WO2016136444A1 - 整合器及び整合方法 - Google Patents

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Abstract

どのような負荷インピーダンスにおいても整合点に収束する整合アルゴリズムを提供する。整合器は、進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、第1の可変容量コンデンサと第2の可変容量コンデンサとインダクタンスとを有する整合回路と、進行波と反射波とに基づき反射係数を算出し第1の可変容量コンデンサの容量値VC1と第2の可変容量コンデンサの容量値VC2とを制御する制御部と、を備える。制御部は、スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円に向かうようにVC2を変更し、予想した円との交点に基づいてVC1を微調し、算出された反射係数と円との間の距離が所定値以内になると、算出される反射係数をゼロに近づけるようにVC1を変更すると共にし、VC2を微調する。

Description

整合器及び整合方法
 本発明は、高周波電源装置の出力を負荷に整合させる整合器に関するものである。
 エッチングや薄膜形成を行う半導体製造工程では、プラズマ処理装置が用いられる。このプラズマ処理装置の電力供給源として、高周波電源装置が用いられる。高周波電源装置からプラズマ処理装置に対し、効率良く電力を供給するには、高周波電源装置とプラズマ処理装置(負荷)との間でインピーダンスを整合させる必要がある。インピーダンスを整合させる手段として、例えば特許文献1に示されるように、高周波電源装置とプラズマ処理装置との間に整合器を挿入する方法が一般的である。
 図7は、背景技術の整合器100の機能ブロック図である。図7では、高周波電源装置2とプラズマ処理装置3との間に、整合器100が挿入されている。高周波電源装置2から出力した高周波電力を、整合器100を介してプラズマ処理装置3に供給することで、プラズマ処理装置3でプラズマを発生させる。高周波電源装置2からプラズマ処理装置3に効率よく電力を供給するためには、高周波電源装置2とプラズマ処理装置3との間でインピーダンスを整合させる必要がある。高周波電源装置2の出力インピーダンスは通常50Ωであるため、プラズマ処理装置3の入力インピーダンスを、整合器100によって変換し、整合器100の入力インピーダンスを50Ωにすればよい。
 プラズマ処理装置3の入力インピーダンスは、プラズマ処理装置3に入力されるガスの種類や流量、圧力、温度等によって変化する。よって、整合器100は、時間的に変化するプラズマ処理装置3の入力インピーダンスに合わせて、適応的に整合する必要がある。
 図7の整合器100は、進行波と反射波とを検出する方向性結合器11と、高周波電源装置2とプラズマ処理装置3との間でインピーダンスを整合させる整合素子を有する整合回路30と、整合回路30の整合素子の回路定数を制御するための制御部120とで構成される。
 方向性結合器11の動作を説明する。  RFin端子からRFout端子に向かって進む高周波電力(進行波:Pf)は、方向性結合器11で検出され、FORWARD端子に出力される。RFout端子からRFin端子に向かって進む高周波電力(反射波:Pr)は、方向性結合器11で検出され、REFLECT端子に出力される。また、RFin端子からRFout端子に向かって進む高周波電力Pfは、REFLECT端子では検出されず、もし検出されても僅かである。同様に、RFout端子からRFin端子に向かって進む高周波電力Prは、FORWARD端子では検出されず、もし検出されても僅かである。
 方向性結合器11で検出された進行波Pfと反射波Prは、制御部120の反射係数演算部21に入力される。反射係数Γは、進行波Pfに対する反射波Prの振幅比rと位相差θから、(数1)のように定義される。  Γ=r・exp(j・θ)  (j:虚数単位)・・・(数1)  よって、進行波Pfに対する反射波Prの振幅比rと位相差θが分かれば、反射係数Γを求めることが出来る。反射係数演算部21では、進行波Pfと反射波Prとに基づき、上記振幅比rと位相差θを計算し、反射係数Γを算出する。具体的な方法としては、進行波Pfと反射波PrをFFT(高速フーリエ変換)によって周波数領域に変換し、高周波電源装置2が出力している高周波電力と同じ周波数について、進行波Pfと反射波Prの振幅と位相を比較し、振幅比rと位相差θを計算すればよい。
 容量演算部122は、反射係数演算部21で計算された反射係数Γに基づき、反射係数Γをゼロに近づけるためのコンデンサ容量を計算する。コンデンサ容量の計算方法については後述する。容量設定部23は、容量演算部122で算出したコンデンサの容量に基づき、整合回路30内の可変容量コンデンサの容量を設定、変更する。
 図2は、整合回路30の構成図である。  整合回路30は、負荷となるプラズマ処理装置3の入力インピーダンスが変動する範囲によって回路構成が決まるが、ここでは、π型の整合回路を例にして説明する。この整合回路30は、可変容量コンデンサ31、可変容量コンデンサ32、インダクタンス33、伝送線路35、伝送線路36を含むように構成されている。この伝送線路35と伝送線路36は、同軸ケーブルや金属板などで構成することができ、また、インダクタやコンデンサの集中定数回路を含むように構成することもできる。
 伝送線路35は、整合回路30の入力端子30aと可変容量コンデンサ31の一端を接続する。可変容量コンデンサ31の他端は接地されている。伝送線路36は、整合回路30の出力端子30bと可変容量コンデンサ32の一端を接続する。可変容量コンデンサ32の他端は接地されている。
 可変容量コンデンサ31、可変容量コンデンサ32、インダクタンス33は、高周波電源装置2とプラズマ処理装置3との間のインピーダンス整合を行うための整合素子である。また、整合回路30は、可変容量コンデンサ31の容量を制御するための可変容量コンデンサ制御端子31aと、可変容量コンデンサ32の容量を制御するための可変容量コンデンサ制御端子32aとを備える。
 整合回路30の可変容量コンデンサの制御は、方向性結合器11で検波した進行波Pfと反射波Prから計算される反射係数Γの大きさがゼロに近づくように制御される。このときの可変容量の計算式を、(数2)と(数3)に示す。VC1は可変容量コンデンサ31の容量、VC2は可変容量コンデンサ32の容量である。  VC1(n)=VC1(n-1)+real(Γ(n))*S1・・・(数2)  VC2(n)=VC2(n-1)-imag(Γ(n))*S2・・・(数3)  ここでreal( )は( )内の複素数の実部を示し、imag( )は( )内の複素数の虚部を示す。S1とS2は係数であり、コンデンサ容量を更新する量を決める。
 (数2)はVC1を更新する式であり、(数3)はVC2を更新する式である。VC1(n)は、前回に更新したVC1(n-1)に対し、反射係数Γの実部に係数S1をかけたものを足すことで算出される。VC2(n)は、前回に更新したVC2(n-1)に対し、反射係数Γの虚部に係数S2をかけたものを引くことで算出される。ここで、VC1とVC2において、更新する量(real(Γ)*S1、又は、imag(Γ)*S2)を足すか引くかの違いは、整合回路30の回路方式と、整合する負荷の入力インピーダンスによるものである。
 この背景技術のアルゴリズムの弱点は、負荷インピーダンスが変化したときに、VC1とVC2が整合点に収束しない条件があるということである。前述したように、プラズマ負荷のインピーダンスは変化する。プラズマが着火する前後で急激に変化するし、プラズマ処理装置に入力されるガスの種類や流量、圧力、温度等によっても変化する。
 整合回路30の入力インピーダンスが50Ωに整合(つまり、反射係数が0)するためのVC1とVC2は、整合器100の出力に接続される負荷インピーダンスによってきまるが、プラズマ負荷が変化するため、整合するときのVC1とVC2の値も変化する。そのため、(数2)と(数3)によるアルゴリズムを使うと、VC1とVC2が収束しない場合がある。その理由は、VC1は(数2)で計算、つまり反射係数の実部から計算され、VC2は(数3)で計算、つまり反射係数の虚部から計算されるが、プラズマ負荷のインピーダンスや可変容量コンデンサの容量によっては、(数2)と(数3)の関係が成り立たない場合があり、このときVC1とVC2は、整合する定数に収束しない。
WO2013/132591号公報
 上述したように、背景技術の整合アルゴリズムでは、負荷インピーダンスによっては整合点に収束しないという課題があった。本発明の目的は、どのような負荷インピーダンスにおいても整合点に収束する整合アルゴリズムを提供することにある。
 上記課題を解決するための、本願発明の整合器の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、  進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、  入力端子と、出力端子と、一端が第1の伝送線路を介して前記入力端子に接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサと、一端が第2の伝送線路を介して前記出力端子に接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサと、一端が前記第1の可変容量コンデンサの前記一端に接続され他端が前記第2の可変容量コンデンサの前記一端に接続されたインダクタンスと、を有する整合回路と、  前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、前記第1の可変容量コンデンサの容量値と前記第2の可変容量コンデンサの容量値とを制御する制御部と、を備え、  前記制御部は、  前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出し、  スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円に向かうように前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円との交点を演算して予想し、その予想した交点(円周通過予想点)に基づいて前記第1の可変容量コンデンサの容量値の微調の方向を判定し、前記円周通過予想点の虚数部が負のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調し、前記円周通過予想点の虚数部が正のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、  前記算出された反射係数と前記円との間の距離が所定値以内になると、前記算出される反射係数をゼロに近づけるように前記第1の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円より外側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、前記円より内側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調する整合器。
 上記構成によれば、どのような負荷インピーダンスにおいても整合点に収束することができる。
本発明の実施形態1に係る整合器の構成図である。 本発明の実施形態1に係る整合回路の構成図である。 可変容量コンデンサの容量を変えたときの反射係数の軌跡の一例を説明する図である。 可変容量コンデンサの容量を変えたときの反射係数の軌跡の他の例を説明する図である。 本発明の実施形態1に係る反射係数の軌跡を示す図である。 本発明の実施形態1に係るインピーダンス整合の処理フローチャートである。 背景技術に係る整合器の構成図である。 円整合を説明するための図である。 円整合を説明するための図である。 円整合を説明するための図である。 本発明の実施形態2に係る整合器の構成図である。 本発明の実施形態2に係るインピーダンス整合の処理フローチャートである。 本発明の実施形態2に係る反射係数の軌跡を示す図である。 実施形態2の第1の実施例に係る予測制御を説明するための図である。 実施形態2の第2の実施例に係る予測制御を説明するための図である。 実施形態2の第2の実施例に係る予測制御を説明するための図である。 実施形態2の第2の実施例に係る予測制御を説明するための図である。
 <実施形態1>  以下、本発明の第1の実施形態(実施形態1)について図を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る整合器10の構成図である。図1の構成のうち、背景技術の図7と同一構成には、同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
 整合器10は、進行波と反射波とを検出する方向性結合器11と、高周波電源装置2とプラズマ処理装置3との間でインピーダンスを整合させる整合素子を有する整合回路30と、整合器10の整合素子の回路定数を制御するための制御部20と、記憶部25と、を含むように構成される。
 図2において前述したように、整合回路30は、入力端子30aと、出力端子30bと、一端が伝送線路35を介して入力端子30aに接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサ31と、一端が伝送線路36を介して出力端子30bに接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサ32と、一端が第1の可変容量コンデンサ31の前記一端に接続され他端が第2の可変容量コンデンサ32の前記一端に接続されたインダクタンス33と、を有する。
 制御部20は、反射係数演算部21と、容量演算部22と、容量設定部23とを含むように構成される。前述したように、制御部20は、方向性結合器11で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出し、該反射係数を用いて、第1の可変容量コンデンサ31の容量値と第2の可変容量コンデンサ32の容量値とを制御する。記憶部25は、後述する円の情報等を記憶する。  整合器10が背景技術の整合器100と異なる点は、容量演算部22の処理内容、つまり、整合回路30の可変容量コンデンサ31の容量VC1および可変容量コンデンサ32の容量VC2の制御方法と、円の情報を記憶する記憶部25が追加された点である。他の構成は、背景技術の整合器100と同じである。
 ここで、円の情報とは、スミスチャート上で整合点(反射係数Γの実部と虚部がゼロの点)を通過する反射係数Γの軌跡が描く円の情報であって、円の位置や大きさに関する情報である。この円の情報は、伝送線路35の条件、つまり伝送線路35の特性インピーダンスZや線路長Lに基づき、決定されることが知られている。
 容量演算部22は、反射係数演算部21で算出された反射係数Γと、記憶部25に記憶している円の情報とに基づき、算出された反射係数Γに対応する整合回路30の可変容量コンデンサ31の容量VC1および変容量コンデンサ32の容量VC2を算出する。つまり、算出された反射係数Γを小さくするようなVC1とVC2を算出する。
 詳しくは、容量演算部22は、反射係数演算部21で算出される反射係数Γが、記憶部25に記憶している円に接近するように、整合回路30の可変容量コンデンサ32の容量VC2を算出する。そして、容量設定部23は、上記算出した容量になるよう、可変容量コンデンサ32の容量値VC2を変更する。これにより、容量設定部23は、反射係数Γを、前記円上に位置させる。
 その後、容量演算部22は、反射係数演算部21で算出される反射係数Γが小さくなるように、整合回路30の可変容量コンデンサ31の容量VC1を算出する。そして、容量設定部23は、上記算出した容量になるよう、可変容量コンデンサ31の容量値VC1を変更する。これにより、容量設定部23は、反射係数Γを、整合点(反射係数Γが0の点)に位置させる。
 記憶部25には、伝送線路35に応じた円の情報が、予め記憶されている。この円の情報(位置と大きさ)は、前述したように、伝送線路35の条件、つまり伝送線路35の特性インピーダンスZや線路長Lに基づき決定される。例えば、伝送線路35が、無視できるほどに短い場合は、円は、後述する図3に示すR1となる。また、伝送線路35が、特性インピーダンスが50Ωで、線路長がλ/4である場合は、円は、後述する図4に示すR2や、図5に示すR3となる。
 ここで、本実施形態の整合アルゴリズムの考え方を説明する。  あるプラズマ負荷のときに、高周波電源装置2とプラズマ処理装置3との間のインピーダンスが整合する(つまり反射係数Γが0)ときのVC1とVC2の値を、VC1=X、VC2=Yとする。説明を解り易くするために、整合する条件であるVC1=X、VC2=Yの状態から、VC1の容量を変えたときの、整合回路30の入力インピーダンスの軌跡、つまり、反射係数Γの軌跡を図3のスミスチャートに示す。この場合、伝送線路35は、進行波や反射波の波長λに比べ、無視できるほど短いものとする。
 図3において、VC1の容量を変えると、反射係数Γの軌跡は、整合がとれている状態であるF点と、G点とを結ぶ線分を直径とする円R1を描く。F点における反射係数Γは、その虚部(Γi)がゼロであり、その実部(Γr)がゼロである(整合器10の入力インピーダンスは50Ω)。G点における反射係数Γは、その虚部がゼロであり、その実部が-1である。
 詳しくは、図3において、整合がとれている状態(F点)でVC1の容量を増やすと、反射係数Γは、円R1上をF点からA点の方向に動く。また、VC1の容量を減らすと、円R1上をF点からB点の方向に動く。このことは、可変容量コンデンサ31,32とインダクタンス33とを含む図2のπ型整合回路30において、可変容量コンデンサ31がグランドに接続(接地)されているときのインピーダンス軌跡として、一般的に知られているため、詳細な説明は割愛する。
 図3では、伝送線路35が無視できる場合を示したが、現実には無視できないこともある。図4のスミスチャートに、伝送線路35の特性インピーダンスが50Ωで線路長がλ/4の場合の、反射係数Γの軌跡を示す。図4において、反射係数Γの軌跡は、整合がとれている状態であるF点と、H点とを結ぶ線分を直径とする円R2を描くことが知られている。H点における反射係数Γは、その虚部がゼロであり、その実部が1である(整合器10の入力インピーダンスは無限大)。
 図2の整合回路30において、伝送線路35の右端から見た入力インピーダンスをZとし、伝送線路35の左端から見た入力インピーダンスをZとすると、Zは、次の(数4)により決まる。(数4)において、Zは、伝送線路35が無視できる場合(図3)の入力インピーダンスであり、Zは、伝送線路35が無視できない場合(図4)の入力インピーダンスである。伝送線路35が無視できない場合(図4)、図3の円R1は、図4の円R2になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 このように、図4の軌跡は、特性インピーダンスが50Ωで線路長がλ/4の伝送線路35を挿入しているため、図3の軌跡において、反射係数Γの実部と虚部がゼロの点(F点)を中心にして、180°回転した状態になる。よって、図4において、整合がとれている状態(F点)でVC1の容量を増やすと、反射係数Γは、円R2上をA´点の方向(反射係数Γの虚部が正の方向)に動く。また、VC1の容量を減らすと、反射係数Γは、円R2上をB´点の方向(反射係数Γの虚部が負の方向)に動く。すなわち、図4の円R2上において、反射係数Γの虚部が正の場合は、VC1が整合値Xよりも大きく、反射係数Γの虚部が負の場合は、VC1が整合値Xよりも小さい。
 このように、図4では、整合点(F点)において、VC1を増加、又は減少させると、反射係数Γは、円R2を描くような軌跡をたどる。このことは、VC2が整合値にある状態で、VC1を変えると、反射係数Γは、図4で示した円R2上を移動することを示している。従って、まず、反射係数Γが図4の円R2上にのるようにVC2を制御し、その後、反射係数Γが0になるように、VC1を制御すればよいことが解る。
 図5は、図4と同様の整合回路30の場合、つまり、伝送線路35の特性インピーダンスが50Ωで線路長がλ/4の場合において、本発明の実施形態に係るインピーダンス整合を行う際における、反射係数Γの軌跡を示すスミスチャートである。C点は、プラズマ負荷がある入力インピーダンス値にある場合において、VC1とVC2が初期値(例えば、可変容量コンデンサの最小値)のときの、反射係数Γ、つまり、整合器10の入力インピーダンスである。
 まず、制御部20は、反射係数Γが、VC1とVC2の初期値のC点から、円R3に接するD点に達するまで、VC2のみを増やす。円R3は、図4の円R2と同じである。円R3の情報は、記憶部25に記憶されている。反射係数Γが、円R3に接するD点に到達すると、VC2は、整合時の容量であるYとなる。この状態では、VC2は、整合値に制御されているが、VC1は初期値のままである。そこで、制御部20は、次にVC1を増やしていく。VC1を増やすと、前述したように、反射係数Γは、円R3上を移動する。したがって、VC1を増やしていき、反射係数Γが0になるところで、VC1の増加を止めればよい。そのときのVC1は、整合時の容量であるXとなる。
 図5の軌跡は、プラズマ負荷の入力インピーダンスがある値にある場合の一例であるが、プラズマ負荷の入力インピーダンスが変われば、当然、C点やD点の位置は変化する。ただし、VC2が整合時の容量である場合に、反射係数Γが円R3上にあることは変わらない。
 また、図5のC点の場合は、VC1とVC2の初期値として、可変容量コンデンサの最小値を選んでいるが、可変容量コンデンサの最大値でもよく、また、その他の値でもよい。その場合、当然、C点の位置は変わる。しかし、VC1とVC2の初期値が何れの値であっても、VC2が整合時の値になっていれば、VC1を変えたときに、反射係数Γが円R3上を移動するという現象は変わらない。
 よって、反射係数Γが円R3に接するまで、VC2のみを制御し、円R3に接した後は、VC1のみを制御するという、制御部20の動作は変わらない。VC2の制御において、VC2が整合値であるYよりも大きいときは、反射係数Γが円R3の外にあるので、VC2を減らすことにより、反射係数Γが円R3に接するように制御する。逆に、VC2が整合値であるYよりも小さいときは、反射係数Γが円R3の内にあるので、VC2を増やすことにより、反射係数Γが円R3に接するように制御する。
 そして、反射係数Γが円R3に接するようにVC2を制御した後、VC1を次のように制御する。すなわち、反射係数Γの虚数部が正の場合は、VC1が整合値であるXよりも大きい値の場合であるので、VC1を減らすことにより、反射係数Γが0になるよう制御する。逆に、反射係数Γの虚数部が負の場合は、VC1がXよりも小さい場合なので、VC1を増やすことにより、反射係数Γが0になるよう制御する。
 また、プラズマ負荷の入力インピーダンスが、VC1とVC2を制御している途中に変化した場合においても、上述したようにVC2とVC1を制御する。すなわち、反射係数Γが円R3に接するようにVC2を制御した後、VC1を制御する。
 なお、図4や図5の説明では、図2の整合回路30において、伝送線路35の特性インピーダンスが50Ωで、線路長がλ/4の条件である場合を例として説明したが、本発明は、これらの条件である場合に限られない。伝送線路35の条件が上記の条件と異なれば、VC2が整合時の容量であるという条件下においてVC1を変えた場合の円の軌跡は、図4や図5で示した円R3の軌跡とは異なるので、前述した(数4)により、伝送線路35の条件に合わせた円の軌跡を設定すればよい。
 図6は、本発明の実施形態1に係るインピーダンス整合の処理フローチャートである。この処理は、制御部20において実行される。  先ず、初期設定として、図4や図5で示した円の情報(スミスチャート上の位置と大きさ)を、記憶部25に記憶し保存する(図6のステップS1)。上述したように、この円の情報は、伝送線路35によって決まるため、整合回路30に応じた情報を与える必要がある。また、ステップS1では、VC1とVC2の初期値も設定する。
 次に、そのときの反射係数Γを、方向性結合器11から得られた進行波Pfと反射波Prから演算する(ステップS2)。次に、反射係数Γの絶対値と所定値Lとを比較する(ステップS3)。反射係数Γの絶対値がL以下である場合は(ステップS3でYes)、ステップS2に戻り、方向性結合器11から進行波Pfと反射波Prを取得して、再度、そのときの反射係数Γを演算する。
 反射係数Γの絶対値がLよりも大きい場合は(ステップS3でNo)、ステップS4に進む。このLは、整合がとれたことを判断するための閾値であり、理想的には0であるが、現実的には、反射係数Γを0にするのは困難であるため、ある閾値Lを設けて判断する。このLは、高周波電源装置2の耐反射電力や、高周波電源装置2を使うプラズマ処理装置3の要求仕様によって決定される値である。
 ステップS4では、初期設定(ステップS1)で定義した円上に反射係数Γがあるか否かを判定するため、記憶部25から円の情報を取得し、反射係数Γと円との距離の最小値Pを演算する。この値Pが所定の閾値Mよりも大きい場合は(ステップS5でYes)、VC2が整合値でないので、VC2を変更するように制御する。具体的には、反射係数Γが円上にないと判定し、ステップS6に進む。このMも、理想的には0であるが、現実には0にするのは困難であるため、所定の値に設定する。
 Pが所定の閾値M以下の場合は(ステップS5でNo)、VC2が整合値であるので、VC2を変更する必要はない。そこで、VC1(つまり可変容量コンデンサ31)の制御動作へ進む。すなわち、反射係数Γが円上にあると判定し、ステップS10に進む。
 ステップS6では、VC2(つまり可変容量コンデンサ32)を制御する方向を判断するため、反射係数Γが円よりも内側にあるか否かを判定する。反射係数Γが円の内側にある場合は(ステップS6でYes)、VC2がYよりも小さいので、VC2を増やす(ステップS7)。反射係数Γが円の外側にある場合は(ステップS6でNo)、VC2がYよりも大きいので、VC2を減らす(ステップS8)。このとき、減らす量、増やす量は予め設定しておけばよい。
 こうして、ステップS2からステップS7又はS8までの処理を繰り返すことにより、Pを所定の閾値M以下とすることができる、つまり、ほぼ円上に反射係数Γをのせることができる。こうして、ステップS5において、PがM以下であると判定されると、ステップS10に進み、VC1(つまり可変容量コンデンサ31)の制御動作を行う。
 ステップS10では、反射係数Γの虚部が負であるか否かを判定、つまり、VC1がXより小さいか否かを判定する。前述したように、反射係数Γの虚部が負の場合は、VC1がXよりも小さく、反射係数Γの虚部が正の場合は、VC1がXよりも大きい。したがって、反射係数Γの虚部が負である場合は(ステップS10でYes)、VC1を増やす。反射係数Γの虚部が正である場合は(ステップS10でNo)、VC1を減らす。こうして、VC1を変更することにより、反射係数Γをゼロに近づける。このときの増減の量も予め設定しておく。
 以上説明したように、制御部20は、方向性結合器11で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出し、スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円と、前記算出された反射係数との間の距離が所定値より大きい場合は、第2の可変容量コンデンサ32の容量値を変更し、前記算出される反射係数を変更することにより、前記距離を前記所定値以内とし、前記距離が前記所定値以内になると、第1の可変容量コンデンサ31の容量値を変更し、前記距離を変えることなく、前記算出される反射係数を小さくする。
 本実施形態によれば、少なくとも次の効果を奏する。  (a)スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円と、算出された反射係数との間の距離が所定値より大きい場合は、第2の可変容量コンデンサの容量値を変更し、算出される反射係数を変更することにより、前記距離を前記所定値以内とし、前記距離が前記所定値以内になると、第1の可変容量コンデンサの容量値を変更し、算出される反射係数を小さくするように構成したので、どのような負荷インピーダンスにおいても整合点に収束することができる。
 <円整合の特性>  実施形態1に係るインピーダンス整合では、整合点((U,V)=(0,0))を通るVC1の軌跡(VC1を制御するときの反射係数Γの軌跡)と、各負荷におけるVC2の制御(動作)にまったく同じ規則性がある。ここで、Uは反射係数Γの実数部で、Vは虚数部である。すなわち、負荷が異なってもVC2のみ動作させた場合、必ず特定の円周上でVC1へ制御(動作)を切り替えれば、(U,V)=(0,0)に向かう(この動作を円整合という。)。図8AからCのそれぞれは、VC1を固定し、VC2を可変したグラフをVC1の値を変えて、複数プロットして作成したものであり、図8AからCは異なる負荷について作成したものである。どの負荷条件でも、最初にVC2の可変で円R4(円周上)に乗せると、次のVC1の可変で(U,V)=(0,0)に整合できる。しかし、円整合の基本的動作の場合、以下のような問題が起こる可能性がある。(1)負荷がプラズマのようなゆらぎを持つ場合において、VC1、VC2の切り替え部分で円周上にのったり、はずれたりするハンチングが発生してしまう。(2)また、VC2のみで円周上に乗せようとする場合、負荷インピーダンスによっては、整合点(目標点)から遠ざかるところまで移動して円周上に乗り、再び目標点に向かって戻ってくるというような無駄な動作となってしまう。この動作は、動作的、時間的に無駄であるだけでなく、インピーダンス的に悪化するため、整合途中でプラズマ着火が起きた場合などは、この動作によりプラズマが失火する恐れがある。(3)次に、VC1の円周上を目標点に向かう動作では、負荷条件によっては、円R4が真円とならず、VC1のみの動作では円周上から外れてしまい、VC2動作により再度円周上に戻すという動作を何度かくりかえさなければいけないことがある。
 <実施形態2>  実施形態2に係る整合器は、上記(1)から(3)の問題点を対策し、円整合を動的負荷に適応させる技術を提供するものである。実施形態2に係る整合器の構成について図9を用いて説明する。  実施形態2に係る整合器10Aは、実施形態1の整合器10と容量演算部22の処理内容、つまり、整合回路30の可変容量コンデンサ31の容量VC1及び可変容量コンデンサ32の容量VC2の制御方法が異なる。実施形態2の整合器10Aの他の構成は、実施形態1の整合器10と同じである。すなわち、実施形態2の整合器10Aの容量演算部22Aは実施形態1の容量演算部22に以下の点を付加したものである。(1)円整合における円をエリア化し、円周エリアのIN/OUTにヒステリシスを設けてハンチングを防ぐ。(2)負荷条件によらず、整合時の過渡状態において、インピーダンスの悪化をおさえ、かつ高速に整合できるように、VC2の整合時(円周に向かって移動していく動作)にVC1を微調させて、ゆるやかに整合点(目標点)に近づける機能を付加する。このためにVC2の動作を単純な方向決定による動作ではなく、円(円周)との交点を演算して導く予測制御とする。予測制御により予測した円周との交点(円周通過予測点)を元にVC1の微調の方向を判定してVC2とVC1を動作させる。(3)VC1による整合(円周上を目標点に向かって移動していく動作)時、VC2の微調を同時に行い、円周エリアからの外れを防ぐ。VC2の微調方向は、円より外側に外れた場合は減少方向、内側に外れた場合は増加方向である。
 本発明の実施形態2に係るインピーダンス整合の処理について図10及び図11を用いて説明する。図10は本発明の実施形態2に係るインピーダンス整合の処理フローチャートである。図11は本発明の実施形態2に係る反射係数の軌跡を示す図である。  図10に示すインピーダンス整合の処理は、容量演算部22Aにおいて実行される。以下、各ステップについて説明する。(1)VC2予測制御(ステップS21)  プラズマ負荷がある入力インピーダンス値にある場合において、VC1とVC2が初期値のときの、反射係数Γ、つまり、整合器10の入力インピーダンスから、円Rに向かうようにVC2を変更させる。このとき、円Rとの交点を演算して予想し、その予想した交点に基づいてVC1の微調の方向を判定し、VC1を判定した方向に微調する。予想した交点のV座標が負のときはVC1が増加するように微調し、予想した交点のV座標が正のときはVC1が減少するように微調する。(2)円周通過の判断(ステップS22)  反射係数Γが円Rを通過したか否かを判断する。円Rを通過していない場合(Noの場合)はステップS23に進む。円Rを通過した場合(Yesの場合)はステップS24に進む。(3)円周エリア内の判断(ステップS23)  図11に示すように、円周エリアは円Rの内側の円Rinの円周と外側の円Routの円周との間の領域である。反射係数Γが円周エリア内(円Rと所定距離範囲内)に入っているか否かを判断する。円周エリア内に入っている場合(Yesの場合)はステップS26に進む。円周エリア内に入っていない場合(Noの場合)はステップS21に戻る。(4)負荷変動による円周通過の判断(ステップS24)  負荷変動によって反射係数Γが変化することがある。VC2予測制御で予想される軌跡と大きくずれる場合は負荷変動による円周通過と判断する。負荷変動による円周通過と判断する場合(Yesの場合)はステップS21に戻る。負荷変動による円周通過と判断しない場合(Noの場合)はステップS25に進む。(5)VC2戻し制御(ステップS25)  VC2を一つ前のVC2の方向に戻す。(6)円周エリア内の判断(ステップS26)  反射係数Γが円周エリア内に入っているか否かを判断する。円周エリア内に入っている場合(Yesの場合)はステップS28に進む。円周エリア内に入っていない場合(Noの場合)はステップS27に進む。(7)ターゲットエリア内の判断(ステップS27)  図11に示すように、ターゲットエリアは整合点付近の領域で、整合点付近では円周エリアよりも広い領域である。反射係数Γがターゲットエリア内に入っているか否かを判断する。ターゲットエリア内に入っている場合(Yesの場合)はステップS27に進む。ターゲットエリア内に入っていない場合(Noの場合)はステップS21に戻る。(8)VC1、VC2同時制御(ステップS28)  VC1による整合(円周上を目標点に向かって移動していく動作)時、VC2の微調を同時に行い、円周エリアからの外れを防ぐ。VC2の微調方向は、円より外側に外れた場合は、減少方向、内側に外れた場合は、増加方向というように一意的に決定できる。(9)整合完了の判断(ステップS29)  反射係数Γが整合点(目標点)に到達したか否かを判断する。目標点に到達した場合はインピーダンス整合を終了する。目標点に到達していない場合は、ステップS26に戻る。
 実施形態2によれば、負荷のゆらぎにより、動作ハンチングしてしまうことが改善され、かつ、インピーダンスの悪化が抑えられることによるプラズマの失火を抑制でき、整合時間も高速化できる。
 VC2予測制御の第1の実施例(実施例1)について図12を用いて説明する。図12は実施例1に係る予測制御を説明するための図である。  U、V座標上でVC2動作中の2点から延びる直線と、円周との交点を算出し、VC2の動作の目標値(円周通過予測点)とする。具体的には、図12に示すように、VC2動作中の2点が破線楕円A内に位置するときは、破線楕円A内の2点を結ぶ直線L1と円周Rとの交点CL1を算出し、交点CL1を円周通過予測点とする。同様に、VC2動作中の2点が楕円内B内に位置するときは、破線楕円B内の2点を結ぶ直線L2と円周Rとの交点CL2を算出し、交点CL2を円周通過予測点とする。尚、目標値(円周通過予測点)は演算の度に更新させるので負荷変動に対応可能となる。
 次に、VC1制御について説明する。  VC1制御における目標点は、50Ωとなる(U,V)=(0,0)のポイントであり、目標点が常に不変である。円周上から、(U,V)=(0,0)との距離はU+Vで単純表すことが可能である。VC1の動きは、基本的には円周上に沿って動くため、U+VはVC1の増減に対して、単調増加、単調減少となり、目標点が複数存在するということもない。そのためU+Vが0に近づくようなフィードバック制御を行う。  制御部20Aでは、制御をCPUで行うため、連続的な制御が行えないため、サンプリング方式の離散処理となるため、計算を簡易化する上でも以下の式(数5)にて操作設定する量を算出する。  操作量=Kp×偏差(比例)          +Ki×偏差の累積(積分)          +Kd×前回偏差との差(微分)  MVn=MVn-1+ΔMVn  ΔMVn(操作量)=Kp×(e-en-1)                      +Ki×e                      +Kd×((e-en-1)-(en-1-en-2))                                                        ・・・・・・(数5)ここで、  MVn,MVn-1:今回操作設定量、前回操作設定量  ΔMVn:今回操作設定量差分  e,en-1,en-2:今回、前回、前々回の偏差  Kp,Ki,Kd:各操作におけるゲインである。  目標点との偏差は、U+Vの差分だが、実際の制御はVC1に何pFを設定するかである。U+Vで上記式(数5)の計算を行い、計算後にその設定偏差(ΔMVn)をVC1の偏差(ΔVC1)に変換する方式で演算する。
 実施例1のように2点より求められる直線と整合円との交点を目標点とした場合、実際の動作は弧を描くため、最終的に交わる点に対して距離が離れた計算では誤差が大きいという課題がある。  その問題を解決するために、実施例2では2点から求める直線ではなく3点から求める円の交点を目標点とすることで、より精度の高い予測を行うことができるようにする。
 実施例2による目標点の算出及び距離の算出について説明する。  円の方程式は、以下の式(数6)で示される。  (X-a)+(Y-b)=r            ・・・(数6)変数は、a、b、rの3つのため、3点があれば、それを上式(数6)に代入し、円の方程式を求めることが可能となる。
 整合動作中の3点から予想される動作の軌跡円と整合円との交点は、以下の方法により算出できる。  図13に示すように、円C1は中心座標(xc1,yc1)とその半径(r1)で表現する。円C2は中心座標(xc2,yc2)とその半径(r2)で表現する。  中心間の距離(D)と角度(θ)は、  D=√((xc2-xc1)+(yc2-yc1))  ・・・(数7)  θ=tan-1((yc2-yc1)/(xc2-xc1)) ・・・(数8)となる。上式(数7)により、Dが求められ、図14に示す3角形の全辺(D,r1,r2)の長さが求められる。余弦定理(下式(数9)(数10)(数11))を用いると、3辺(D,r1,r2)の長さより角度(α)が求められる。  cos(α)=(D+r1-r2)/(2・D・r1)・・・(数9)  c=cos(α)                   ・・・(数10)とすると、  α=cos-1(c)=acos(c)          ・・・(数11)となる。  交点IP1(xp1,yp1)は中心C1(xc1,yc1)から角度(θ+α)方向に半径(r1)離れている。よって、交点IP1(xp1,yp1)は、  xp1=xc1+r1・cos(θ+α)        ・・・(数12)  yp1=yc1+r1・sin(θ+α)        ・・・(数13)となる。  交点IP2(xp2,yp2)は中心C1(xc1,yc1)から角度(θ-α)方向に半径(r1)離れている。同様に、交点IP2(xp2,yp2)は、  xp2=xc1+r1・cos(θ-α)        ・・・(数14)  yp2=yc1+r1・sin(θ-α)        ・・・(数15)となる。  上記式(数12)(数13)(数14)(数15)により求めた2つの交点IP1,IP2から、必要な1つを選択して目標点とする。
 現在位置と目標点との距離から、移動に必要な可変容量を演算するが、その際も円弧の長さを求め、実施例1の直線時に比べ、確からしい予測を可能とする。図15に示すように、円の半径(r)と中心角(β)が与えられていれば、E点とF点との間の弦の長さ(e)及び弧の長さ(f)は、以下の式(数16)(数17)により求まる。  e=2・r・sin(β/2)             ・・・(数16)  f=r・β                      ・・・(数17)  現在位置と既に2つの円の交点計算にて求めた目標点との距離が上記弦の長さ(e)となる。弦の式(数16)からθを求め、弧を求める式(数17)に代入して円弧の長さ(f)を算出する。
 なお、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。  上記実施形態では、伝送線路35に対応する円の情報を記憶部25に予め記憶するように構成したが、記憶部25に予め記憶するのではなく、円の情報が必要になる毎に、制御部20が(数4)を用いて円の情報を演算するように構成してもよい。
 本明細書には、本発明に関する少なくとも次の構成が含まれる。  第1の構成は、  進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、  入力端子と、出力端子と、一端が第1の伝送線路を介して前記入力端子に接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサと、一端が第2の伝送線路を介して前記出力端子に接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサと、一端が前記第1の可変容量コンデンサの前記一端に接続され他端が前記第2の可変容量コンデンサの前記一端に接続されたインダクタンスと、を有する整合回路と、  前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、前記第1の可変容量コンデンサの容量値と前記第2の可変容量コンデンサの容量値とを制御する制御部と、を備え、  前記制御部は、  前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出し、  スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円と、前記算出された反射係数との間の距離が所定値より大きい場合は、前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記算出される反射係数を変更することにより、前記距離を前記所定値以内とし、  前記距離が前記所定値以内になると、前記第1の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記算出される反射係数を小さくする、  ことを特徴とする整合器。
 第2の構成は、第1の構成の整合器であって、  前記制御部は、前記算出された反射係数が前記円の内側に位置する場合は、前記第2の可変容量コンデンサの容量値を大きくし、前記算出された反射係数が前記円の外側に位置する場合は、前記第2の可変容量コンデンサの容量値を小さくすることを特徴とする整合器。
 第3の構成は、第1の構成又は第2の構成の整合器であって、  前記制御部は、前記算出された反射係数の虚部が負である場合は、前記第1の可変容量コンデンサの容量値を大きくし、前記算出された反射係数の虚部が正である場合は、前記第1の可変容量コンデンサの容量値を小さくすることを特徴とする整合器。
 第4の構成は、第1の構成ないし第3の構成の整合器であって、  前記整合回路の前記第1の伝送線路は、特性インピーダンスが50Ωで、線路長がλ/4(λは、前記進行波及び反射波の波長)であるか、又は、前記進行波及び反射波に比べ無視できる程度の長さであることを特徴とする整合器。
 第5の構成は、  進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、  入力端子と、出力端子と、一端が第1の伝送線路を介して前記入力端子に接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサと、一端が第2の伝送線路を介して前記出力端子に接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサと、一端が前記第1の可変容量コンデンサの前記一端に接続され他端が前記第2の可変容量コンデンサの前記一端に接続されたインダクタンスと、を有する整合回路と、  を備える整合器における整合方法であって、  前記第1の伝送線路に応じて、スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円を設定するステップと、  前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出するステップと、  前記算出された反射係数と前記円との間の距離が所定値より大きいと、前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更することにより、前記算出される反射係数を変更して、前記距離を前記所定値以内とするステップと、  前記距離が前記所定値以内になると、前記第1の可変容量コンデンサの容量値を変更することにより、前記算出される反射係数をゼロに近づけるステップと、  を備える整合方法。
 第6の構成は、
 進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、
 入力端子と、出力端子と、一端が第1の伝送線路を介して前記入力端子に接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサと、一端が第2の伝送線路を介して前記出力端子に接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサと、一端が前記第1の可変容量コンデンサの前記一端に接続され他端が前記第2の可変容量コンデンサの前記一端に接続されたインダクタンスと、を有する整合回路と、
 前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、前記第1の可変容量コンデンサの容量値と前記第2の可変容量コンデンサの容量値とを制御する制御部と、を備え、
 前記制御部は、
 前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出し、
 スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円に向かうように前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円との交点を演算して予想し、その予想した交点(円周通過予想点)に基づいて前記第1の可変容量コンデンサの容量値の微調の方向を判定し、前記円周通過予想点の虚数部が負のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調し、前記円周通過予想点の虚数部が正のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、
 前記算出された反射係数と前記円との間の距離が所定値以内になると、前記算出される反射係数をゼロに近づけるように前記第1の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円より外側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、前記円より内側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調する  整合器。
 第7の構成は、第6の構成において、
 前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更した反射係数の2点から延びる直線と、前記円との交点を算出し、前記円周通過予測点とする  整合器。
 第8の構成は、第6の構成において、
 前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更した反射係数の3点を通る円と、前記円との交点を算出し、前記円周通過予測点とする  整合器。
 第9の構成は、第6の構成において、
 前記所定値以内は前記円と同心の前記円よりも大きい円と小さい円との間である  整合器。
 第10の構成は、  進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、  入力端子と、出力端子と、一端が第1の伝送線路を介して前記入力端子に接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサと、一端が第2の伝送線路を介して前記出力端子に接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサと、一端が前記第1の可変容量コンデンサの前記一端に接続され他端が前記第2の可変容量コンデンサの前記一端に接続されたインダクタンスと、を有する整合回路と、  を備える整合器における整合方法であって、  前記第1の伝送線路に応じて、スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円を設定するステップと、  前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出するステップと、
 前記円に向かうように前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円との交点を演算して予想し、その予想した交点(円周通過予想点)に基づいて前記第1の可変容量コンデンサの容量値の微調の方向を判定し、前記円周通過予想点の虚数部が負のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調し、前記円周通過予想点の虚数部が正のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調するステップと、
 前記算出された反射係数と前記円との間の距離が所定値以内になると、前記算出される反射係数をゼロに近づけるように前記第1の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円より外側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、前記円より内側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調するステップと、
 を備える整合方法。
本発明によれば、高周波電源装置、高周波電源装置の出力を負荷に整合させる整合器のほか、エッチングや薄膜形成を行う半導体製造工程のプラズマ処理装置に利用することができる。この出願は、2015年2月27日に出願された日本出願特願2015-038531を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
  2…高周波電源装置、3…プラズマ処理装置、10、10A…整合器、11…方向性結合器、20…制御部、21…反射係数演算部、22、22A…容量演算部、23…容量設定部、25…記憶部、30…整合回路、30a…入力端子、30b…出力端子、31,32…可変容量コンデンサ、31a…制御端子、32a…制御端子、33…インダクタンス、35,36…伝送線路、100…整合器、120…制御部、122…容量演算部。

Claims (5)

  1.  進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、
     入力端子と、出力端子と、一端が第1の伝送線路を介して前記入力端子に接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサと、一端が第2の伝送線路を介して前記出力端子に接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサと、一端が前記第1の可変容量コンデンサの前記一端に接続され他端が前記第2の可変容量コンデンサの前記一端に接続されたインダクタンスと、を有する整合回路と、
     前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、前記第1の可変容量コンデンサの容量値と前記第2の可変容量コンデンサの容量値とを制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出し、
     スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円に向かうように前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円との交点を演算して予想し、その予想した交点(円周通過予想点)に基づいて前記第1の可変容量コンデンサの容量値の微調の方向を判定し、前記円周通過予想点の虚数部が負のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調し、前記円周通過予想点の虚数部が正のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、
     前記算出された反射係数と前記円との間の距離が所定値以内になると、前記算出される反射係数をゼロに近づけるように前記第1の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円より外側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、前記円より内側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調する  整合器。
  2.  請求項1において、
     前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更した反射係数の2点から延びる直線と、前記円との交点を算出し、前記円周通過予測点とする  整合器。
  3.  請求項1において、
     前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更した反射係数の3点を通る円と、前記円との交点を算出し、前記円周通過予測点とする  整合器。
  4.  請求項1において、
     前記所定値以内は前記円と同心の前記円よりも大きい円と小さい円との間である。
  5. 進行波と反射波とを検出する方向性結合器と、  入力端子と、出力端子と、一端が第1の伝送線路を介して前記入力端子に接続され他端が接地された第1の可変容量コンデンサと、一端が第2の伝送線路を介して前記出力端子に接続され他端が接地された第2の可変容量コンデンサと、一端が前記第1の可変容量コンデンサの前記一端に接続され他端が前記第2の可変容量コンデンサの前記一端に接続されたインダクタンスと、を有する整合回路と、  を備える整合器における整合方法であって、  前記第1の伝送線路に応じて、スミスチャート上で整合点を通過する反射係数の軌跡が描く円を設定するステップと、  前記方向性結合器で検出した進行波と反射波とに基づき、反射係数を算出するステップと、
     前記円に向かうように前記第2の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円との交点を演算して予想し、その予想した交点(円周通過予想点)に基づいて前記第1の可変容量コンデンサの容量値の微調の方向を判定し、前記円周通過予想点の虚数部が負のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調し、前記円周通過予想点の虚数部が正のときは前記第1の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調するステップと、
     前記算出された反射係数と前記円との間の距離が所定値以内になると、前記算出される反射係数をゼロに近づけるように前記第1の可変容量コンデンサの容量値を変更し、前記円より外側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が減少するように微調し、前記円より内側に外れたときは前記第2の可変容量コンデンサの容量値が増加するように微調するステップと、
     を備える整合方法。
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