ホーム > 特許ランキング > 東京エレクトロン株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183584
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】高周波電源、プラズマ処理装置、及び整合方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20231221BHJP
H01L 21/31 20060101ALN20231221BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
H05H1/46 B
H01L21/31 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022097170
(22)【出願日】2022-06-16
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122507
【弁理士】
【氏名又は名称】柏岡 潤二
(72)【発明者】
【氏名】池田 太郎
(72)【発明者】
【氏名】宮下 大幸
(72)【発明者】
【氏名】長田 勇輝
【テーマコード（参考）】
2G084
5F045
【Ｆターム（参考）】
2G084AA05
2G084BB02
2G084BB05
2G084BB35
2G084CC05
2G084CC06
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC14
2G084CC25
2G084CC33
2G084DD42
2G084DD51
2G084DD55
2G084FF02
2G084FF15
2G084HH08
2G084HH21
2G084HH22
2G084HH23
2G084HH25
2G084HH52
5F045AA09
5F045AB33
5F045AC01
5F045AC12
5F045AC15
5F045AC16
5F045AD01
5F045AE01
5F045DP03
5F045DQ10
5F045EF05
5F045EH18
5F045EH19
(57)【要約】
【課題】プラズマの生成において用いられる高周波電力の整合周波数を高速に決定する技術を提供する。
【解決手段】開示される高周波電源は、高周波電力の周波数として互いに異なる第１～第３の周波数を用いることにより、三つの反射係数を取得する。高周波電源は、第１～第３の周波数と三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、整合周波数として決定する。高周波電源は、決定された整合周波数を有する高周波電力を発生する。
【選択図】図３
【解決手段】開示される高周波電源は、高周波電力の周波数として互いに異なる第１～第３の周波数を用いることにより、三つの反射係数を取得する。高周波電源は、第１～第３の周波数と三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、整合周波数として決定する。高周波電源は、決定された整合周波数を有する高周波電力を発生する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成された電力発生部と、
前記高周波電力の出力と、
前記出力に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記電力発生部を制御する、
ように構成されている、
高周波電源。
前記高周波電力の出力と、
前記出力に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記電力発生部を制御する、
ように構成されている、
高周波電源。
【請求項2】
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
請求項１に記載の高周波電源。
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
請求項１に記載の高周波電源。
【数1】
【数2】
【請求項3】
前記制御部は、前記ａ、前記ｂ、及び前記ｃを、下記の式（３）により求めるように構成されており、
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
請求項２に記載の高周波電源。
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
請求項２に記載の高周波電源。
【数3】
【請求項4】
前記第２の周波数は、前記第１の周波数と前記第３の周波数の間の中心周波数である、請求項１～３の何れか一項に記載の高周波電源。
【請求項5】
前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値は、２０ＭＨｚ以下である、請求項４に記載の高周波電源。
【請求項6】
前記制御部は、前記整合周波数を前記第２の周波数として用い、且つ、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値を減少させて、前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行するように構成されている、請求項４に記載の高周波電源。
【請求項7】
前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行することにおいて、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値は、５ＭＨｚ以下である、請求項６に記載の高周波電源。
【請求項8】
前記高周波電力は、ＶＨＦ波帯の周波数以上の周波数を有する、請求項１～３の何れか一項に記載の高周波電源。
【請求項9】
チャンバと、
前記チャンバ内でのプラズマの生成のために、可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
前記高周波電源に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記高周波電源を制御する、
ように構成されている、
プラズマ処理装置。
前記チャンバ内でのプラズマの生成のために、可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
前記高周波電源に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記高周波電源を制御する、
ように構成されている、
プラズマ処理装置。
【請求項10】
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
請求項９に記載のプラズマ処理装置。
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【数4】
【数5】
【請求項11】
前記制御部は、前記ａ、前記ｂ、及び前記ｃを、下記の式（３）により求めるように構成されており、
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【数6】
【請求項12】
前記第２の周波数は、前記第１の周波数と前記第３の周波数の間の中心周波数である、請求項９～１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項13】
前記制御部は、前記整合周波数を前記第２の周波数として用い、且つ、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値を減少させて、前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行するように構成されている、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項14】
前記高周波電力は、ＶＨＦ波帯の周波数以上の周波数を有する、請求項９～１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項15】
前項高周波電源と前記チャンバとの間で接続されており、前記高周波電力を電磁波として伝播するように構成された導波部であり、そこにおいて該電磁波を共振させるように構成された共振部を含む、該導波部を更に備え、
前記共振部は、該共振部において互いに異なるインピーダンスを有する複数の部分を提供する誘電体部材を含む、
請求項９～１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記共振部は、該共振部において互いに異なるインピーダンスを有する複数の部分を提供する誘電体部材を含む、
請求項９～１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項16】
前記共振部は、マイクロストリップを更に含み、
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項17】
前記誘電体部材は、そこにおいて前記電磁波が伝播する空洞である凹部を提供する、請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項18】
前記共振部の共振スペクトルの半値幅は、２０ＭＨｚ以下である、請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項19】
（ｉ）高周波電源が発生する高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数をセンサから取得する工程と、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を特定する二次関数の極小点の周波数を、前記高周波電源の負荷に対する前記高周波電力の整合周波数として決定する工程と、
（ｉｉｉ）前記高周波電源によって前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生する工程と、
を含む、整合方法。
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を特定する二次関数の極小点の周波数を、前記高周波電源の負荷に対する前記高周波電力の整合周波数として決定する工程と、
（ｉｉｉ）前記高周波電源によって前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生する工程と、
を含む、整合方法。
【請求項20】
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記整合周波数は、下記の式（２）により決定され、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
請求項１９に記載の整合方法。
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記整合周波数は、下記の式（２）により決定され、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
請求項１９に記載の整合方法。
【数7】
【数8】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の例示的実施形態は、高周波電源、プラズマ処理装置、及び整合方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プラズマ処理装置がデバイス製造において用いられている。下記の特許文献１は、プラズマの生成のためにマイクロ波を用いており、マイクロ波の周波数を帯域幅の中で掃引することにより、反射係数が極小となる吸収周波数を特定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－８８３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、プラズマの生成において用いられる高周波電力の整合周波数を高速に決定する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一つの例示的実施形態において、高周波電源が提供される。高周波電源は、電力発生部、出力、センサ、及び制御部を備える。電力発生部は、可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成されている。センサは、高周波電力の出力に接続される負荷に対する高周波電力の反射係数を特定するように構成されている。制御部は、負荷に対する高周波電力の整合周波数を決定するように構成されている。制御部は、高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数をセンサから取得する。制御部は、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数のぞれぞれと三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、整合周波数として決定する。制御部は、整合周波数を有する高周波電力を発生するよう、電力発生部を制御する。
【発明の効果】
【0006】
一つの例示的実施形態によれば、プラズマの生成において用いられる高周波電力の整合周波数を高速に決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。
【図2】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の導波部の部分拡大断面図である。
【図3】一つの例示的実施形態に係る高周波電源を概略的に示す図である。
【図4】一つの例示的実施形態に係る整合方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【0009】
図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。図２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の導波部の部分拡大断面図である。図１及び図２に示すプラズマ処理装置１は、チャンバ１０内でプラズマを生成するために、高周波電源６０によって発生される高周波電力を利用する。高周波電力は、高周波電源６０から電磁波として伝播して、チャンバ１０内に導入され得る。高周波電力及び電磁波は、ＶＨＦ波帯以上の周波数を有する。高周波電力及び電磁波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波であってもよい。ＶＨＦ波の帯域は３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚであり、ＵＨＦ波の帯域は３００ＭＨｚ～３ＧＨｚである。
【0010】
プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、内部空間を画成している。基板Ｗはチャンバ１０の内部空間の中で処理される。チャンバ１０は、その中心軸線として軸線ＡＸを有している。軸線ＡＸは、鉛直方向に延びる軸線である。
【0011】
一実施形態においては、チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいてもよい。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有しており、その上部において開口されている。チャンバ本体１２は、チャンバ１０の側壁及び底部を提供している。チャンバ本体１２は、アルミニウムのような金属から形成されている。チャンバ本体１２は、接地されている。
【0012】
チャンバ本体１２の側壁は、通路１２ｐを提供している。基板Ｗは、チャンバ１０の内部と外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｖによって開閉可能である。ゲートバルブ１２ｖは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
【0013】
チャンバ１０は、上壁１４を更に含んでいてもよい。上壁１４は、アルミニウムのような金属から形成されている。上壁１４は、後述する同軸導波管４２と共にチャンバ本体１２の上部の開口を閉じている。上壁１４は、チャンバ本体１２と共に接地されている。
【0014】
チャンバ１０の底部は、排気口を提供している。排気口は、排気装置１６に接続されている。排気装置１６は、自動圧力制御弁のような圧力制御器及びターボ分子ポンプのような真空ポンプを含んでいる。
【0015】
プラズマ処理装置１は、基板支持部１８を更に備えていてもよい。基板支持部１８は、チャンバ１０内に設けられている。基板支持部１８は、その上に載置される基板Ｗを支持するように構成されている。基板Ｗは、略水平な状態で基板支持部１８上に載置される。基板支持部１８は、支持部材１９によって支持されていてもよい。支持部材１９は、チャンバ１０の底部から上方に延びている。基板支持部１８及び支持部材１９は、窒化アルミニウム等の誘電体から形成され得る。
【0016】
プラズマ処理装置１は、シャワーヘッド２０を更に備えていてもよい。シャワーヘッド２０は、アルミニウムのような金属から形成されている。シャワーヘッド２０は、略円盤形状を有しており、中空構造を有し得る。シャワーヘッド２０は、その中心軸線として軸線ＡＸを共有している。シャワーヘッド２０は、基板支持部１８の上方、且つ、上壁１４の下方に設けられている。シャワーヘッド２０は、チャンバ１０の内部空間を画成する天部を構成している。
【0017】
シャワーヘッド２０は、複数のガス孔２０ｈを提供している。複数のガス孔２０ｈは、チャンバ１０の内部空間に向けて開口している。シャワーヘッド２０は、その中にガス拡散室２０ｃを更に提供している。複数のガス孔２０ｈは、ガス拡散室２０ｃに接続しており、ガス拡散室２０ｃから下方に延びている。
【0018】
プラズマ処理装置１は、ガス供給管として、同軸導波管４２の後述する内側導体４２１を備えていてもよい。内側導体４２１は、円筒形状の管として構成されている。内側導体４２１は、アルミニウムのような金属から形成されている。内側導体４２１は、シャワーヘッド２０の上方において、鉛直方向に延在している。内側導体４２１は、その中心軸線として軸線ＡＸを共有している。内側導体４２１の下端は、シャワーヘッド２０の上部中央に接続している。シャワーヘッド２０の上部中央は、ガスの入口を提供している。入口は、ガス拡散室２０ｃに接続している。内側導体４２１は、ガスをシャワーヘッド２０に供給する。内側導体４２１からのガスは、シャワーヘッド２０の入口及びガス拡散室２０ｃを介して、複数のガス孔２０ｈからチャンバ１０内に導入される。
【0019】
一実施形態において、プラズマ処理装置１は、第１のガス源２４、第２のガス源２６、及びリモートプラズマ源２８を更に備えていてもよい。第１のガス源２４は、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）に接続されている。第１のガス源２４は、成膜ガスのガス源であり得る。成膜ガスは、シリコン含有ガスを含んでいてもよい。シリコン含有ガスは、例えばＳｉＨ４を含む。成膜ガスは、他のガスを更に含んでいてもよい。例えば、成膜ガスは、ＮＨ３ガス、Ｎ２ガス、Ａｒのような希ガス等を更に含んでいてもよい。第１のガス源２４からのガス（例えば成膜ガス）は、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）を介してシャワーヘッド２０からチャンバ１０内に導入される。
【0020】
第２のガス源２６は、リモートプラズマ源２８を介して、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）に接続されている。第２のガス源２６は、クリーニングガスのガス源であり得る。クリーニングガスは、ハロゲン含有ガスを含んでいてもよい。ハロゲン含有ガスは、例えばＮＦ３及び／又はＣｌ２を含む。クリーニングガスは、他のガスを更に含んでいてもよい。クリーニングガスは、Ａｒのような希ガスを更に含んでいてもよい。
【0021】
リモートプラズマ源２８は、チャンバ１０から離れた場所で第２のガス源２６からのガスを励起させてプラズマを生成する。一実施形態では、リモートプラズマ源２８は、クリーニングガスからプラズマを生成する。リモートプラズマ源２８は、如何なるタイプのプラズマ源であってもよい。リモートプラズマ源２８としては、容量結合型のプラズマ源、誘導結合型のプラズマ源、又はマイクロ波によってプラズマを生成する型のプラズマ源が例示される。リモートプラズマ源２８において生成されたプラズマ中のラジカルは、内側導体４２１を介してシャワーヘッド２０からチャンバ１０内に導入される。
【0022】
ラジカルの失活を抑制するために、内側導体４２１（即ち、ガス供給管）は、比較的太い直径を有し得る。内側導体４２１の外径（直径）は、例えば４０ｍｍ以上である。一例において、内側導体４２１の外径（直径）は８０ｍｍである。なお、内側導体４２１は、円筒形状を有しており、内側導体４２１の外径（直径）は、後述する鍔部４２１ｆの他の部分４２１ａでの内側導体４２１の外径である。鍔部４２１ｆは、内側導体４２１の長手方向の一部を構成している。鍔部４２１ｆは、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。鍔部４２１ｆは、内側導体４２１の他の部分４２１ａから径方向に突き出している。内側導体４２１は、後述する導波部４０の一部を構成し得る。
【0023】
シャワーヘッド２０は、上壁１４から下方に離れている。シャワーヘッド２０と上壁１４との間の空間は、導波路３０の一部を構成している。この導波路３０は、内側導体４２１が、内側導体４２１と上壁１４との間に提供している空間も含む。
【0024】
プラズマ処理装置１は、導入部３２を更に備えていてもよい。導入部３２は、酸化アルミニウムのような誘電体から形成されている。導入部３２は、そこからチャンバ１０内に電磁波を導入するようにシャワーヘッド２０の外周に沿って設けられている。導入部３２は、環形状を有する。導入部３２は、シャワーヘッド２０とチャンバ本体１２との間の間隙を閉じており、導波路３０に繋がっている。なお、導入部３２は、チャンバ１０の側壁に沿って設けられていてもよい。
【0025】
プラズマ処理装置１は、導波部４０を更に備え得る。導波部４０は、チャンバ１０内でプラズマを生成するために、電磁波を伝播するように構成されている。導波部４０は、チャンバ１０の上方に設けられ得る。
【0026】
プラズマ処理装置１は、電磁波の供給路３６を更に備えていてもよい。供給路３６は、導波部４０に接続されている。一実施形態において、供給路３６は、同軸構造を有している。即ち、供給路３６は、中心導体３６１及び外側導体３６２を含んでいる。外側導体３６２は、略円筒形状を有している。外側導体３６２は、同軸導波管４２の外側導体４２２に接続されている。中心導体３６１は、棒状をなしており、外側導体３６２の中で、外側導体３６２と同軸状に設けられている。供給路３６は、誘電体部材３６３を更に含んでいてもよい。誘電体部材３６３は、中心導体３６１と外側導体３６２の間の間隙を埋めている。誘電体部材３６３は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成される。
【0027】
中心導体３６１は、内側導体４２１に接続されている。具体的に、中心導体３６１の一端は、鍔部４２１ｆに接続されている。なお、鍔部４２１ｆは、中心導体３６１の一部であってもよい。或いは、鍔部４２１ｆは、内側導体４２１と中心導体３６１から構成されていてもよい。
【0028】
プラズマ処理装置１は、高周波電源６０を更に備えている。中心導体３６１の他端は、高周波電源６０に接続されている。高周波電源６０は、上述したように高周波電力を発生するように構成されている。高周波電源６０の詳細については、後述する。
【0029】
プラズマ処理装置１は、整合器５０を更に備えていてもよい。この場合には、中心導体３６１の他端は、整合器５０を介して高周波電源６０に接続される。整合器５０は、インピーダンス整合回路を有する。インピーダンス整合回路は、高周波電源６０の負荷のインピーダンスを、高周波電源６０の出力インピーダンスに整合させるように構成される。インピーダンス整合回路は、可変インピーダンスを有する。インピーダンス整合回路は、例えばπ型の回路であり得る。なお、プラズマ処理装置１は、整合器５０を備えていなくてもよい。この場合には、中心導体３６１の他端は、高周波電源６０に直接的に接続され得る。そして、高周波電源６０の負荷のインピーダンスは、高周波電源６０から出力する周波数を変化させることにより、高周波電源６０の出力インピーダンスに整合される。
【0030】
プラズマ処理装置１において、高周波電源６０からの電磁波は、整合器５０、供給路３６（中心導体３６１）、導波部４０、及びシャワーヘッド２０の周りの導波路３０を介して、導入部３２からチャンバ１０内に導入される。この電磁波は、第１のガス源２４からのガス（例えば成膜ガス）をチャンバ１０内で励起させて、プラズマを生成させる。
【0031】
導波部４０は、共振部４４を含む。導波部４０は、同軸導波管４２及び蓋体４３を更に含んでいてもよい。一実施形態において、同軸導波管４２は、チャンバ１０の上方で鉛直方向に沿って延びており、その中心軸線は、軸線ＡＸである。同軸導波管４２は、上述の内側導体４２１及び外側導体４２２を含んでいる。外側導体４２２は、アルミニウムのような金属から形成されており、略円筒形状を有している。内側導体４２１は、外側導体４２２の中で外側導体４２２と同軸状に設けられている。
【0032】
蓋体４３は、アルミニウムのような金属から形成されており、同軸導波管４２の一端（例えば上端）において内側導体４２１と外側導体４２２との間の開口を閉じている。蓋体４３は、外側導体４２２に電気的に接続している。外側導体４２２の他端（例えば下端）は、上壁１４に接続している。
【0033】
共振部４４は、そこにおいて電磁波を共振させるように構成されている。共振部４４は、その共振スペクトルの半値幅として、２０ＭＨｚ以下の狭い半値幅を有し得る。なお、共振スペクトルの半値幅は、高周波電力又は電磁波の反射係数の周波数スペクトルにおけるピークに対する周波数の半値幅である。かかる狭い共振スペクトルの半値幅のために、共振部４４は小型化された構造を有し得る。
【0034】
一実施形態において、共振部４４は、その小型化のために、折り返された導波路を有していてもよい。共振部４４は、互いに異なるインピーダンスを有する複数の部分を含んでいてもよい。
【0035】
共振部４４は、誘電体部材４６を含んでいてもよい。共振部４４は、マイクロストリップ４５を更に含んでいてもよい。共振部４４は、同軸導波管４２の一端（例えば上端）と他端（例えば下端）との間に設けられていてもよい。即ち、マイクロストリップ４５及び誘電体部材４６は、同軸導波管４２の一端（例えば上端）と他端（例えば下端）との間に設けられていてもよい。一実施形態において、共振部４４は、鍔部４２１ｆの下面から上方に設けられている。
【0036】
誘電体部材４６は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成される。誘電体部材４６は、互いに異なるインピーダンスを有する複数の部分を共振部４４に提供するように構成されている。誘電体部材４６は、その一部として、誘電体層４６３を含んでいる。誘電体層４６３は、マイクロストリップ４５を構成している。このように、プラズマ処理装置１では、誘電体部材４６の一部がマイクロストリップの誘電体層４６３を構成している。誘電体部材４６の他の部分も共振部４４を構成している。したがって、共振部４４は、異なるインピーダンスを有する複数の部分を含んでいる。プラズマ処理装置１では、共振部４４は、かかるマイクロストリップ４５及び誘電体部材４６により、そのサイズが小さくても、電磁波を共振させることが可能となる。
【0037】
一実施形態において、共振部４４は、誘電体部材４６に加えて、グランド導体４８を更に含んでいてもよい。グランド導体４８は、誘電体部材４６上に設けられていてもよい。グランド導体４８は、蓋体４３に電気的に接続している。
【0038】
共振部４４のマイクロストリップ４５は、マイクロストリップ導体、誘電体層４６３、及び環状グランド部４８１を含んでいてもよい。マイクロストリップ４５のマイクロストリップ導体は、上述の鍔部４２１ｆである。誘電体層４６３は、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。誘電体層４６３は、マイクロストリップ導体、即ち鍔部４２１ｆ上に設けられている。環状グランド部４８１は、グランド導体４８の一部である。環状グランド部４８１は、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。環状グランド部４８１は、誘電体層４６３上に設けられている。
【0039】
一実施形態において、誘電体部材４６は、第１の筒状部４６１及び第２の筒状部４６２を更に含んでいてもよい。第１の筒状部４６１は、略円筒形状を有している。第１の筒状部４６１は、鍔部４２１ｆの外縁と外側導体４２２との間に介在しており、同軸導波管４２の一端（例えば上端）に向けて延びている。第１の筒状部４６１の中心軸線は、軸線ＡＸであり得る。
【0040】
第２の筒状部４６２は、略円筒形状を有している。第２の筒状部４６２は、第１の筒状部４６１の内側に設けられており、内側導体４２１に沿って鍔部４２１ｆから同軸導波管４２の一端（例えば上端）に向けて延びている。第２の筒状部４６２の中心軸線は、軸線ＡＸであり得る。
【0041】
誘電体層４６３は、第１の筒状部４６１と第２の筒状部４６２との間で延在している。誘電体層４６３は、第１の筒状部４６１の長手方向（高さ方向）の中間位置と第２の筒状部４６２の下端との間で延在していてもよい。
【0042】
一実施形態において、誘電体部材４６は、凹部４４ｒを提供していてもよい。凹部４４ｒは、空洞であり、誘電体層４６３上、且つ、第１の筒状部４６１と第２の筒状部４６２との間で延在している。凹部４４ｒは、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。
【0043】
上述のグランド導体４８は、筒状グランド部４８２を更に含んでいてもよい。筒状グランド部４８２は、略円筒形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。筒状グランド部４８２は、環状グランド部４８１の外縁から同軸導波管４２の一端（例えば上端）に向けて第１の筒状部４６１に沿って延びている。
【0044】
グランド導体４８は、別の環状グランド部４８３を更に含んでいてもよい。環状グランド部４８３は、環形状を有しており、軸線ＡＸ中心に延在している。環状グランド部４８３は、筒状グランド部４８２の一端（例えば上端）から径方向外側に延在している。グランド導体４８は、環状グランド部４８３を蓋体４３と誘電体部材４６の第１の筒状部４６１との間で挟持することにより、蓋体４３に電気的に接続されていてもよい。
【0045】
一実施形態において、誘電体部材４６は、第１の筒状部４６１、マイクロストリップ４５、第２の筒状部４６２、及び凹部４４ｒにおいてそれぞれ異なるインピーダンスを提供することができる。したがって、マイクロストリップ４５及び誘電体部材４６により、そのサイズが相当に小さくても、共振部４４において電磁波を共振させることが可能となる。
【0046】
また、マイクロストリップ４５から凹部４４ｒに向けて伝搬する電磁波の電界の強度は、内側導体４２１に沿った領域で高くなるが、当該領域には第２の筒状部４６２が設けられているので、当該領域における異常放電が抑制される。
【0047】
また、プラズマ処理装置１では、内側導体４２１がシャワーヘッド２０の上部中央に接続されており、電磁波の供給路３６の中心導体３６１は、この内側導体４２１の鍔部４２１ｆに接続されている。したがって、内側導体４２１の周りで均一に電磁波が伝播する。電磁波は、内側導体４２１及びシャワーヘッド２０を介して、シャワーヘッド２０の外周に沿って設けられた導入部３２から、チャンバ１０内に導入される。故に、プラズマ処理装置１によれば、チャンバ１０内でのプラズマの密度の分布の均一性を高めることが可能となる。
【0048】
また、プラズマ処理装置１によれば、成膜処理によりチャンバ１０内に形成された堆積物を、クリーニングガスのプラズマからのラジカルにより除去することができる。クリーニングガスのプラズマからのラジカルはガス供給管である内側導体４２１及びシャワーヘッド２０を介して供給されるので、その失活が抑制され、且つ、チャンバ１０内に均一に供給される。したがって、プラズマ処理装置１によれば、チャンバ１０のクリーニングが均一且つ効率的に行われ得る。
【0049】
以下、図３を参照しつつ高周波電源６０について詳細に説明する。図３は、一つの例示的実施形態に係る高周波電源を概略的に示す図である。図３に示すように、高周波電源６０は、電力発生部６０ｐ、出力６０ｔ、センサ６０ｓ、及び制御部６０ｃを含む。
【0050】
電力発生部６０ｐは、可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成されている。電力発生部６０ｐが発生する高周波電力の周波数は、制御部６０ｃによって指定される。電力発生部６０ｐの出力は、高周波電源６０の出力６０ｔに接続されている。電力発生部６０ｐによって発生された高周波電力は、出力６０ｔから出力される。
【0051】
一実施形態において、電力発生部６０ｐは、発振器６０ｇ及び増幅器６０ａを含んでいてもよい。発振器６０ｇは、可変周波数を有する高周波信号を発生する。発振器６０ｇが発生する高周波信号の周波数は、制御部６０ｃによって指定される。発振器６０ｇの出力は、増幅器６０ａの入力に接続されている。増幅器６０ａは、発振器６０ｇからの高周波信号を増幅することにより、高周波電力を発生する。
【0052】
一実施形態において、電力発生部６０ｐは、サーキュレータ６０ｒを介して出力６０ｔに接続されていてもよい。電力発生部６０ｐは、サーキュレータ６０ｒの第１ポートに接続されている。サーキュレータ６０ｒの第２ポートは、出力６０ｔに接続されている。サーキュレータ６０ｒの第３ポートは、ダミーロード６０ｄに接続されている。サーキュレータ６０ｒは、第１ポートに入力された高周波電力を、第２ポートを介して出力６０ｔに出力する。サーキュレータ６０ｒは、出力６０ｔから第２ポートに向かう高周波電力（反射波）をダミーロード６０ｄに出力する。
【0053】
センサ６０ｓは、出力６０ｔに接続される負荷に対する高周波電力の反射係数を特定するように構成されている。センサ６０ｓは、電圧及び電流を測定し、測定した電圧及び電流から反射係数を特定するＶ－Ｉセンサであってもよい。或いは、センサ６０ｓは、出力６０ｔに戻される反射波のパワーレベルを測定し、高周波電力の進行波のパワーレベル又は高周波電力の設定パワーレベルに対する反射波のパワーレベルの比から反射係数を特定してもよい。
【0054】
制御部６０ｃは、出力６０ｔに接続される負荷に対する高周波電力の整合周波数を決定するように構成されている。制御部６０ｃは、マイクロプロセッサから構成され得る。以下、図３と共に図４を参照しつつ、制御部６０ｃによる整合周波数の決定及び一つの例示的実施形態に係る整合方法について説明する。図４は、一つの例示的実施形態に係る整合方法の流れ図である。
【0055】
図４に示す整合方法（以下、「方法ＭＴ」という）は、負荷からの高周波電力の反射を抑制する整合周波数を決定するために行われる。方法ＭＴの工程ＳＴ１では、電力発生部６０ｐが発生する高周波電力の周波数として互いに異なる第１～第３の周波数が用いられて、第１～第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数が制御部６０ｃによってセンサ６０ｓから取得される。
【0056】
第１～第３の周波数は、第１の周波数と第３の周波数との間の周波数範囲において、整合周波数が検出可能であるように予め定められている。一実施形態において、第２の周波数は、第１の周波数と第３の周波数の間の中心周波数である。第１の周波数と第２の周波数との差の絶対値及び第２の周波数と第３の周波数との差の絶対値は、２０ＭＨｚ以下であってもよい。
【0057】
工程ＳＴ１は、工程ＳＴ１１～工程ＳＴ１６を含んでいてもよい。工程ＳＴ１１では、第１の周波数ｆ１を有する高周波電力が高周波電源６０から出力される。第１の周波数ｆ１は、制御部６０ｃから電力発生部６０ｐに指定される。続く工程ＳＴ１２では、第１の周波数ｆ１を有する高周波電力に対する負荷からの反射係数が制御部６０ｃによってセンサ６０ｓから取得される。
【0058】
工程ＳＴ１３では、第２の周波数ｆ２を有する高周波電力が高周波電源６０から出力される。第２の周波数ｆ２は、制御部６０ｃから電力発生部６０ｐに指定される。続く工程ＳＴ１４では、第２の周波数ｆ２を有する高周波電力に対する負荷からの反射係数が制御部６０ｃによってセンサ６０ｓから取得される。
【0059】
工程ＳＴ１５では、第３の周波数ｆ３を有する高周波電力が高周波電源６０から出力される。第３の周波数ｆ３は、制御部６０ｃから電力発生部６０ｐに指定される。続く工程ＳＴ１６では、第３の周波数ｆ３を有する高周波電力に対する負荷からの反射係数が制御部６０ｃによってセンサ６０ｓから取得される。
【0060】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴ２が行われる。工程ＳＴ２では、第１～第３の周波数それぞれと三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数が、整合周波数として制御部６０ｃによって決定される。
【0061】
工程ＳＴ２は、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２を含んでいてもよい。工程ＳＴ２１では、上記の二次関数の係数が制御部６０ｃによって決定される。反射係数Γを表す二次関数は、下記の式（１）で表される。
式（１）において、ｆは、高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、二次関数の係数である。
【数1】
式（１）において、ｆは、高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、二次関数の係数である。
【0062】
工程ＳＴ２２では、係数ａ、ｂ、及びｃから、制御部６０ｃによって整合周波数が決定される。整合周波数は、下記の式（２）によって決定される。
式（２）において、ｆｍｉｎは、整合周波数である。
【数2】
式（２）において、ｆｍｉｎは、整合周波数である。
【0063】
一実施形態において、係数ａ、ｂ、及びｃは、下記の式（３）により求められ得る。
式（３）において、ｆ１は第１の周波数であり、ｆ２は第２の周波数であり、ｆ３は第３の周波数である。Γ１は第１の周波数を有する高周波電力の反射係数であり、Γ２は第２の周波数を有する高周波電力の反射係数であり、Γ３は第３の周波数を有する高周波電力の反射係数である。
【数3】
式（３）において、ｆ１は第１の周波数であり、ｆ２は第２の周波数であり、ｆ３は第３の周波数である。Γ１は第１の周波数を有する高周波電力の反射係数であり、Γ２は第２の周波数を有する高周波電力の反射係数であり、Γ３は第３の周波数を有する高周波電力の反射係数である。
【0064】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴ３が行われる。工程ＳＴ３では、工程ＳＴ２で決定された整合周波数を有する高周波電力を発生するよう、制御部６０ｃによって電力発生部６０ｐが制御される。
【0065】
一実施形態においては、整合周波数が更新されてもよい。この場合には、工程ＳＴＪにおいて、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、整合周波数の更新回数が所定回数に達している場合に満たされる。所定回数は、一以上の回数である。停止条件が満たされる場合には、方法ＭＴは終了する。一方、停止条件が満たされない場合には、処理は、工程ＳＴ４に進む。
【0066】
工程ＳＴ４では、第１～第３の周波数が制御部６０ｃによって更新される。具体的には、現在の整合周波数が第２の周波数として用いられる。そして、第２の周波数を中心周波数として、第１の周波数及び第３の周波数が設定される。なお、第１の周波数と第２の周波数との差の絶対値及び第２の周波数と第３の周波数との差の絶対値は、工程ＳＴ４の前における第１の周波数と第２の周波数との差の絶対値及び第２の周波数と第３の周波数との差の絶対値からそれぞれ減少されてもよい。例えば、第１の周波数と第２の周波数との差の絶対値及び第２の周波数と第３の周波数との差の絶対値は、５ＭＨｚ以下に設定されてもよい。工程ＳＴ４の後、工程ＳＴ１～工程ＳＴ３が再び繰り返される。
【0067】
以上説明したように、高周波電源６０が出力する高周波電力の整合周波数は、三つの周波数それぞれと三つの反射係数の関係を特定する二次関数の係数から決定される。したがって、整合周波数が高速に決定される。また、一実施形態においては、整合周波数を更新するために工程ＳＴ１～工程ＳＴ３が繰り返される。したがって、負荷からの高周波電力の反射を更に低減することが可能となる。
【0068】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【0069】
例えば、整合周波数の決定は、制御部６０ｃではなく、高周波電源６０の外部に設けられた制御部６０ｃとは別の制御部によって行われてもよい。また、センサ６０ｓは、高周波電源６０の一部ではなく、高周波電源６０の外部に設けられていてもよい。また、上述の共振スペクトルを有する共振部を備えるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１とは異なる構造を有するプラズマ処理装置であってもよい。
【0070】
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ２０］に記載する。
【0071】
［Ｅ１］
可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成された電力発生部と、
前記高周波電力の出力と、
前記出力に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記電力発生部を制御する、
ように構成されている、
高周波電源。
可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成された電力発生部と、
前記高周波電力の出力と、
前記出力に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記電力発生部を制御する、
ように構成されている、
高周波電源。
【0072】
［Ｅ２］
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
［Ｅ１］に記載の高周波電源。
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
［Ｅ１］に記載の高周波電源。
【数4】
【数5】
【0073】
［Ｅ３］
前記制御部は、前記ａ、前記ｂ、及び前記ｃを、下記の式（３）により求めるように構成されており、
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
［Ｅ２］に記載の高周波電源。
前記制御部は、前記ａ、前記ｂ、及び前記ｃを、下記の式（３）により求めるように構成されており、
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
［Ｅ２］に記載の高周波電源。
【数6】
【0074】
［Ｅ４］
前記第２の周波数は、前記第１の周波数と前記第３の周波数の間の中心周波数である、［Ｅ１］～［Ｅ３］の何れか一項に記載の高周波電源。
前記第２の周波数は、前記第１の周波数と前記第３の周波数の間の中心周波数である、［Ｅ１］～［Ｅ３］の何れか一項に記載の高周波電源。
【0075】
［Ｅ５］
前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値は、２０ＭＨｚ以下である、［Ｅ４］に記載の高周波電源。
前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値は、２０ＭＨｚ以下である、［Ｅ４］に記載の高周波電源。
【0076】
［Ｅ６］
前記制御部は、前記整合周波数を前記第２の周波数として用い、且つ、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値を減少させて、前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行するように構成されている、［Ｅ４］又は［Ｅ５］に記載の高周波電源。
前記制御部は、前記整合周波数を前記第２の周波数として用い、且つ、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値を減少させて、前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行するように構成されている、［Ｅ４］又は［Ｅ５］に記載の高周波電源。
【0077】
［Ｅ７］
前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行することにおいて、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値は、５ＭＨｚ以下である、［Ｅ６］に記載の高周波電源。
前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行することにおいて、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値は、５ＭＨｚ以下である、［Ｅ６］に記載の高周波電源。
【0078】
［Ｅ８］
前記高周波電力は、ＶＨＦ波帯の周波数以上の周波数を有する、［Ｅ１］～［Ｅ７］の何れか一項に記載の高周波電源。
前記高周波電力は、ＶＨＦ波帯の周波数以上の周波数を有する、［Ｅ１］～［Ｅ７］の何れか一項に記載の高周波電源。
【0079】
［Ｅ９］
チャンバと、
前記チャンバ内でのプラズマの生成のために、可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
前記高周波電源に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記高周波電源を制御する、
ように構成されている、
プラズマ処理装置。
チャンバと、
前記チャンバ内でのプラズマの生成のために、可変周波数を有する高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
前記高周波電源に接続される負荷に対する前記高周波電力の反射係数を特定するように構成されたセンサと、
前記負荷に対する前記高周波電力の整合周波数を決定するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数を前記センサから取得し、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を表す二次関数の極小点の周波数を、前記整合周波数として決定し、
（ｉｉｉ）前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生するよう、前記高周波電源を制御する、
ように構成されている、
プラズマ処理装置。
【0080】
［Ｅ１０］
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
［Ｅ９］に記載のプラズマ処理装置。
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは、前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記制御部は、前記整合周波数を下記の式（２）により決定するように構成されており、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
［Ｅ９］に記載のプラズマ処理装置。
【数7】
【数8】
【0081】
［Ｅ１１］
前記制御部は、前記ａ、前記ｂ、及び前記ｃを、下記の式（３）により求めるように構成されており、
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
［Ｅ１０］に記載のプラズマ処理装置。
前記制御部は、前記ａ、前記ｂ、及び前記ｃを、下記の式（３）により求めるように構成されており、
式（３）において、ｆ１は前記第１の周波数であり、ｆ２は前記第２の周波数であり、ｆ３は前記第３の周波数であり、Γ１は前記第１の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ２は前記第２の周波数を有する前記高周波電力の反射係数であり、Γ３は前記第３の周波数を有する前記高周波電力の反射係数である、
［Ｅ１０］に記載のプラズマ処理装置。
【数9】
【0082】
［Ｅ１２］
前記第２の周波数は、前記第１の周波数と前記第３の周波数の間の中心周波数である、［Ｅ９］～［Ｅ１１］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記第２の周波数は、前記第１の周波数と前記第３の周波数の間の中心周波数である、［Ｅ９］～［Ｅ１１］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0083】
［Ｅ１３］
前記制御部は、前記整合周波数を前記第２の周波数として用い、且つ、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値を減少させて、前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行するように構成されている、［Ｅ１２］に記載のプラズマ処理装置。
前記制御部は、前記整合周波数を前記第２の周波数として用い、且つ、前記第１の周波数と前記第２の周波数との差の絶対値及び前記第２の周波数と前記第３の周波数との差の絶対値を減少させて、前記（ｉ）、前記（ｉｉ）、及び前記（ｉｉｉ）を更に実行するように構成されている、［Ｅ１２］に記載のプラズマ処理装置。
【0084】
［Ｅ１４］
前記高周波電力は、ＶＨＦ波帯の周波数以上の周波数を有する、［Ｅ９］～［Ｅ１３］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波電力は、ＶＨＦ波帯の周波数以上の周波数を有する、［Ｅ９］～［Ｅ１３］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0085】
［Ｅ１５］
前項高周波電源と前記チャンバとの間で接続されており、前記高周波電力を電磁波として伝播するように構成された導波部であり、そこにおいて該電磁波を共振させるように構成された共振部を含む、該導波部を更に備え、
前記共振部は、該共振部において互いに異なるインピーダンスを有する複数の部分を提供する誘電体部材を含む、
［Ｅ９］～［Ｅ１４］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前項高周波電源と前記チャンバとの間で接続されており、前記高周波電力を電磁波として伝播するように構成された導波部であり、そこにおいて該電磁波を共振させるように構成された共振部を含む、該導波部を更に備え、
前記共振部は、該共振部において互いに異なるインピーダンスを有する複数の部分を提供する誘電体部材を含む、
［Ｅ９］～［Ｅ１４］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0086】
［Ｅ１６］
前記共振部は、マイクロストリップを更に含み、
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
［Ｅ１５］に記載のプラズマ処理装置。
前記共振部は、マイクロストリップを更に含み、
前記誘電体部材の一部が、前記マイクロストリップの誘電体層を構成する、
［Ｅ１５］に記載のプラズマ処理装置。
【0087】
［Ｅ１７］
前記誘電体部材は、そこにおいて前記電磁波が伝播する空洞である凹部を提供する、［Ｅ１５］又は［Ｅ１６］に記載のプラズマ処理装置。
前記誘電体部材は、そこにおいて前記電磁波が伝播する空洞である凹部を提供する、［Ｅ１５］又は［Ｅ１６］に記載のプラズマ処理装置。
【0088】
［Ｅ１８］
前記共振部の共振スペクトルの半値幅は、２０ＭＨｚ以下である、［Ｅ１５］～［Ｅ１７］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記共振部の共振スペクトルの半値幅は、２０ＭＨｚ以下である、［Ｅ１５］～［Ｅ１７］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0089】
［Ｅ１９］
（ｉ）高周波電源が発生する高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数をセンサから取得する工程と、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を特定する二次関数の極小点の周波数を、前記高周波電源の負荷に対する前記高周波電力の整合周波数として決定する工程と、
（ｉｉｉ）前記高周波電源によって前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生する工程と、
を含む、整合方法。
（ｉ）高周波電源が発生する高周波電力の周波数として互いに異なる第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を用いることにより、該第１の周波数、該第２の周波数、及び該第３の周波数それぞれに対応する三つの反射係数をセンサから取得する工程と、
（ｉｉ）前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記第３の周波数のぞれぞれと前記三つの反射係数との関係を特定する二次関数の極小点の周波数を、前記高周波電源の負荷に対する前記高周波電力の整合周波数として決定する工程と、
（ｉｉｉ）前記高周波電源によって前記整合周波数を有する前記高周波電力を発生する工程と、
を含む、整合方法。
【0090】
［Ｅ２０］
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記整合周波数は、下記の式（２）により決定され、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
［Ｅ１８］に記載の整合方法。
前記二次関数は、下記の式（１）で表され、
式（１）において、Γは、反射係数であり、ｆは前記高周波電力の周波数であり、ａ、ｂ、及びｃは、係数であり、
前記整合周波数は、下記の式（２）により決定され、
式（２）において、ｆｍｉｎは、前記整合周波数である、
［Ｅ１８］に記載の整合方法。
【数10】
【数11】
【0091】
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【0092】
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、４０…導波部、４４…共振部、６０…高周波電源、６０ｐ…電力発生部、６０ｔ…出力、６０ｓ…センサ、６０ｃ…制御部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】