(k-1)<Γ(k))，判斷若繼續掃頻則反射係數Γ會變大，於下一取樣(k+1)訂為Γ(k+1)=Γ(k-1)而完成控制。
圖6為反射電力控制中的掃頻說明用圖，圖6(a)、(b)揭示繼續進行掃頻之情形，圖6(c)、(d)揭示停止掃頻而結束頻率控制之情形。另，此處，雖揭示令頻率ω增加之情形，但針對令頻率ω減少之情形 亦同。
圖6(a)、(b)所示繼續進行掃頻的情形，相當於S2c中Γ(k-1)≧Γ(k)的情形。在此情形下，由取樣(k-1)下的反射係數Γ(k-1)與取樣(k)下的反射係數Γ(k)之比較，判斷可藉由繼續掃頻來得到更小的反射係數Γ，而繼續進行掃頻。
圖6(c)、(d)所示繼續進行掃頻的情形，相當於S2c中Γ(k-1)<Γ(k)的情形。在此情形下，由取樣(k-1)下的反射係數Γ(k-1)與取樣(k)下的反射係數Γ(k)之比較，判斷藉由持續掃頻而反射係數Γ會變大，停止進行掃頻。
(反射係數Γ為“0”附近的相位特性)
接著，針對反射係數Γ為“0”附近的相位特性說明之。相位控制中，當相位狀態為正相位而為落後負載的情形下令頻率增加，當相位狀態為負相位而為領先負載的情形下則進行令頻率減少之頻率掃掠方向。此相位狀態與掃掠方向之關係，是由反射係數Γ的相位的頻率特性所引起。
反射係數Γ的相位的頻率特性是由反射係數Γ的虛部(=(ZL-ZO)/(ZL+ZO))的頻率特性來表示。此外，若將反射係數Γ(=(ZL-ZO)/(ZL+ZO))的虛部與從高頻電源裝置觀看負載側時之輸入阻抗Zin的虛部予以比較，則電容量與電感量之關係係具有相同特性。由此關係，能夠藉由反射係數Γ的虛部的頻率特性來求出反射係 數Γ的相位的頻率特性。
圖7概略性地揭示輸入阻抗Zin的虛部的頻率特性(圖7(a))、及反射係數Γ的頻率特性(圖7(b))。另，ZO為一般性的特性阻抗之50Ω。
在反射係數Γ為“0”附近的頻率範圍，Zin的虛部的相位，夾著相位會成為“0”之頻率而在低頻率域為正相位，在高頻率域為負相位。圖7(a)，(b)中，劃上斜線的範圍A，為Γmin存在之區域中夾著相位特性曲線上的頻率之頻率範圍，劃上底紋路的範圍B，為夾著相位特性曲線上的頻率之由2個相位會成為零的2點所包夾之頻率範圍。當將落在該些範圍A，B內的頻率訂為反射係數Γ為“0”附近的頻率時，當從處於正相位之頻率開始掃頻的情形下，藉由令頻率增加，相位會朝向“0”的狀態變化，另一方面，當從處於負相位之頻率開始掃頻的情形下，藉由令頻率減少，相位會朝向“0”的狀態變化。
輸入阻抗Zin的虛部的相位的頻率特性，雖在複數個頻率會有相位成為“0”之情形，但在反射係數Γ成為“0”附近之頻率域，藉由訂定當相位狀態為正相位而為落後負載的情形下令頻率增加，當相位狀態為負相位而為領先負載的情形下令頻率減少之掃掠方向，反射係數Γ會變化至極小。另，阻抗匹配電路的相位的頻率特性和電路構成相依，因此控制方向是因應相位的頻率特性來決定。
以下，利用圖8說明頻率掃掠方向中，當相位狀態為正相位而為落後負載的情形下令頻率增加，當相位 狀態為負相位而為領先負載的情形下令頻率減少之相位控制的例子。
圖8揭示阻抗匹配電路的例子，圖8(a)~圖8(e)，揭示逆L形阻抗匹配電路、逆L形阻抗匹配電路中串聯連接電容CM之電路、L形阻抗匹配電路、T形阻抗匹配電路、及π形阻抗匹配電路的一例。
按照圖8(a)所示逆L形阻抗匹配電路的電路例，負載阻抗Zin及負載阻抗的相位由以下的式(1)，(2)表示。
在使相位朝向零之控制中，ω為正的實數，因此當匹配電路的C、L、及R滿足(L-CR2)>0的匹配條件的情形下，式(2)中當(-ω2CL2-CR2+L)>0的情形下相對於電流為落後負載因此令頻率上昇，另一方面，當(-ω2CL2-CR2+L)<0的情形下相對於電流為領先負載因此令頻率下降。
按照圖8(b)所示逆L形阻抗匹配電路中串聯連接電容CM的電路例，負載阻抗Zin及負載阻抗的相位由以下的式(3)、(4)表示。此電路例，表現了比上述圖8(a)的逆L形阻抗匹配電路更接近實際的電路之頻率 特性。
上述式(4)中，P(ω)為由式(3)表示之Zin的分子的虛數部，p(ω)表示將P(ω)除以ω而成之P(ω)/ω。相位中的p(ω)相對於ω2為上凸的函數，若是ω>0的實數則相對於ω亦為上凸的函數，p(ω)的極大值為非負值。此一事實，揭示了Zin為落後負載，電流相位為負相位。
此外，p(ω)具有1個反曲點，以反曲點為分界，相位動作模式會反轉，但在ω為正實數的條件下，當p(ω)>0的情形下相對於電流為落後負載因此令頻率上昇，另一方面，當p(ω)<0的情形下相對於電流為領先負載因此令頻率下降，藉此將相位朝向零控制。
依上述，在相位會成為零之頻率電流相位會成為零，當頻率ω為ω>的情形下成為領先相位，當頻率ω為ω<的情形下成為落後相位。
如上述般，相位控制的頻率掃掠方向中，當 相位狀態為正相位而為落後負載的情形下設為令頻率增加之方向，當相位狀態為負相位而為領先負載的情形下設為令頻率減少之方向。
圖8(c)~圖8(e)所示其他的阻抗匹配電路，針對具體的式子雖省略，但各自具有和電路構成相應之Zin及。
(反射係數與相位的極座標表示例)
圖9揭示將掃掠頻率時的反射係數與相位予以極座標表示之史密斯圖的一例。
圖中，虛線揭示相位為0°。當將相位=0°的頻率訂為時，比虛線還上方的區域的頻率ω為比還低頻率，比虛線還下方的區域的頻率ω為比還高頻率。此外，圖中的圓弧揭示當令頻率ω變化時之反射係數Γ的軌跡。此反射係數Γ的圓弧軌跡，若從比還低頻率開始掃頻，則會從位於比虛線還上方的區域之軌跡上的點開始移動，在通過相位=0°的虛線，朝比虛線還下方的區域移動。
圖示例子中，於13.86MHz的頻率會成為相位=0°。反射係數Γ，並不是在相位成為0°之頻率成為極小，圖中，是在跨過了頻率的M9所示之頻率，反射係數Γ成為極小。
(本案發明之高頻電源裝置的再控制)
以下，利用圖10~圖17，說明本案發明之高頻電源裝置的再控制。
反射係數，藉由頻率控制將反射係數值設為極小後，可能因負載狀態等而變動。圖10揭示反射係數變動的頻率特性。圖10中，實線表示頻率控制時的反射係數Γ的頻率特性，虛線表示負載狀態變動後的反射係數Γ的頻率特性。此外，×記號表示各頻率特性下的負載狀態變動前的反射係數Γ的極小值，ωa、ωa+、ωa-表示各負載狀態變動後的頻率特性下的極小時的頻率ω的例子。圓記號表示變動後的反射係數的值。
圖10表示反射係數值的變動狀態，圖11表示再度實施頻率控制之再控制的態樣。
圖10(a)表示頻率控制後，反射係數值上昇之情形。反射係數值的上昇，除了反射係數值的頻率特性朝反射係數的正方向移動以外，還會在朝頻率的正負方向移動的情形下發生。
當反射係數值上昇了的情形下，藉由再控制，再度實施頻率控制以設定將反射係數值設為極小之頻率ω。圖11(a)揭示以往的再控制的態樣。藉由頻率控制設定了將反射係數值設為極小之頻率ω1後，當反射係數值上昇了的情形下，藉由再控制進行再度的頻率控制，求出將反射係數值設為極小之頻率ω2，並供給依求出的頻率ω2所致之高頻電力。
反射係數值的變動，除了如上述般反射係數 值上昇以外，還有下降之情形。圖10(b)揭示當反射係數值下降之情形的一例。虛線所示變動後的反射係數的頻率特性，比實線所示以前次頻率控制得到的反射係數的頻率特性還位於下方，頻率ωa下的反射係數值會成為較小的值。
以往的再控制，無法響應如圖10(b)所示這樣的頻率特性的變動，因此無法藉由再度的頻率控制來減低反射係數。
本案發明之頻率控制的再控制中，針對這樣的反射係數值的變動亦再度實施頻率控制，而能夠設定將反射係數值設為極小化之頻率。
(再控制的形態)
以下，說明基於動作條件進行之再控制，及在規定時間進行之再控制的各形態。
‧基於動作條件之再控制
圖11(a)為基於動作條件之再控制說明用流程圖，圖12(a)及圖12(b)為基於動作條件之再控制說明用圖。就動作條件而言，例如有供給至負載之電力的變動、或進行放電之腔室內的構造物的移動、供給至腔室內之氣體條件的變化等。
於頻率控制之控制完畢時，控制完畢時之反射係數Γ、及反射量Wr會被記憶。對於此反射係數Γ、及 反射量Wr，事先設定和各值相對應之閾值，而讀出控制完畢時的反射係數Γ、及反射量Wr、與設定好的閾值△(△Γ、△Wr)(S11)。求出目前時間點的反射係數Γ、反射量Wr與讀出的控制完畢時的反射係數Γ、反射量Wr之差分(S12)，將差分和讀出的閾值△比較，判定再控制(S13)。
再控制判定中，當差分為未滿閾值△的情形下(S13)，將頻率維持在現在的頻率(S14)，當差分為閾值△以上的情形下(S14)，再度執行頻率控制(S15)。
圖12(a)、(b)揭示基於動作條件之再控制的例子。圖12(a)揭示因動作條件的變化而反射係數Γ及反射量Wr增加了的情形，圖12(b)揭示因動作條件的變化而反射係數Γ及反射量Wr減少了的情形。
在藉由頻率控制而反射係數Γ及反射量Wr成為了極小之時間點，結束頻率控制後，維持該頻率。於維持頻率的狀態下，動作條件變化。因動作條件的變動，反射係數Γ及反射量Wr會增加或是減少。當此時的差分超出閾值的情形下，進行再控制而求出反射係數Γ及反射量Wr會減低之頻率。
‧基於不變動持續了規定時間的狀態之再控制
圖11(b)為用來說明基於因電漿未點火等原因而反射係數及/或反射量高的狀態持續了規定時間的狀態之再控制的流程圖，圖12(c)為再控制說明用圖。
當反射係數及/或反射量高的狀態持續了規定時間的情形下進行再控制。頻率控制電路，判定反射係數及/或反射量高的狀態是否超出規定時間To，當持續時間超出規定時間To的情形下(S21)，輸出再控制訊號而再度進行頻率控制。
圖12(c)揭示基於反射係數及/或反射量高的狀態持續了規定時間的狀態之再控制的例子。在藉由頻率控制而反射係數Γ及反射量Wr成為了極小之時間點，結束頻率控制後，維持該頻率。當維持頻率的狀態僅持續了規定時間的情形下，進行再控制而求出反射係數Γ及反射量Wr會減低之頻率。
(再控制的判定)
接著，針對是否進行再控制之判定，利用圖13的流程圖、圖14的判定範圍說明用圖、圖15的再控制的判定動作例說明圖來說明。
再控制的判定，能夠藉由依反射係數Γ的絕對值|Γ|來判定之態樣、及依反射量Wr來判定之態樣而進行。
‧依反射係數Γ的絕對值|Γ|所做的判定
於基於S11中變更好的控制完畢條件之再控制的判定中，當依反射係數Γ的絕對值|Γ|來判定的情形下，圖13(a)的流程圖中，讀出頻率控制完畢時的頻率中的反射 係數值Γ(S31)，令讀出的反射係數值Γ的絕對值|Γ|帶有規定寛幅△Γ藉此決定閾值的範圍(|Γ|±△Γ)，而設定再控制條件(S32)，以閾值的範圍(|Γ|±△Γ)來判定反射係數Γ的絕對值|Γ|(S33)。
當反射係數Γ的絕對值|Γ|為閾值的範圍(|Γ|±△Γ)外的情形下實施再控制(S34)，當反射係數Γ的絕對值|Γ|為閾值的範圍(|Γ|±△Γ)內的情形下維持依現在的頻率所致之控制(S35)。
圖14(a)揭示反射係數Γ的絕對值|Γ|的閾值範圍(|Γ|±△Γ)。作為閾值範圍，令|Γ|的上下帶有△Γ量的寛幅，藉此便不限於反射係數值增加了的情形，針對減少了的情形亦能進行再控制。
‧依反射量Wr所做的判定
在基於S11中變更好的控制完畢條件之再控制的判定中，當依反射量Wr來判定的情形下，圖13(b)中，讀出頻率控制完畢時的頻率中的反射量Wr(S41)，對讀出的反射量Wr加上規定寛幅±△w來決定閾值的範圍(Wr±△w)而設定再控制條件(S42)，以閾值的範圍(Wr±△w)來判定反射量Wr(S43)。
當反射量Wr為閾值的範圍(Wr±△w)外的情形下實施再控制(S44)，當反射量Wr為閾值的範圍(Wr±△w)內的情形下維持依現在的頻率所致之控制(S45)。
圖14(b)揭示反射量Wr的閾值範圍(Wr±△w)。作為閾值範圍，令Wr的上下帶有△w量的寬幅，藉此便不限於反射量Wr增加了的情形，針對減少了的情形亦能進行再控制。
依反射係數Γ的絕對值|Γ|所做的判定的態樣與依反射量Wr所做的判定的態樣，除了藉由其中一方的態樣來判定再控制以外，亦能藉由兩態樣來判定再控制。
圖13(c)中，進行依反射係數Γ的絕對值|Γ|所做的再控制判定(S51)，再控制判定的結果(S52)，當為進行再控制之判定結果的情形下實施再控制(S53)。再控制判定的結果(S52)，當為不進行再控制之判定結果的情形下，進行依反射量Wr所做的再控制判定(S54)。
依反射量Wr所做的再控制判定的結果(S55)，當為進行再控制之判定結果的情形下實施再控制(S56)。再控制判定的結果(S55)，當為不進行再控制之判定結果的情形下，維持依照由前次的頻率控制得到的頻率所致之控制(S57)。
(再控制的動作例)
針對再控制的動作例，利用圖15說明之。此處針對依反射係數的絕對值|Γ|所做的再控制判定的情形來說明。
圖15(a)揭示再控制判定的結果，為不進行再控制而是維持依照由前次的頻率控制得到的頻率所致之 控制的例子。當反射係數的絕對值|Γ|落在閾值範圍(|Γ|±△Γ)的情形下，不進行再控制而維持頻率。
圖15(b)、(c)揭示再控制判定的結果，為進行再控制而進行依照由頻率控制得到的頻率所做之控制的例子。圖15(b)中，當反射係數的絕對值|Γ|比閾值範圍(|Γ|±△Γ)還朝下方偏離了的情形下，進行再控制而輸出新得到的頻率ω2的高頻。圖15(c)中，當反射係數的絕對值|Γ|比閾值範圍(|Γ|±△Γ)還朝上方偏離了的情形下，進行再控制而輸出新得到的頻率ω2的高頻。圖15(a)~(c)中將閾值範圍(|Γ|±△Γ)以符號D表示。
圖16揭示進行再控制之高頻電源裝置的構成例，圖17揭示再控制判定電路的構成例。
圖16所示之高頻電源裝置10，為在圖4(a)所示之高頻電源裝置中具備再控制判定電路40之構成。再控制判定電路40，是基於動作條件的變更或當反射係數及/或反射量超出了某一設定值的狀態持續了一定時間之情形下判定再控制的有無，而將再控制訊號輸出至頻率控制電路16。
圖17所示之再控制判定電路40為一構成例。具備將用來判定再控制的閾值予以更新之閾值更新手段41、及將反射係數值或反射量和閾值予以比較之比較手段42。
閾值更新手段41，具備將因應動作條件而訂定的閾值予以記憶之記憶手段41a、及從記憶手段41a因應 動作條件而讀出閾值之讀出手段41b。比較手段42，將從反射演算電路14輸入的反射係數值或是反射量和從讀出手段41b讀出的閾值予以比較，基於比較結果輸出對頻率控制電路16指示再控制之再控制訊號。
此外，再控制判定電路40具備計時電路43，當反射係數及/或反射量超出某一設定值的狀態持續了一定時間之情形下輸出再控制訊號。
(相位偏差補償)
以下，利用圖18、19說明補償因舖設於本案發明之高頻電源裝置與負載之間的纜線而產生的相位差之相位偏差補償。
圖18中，揭示將高頻電源裝置10與阻抗匹配電路20之間以纜線50予以連接之構成。
若將高頻電源裝置10與纜線50之連接點訂為A點，將阻抗匹配電路20與纜線50之連接點訂為B點，將A點行進波的相位設為β、反射波的相位α、纜線所致之相位為γ/2，則B點中的行進波的相位以(β-γ/2)表示，反射波的相位以(α+γ/2)表示。
由該些相位，A點及B點中相對於行進波而言反射波的落後，各自由以下來表示。
A點：(反射波)-(行進波)=α-β=θ
B點：(反射波)-(行進波)=(α+γ/2)-(β-γ/2)=α-β+γ=θ+γ
A點中的行進波的振幅Vf、反射波的振幅Vr、及各相位(α、β)能夠藉由高頻電源裝置所具備之方向性耦合器來檢測。
此外，B點的振幅能夠視為和A點同樣，纜線長的相位能夠以相位偏差量γ來修正，因此對於高頻電源裝置側的A點中的檢測值進行依纜線長所致之相位偏差量γ所做的相位修正，藉此便能求出在匹配電路側的B點的阻抗軌跡。
從在B點的阻抗軌跡能夠求出反射係數的相位，以和前述相位控制同樣之方式能夠決定頻率控制的掃掠方向，便能補償和纜線長相依之相位偏差。
反射係數與A點的阻抗ZO之關係能夠由以下式子表示。
方向性耦合器能夠檢測行進波及反射波的振幅及相位，故從行進波與反射波之振幅比能夠求出式(5)的反射係數的純量Γz。此外，若將行進波的相位設為β、反射波的相位α，則成為(反射波)-(行進波)=α-β=θ，能夠求出相對於式(5)的行進波而言反射波的sinθ、cosθ。
由以上，能夠從A點的方向性耦合器的檢測， 算出A點中的相位、阻抗。另，式(5)中，當僅著眼於相位的正負的情形下，能夠僅由sinθ的符號來判斷。
接著，B點的相位，能夠表示成(反射波)-(行進波)=(α+γ/2)-(β-γ/2)=α-β+γ=θ+γ，因此相對於示意A點的阻抗之式(5)而言，B點的阻抗係以
來表示。
藉由算出相位差γ，於式(6)所做的阻抗計算中予以補償，便能算出匹配電路側的B點的阻抗。
另，γ的算出能夠適用已知之手法。γ的算出的一個形態，是預先令記憶手段記憶將高頻電源裝置與匹配電路予以連接之纜線的纜線長、及波長縮短率，再將纜線長除以波長縮短率藉此算出纜線的電長度(electrical length)，將得到的電長度換算成相位角藉此定相位來算出相位偏差量γ。
γ的算出的另一個形態，是在實際舖設的電源系統中，將連接至匹配電路側之纜線拆下，實際在高頻電源裝置側令高頻電力產生，而由從纜線的兩端之電壓、電流之測定值所求出的相位差來算出相位偏差量γ。
圖19為纜線的相位偏差補償說明用圖。圖19(a)揭示透過纜線而從高頻電源裝置的輸出端觀看時之 阻抗Zin的軌跡LO1。軌跡LO1表示纜線所造成之相位偏差。圖19(b)揭示補償了相位偏差之阻抗Zin的軌跡LO2。藉由做相位偏差補償，軌跡LO2表示對於匹配電路從輸入端觀看時之阻抗Zin。
另，上述實施形態及變形例中的記述，係為本發明之高頻電源裝置的一例，本發明並非限定於各實施形態，而可依據本發明之要旨做種種變形，該些變形並不排除在本發明範圍外。
[產業利用性]
本發明之高頻電源裝置，能夠適用於對於半導體或液晶面板等的製造裝置、真空蒸鍍裝置、加熱/熔融裝置等使用高頻的裝置之高頻電力的供給。

Claims (11)

  1. 一種高頻電源裝置，係對於伴隨放電的負載供給高頻電力之高頻電源裝置，具備：高頻產生電路，將頻率設為可變；頻率控制電路，輸出控制前述高頻產生電路的頻率變更之控制訊號；反射狀態檢測電路，包含檢測前述高頻產生電路的相位狀態之相位檢測電路、及演算前述高頻產生電路的輸出端中的反射係數值及/或反射量之反射演算電路；控制方向指示電路，基於前述相位檢測電路輸出的相位狀態，於頻率變更中輸出指示令頻率增加或減少的控制方向之方向指示訊號；及再控制電路，將再度指示前述頻率變更之再控制訊號輸出至前述頻率控制電路；前述頻率控制電路，對於前述高頻產生電路，係於控制開始時，基於前述控制方向指示電路輸出的方向指示訊號，來做相位控制，該相位控制是控制頻率變更中的頻率增減，及於控制完畢時，進行頻率控制，該頻率控制包含以前述反射演算電路輸出的反射係數值及/或反射量作為控制完畢條件來控制頻率變更的持續/停止之反射電力控制在內的控制，藉此將頻率設為可變， 以及，進行基於前述再控制訊號而進行之對前述高頻產生電路之控制訊號的輸出，前述再控制電路，係以藉由前述頻率變更而決定之頻率中的反射係數值及/或反射量作為中心值，而具有將在該中心值的上下具有規定寬幅之反射係數值範圍及/或反射量範圍訂為決定做再控制之閾值範圍，當處於以前述反射係數演算電路檢測出的反射係數值為前述反射係數範圍外，或以前述反射係數演算電路檢測出的反射量為前述反射量範圍外之至少任一方時，輸出再控制訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高頻電源裝置，其中，前述再控制電路，以規定時間間隔輸出再控制訊號，前述頻率控制電路，基於前述再控制訊號，再度進行反射電力控制。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之高頻電源裝置，其中，前述相位檢測電路，基於高頻產生電路的輸出端的電壓及電流來檢測相位狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之高頻電源裝置，其中，前述相位檢測電路，基於依據高頻產生電路的輸出端的電壓及電流而求出的相位、及傳送路徑的相位偏差， 來檢測相位狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之高頻電源裝置，其中，在前述高頻產生電路的輸出端具備電壓檢測部及電流檢測部，前述相位檢測電路，基於前述電壓檢測部的檢測電壓及前述電流檢測部的檢測電流來檢測前述相位狀態。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之高頻電源裝置，其中，在前述高頻產生電路的輸出端具備方向性檢測器，前述相位檢測電路，針對以前述方向性檢測器分離出的行進波及反射波之分離波，由基於各分離波的電壓及電流之相位的相位差來檢測前述相位狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之高頻電源裝置，其中，前述相位檢測電路，將把傳送線路所造成之相位偏差量予以加算而成之相位，輸出作為高頻產生電路的輸出端的相位狀態。
  8. 一種高頻電源裝置的控制方法，係對於伴隨放電的負載供給高頻電力之高頻電源裝置的控制方法，於藉由前述高頻電源裝置的頻率變更所達成之阻抗匹配，來控制反射電力之頻率控制中，具備：相位控制工程，於控制開始時，基於高頻電源裝置的 相位狀態，來決定令頻率變更的頻率增加或減少之頻率掃掠方向；及反射電力控制工程，於以前述相位控制工程決定的頻率增減所致之頻率變更中，以高頻電源裝置的反射係數值及/或反射量作為控制完畢條件，來控制頻率變更的持續/停止；以藉由前述頻率變更而決定之頻率中被控制成極小的反射係數值及/或反射量作為中心值，而具有將在該中心值的上下具有規定寬幅之反射係數值範圍及/或反射量範圍訂為決定做再控制之閾值範圍，當處於前述反射係數值為前述反射係數範圍外，或前述反射量為前述反射量範圍外的至少任一方時，再度進行頻率控制。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之高頻電源裝置的控制方法，其中，當反射係數及/或反射量超出設定值的狀態持續了一定時間的情形下，再度進行頻率控制。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之高頻電源裝置的控制方法，其中，基於在高頻電源裝置的輸出端之電壓及電流或是在高頻電源裝置的輸出端之行進波的相位、及反射波的相位差，來檢測相位狀態。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之高頻電源裝置的控制方 法，其中，前述相位狀態更包含傳送路徑的相位偏差量。
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