特許 7386093 プラズマ処理装置及び整合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-15

(45)【発行日】2023-11-24

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置及び整合方法

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 R

H05H1/46 M

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2020026391

(22)【出願日】2020-02-19

(65)【公開番号】P2021131973

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2022-11-18

(73)【特許権者】

【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】佐藤 翔

(72)【発明者】

【氏名】吉田 絢

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２６０６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０７３９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９０７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３５５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１２２４２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００９８５２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｊ ３７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバと、
電極と、
前記電極に電気的に接続されており、前記チャンバ内でのプラズマ処理のために前記電極に供給され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、
前記高周波電源と前記電極との間で接続されており、前記高周波電源の負荷側のインピーダンスである負荷インピーダンスを設定するよう構成された整合器と、
を備え、
前記高周波電源は、二つの連続する期間のうち先行期間において前記電極に前記高周波電力の変調波及び連続波のうち一方の電力波を供給し、該二つの連続する期間のうち後続期間において前記電極に前記変調波及び前記連続波のうち他方の電力波を供給するよう構成されており、
前記高周波電源は、交互の第１の副期間と第２の副期間のうち該第１の副期間における前記高周波電力のパワーレベルが該第２の副期間における前記高周波電力のパワーレベルよりも高くなるように、前記変調波を生成し、
前記整合器は、前記二つの連続する期間のうち前記連続波が供給される期間において、連続する複数の副期間を経て前記複数の副期間のうち最初の副期間のインピーダンスから前記後続期間のための目標インピーダンスまで前記負荷インピーダンスを段階的に変更するよう構成されている、
プラズマ処理装置。

【請求項2】

前記整合器は、前記連続波が供給される前記期間において前記高周波電力の反射係数の絶対値を段階的に前記後続期間のための設定目標値まで変化させるように、前記負荷インピーダンスを段階的に変更するよう構成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記整合器は、前記高周波電源から前記電極に供給される電力が前記変調波から前記連続波に切り替えられた後に、前記高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロまで減少させるように、前記負荷インピーダンスを段階的に変更するよう構成されている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記整合器は、前記高周波電源から前記電極に供給される電力が前記連続波から前記変調波に切り替えられる前に、前記高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロよりも大きな前記設定目標値まで増加させるように、前記負荷インピーダンスを段階的に変更するよう構成されている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記設定目標値は、０．３以上、０．５以下である、請求項４に記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

前記整合器は、前記連続波が供給される前記期間において、前記複数の副期間を経て前記反射係数の前記絶対値を段階的に前記後続期間のための前記設定目標値まで変化させるよう構成されており、
前記複数の副期間の各々の時間長が、０．５秒以上に設定され、且つ、前記複数の副期間に含まれる任意の二つの連続する副期間のうち一方の副期間における前記反射係数の前記絶対値の目標値と他方の副期間における前記反射係数の前記絶対値の目標値の差が、０．２以下に設定されるか、
前記時間長が０．２秒以上に設定され、且つ、前記差が０．１以下に設定される、
請求項２～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項7】

前記時間長が０．５秒以上に設定され、且つ、前記差が０．０５以下に設定される、請求項６に記載のプラズマ処理装置。

【請求項8】

前記整合器は、前記二つの連続する期間のうち前記変調波が供給される期間における前記高周波電源の負荷インピーダンスであり前記第１の副期間内のモニタ期間におけるその測定値によって特定される該負荷インピーダンスを、前記高周波電源の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整するよう構成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項9】

前記モニタ期間は、前記第１の副期間の開始時点から所定時間長の経過後に開始する期間である、請求項８に記載のプラズマ処理装置。

【請求項10】

前記整合器は、前記目標インピーダンスを、前記変調波が供給される前記期間における前記変調波の反射係数の絶対値の設定目標値から特定するように構成されている、請求項８又は９に記載のプラズマ処理装置。

【請求項11】

前記反射係数の前記絶対値の前記設定目標値は、０．３以上、０．５以下である、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。

【請求項12】

前記高周波電源は、前記変調波の進行波のパワーレベルと該変調波の反射波のパワーレベルとの差であるロードパワーレベルを目標パワーレベルに近づけるか一致させるように、前記変調波のパワーレベルを調整するよう構成されている、請求項８～１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項13】

プラズマ処理装置において実行される整合方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバと、
電極と、
前記電極に電気的に接続されており、前記チャンバ内でのプラズマ処理のために前記電極に供給され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、
前記高周波電源と前記電極との間で接続されており、前記高周波電源の負荷側のインピーダンスである負荷インピーダンスを設定するよう構成された整合器と、
を備え、該整合方法は、
二つの連続する期間のうち先行期間において、前記高周波電源から前記電極に前記高周波電力の変調波及び連続波のうち一方の電力波を供給する工程であり、前記変調波は、交互の第１の副期間と第２の副期間のうち該第１の副期間における前記高周波電力のパワーレベルが該第２の副期間における前記高周波電力のパワーレベルよりも高くなるように生成される、該工程と、
前記二つの連続する期間のうち後続期間において前記電極に前記高周波電力の前記変調波及び前記連続波のうち他方の電力波を供給する工程と、
前記二つの連続する期間のうち前記連続波が供給される期間において、連続する複数の副期間を経て前記複数の副期間のうち最初の副期間のインピーダンスから前記後続期間のための目標インピーダンスまで前記負荷インピーダンスを段階的に変更する工程と、
を含む整合方法。

【請求項14】

前記負荷インピーダンスを段階的に変更する前記工程において、前記高周波電力の反射係数の絶対値を段階的に前記後続期間のための設定目標値まで変化させるように、前記負荷インピーダンスが段階的に変更される、請求項１３に記載の整合方法。

【請求項15】

前記高周波電源から前記電極に供給される電力が前記変調波から前記連続波に切り替えられた後に、前記負荷インピーダンスを段階的に変更する前記工程において、前記高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロまで減少させるように前記負荷インピーダンスが段階的に変更される、請求項１４に記載の整合方法。

【請求項16】

前記高周波電源から前記電極に供給される電力が前記連続波から前記変調波に切り替えられる前に、前記負荷インピーダンスを段階的に変更する前記工程において、前記高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロよりも大きい前記設定目標値まで増加させるように前記負荷インピーダンスが段階的に変更される、請求項１４に記載の整合方法。

【請求項17】

前記設定目標値は、０．３以上、０．５以下である、請求項１６に記載の整合方法。

【請求項18】

前記連続波が供給される前記期間において、前記複数の副期間を経て前記反射係数の前記絶対値を段階的に前記後続期間のための前記設定目標値まで変化させるよう、前記負荷インピーダンスが段階的に変更され、
前記複数の副期間の各々の時間長が、０．５秒以上に設定され、且つ、前記複数の副期間に含まれる任意の二つの連続する副期間のうち一方の副期間における前記反射係数の前記絶対値の目標値と他方の副期間における前記反射係数の前記絶対値の目標値の差が、０．２以下に設定されるか、
前記時間長が０．２秒以上に設定され、且つ、前記差が０．１以下に設定される、
請求項１４～１７の何れか一項に記載の整合方法。

【請求項19】

前記時間長が０．５秒以上に設定され、且つ、前記差が０．０５以下に設定される、請求項１８に記載の整合方法。

【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、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】

電子デバイスの製造においては、プラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ、電極、高周波電源、及び整合器を備える。チャンバ内のガスを励起させてプラズマを生成するために、高周波電力が高周波電源から電極に与えられる。整合器は、高周波電源の出力インピーダンスに高周波電源の負荷側のインピーダンス、即ち負荷インピーダンスを整合させるように構成されている。

【0003】

プラズマ処理装置において、そのパワーが交互に増減された高周波電力、即ち高周波電力の変調波を電極に供給する技術が提案されている。かかる技術は、例えば、下記の特許文献１及び２に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－９０７７０号公報

【文献】特開２０１９－１８６０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、プラズマ処理装置の電極に供給する電力を高周波電力の変調波及び連続波のうち一方から他方に切り替えた後の負荷からの反射を低減する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、電極、高周波電源、及び整合器を備える。高周波電源は、電極に電気的に接続されている。高周波電源は、チャンバ内でのプラズマ処理のために電極に供給される高周波電力を発生するように構成されている。整合器は、高周波電源と電極との間で接続されている。整合器は、高周波電源の負荷側のインピーダンスである負荷インピーダンスを設定するよう構成されている。高周波電源は、二つの連続する期間のうち先行期間において電極に高周波電力の変調波及び連続波のうち一方の電力波を供給し、二つの連続する期間のうち後続期間において電極に変調波及び連続波のうち他方の電力波を供給するよう構成されている。高周波電源は、交互の第１の副期間と第２の副期間のうち第１の副期間における高周波電力のパワーレベルが第２の副期間における高周波電力のパワーレベルよりも高くなるように、変調波を生成する。整合器は、二つの連続する期間のうち連続波が供給される期間において負荷インピーダンスを後続期間のための目標インピーダンスまで段階的に変更するよう構成されている。

【発明の効果】

【0007】

一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置の電極に供給する電力を高周波電力の変調波及び連続波のうち一方から他方に切り替えた後の負荷からの反射を低減させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【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図である。

【図2】第１の高周波電力及び第２の高周波電力のタイミングチャートの一例を示す図である。

【図3】第１の高周波電力及び第２の高周波電力のタイミングチャートの別の一例を示す図である。

【図4】図１に示すプラズマ処理装置の第１の高周波電源及び第１の整合器の構成の一例を例示する図である。

【図5】図１に示すプラズマ処理装置の第１の整合器のセンサの構成の一例を示す図である。

【図6】図１に示すプラズマ処理装置の第２の高周波電源及び第２の整合器の構成の一例を示す図である。

【図7】図１に示すプラズマ処理装置の第２の整合器のセンサの構成の一例を示す図である。

【図8】反射係数の絶対値の変化の一例を示す図である。

【図9】反射係数の絶対値の変化の別の一例を示す図である。

【図10】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】

【0009】

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

【0010】

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、電極、高周波電源、及び整合器を備える。高周波電源は、電極に電気的に接続されている。高周波電源は、チャンバ内でのプラズマ処理のために電極に供給される高周波電力を発生するように構成されている。整合器は、高周波電源と電極との間で接続されている。整合器は、高周波電源の負荷側のインピーダンスである負荷インピーダンスを設定するよう構成されている。高周波電源は、二つの連続する期間のうち先行期間において電極に高周波電力の変調波及び連続波のうち一方の電力波を供給し、二つの連続する期間のうち後続期間において電極に変調波及び連続波のうち他方の電力波を供給するよう構成されている。高周波電源は、交互の第１の副期間と第２の副期間のうち第１の副期間における高周波電力のパワーレベルが第２の副期間における高周波電力のパワーレベルよりも高くなるように、変調波を生成する。整合器は、二つの連続する期間のうち連続波が供給される期間において負荷インピーダンスを後続期間のための目標インピーダンスまで段階的に変更するよう構成されている。

【0011】

上記実施形態では、整合器は、高周波電源から電極に供給される電力が一方の電力波から他方の電力波に切り替えられる前又は後の連続波が供給される期間において負荷インピーダンスを後続期間のための目標インピーダンスまで段階的に変更する。したがって、整合器は、高周波電源から電極に供給される電力が一方の電力波から他方の電力波に切り替えられた後に設定すべき負荷インピーダンスに追従することが可能となる。故に、高周波電源から電極に供給される電力が変調波及び連続波のうち一方から他方に切り替えられた後の反射を低減させることが可能となる。

【0012】

一つの例示的実施形態において、整合器は、連続波が供給される期間における負荷インピーダンスの段階的な変更を、高周波電力の反射係数の絶対値を段階的に後続期間のための設定目標値まで変化させるように行ってもよい。

【0013】

一つの例示的実施形態において、整合器は、高周波電源から電極に供給される電力が変調波から連続波に切り替えられた後に、高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロまで減少させるように、負荷インピーダンスを段階的に変更するよう構成されていてもよい。

【0014】

一つの例示的実施形態において、整合器は、電極に供給される電力が連続波から変調波に切り替えられる前の負荷インピーダンスの段階的な変更を、高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロよりも大きな設定目標値まで増加させるように行ってもよい。設定目標値は、０．３以上、０．５以下であってもよい。

【0015】

一つの例示的実施形態において、整合器は、連続波が供給される期間において反射係数の絶対値を段階的に後続期間のための設定目標値まで変化させるように構成されていてもよい。複数の副期間の各々の時間長が、０．５秒以上に設定され、且つ、複数の副期間に含まれる任意の二つの連続する副期間のうち一方の副期間における反射係数の絶対値の目標値と他方の副期間における反射係数の絶対値の目標値の差が、０．２以下に設定される。或いは、当該時間長が、０．２秒以上に設定され、且つ、当該差が、０．１以下に設定される。当該時間長は０．５秒以上に設定され、且つ、当該差は０．０５以下に設定されてもよい。

【0016】

一つの例示的実施形態において、整合器は、二つの連続する期間のうち変調波が供給される期間における高周波電源の負荷インピーダンスを高周波電源の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整するよう構成されていてもよい。高周波電源の負荷インピーダンスは、第１の副期間内のモニタ期間における負荷インピーダンスの測定値によって特定される。この実施形態によれば、変調波が供給される期間において変調波に対する負荷からの反射が低減され得る。

【0017】

一つの例示的実施形態において、モニタ期間は、第１の副期間の開始時点から所定時間長の経過後に開始する期間であってもよい。

【0018】

一つの例示的実施形態において、整合器は、目標インピーダンスを、変調波が供給される期間における変調波の反射係数の絶対値の設定目標値から特定するように構成されていてもよい。一つの例示的実施形態において、この設定目標値は、０．３以上、０．５以下であってもよい。

【0019】

一つの例示的実施形態において、高周波電源は、変調波が供給される期間におけるロードパワーレベルを目標パワーレベルに近づけるか一致させるように、高周波電力のパワーレベルを調整するよう構成されていてもよい。ロードパワーレベルは、変調波の進行波のパワーレベルと変調波の反射波のパワーレベルとの差である。目標インピーダンスが高周波電源の出力インピーダンスと異なる場合には、反射が発生する。この実施形態によれば、反射が発生しても、プラズマに目標パワーレベルの変調波が結合され得る。

【0020】

別の例示的実施形態においては、整合方法が提供される。整合方法は、プラズマ処理装置において実行される。プラズマ処理装置は、チャンバ、電極、高周波電源、及び整合器を備える。高周波電源は、電極に電気的に接続されている。高周波電源は、チャンバ内でのプラズマ処理のために電極に供給される高周波電力を発生するように構成されている。整合器は、高周波電源と電極との間で接続されており、高周波電源の負荷側のインピーダンスである負荷インピーダンスを設定するよう構成されている。整合方法は、二つの連続する期間のうち先行期間において、高周波電源から電極に高周波電力の変調波及び連続波のうち一方の電力波を供給する工程を含む。変調波は、交互の第１の副期間と第２の副期間のうち第１の副期間における高周波電力のパワーレベルが第２の副期間における高周波電力のパワーレベルよりも高くなるように生成される。整合方法は、二つの連続する期間のうち後続期間において電極に高周波電力の変調波及び連続波のうち他方の電力波を供給する工程を更に含む。整合方法は、二つの連続する期間のうち連続波が供給される期間において、後続期間のための目標インピーダンスまで負荷インピーダンスを段階的に変更する工程を更に含む。

【0021】

一つの例示的実施形態では、負荷インピーダンスを段階的に変更する工程にいて、高周波電力の反射係数の絶対値を段階的に後続期間のための設定目標値まで変化させるように、負荷インピーダンスが段階的に変更されてもよい。

【0022】

一つの例示的実施形では、電極に供給される電力が変調波から連続波に切り替えられた後に、高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロまで減少させるように負荷インピーダンスが段階的に変更されてもよい。

【0023】

一つの例示的実施形では、電極に供給される電力が連続波から変調波に切り替えられる前に、高周波電力の反射係数の絶対値を段階的にゼロよりも大きい設定目標値まで増加させるように負荷インピーダンスが段階的に変更されてもよい。設定目標値は、０．３以上、０．５以下であってもよい。

【0024】

一つの例示的実施形において、連続波が供給される期間において、連続する複数の副期間を経て反射係数の絶対値を段階的に後続期間のための設定目標値まで変化させるよう、負荷インピーダンスが段階的に変更されてもよい。複数の副期間の各々の時間長が、０．５秒以上に設定され、且つ、複数の副期間に含まれる任意の二つの連続する副期間のうち一方の副期間における反射係数の絶対値の目標値と他方の副期間における反射係数の絶対値の目標値の差が、０．２以下に設定される。或いは、当該時間長が、０．２秒以上に設定され、且つ、当該差が、０．１以下に設定される。当該時間長は０．５秒以上に設定され、且つ、当該差は０．０５以下に設定されてもよい。

【0025】

以下、図面を参照して種々の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。

【0026】

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図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。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、その中に内部空間を提供している。

【0027】

チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。チャンバ１０の内部空間は、チャンバ本体１２の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、アルミニウムといった材料から形成されている。チャンバ本体１２の内壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜又は酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。チャンバ本体１２は、接地されている。チャンバ本体１２の側壁には開口１２ｐが形成されている。基板Ｗは、チャンバ１０の内部空間とチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、開口１２ｐを通過する。開口１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇによって開閉可能である。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。

【0028】

チャンバ本体１２の底部上には、絶縁板１３が設けられている。絶縁板１３は、例えばセラミックから形成されている。絶縁板１３上には、支持台１４が設けられている。支持台１４は、略円盤形状を有している。支持台１４は、その上に設けられたサセプタ１６を支持している。サセプタ１６は、チャンバ１０内に設けられている。サセプタ１６は、アルミニウムといった導電性の材料から形成されている。サセプタ１６は、下部電極を構成している。

【0029】

サセプタ１６は、その上に設けられた静電チャック１８を支持している。静電チャック１８は、チャンバ１０内に設けられている。静電チャック１８は、その上に載置される基板Ｗを保持するように構成されている。静電チャック１８は、本体及び電極２０を有している。静電チャック１８の本体は、誘電体から形成されており、略円盤形状を有している。電極２０は、導電膜であり、静電チャック１８の本体の中に設けられている。電極２０には、スイッチ２２を介して直流電源２４が電気的に接続されている。直流電源２４からの直流電圧が電極２０に印加されると、基板Ｗと静電チャック１８との間で静電引力が発生する。発生した静電引力によって、基板Ｗは静電チャック１８に引き付けられ、静電チャック１８によって保持される。

【0030】

サセプタ１６及び静電チャック１８は、基板支持器を構成している。基板支持器は、その上に搭載されるエッジリング２６を支持する。エッジリング２６は、基板Ｗのエッジを囲むように配置される。即ち、基板Ｗは、エッジリング２６によって囲まれた領域内、且つ、静電チャック１８上に配置される。サセプタ１６及び支持台１４の各々外周面は、円筒状の内壁部材２８によって覆われている。内壁部材２８は、例えば石英から形成されている。

【0031】

支持台１４の内部には、流路１４ｆが形成されている。流路１４ｆは、例えば、鉛直方向に延びる中心軸線に対して渦巻状に延在している。流路１４ｆには、チャンバ１０の外部に設けられた供給装置（例えばチラーユニット）から配管３２ａを介して熱交換媒体ｃｗ（例えば冷却水といった冷媒）が供給される。流路１４ｆに供給された熱交換媒体は、配管３２ｂを介して供給装置に回収される。熱交換媒体の温度が供給装置によって調整されることにより、基板Ｗの温度が調整される。さらに、プラズマ処理装置１は、ガス供給ライン３４を提供している。ガス供給ライン３４は、伝熱ガス（例えば、Ｈｅガス）を、静電チャック１８の上面と基板Ｗの裏面との間の間隙に供給するために設けられている。

【0032】

プラズマ処理装置１は、一つ以上の高周波電源を備え得る。一実施形態において、プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源（即ち、高周波電源３６）及び第２の高周波電源（即ち、高周波電源３８）を備える。高周波電源３６は、導体４４（例えば、給電棒）及び第１の整合器（即ち、整合器４０）を介してサセプタ１６（即ち、下部電極）に接続されている。高周波電源３８は、導体４４及び第２の整合器（即ち、整合器４２）を介してサセプタ１６（即ち、下部電極）に接続されている。なお、高周波電源３６は、下部電極ではなく、後述する上部電極に整合器４０を介して接続されていてもよい。プラズマ処理装置１は、高周波電源３６と整合器４０のセット及び高周波電源３８と整合器４２のセットのうち一方のセットを備えていなくてもよい。

【0033】

高周波電源３６は、チャンバ１０内でのプラズマ処理のために第１の高周波電力（即ち、高周波電力ＲＦ１）を発生するように構成されている。高周波電力ＲＦ１は、主にプラズマの生成のために用いられる。高周波電力ＲＦ１の基本周波数ｆ_Ｂ１は、例えば１００ＭＨｚである。高周波電源３８は、チャンバ１０内でのプラズマ処理のために第２の高周波電力（即ち、高周波電力ＲＦ２）を発生するように構成されている。高周波電力ＲＦ２の周波数は、高周波電力ＲＦ１の周波数よりも低い。高周波電力ＲＦ２の基本周波数ｆ_Ｂ２は、例えば１３．５６ＭＨｚである。

【0034】

整合器４０は、高周波電源３６の負荷側（例えば下部電極側）のインピーダンスである負荷インピーダンスを設定するための回路を有している。整合器４２は、高周波電源３８の負荷側（下部電極側）のインピーダンスである負荷インピーダンスを設定するための回路を有している。整合器４０及び整合器４２の各々は、電子制御式の整合器であり得る。整合器４０及び整合器４２の各々の詳細については後述する。

【0035】

整合器４０及び導体４４は、給電ライン４３の一部を構成している。高周波電力ＲＦ１は、給電ライン４３を介してサセプタ１６に供給される。整合器４２及び導体４４は、給電ライン４５の一部を構成している。高周波電力ＲＦ２は、給電ライン４５を介してサセプタ１６に供給される。

【0036】

プラズマ処理装置１は、上部電極４６を更に備えている。上部電極４６は、チャンバ１０の天部を構成している。上部電極４６は、チャンバ本体１２の上端の開口を閉じるように設けられている。チャンバ１０の内部空間は、処理領域ＰＳを含む。処理領域ＰＳは、上部電極４６とサセプタ１６の間の空間である。プラズマ処理装置１は、上部電極４６とサセプタ１６の間で発生する高周波電界により、処理領域ＰＳにおいてプラズマを生成する。上部電極４６は、接地されている。なお、高周波電源３６が、下部電極ではなく上部電極４６に整合器４０を介して接続されている場合には、上部電極４６は接地されず、上部電極４６とチャンバ本体１２とは電気的に分離される。

【0037】

上部電極４６は、天板４８及び支持体５０を有している。天板４８には、複数のガス噴出孔４８ａが形成されている。天板４８は、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣといったシリコン系の材料から形成されている。支持体５０は、天板４８を着脱可能に支持する部材であり、アルミニウムといった導体から形成されており、その表面には耐プラズマ性を有する膜が形成されている。

【0038】

支持体５０の内部には、ガスバッファ室５０ｂが形成されている。また、支持体５０には、複数のガス孔５０ａが形成されている。複数のガス孔５０ａはそれぞれ、ガスバッファ室５０ｂから延びて、複数のガス噴出孔４８ａに連通している。ガスバッファ室５０ｂには、ガス供給管５４が接続されている。ガス供給管５４には、流量制御器５８（例えば、マスフローコントローラ）及び開閉バルブ６０を介して、ガスソース５６が接続されている。ガスソース５６からのガスは、流量制御器５８、開閉バルブ６０、ガス供給管５４、ガスバッファ室５０ｂ、及び複数のガス噴出孔４８ａを介して、チャンバ１０の内部空間に供給される。ガスソース５６からチャンバ１０の内部空間に供給されるガスの流量は、流量制御器５８によって調整される。

【0039】

サセプタ１６とチャンバ本体１２の側壁との間の空間の下方では、チャンバ本体１２の底部に排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管６４が接続されている。排気管６４は、排気装置６６に接続されている。排気装置６６は、自動圧力制御弁といった圧力調整器及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。排気装置６６は、チャンバ１０の内部空間を指定された圧力に減圧する。

【0040】

プラズマ処理装置１は、主制御部７０を更に備えている。主制御部７０は、一つ以上のマイクロコンピュータを含む。主制御部７０は、プロセッサ、メモリといった記憶装置、キーボードといった入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を有し得る。主制御部７０のプロセッサは、記憶装置に格納されているソフトウェア（プログラム）を実行し、レシピデータに従って、プラズマ処理装置１の各部の個々の動作及びプラズマ処理装置１の装置全体の動作（シーケンス）を制御する。主制御部７０は、例えば、高周波電源３６、高周波電源３８、整合器４０、整合器４２、流量制御器５８、開閉バルブ６０、排気装置６６等を制御する。

【0041】

プラズマ処理装置１においてプラズマ処理が行われる場合には、まず、ゲートバルブ１２ｇが開かれる。次いで、基板Ｗが、開口１２ｐを経由してチャンバ１０内に搬入され、静電チャック１８の上に載置される。そして、ゲートバルブ１２ｇが閉じられる。次いで、処理ガスがガスソース５６からチャンバ１０の内部空間に供給され、排気装置６６が作動されて、チャンバ１０の内部空間における圧力が指定された圧力に設定される。さらに、高周波電力ＲＦ１及び／又は高周波電力ＲＦ２がサセプタ１６に供給される。また、直流電源２４からの直流電圧が静電チャック１８の電極２０に印加されて、基板Ｗが静電チャック１８によって保持される。そして、処理ガスが、サセプタ１６と上部電極４６との間で形成された高周波電界により励起される。その結果、処理領域ＰＳ内でプラズマが生成される。

【0042】

以下、図１と共に図２及び図３を参照する。図２は、第１の高周波電力及び第２の高周波電のタイミングチャートの一例を示す図である。図３は、第１の高周波電力及び第２の高周波電力のタイミングチャートの別の一例を示す図である。プラズマ処理装置１は、期間Ｐ１において、チャンバ１０内でのプラズマ処理のために、高周波電力ＲＦ１の変調波ＭＷ１又は高周波電力ＲＦ２の変調波ＭＷ２の少なくとも一方を利用するように構成されている。変調波ＭＷ１は、高周波電源３６によって生成される。変調波ＭＷ２は、高周波電源３８によって生成される。図２及び図３において点線で示すように、期間Ｐ１において、高周波電力ＲＦ１の連続波ＣＷ１又は高周波電力ＲＦ２の連続波ＣＷ２が利用されてもよい。連続波ＣＷ１は、高周波電源３６によって生成される。連続波ＣＷ２は、高周波電源３８によって生成される。期間Ｐ１において変調波ＭＷ１及び変調波ＭＷ２が利用されるモードは、第１のモードである。期間Ｐ１において変調波ＭＷ１及び連続波ＣＷ２が利用されるモードは、第２のモードである。期間Ｐ１において連続波ＣＷ１及び変調波ＭＷ２が利用されるモードは、第３のモードである。

【0043】

期間Ｐ１は、交互の第１の副期間ＳＰ１１と第２の副期間ＳＰ１２を含む。変調波ＭＷ１は、第１の副期間ＳＰ１１における高周波電力ＲＦ１のパワーレベルが第２の副期間ＳＰ１２における高周波電力ＲＦ１のパワーレベルよりも高くなるように、高周波電源３６によって生成される。第２の副期間ＳＰ１２における高周波電力ＲＦ１のパワーレベルは、０［Ｗ］であってもよい。変調波ＭＷ２は、第１の副期間ＳＰ１１における高周波電力ＲＦ２のパワーレベルが第２の副期間ＳＰ１２における高周波電力ＲＦ２のパワーレベルよりも高くなるように、高周波電源３８によって生成される。第２の副期間ＳＰ１２における高周波電力ＲＦ２のパワーレベルは、０［Ｗ］であってもよい。

【0044】

第１の副期間ＳＰ１１とこれに続く第２の副期間ＳＰ１２は一周期ＣＰを構成する。第１の副期間ＳＰ１１が一周期ＣＰにおいて占める割合、即ちデューティ比は、任意の値であってもよい。例えば、デューティ比は、１０％以上、９０％以下の範囲内の値に制御され得る。また、一周期ＣＰの逆数、即ち変調周波数は、任意の周波数に制御可能である。但し、変調周波数は、基本周波数ｆ_Ｂ１及び基本周波数ｆ_Ｂ２よりも低い。変調周波数は、例えば、０．１ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下の範囲内の周波数であり得る。

【0045】

さらに、プラズマ処理装置１は、期間Ｐ２において、連続波ＣＷ１及び連続波ＣＷ２を利用するように構成されている。即ち、高周波電力ＲＦ１及び高周波電力ＲＦ２は、期間Ｐ２の開始時点と期間Ｐ２の終了時点との間で連続的に供給される。期間Ｐ２の時間長は、一周期ＣＰの時間長よりも長い。

【0046】

期間Ｐ１及び期間Ｐ２は、二つの連続する期間である。図２に示すように、二つの連続する期間のうち、期間Ｐ１は先行期間ＰＡであり、期間Ｐ２は後続期間ＰＢであってもよい。或いは、図３に示すように、二つの連続する期間のうち、期間Ｐ２は先行期間ＰＡであり、期間Ｐ１は後続期間ＰＢであってもよい。期間Ｐ１と期間Ｐ２は、交互に繰り返されてもよい。即ち、高周波電源３６は、先行期間ＰＡにおいて電力波Ｗ１１を供給する。電力波Ｗ１１は、変調波ＭＷ１及び連続波ＣＷ１のうち一方である。高周波電源３６は、後続期間ＰＢにおいて電力波Ｗ１１又は電力波Ｗ１２を供給する。電力波Ｗ１２は、変調波ＭＷ１及び連続波ＣＷ１のうち他方である。高周波電源３８は、先行期間ＰＡにおいて電力波Ｗ２１を供給する。電力波Ｗ２１は、変調波ＭＷ２及び連続波ＣＷ２のうち一方である。高周波電源３８は、後続期間ＰＢにおいて電力波Ｗ２１又は電力波Ｗ２２を供給する。電力波Ｗ２２は、変調波ＭＷ２及び連続波ＣＷ２のうち他方である。後続期間ＰＢでは、電力波Ｗ１２又は電力波Ｗ２２の少なくとも一方が供給される。

【0047】

以下、図４～図７を参照して、高周波電源３６、整合器４０、高周波電源３８、及び整合器４２について詳細に説明する。図４は、図１に示すプラズマ処理装置の第１の高周波電源及び第１の整合器の構成の一例を示す図である。図５は、図１に示すプラズマ処理装置の第１の整合器のセンサの構成の一例を示す図である。図６は、図１に示すプラズマ処理装置の第２の高周波電源及び第２の整合器の構成の一例を示す図である。図７は、図１に示すプラズマ処理装置の第２の整合器のセンサの構成の一例を示す図である。

【0048】

図４に示すように、一実施形態において、高周波電源３６は、発振器３６ａ、パワーアンプ３６ｂ、パワーセンサ３６ｃ、及び電源制御部３６ｅを有している。電源制御部３６ｅは、ＣＰＵといったプロセッサから構成されている。電源制御部３６ｅは、発振器３６ａ、パワーアンプ３６ｂ、及びパワーセンサ３６ｃのそれぞれに制御信号を与えて、発振器３６ａ、パワーアンプ３６ｂ、及びパワーセンサ３６ｃを制御する。電源制御部３６ｅは、主制御部７０から与えられる信号及びパワーセンサ３６ｃから与えられる信号を利用して、発振器３６ａ、パワーアンプ３６ｂ、及びパワーセンサ３６ｃのそれぞれに与える制御信号を生成する。

【0049】

主制御部７０から電源制御部３６ｅに与えられる信号は、第１の周波数設定信号及びモード設定信号を含む。第１の周波数設定信号は、高周波電力ＲＦ１の設定周波数を指定する信号である。モード設定信号は、第１～第３のモードのうち選択されたモードを指定する信号である。第１のモード又は第２のモードが指定される場合には、主制御部７０から電源制御部３６ｅに与えられる信号は、第１の変調設定信号を更に含む。第１の変調設定信号は、変調波ＭＷ１の変調周波数及びデューティ比を指定する信号である。また、第１の変調設定信号は、第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ１のパワーレベル及び第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ１のパワーレベルを指定する信号でもある。第３のモードが指定されている場合には、主制御部７０から電源制御部３６ｅに与えられる信号は、連続波ＣＷ１のパワーを指定する第１のパワーレベル設定信号を更に含む。

【0050】

電源制御部３６ｅは、第１の周波数設定信号によって指定された設定周波数（例えば基本周波数ｆ_Ｂ１）を有する高周波信号を出力するように発振器３６ａを制御する。発振器３６ａの出力は、パワーアンプ３６ｂの入力に接続されている。パワーアンプ３６ｂは、発振器３６ａから出力された高周波信号を増幅することにより高周波電力ＲＦ１を生成する。パワーアンプ３６ｂは、電源制御部３６ｅによって制御される。

【0051】

第１のモード又は第２のモードが指定されている場合には、電源制御部３６ｅは、期間Ｐ１において、第１の変調設定信号に応じて高周波信号から変調波ＭＷ１を生成するようにパワーアンプ３６ｂを制御する。第１のモード又は第２のモードが指定されている場合には、電源制御部３６ｅは、期間Ｐ２において、第１のパワーレベル設定信号に応じて、高周波信号から連続波ＣＷ１を生成するようにパワーアンプ３６ｂを制御する。また、第３のモードが指定されている場合には、電源制御部３６ｅは、期間Ｐ１及び期間Ｐ２において、第１のパワーレベル設定信号に応じて、高周波信号から連続波ＣＷ１を生成するようにパワーアンプ３６ｂを制御する。

【0052】

パワーアンプ３６ｂの後段には、パワーセンサ３６ｃが設けられている。パワーセンサ３６ｃは、方向性結合器、進行波検出器、及び反射波検出器を有している。方向性結合器は、高周波電力ＲＦ１の進行波の一部を進行波検出器に与え、反射波を反射波検出器に与える。パワーセンサ３６ｃには、高周波電力ＲＦ１の設定周波数を特定する第１の周波数特定信号が電源制御部３６ｅから与えられる。進行波検出器は、進行波の全周波数成分のうち第１の周波数特定信号から特定される設定周波数と同一の周波数を有する成分のパワーレベルの測定値、即ち、進行波のパワーレベルの測定値Ｐ_ｆ１１を生成する。測定値Ｐ_ｆ１１は、電源制御部３６ｅに与えられる。

【0053】

第１の周波数特定信号は、電源制御部３６ｅから反射波検出器にも与えられる。反射波検出器は、反射波の全周波数成分のうち第１の周波数特定信号から特定される設定周波数と同一の周波数を有する成分のパワーレベルの測定値、即ち反射波のパワーレベルの測定値Ｐ_ｒ１１を生成する。測定値Ｐ_ｒ１１は、電源制御部３６ｅに与えられる。また、反射波検出器は、反射波の全周波数成分のトータルのパワーレベルの測定値、即ち反射波のパワーレベルの測定値Ｐ_ｒ１２を生成する。測定値Ｐ_ｒ１２は、パワーアンプ３６ｂの保護用に、電源制御部３６ｅに与えられる。

【0054】

一実施形態では、高周波電源３６は、期間Ｐ１においてロードパワー制御を実行してもよい。即ち、高周波電源３６は、期間Ｐ１における高周波電力ＲＦ１のロードパワーレベルを指定された目標パワーレベルに近づけるか一致させるように、高周波電力ＲＦ１のパワーレベルを調整してもよい。電源制御部３６ｅは、高周波電源３６におけるロードパワー制御において、パワーアンプ３６ｂを制御し得る。

【0055】

第１のモード又は第２のモードが指定されている場合のロードパワー制御において、電源制御部３６ｅは、第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ１のパワーレベルを調整するようにパワーアンプ３６ｂを制御し得る。第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ１のパワーレベルは、モニタ期間ＭＰ１におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ１１を指定された目標パワーレベルに近づけるか一致させるように調整される。

【0056】

モニタ期間ＭＰ１は、第１の副期間ＳＰ１１内の期間である。モニタ期間ＭＰ１は、第１の副期間ＳＰ１１の開始時点から所定時間長の経過後に開始する期間であり得る。モニタ期間ＭＰ１は、主制御部７０によって指定される。ロードパワーレベルＰ_Ｌ１１は、モニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ１の進行波のパワーレベルとモニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ１の反射波のパワーレベルの差である。ロードパワーレベルＰ_Ｌ１１は、モニタ期間ＭＰ１における測定値Ｐ_ｆ１１と測定値Ｐ_ｒ１１の差として求められる。ロードパワーレベルＰ_Ｌ１１は、モニタ期間ＭＰ１における測定値Ｐ_ｆ１１の平均値と測定値Ｐ_ｒ１１の平均値の差として求められてもよい。或いは、ロードパワーレベルＰ_Ｌ１１は、複数のモニタ期間ＭＰ１における測定値Ｐ_ｆ１１の移動平均値と測定値Ｐ_ｒ１１の移動平均値の差として求められてもよい。

【0057】

第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ１のパワーレベルが０［Ｗ］でない場合には、高周波電源３６は、第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ１のロードパワー制御を実行してもよい。このロードパワー制御において、電源制御部３６ｅは、第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ１のパワーレベルを調整するようにパワーアンプ３６ｂを制御し得る。第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ１のパワーレベルは、モニタ期間ＭＰ２におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ１２を指定された目標パワーレベルに近づけるか一致させるように調整される。

【0058】

モニタ期間ＭＰ２は、第２の副期間ＳＰ１２と一致する期間であってもよい。或いは、モニタ期間ＭＰ２は、第２の副期間ＳＰ１２内の期間であり、第２の副期間ＳＰ１２の開始時点から所定時間長の経過後に開始する期間であってもよい。モニタ期間ＭＰ２は、主制御部７０によって指定される。ロードパワーレベルＰ_Ｌ１２は、モニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ１の進行波のパワーレベルとモニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ１の反射波のパワーレベルの差である。ロードパワーレベルＰ_Ｌ１２は、モニタ期間ＭＰ２における測定値Ｐ_ｆ１１と測定値Ｐ_ｒ１１の差として求められる。ロードパワーレベルＰ_Ｌ１２は、モニタ期間ＭＰ２における測定値Ｐ_ｆ１１の平均値と測定値Ｐ_ｒ１１の平均値の差として求められてもよい。或いは、ロードパワーレベルＰ_Ｌ１２は、複数のモニタ期間ＭＰ２における測定値Ｐ_ｆ１１の移動平均値と測定値Ｐ_ｒ１１の移動平均値の差として求められてもよい。

【0059】

第３のモードが指定されている場合にも、高周波電源３６はロードパワー制御を実行してもよい。第３のモードが指定されている場合のロードパワー制御において、電源制御部３６ｅは、期間Ｐ１における連続波ＣＷ１のパワーレベルを調整するようにパワーアンプ３６ｂを制御し得る。期間Ｐ１における連続波ＣＷ１のパワーレベルは、モニタ期間ＭＰ１におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ１１とモニタ期間ＭＰ２におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ１２の平均値を、指定された目標パワーレベルに一致させるか近づけるように調整される。

【0060】

整合器４０は、高周波電源３６の負荷側のインピーダンス、即ち負荷インピーダンスを設定するように構成されている。第１及び第２のモードの各々では、整合器４０は、期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスを、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに設定してもよい。期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスは、モニタ期間ＭＰ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスの測定値によって特定されてもよい。

【0061】

整合器４０は、第３のモードでは、期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスを、高周波電源３６の出力インピーダンスに整合させてもよい。或いは、整合器４０は、第１及び第２のモードと同様に、第３のモードにおいても、期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスを、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに設定してもよい。

【0062】

整合器４０は、第１のモード及び第２のモードの各々では、期間Ｐ２において高周波電源３６の負荷インピーダンスを後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更する。即ち、整合器４０は、高周波電源３６が生成する電力が電力波Ｗ１１から電力波Ｗ１２に切り替えられる前又は後の期間Ｐ２において、高周波電源３６の負荷インピーダンスを後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更するように構成されている。

【0063】

整合器４０は、第１及び第２のモードの各々では、図８及び図９に示すように、期間Ｐ２において、反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜を段階的に後続期間ＰＢのための設定目標値まで変化させるように、高周波電源３６の負荷インピーダンスを段階的に変更する。図８に示すように、第１及び第２のモードの各々において後続期間ＰＢが期間Ｐ２である場合には、後続期間ＰＢのための反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の設定目標値は、ゼロであり得る。図９に示すように、第１及び第２のモードの各々において後続期間ＰＢが期間Ｐ１である場合には、後続期間ＰＢのための反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の設定目標値は、ゼロよりも大きく、例えば０．３以上、０．５以下である。

【0064】

期間Ｐ２は、連続する複数の副期間ＳＰを含む。複数の副期間ＳＰは、副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを含む。整合器４０は、期間Ｐ２において副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを経て反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜を段階的に後続期間ＰＢのための設定目標値まで変化させるよう、高周波電源３６の負荷インピーダンスを段階的に変更し得る。図８に示すように後続期間ＰＢが期間Ｐ２である場合に、整合器４０は、後続期間ＰＢ（期間Ｐ２）の開始後に期間Ｐ２内の副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを経て、高周波電源３６の負荷インピーダンスを段階的に変更する。図９に示すように後続期間ＰＢが期間Ｐ１である場合に、整合器４０は、後続期間ＰＢ（期間Ｐ１）の開始前の期間Ｐ２内の副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを経て、高周波電源３６の負荷インピーダンスを段階的に変更する。期間Ｐ２は、副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}を更に含む。副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}は、副期間ＳＰ_Ｎに連続する期間である。整合器４０は、副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}における反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜を後続期間ＰＢのための設定目標値に設定するように、高周波電源３６の負荷インピーダンスを設定する。以下、副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎ，ＳＰ_{（Ｎ＋１）}の各々を副期間ＳＰ_ｉということがある。「ｉ」は、１以上、Ｎ＋１以下の整数であるインデックスである。

【0065】

整合器４０は、第３のモードでは、期間Ｐ２における高周波電源３６の負荷インピーダンスを、高周波電源３６の出力インピーダンスに整合させてもよい。整合器４０は、第１及び第２のモードと同様に、第３のモードでも、期間Ｐ２において高周波電源３６の負荷インピーダンスを、後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更してもよい。

【0066】

一実施形態において、整合器４０は、図４に示すように、整合回路４０ａ、センサ４０ｂ、コントローラ４０ｃ、アクチュエータ４０ｄ、及びアクチュエータ４０ｅを有している。整合回路４０ａは、可変リアクタンス素子４０ｇ及び可変リアクタンス素子４０ｈを含み得る。可変リアクタンス素子４０ｇ及び可変リアクタンス素子４０ｈの各々は、例えば可変コンデンサである。なお、整合回路４０ａは、インダクタ等を更に含んでいてもよい。

【0067】

コントローラ４０ｃは、主制御部７０の制御の下で動作する。コントローラ４０ｃは、センサ４０ｂから与えられる高周波電源３６の負荷側のインピーダンス（即ち、負荷インピーダンス）の測定値に応じて、高周波電源３６の負荷インピーダンスを調整する。コントローラ４０ｃは、アクチュエータ４０ｄ及びアクチュエータ４０ｅを制御して、可変リアクタンス素子４０ｇ及び可変リアクタンス素子４０ｈそれぞれのリアクタンスを調整することにより、高周波電源３６の負荷インピーダンスを調整する。アクチュエータ４０ｄ及びアクチュエータ４０ｅは、例えば、モータである。

【0068】

センサ４０ｂは、高周波電源３６の負荷インピーダンスの測定値を取得するように構成されている。一実施形態では、高周波電源３６の負荷インピーダンスの測定値は、移動平均値として取得される。図５に示すように、センサ４０ｂは、電流検出器１０２Ａ、電圧検出器１０４Ａ、フィルタ１０６Ａ及び１０８Ａ、平均値演算器１１０Ａ及び１１２Ａ、移動平均値演算器１１４Ａ及び１１６Ａ、並びにインピーダンス演算器１１８Ａを有していてもよい。

【0069】

電圧検出器１０４Ａは、給電ライン４３上で伝送される高周波電力ＲＦ１の電圧波形を検出し、当該電圧波形を表す電圧波形アナログ信号を出力する。この電圧波形アナログ信号は、フィルタ１０６Ａに入力される。フィルタ１０６Ａは、入力された電圧波形アナログ信号をデジタル化することにより、電圧波形デジタル信号を生成する。フィルタ１０６Ａは、電源制御部３６ｅから上記の第１の周波数特定信号を受け、電圧波形デジタル信号から、第１の周波数特定信号によって特定される周波数に対応した周波数成分のみを抽出することにより、濾過電圧波形信号を生成する。フィルタ１０６Ａは、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0070】

フィルタ１０６Ａによって生成された濾過電圧波形信号は、平均値演算器１１０Ａに出力される。平均値演算器１１０Ａは、モニタ期間設定信号を主制御部７０から受ける。平均値演算器１１０Ａは、モニタ期間設定信号から特定される期間内の電圧の平均値を濾過電圧波形信号から求める。平均値演算器１１０Ａは、電圧の平均値として、各モニタ期間ＭＰ１における電圧の平均値Ｖ_Ａ１１を求める。第３のモードが指定されている場合に、平均値演算器１１０Ａは、電圧の平均値として、各モニタ期間ＭＰ２における電圧の平均値Ｖ_Ａ１２を更に求めてもよい。なお、平均値演算器１１０Ａは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0071】

移動平均値演算器１１４Ａは、既に得られている複数の平均値Ｖ_Ａ１１のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ１の電圧から得られた平均値Ｖ_Ａ１１の移動平均値Ｖ_ＭＡ１１を求める。移動平均値Ｖ_ＭＡ１１は、インピーダンス演算器１１８Ａに出力される。

【0072】

第３のモードにおいて、移動平均値演算器１１４Ａは、既に得られている複数の平均値Ｖ_Ａ１２のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ１の電圧から得られた平均値Ｖ_Ａ１２の移動平均値Ｖ_ＭＡ１２を更に求めてもよい。移動平均値Ｖ_ＭＡ１２は、インピーダンス演算器１１８Ａに出力される。

【0073】

電流検出器１０２Ａは、給電ライン４３上で伝送される高周波電力ＲＦ１の電流波形を検出し、当該電流波形を表す電流波形アナログ信号を出力する。この電流波形アナログ信号は、フィルタ１０８Ａに入力される。フィルタ１０８Ａは、入力された電流波形アナログ信号をデジタル化することにより、電流波形デジタル信号を生成する。フィルタ１０８Ａは、電源制御部３６ｅから上記の第１の周波数特定信号を受け、電流波形デジタル信号から、第１の周波数特定信号によって特定される周波数に対応した周波数成分のみを抽出することにより、濾過電流波形信号を生成する。フィルタ１０８Ａは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0074】

フィルタ１０８Ａによって生成された濾過電流波形信号は、平均値演算器１１２Ａに出力される。平均値演算器１１２Ａは、モニタ期間設定信号を主制御部７０から受ける。平均値演算器１１２Ａは、モニタ期間設定信号から特定される期間内の電流の平均値を濾過電流波形信号から求める。平均値演算器１１２Ａは、電流の平均値として、各期間Ｐ１内のモニタ期間ＭＰ１における電流の平均値Ｉ_Ａ１１を求める。第３のモードが指定されている場合に、平均値演算器１１２Ａは、電流の平均値として、各モニタ期間ＭＰ２における電流の平均値Ｉ_Ａ１２を更に求めてもよい。なお、平均値演算器１１２Ａは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0075】

移動平均値演算器１１６Ａは、既に得られている複数の平均値Ｉ_Ａ１１のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ１の電流から得られた平均値Ｉ_Ａ１１の移動平均値Ｉ_ＭＡ１１を求める。移動平均値Ｉ_ＭＡ１１は、インピーダンス演算器１１８Ａに出力される。

【0076】

第３のモードにおいて、移動平均値演算器１１６Ａは、既に得られている複数の平均値Ｉ_Ａ１２のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ１の電流から得られた平均値Ｉ_Ａ１２の移動平均値Ｉ_ＭＡ１２を更に求めてもよい。移動平均値Ｉ_ＭＡ１２は、インピーダンス演算器１１８Ａに出力される。

【0077】

インピーダンス演算器１１８Ａは、移動平均値Ｉ_ＭＡ１１及び移動平均値Ｖ_ＭＡ１１から、高周波電源３６の負荷インピーダンスの移動平均値Ｚ_ＭＡ１１を求める。移動平均値Ｚ_ＭＡ１１は、モニタ期間ＭＰ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスの測定値である。第３のモードでは、インピーダンス演算器１１８Ａは、移動平均値Ｉ_ＭＡ１２及び移動平均値Ｖ_ＭＡ１２から、高周波電源３６の負荷インピーダンスの移動平均値Ｚ_ＭＡ１２を更に求めてもよい。移動平均値Ｚ_ＭＡ１２は、モニタ期間ＭＰ２における高周波電源３６の負荷インピーダンスの測定値である。

【0078】

コントローラ４０ｃは、高周波電源３６の負荷インピーダンスを設定するために、整合回路４０ａを制御する。一実施形態では、コントローラ４０ｃは、アクチュエータ４０ｄ及びアクチュエータ４０ｅを通じて、可変リアクタンス素子４０ｇ及び可変リアクタンス素子４０ｈそれぞれのリアクタンスを調整することにより、高周波電源３６の負荷インピーダンスを設定する。

【0079】

コントローラ４０ｃは、第１及び第２のモードの各々においては、移動平均値Ｚ_ＭＡ１１によって特定される期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスを、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整する。

【0080】

一実施形態では、コントローラ４０ｃは、期間Ｐ１における高周波電力ＲＦ１の反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の設定目標値から目標インピーダンスを特定し得る。期間Ｐ１における絶対値｜Γ_１｜の設定目標値は、０よりも大きい値であり得る。例えば、期間Ｐ１における絶対値｜Γ_１｜の設定目標値は、０．３以上、０．５以下である。反射係数Γ_１は、以下の（１）式によって定義される。
Γ_１＝（Ｚ_１－Ｚ_０１）／（Ｚ_１＋Ｚ_０１） …（１）
（１）式において、Ｚ_０１は給電ライン４３の特性インピーダンスであり、一般的には、５０Ωである。（１）式において、Ｚ_１は、目標インピーダンスである。コントローラ４０ｃは、（１）式に基づき、期間Ｐ１における絶対値｜Γ_１｜の設定目標値に対応する目標インピーダンスＺ_１を決定する。コントローラ４０ｃは、移動平均値Ｚ_ＭＡ１１によって特定される期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスを、目標インピーダンスＺ_１に近づけるか一致させるよう、高周波電源３６の負荷インピーダンスを設定する。

【0081】

第３のモードが指定されている場合に、コントローラ４０ｃは、期間Ｐ１において、高周波電源３６の負荷インピーダンスを高周波電源３６の出力インピーダンス（整合ポイント）に整合させてもよい。高周波電源３６の負荷インピーダンスは、移動平均値Ｚ_ＭＡ１１と移動平均値Ｚ_ＭＡ１２の平均値によって特定され得る。或いは、コントローラ４０ｃは、第１及び第２のモードと同様に、第３のモードにおいても、期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスを、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整してもよい。

【0082】

上述したように、整合器４０は、第１及び第２のモードの各々では、反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜を後続期間ＰＢのための設定目標値まで段階的に変化させるように、高周波電源３６の負荷インピーダンスを段階的に変更し得る。上述したように、整合器４０は、期間Ｐ２内の複数の副期間ＳＰを経て、高周波電源３６の負荷インピーダンスを段階的に変更する。複数の副期間ＳＰ（即ち、ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎ）の各々の時間長はＴＬである。

【0083】

複数の副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎにおける高周波電力ＲＦ１の反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の目標値は、互いに異なる。複数の副期間ＳＰ２に含まれる任意の二つの連続する副期間のうち一方の副期間における反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の目標値と他方の期間における反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の目標値の差は、ΔΓ_１である。なお、図８及び図９においては、ΔΓ_１は、ΔΓとして示されている。図８に示すように、後続期間ＰＢが期間Ｐ２である場合に副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}における反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の目標値、即ち設定目標値はゼロである。図９に示すように、後続期間ＰＢが期間Ｐ１である場合に副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}における反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の目標値、即ち設定目標値は、ゼロよりも大きく、例えば０．３以上、０．５以下である。一実施形態において、ＴＬが０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_１は０．２以下に設定されてもよい。或いは、ＴＬが０．２秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_１は０．１以下に設定されてもよい。或いは、ＴＬ０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_１が０．０５以下に設定されてもよい。

【0084】

コントローラ４０ｃは、高周波電源３６の負荷インピーダンスを設定する。具体的に、コントローラ４０ｃは、副期間ＳＰ_ｉにおいて、高周波電源３６の負荷インピーダンスを、副期間ＳＰ_ｉにおける高周波電力ＲＦ１の反射係数Γ_１の絶対値｜Γ_１｜の目標値から（１）式に基づき特定される目標インピーダンスＺ_１に調整する。なお、コントローラ４０ｃは、副期間ＳＰ_ｉにおける高周波電源３６の負荷インピーダンスを、センサ４０ｂにおいて得られる高周波電源３６の負荷インピーダンスの測定値から特定し得る。センサ４０ｂは、上述した濾過電圧波形信号及び濾過電流波形信号から、高周波電源３６の負荷インピーダンスの測定値を求め得る。

【0085】

第３のモードが指定されている場合に、コントローラ４０ｃは、期間Ｐ２において、高周波電源３６の負荷インピーダンスを高周波電源３６の出力インピーダンス（整合ポイント）に整合させてもよい。コントローラ４０ｃは、第１及び第２のモードと同様に、第３のモードでも、期間Ｐ２において、高周波電源３６の負荷インピーダンスを、後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更してもよい。

【0086】

図６に示すように、一実施形態において、高周波電源３８は、発振器３８ａ、パワーアンプ３８ｂ、パワーセンサ３８ｃ、及び電源制御部３８ｅを有している。電源制御部３８ｅは、ＣＰＵといったプロセッサから構成されている。電源制御部３８ｅは、発振器３８ａ、パワーアンプ３８ｂ、及びパワーセンサ３８ｃのそれぞれに制御信号を与えて、発振器３８ａ、パワーアンプ３８ｂ、及びパワーセンサ３８ｃを制御する。電源制御部３８ｅは、主制御部７０から与えられる信号及びパワーセンサ３８ｃから与えられる信号を利用して、発振器３８ａ、パワーアンプ３８ｂ、及びパワーセンサ３８ｃのそれぞれに与える制御信号を生成する。

【0087】

主制御部７０から電源制御部３８ｅに与えられる信号は、第２の周波数設定信号及び上述のモード設定信号を含む。第２の周波数設定信号は、高周波電力ＲＦ２の設定周波数を指定する信号である。第１のモード又は第３のモードが指定される場合には、主制御部７０から電源制御部３８ｅに与えられる信号は、第２の変調設定信号を更に含む。第２の変調設定信号は、変調波ＭＷ２の変調周波数及びデューティ比を指定する信号である。また、第２の変調設定信号は、第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ２のパワーレベル及び第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ２のパワーレベルを指定する信号でもある。なお、第１のモードにおいて、変調波ＭＷ１の変調周波数と変調波ＭＷ２の変調周波数は互いに同一であり得る。第２のモードが指定されている場合には、主制御部７０から電源制御部３８ｅに与えられる信号は、連続波ＣＷ２のパワーを指定する第２のパワーレベル設定信号を更に含む。

【0088】

電源制御部３８ｅは、第２の周波数設定信号によって指定された設定周波数（例えば基本周波数ｆ_Ｂ２）を有する高周波信号を出力するように発振器３８ａを制御する。発振器３８ａの出力は、パワーアンプ３８ｂの入力に接続されている。パワーアンプ３８ｂは、発振器３８ａから出力された高周波信号を増幅することにより高周波電力ＲＦ２を生成する。パワーアンプ３８ｂは、電源制御部３８ｅによって制御される。

【0089】

第１のモード又は第３のモードが指定されている場合には、電源制御部３８ｅは、期間Ｐ１において、第２の変調設定信号に応じて高周波信号から変調波ＭＷ２を生成するようにパワーアンプ３８ｂを制御する。第１のモード又は第３のモードが指定されている場合には、電源制御部３８ｅは、期間Ｐ２において、第２のパワーレベル設定信号に応じて、高周波信号から連続波ＣＷ２を生成するようにパワーアンプ３８ｂを制御する。また、第２のモードが指定されている場合には、電源制御部３８ｅは、期間Ｐ１及び期間Ｐ２において、第２のパワーレベル設定信号に応じて、高周波信号から連続波ＣＷ２を生成するようにパワーアンプ３８ｂを制御する。

【0090】

パワーアンプ３８ｂの後段には、パワーセンサ３８ｃが設けられている。パワーセンサ３８ｃは、方向性結合器、進行波検出器、及び反射波検出器を有している。方向性結合器は、高周波電力ＲＦ２の進行波の一部を進行波検出器に与え、反射波を反射波検出器に与える。パワーセンサ３８ｃには、高周波電力ＲＦ２の設定周波数を特定する第２の周波数特定信号が電源制御部３８ｅから与えられる。進行波検出器は、進行波の全周波数成分のうち第２の周波数特定信号から特定される設定周波数と同一の周波数を有する成分のパワーレベルの測定値、即ち、進行波のパワーレベルの測定値Ｐ_ｆ２１を生成する。測定値Ｐ_ｆ２１は、電源制御部３８ｅに与えられる。

【0091】

第２の周波数特定信号は、電源制御部３８ｅから反射波検出器にも与えられる。反射波検出器は、反射波の全周波数成分のうち第２の周波数特定信号から特定される設定周波数と同一の周波数を有する成分のパワーレベルの測定値、即ち反射波のパワーレベルの測定値Ｐ_ｒ２１を生成する。測定値Ｐ_ｒ２１は、電源制御部３８ｅに与えられる。また、反射波検出器は、反射波の全周波数成分のトータルのパワーレベルの測定値、即ち反射波のパワーレベルの測定値Ｐ_ｒ２２を生成する。測定値Ｐ_ｒ２２は、パワーアンプ３８ｂの保護用に、電源制御部３８ｅに与えられる。

【0092】

一実施形態では、高周波電源３８は、期間Ｐ１においてロードパワー制御を実行してもよい。即ち、高周波電源３８は、期間Ｐ１における高周波電力ＲＦ２のロードパワーレベルを指定された目標パワーレベルに近づけるか一致させるように、高周波電力ＲＦ２のパワーレベルを調整してもよい。電源制御部３８ｅは、高周波電源３８におけるロードパワー制御において、パワーアンプ３８ｂを制御し得る。

【0093】

第１のモード又は第３のモードが指定されている場合のロードパワー制御において、電源制御部３８ｅは、第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ２のパワーレベルを調整するようにパワーアンプ３８ｂを制御し得る。第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ２のパワーレベルは、モニタ期間ＭＰ１におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ２１を指定された目標パワーレベルに近づけるか一致させるように調整される。

【0094】

上述したように、モニタ期間ＭＰ１は、第１の副期間ＳＰ１１内の期間である。モニタ期間ＭＰ１は、第１の副期間ＳＰ１１の開始時点から所定時間長の経過後に開始する期間であり得る。モニタ期間ＭＰ１は、主制御部７０によって指定される。ロードパワーレベルＰ_Ｌ２１は、モニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ２の進行波のパワーレベルとモニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ２の反射波のパワーレベルの差である。ロードパワーレベルＰ_Ｌ２１は、モニタ期間ＭＰ１における測定値Ｐ_ｆ２１と測定値Ｐ_ｒ２１の差として求められる。ロードパワーレベルＰ_Ｌ２１は、モニタ期間ＭＰ１における測定値Ｐ_ｆ２１の平均値と測定値Ｐ_ｒ２１の平均値の差として求められてもよい。或いは、ロードパワーレベルＰ_Ｌ２１は、複数のモニタ期間ＭＰ１における測定値Ｐ_ｆ２１の移動平均値と測定値Ｐ_ｒ２１の移動平均値の差として求められてもよい。

【0095】

第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ２のパワーレベルが０［Ｗ］でない場合には、高周波電源３８は、第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ２のロードパワー制御を実行してもよい。このロードパワー制御において、電源制御部３８ｅは、第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ２のパワーレベルを調整するようにパワーアンプ３８ｂを制御し得る。第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ２のパワーレベルは、モニタ期間ＭＰ２におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ２２を指定された目標パワーレベルに近づけるか一致させるように調整される。

【0096】

上述したように、モニタ期間ＭＰ２は、第２の副期間ＳＰ１２と一致する期間であってもよい。或いは、モニタ期間ＭＰ２は、第２の副期間ＳＰ１２内の期間であり、第２の副期間ＳＰ１２の開始時点から所定時間長の経過後に開始する期間であってもよい。モニタ期間ＭＰ２は、主制御部７０によって指定される。ロードパワーレベルＰ_Ｌ２２は、モニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ２の進行波のパワーレベルとモニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ２の反射波のパワーレベルの差である。ロードパワーレベルＰ_Ｌ２２は、モニタ期間ＭＰ２における測定値Ｐ_ｆ２１と測定値Ｐ_ｒ２１の差として求められる。ロードパワーレベルＰ_Ｌ２２は、モニタ期間ＭＰ２における測定値Ｐ_ｆ２１の平均値と測定値Ｐ_ｒ２１の平均値の差として求められてもよい。或いは、ロードパワーレベルＰ_Ｌ２２は、複数のモニタ期間ＭＰ２における測定値Ｐ_ｆ２１の移動平均値と測定値Ｐ_ｒ２１の移動平均値の差として求められてもよい。

【0097】

第２のモードが指定されている場合にも、高周波電源３８はロードパワー制御を実行してもよい。第２のモードが指定されている場合のロードパワー制御において、電源制御部３８ｅは、期間Ｐ１における連続波ＣＷ２のパワーレベルを調整するようにパワーアンプ３８ｂを制御し得る。期間Ｐ１における連続波ＣＷ２のパワーレベルは、モニタ期間ＭＰ１におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ２１とモニタ期間ＭＰ２におけるロードパワーレベルＰ_Ｌ２２の平均値を、指定された目標パワーレベルに一致させるか近づけるように調整される。

【0098】

整合器４２は、高周波電源３８の負荷側のインピーダンス、即ち負荷インピーダンスを設定するように構成されている。第１及び第３のモードの各々では、整合器４２は、期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスを、高周波電源３８の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに設定してもよい。期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスは、モニタ期間ＭＰ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスの測定値によって特定されてもよい。

【0099】

整合器４２は、第２のモードでは、期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスを、高周波電源３８の出力インピーダンスに整合させてもよい。或いは、整合器４２は、第１及び第３のモードと同様に、第２のモードにおいても、期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスを、高周波電源３８の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに設定してもよい。

【0100】

整合器４２は、第１のモード及び第３のモードの各々では、期間Ｐ２において高周波電源３８の負荷インピーダンスを後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更する。即ち、整合器４２は、高周波電源３８が生成する電力が電力波Ｗ２１から電力波Ｗ２２に切り替えられる前又は後の期間Ｐ２において、高周波電源３８の負荷インピーダンスを後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更するように構成されている。

【0101】

整合器４２は、第１及び第３のモードの各々では、図８及び図９に示すように、期間Ｐ２において、反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜を段階的に後続期間ＰＢのための設定目標値まで変化させるように、高周波電源３８の負荷インピーダンスを段階的に変更する。図８に示すように、第１及び第３のモードの各々において後続期間ＰＢが期間Ｐ２である場合には、後続期間ＰＢのための反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の設定目標値は、ゼロであり得る。図９に示すように、第１及び第３のモードの各々において後続期間ＰＢが期間Ｐ１である場合には、後続期間ＰＢのための反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の設定目標値は、ゼロよりも大きく、例えば０．３以上、０．５以下である。

【0102】

上述したように、後続期間ＰＢは、連続する複数の副期間ＳＰを含む。上述したように、複数の副期間ＳＰは、副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを含む。整合器４２は、期間Ｐ２において副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを経て反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜を段階的に後続期間ＰＢのための設定目標値まで変化させるよう、高周波電源３８の負荷インピーダンスを段階的に変更し得る。図８に示すように後続期間ＰＢが期間Ｐ２である場合に、整合器４２は、後続期間ＰＢ（期間Ｐ２）の開始後に期間Ｐ２内の副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを経て、高周波電源３８の負荷インピーダンスを段階的に変更する。図９に示すように後続期間ＰＢが期間Ｐ１である場合に、整合器４２は、後続期間ＰＢ（期間Ｐ１）の開始前の期間Ｐ２内の副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎを経て、高周波電源３８の負荷インピーダンスを段階的に変更する。整合器４２は、副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}における反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜を後続期間ＰＢのための設定目標値に設定するように、高周波電源３８の負荷インピーダンスを設定する。

【0103】

整合器４２は、第２のモードでは、期間Ｐ２における高周波電源３８の負荷インピーダンスを、高周波電源３８の出力インピーダンスに整合させてもよい。或いは、整合器４２は、第１及び第３のモードと同様に、第２のモードでも、期間Ｐ２において高周波電源３８の負荷インピーダンスを、後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更してもよい。

【0104】

一実施形態において、整合器４２は、図６に示すように、整合回路４２ａ、センサ４２ｂ、コントローラ４２ｃ、アクチュエータ４２ｄ、及びアクチュエータ４２ｅを有している。整合回路４２ａは、可変リアクタンス素子４２ｇ及び可変リアクタンス素子４２ｈを含み得る。可変リアクタンス素子４２ｇ及び可変リアクタンス素子４２ｈの各々は、例えば可変コンデンサである。なお、整合回路４２ａは、インダクタ等を更に含んでいてもよい。

【0105】

コントローラ４２ｃは、主制御部７０の制御の下で動作する。コントローラ４２ｃは、センサ４２ｂから与えられる高周波電源３８の負荷側のインピーダンス（即ち、負荷インピーダンス）の測定値に応じて、高周波電源３８の負荷インピーダンスを調整する。コントローラ４２ｃは、アクチュエータ４２ｄ及びアクチュエータ４２ｅを制御して、可変リアクタンス素子４２ｇ及び可変リアクタンス素子４２ｈそれぞれのリアクタンスを調整することにより、高周波電源３８の負荷インピーダンスを調整する。アクチュエータ４２ｄ及びアクチュエータ４２ｅは、例えば、モータである。

【0106】

センサ４２ｂは、高周波電源３８の負荷インピーダンスの測定値を取得するように構成されている。一実施形態では、高周波電源３８の負荷インピーダンスの測定値は、移動平均値として取得される。図７に示すように、センサ４２ｂは、電流検出器１０２Ｂ、電圧検出器１０４Ｂ、フィルタ１０６Ｂ及び１０８Ｂ、平均値演算器１１０Ｂ及び１１２Ｂ、移動平均値演算器１１４Ｂ及び１１６Ｂ、並びにインピーダンス演算器１１８Ｂを有していてもよい。

【0107】

電圧検出器１０４Ｂは、給電ライン４５上で伝送される高周波電力ＲＦ２の電圧波形を検出し、当該電圧波形を表す電圧波形アナログ信号を出力する。この電圧波形アナログ信号は、フィルタ１０６Ｂに入力される。フィルタ１０６Ｂは、入力された電圧波形アナログ信号をデジタル化することにより、電圧波形デジタル信号を生成する。フィルタ１０６Ｂは、電源制御部３８ｅから上記の第２の周波数特定信号を受け、電圧波形デジタル信号から、第２の周波数特定信号によって特定される周波数に対応した周波数成分のみを抽出することにより、濾過電圧波形信号を生成する。フィルタ１０６Ｂは、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0108】

フィルタ１０６Ｂによって生成された濾過電圧波形信号は、平均値演算器１１０Ｂに出力される。平均値演算器１１０Ｂは、モニタ期間設定信号を主制御部７０から受ける。平均値演算器１１０Ｂは、モニタ期間設定信号から特定される期間内の電圧の平均値を濾過電圧波形信号から求める。平均値演算器１１０Ｂは、電圧の平均値として、モニタ期間ＭＰ１における電圧の平均値Ｖ_Ｂ１１を求める。第２のモードが指定されている場合に、平均値演算器１１０Ｂは、電圧の平均値として、モニタ期間ＭＰ２における電圧の平均値Ｖ_Ｂ１２を更に求めてもよい。なお、平均値演算器１１０Ｂは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0109】

移動平均値演算器１１４Ｂは、既に得られている複数の平均値Ｖ_Ｂ１１のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ２の電圧から得られた平均値Ｖ_Ｂ１１の移動平均値Ｖ_ＭＢ１１を求める。移動平均値Ｖ_ＭＢ１１は、インピーダンス演算器１１８Ｂに出力される。

【0110】

第２のモードにおいて、移動平均値演算器１１４Ｂは、既に得られている複数の平均値Ｖ_Ｂ１２のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ２の電圧から得られた平均値Ｖ_Ｂ１２の移動平均値Ｖ_ＭＢ１２を更に求めてもよい。移動平均値Ｖ_ＭＢ１２は、インピーダンス演算器１１８Ｂに出力される。

【0111】

電流検出器１０２Ｂは、給電ライン４５上で伝送される高周波電力ＲＦ２の電流波形を検出し、当該電流波形を表す電流波形アナログ信号を出力する。この電流波形アナログ信号は、フィルタ１０８Ｂに入力される。フィルタ１０８Ｂは、入力された電流波形アナログ信号をデジタル化することにより、電流波形デジタル信号を生成する。フィルタ１０８Ｂは、電源制御部３８ｅから上記の第２の周波数特定信号を受け、電流波形デジタル信号から、第２の周波数特定信号によって特定される周波数に対応した周波数成分のみを抽出することにより、濾過電流波形信号を生成する。フィルタ１０８Ｂは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0112】

フィルタ１０８Ｂによって生成された濾過電流波形信号は、平均値演算器１１２Ｂに出力される。平均値演算器１１２Ｂは、モニタ期間設定信号を主制御部７０から受ける。平均値演算器１１２Ｂは、モニタ期間設定信号から特定される期間内の電流の平均値を濾過電流波形信号から求める。平均値演算器１１２Ｂは、電流の平均値として、各期間Ｐ１内のモニタ期間ＭＰ１における電流の平均値Ｉ_Ｂ１１を求める。第２のモードが指定されている場合に、平均値演算器１１２Ｂは、電流の平均値として、各モニタ期間ＭＰ２における電流の平均値Ｉ_Ｂ１２を更に求めてもよい。なお、平均値演算器１１２Ｂは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。

【0113】

移動平均値演算器１１６Ｂは、既に得られている複数の平均値Ｉ_Ｂ１１のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ１における高周波電力ＲＦ２の電流から得られた平均値Ｉ_Ｂ１１の移動平均値Ｉ_ＭＢ１１を求める。移動平均値Ｉ_ＭＢ１１は、インピーダンス演算器１１８Ｂに出力される。

【0114】

第２のモードにおいて、移動平均値演算器１１６Ｂは、既に得られている複数の平均値Ｉ_Ｂ１２のうち直近且つ所定数のモニタ期間ＭＰ２における高周波電力ＲＦ２の電流から得られた平均値Ｉ_Ｂ１２の移動平均値Ｉ_ＭＢ１２を更に求めてもよい。移動平均値Ｉ_ＭＢ１２は、インピーダンス演算器１１８Ｂに出力される。

【0115】

インピーダンス演算器１１８Ｂは、移動平均値Ｉ_ＭＢ１１及び移動平均値Ｖ_ＭＢ１１から、高周波電源３８の負荷インピーダンスの移動平均値Ｚ_ＭＢ１１を求める。移動平均値Ｚ_ＭＢ１１は、モニタ期間ＭＰ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスの測定値である。第２のモードでは、インピーダンス演算器１１８Ｂは、移動平均値Ｉ_ＭＢ１２及び移動平均値Ｖ_ＭＢ１２から、高周波電源３８の負荷インピーダンスの移動平均値Ｚ_ＭＢ１２を更に求めてもよい。移動平均値Ｚ_ＭＢ１２は、モニタ期間ＭＰ２における高周波電源３８の負荷インピーダンスの測定値である。

【0116】

コントローラ４２ｃは、高周波電源３８の負荷インピーダンスを設定するために、整合回路４２ａを制御する。一実施形態では、コントローラ４２ｃは、アクチュエータ４２ｄ及びアクチュエータ４２ｅを通じて、可変リアクタンス素子４２ｇ及び可変リアクタンス素子４２ｈそれぞれのリアクタンスを調整することにより、高周波電源３８の負荷インピーダンスを設定する。

【0117】

コントローラ４２ｃは、第１及び第３のモードの各々においては、移動平均値Ｚ_ＭＢ１１によって特定される期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスを、高周波電源３８の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整する。

【0118】

一実施形態では、コントローラ４２ｃは、期間Ｐ１における高周波電力ＲＦ２の反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の設定目標値から目標インピーダンスを特定し得る。期間Ｐ１における絶対値｜Γ_２｜の設定目標値は、０よりも大きい値であり得る。例えば、期間Ｐ１における絶対値｜Γ_２｜の設定目標値は、０．３以上、０．５以下である。反射係数Γ_２は、以下の（２）式によって定義される。
Γ_２＝（Ｚ_２－Ｚ_０２）／（Ｚ_２＋Ｚ_０２） …（２）
（２）式において、Ｚ_０２は給電ライン４５の特性インピーダンスであり、一般的には、５０Ωである。（２）式において、Ｚ_２は、目標インピーダンスである。コントローラ４２ｃは、（２）式に基づき、期間Ｐ１における絶対値｜Γ_２｜の設定目標値に対応する目標インピーダンスＺ_２を決定する。コントローラ４２ｃは、移動平均値Ｚ_ＭＢ１１によって特定される期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスを、目標インピーダンスＺ_２に近づけるか一致させるよう、高周波電源３８の負荷インピーダンスを設定する。

【0119】

第２のモードが指定されている場合に、コントローラ４２ｃは、期間Ｐ１において、高周波電源３８の負荷インピーダンスを高周波電源３８の出力インピーダンス（整合ポイント）に整合させてもよい。高周波電源３８の負荷インピーダンスは、移動平均値Ｚ_ＭＢ１１と移動平均値Ｚ_ＭＢ１２の平均値によって特定され得る。或いは、コントローラ４２ｃは、第１及び第３のモードと同様に、第２のモードにおいても、期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスを、高周波電源３８の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整してもよい。

【0120】

上述したように、整合器４２は、第１及び第３のモードの各々では、反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜を後続期間ＰＢのための設定目標値まで段階的に変化させるように、高周波電源３８の負荷インピーダンスを段階的に変更し得る。上述したように、整合器４２は、期間Ｐ２内の複数の副期間ＳＰを経て、高周波電源３８の負荷インピーダンスを段階的に変更する。

【0121】

複数の副期間ＳＰ_１，ＳＰ_２，・・・・，ＳＰ_Ｎにおける高周波電力ＲＦ２の反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の目標値は、互いに異なる。複数の副期間ＳＰ２に含まれる任意の二つの連続する副期間のうち一方の副期間における反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の目標値と他方の期間における反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の目標値の差は、ΔΓ_２である。なお、図８及び図９においては、ΔΓ_２は、ΔΓとして示されている。図８に示すように、後続期間ＰＢが期間Ｐ２である場合に副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}における反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の目標値、即ち設定目標値はゼロである。図９に示すように、後続期間ＰＢが期間Ｐ１である場合に副期間ＳＰ_{（Ｎ＋１）}における反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の目標値、即ち設定目標値は、ゼロよりも大きく、例えば０．３以上、０．５以下である。一実施形態において、ＴＬが０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ２は０．２以下に設定されてもよい。或いは、ＴＬが０．２秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２は０．１以下に設定されてもよい。或いは、ＴＬ０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２が０．０５以下に設定されてもよい。

【0122】

コントローラ４２ｃは、高周波電源３８の負荷インピーダンスを設定する。具体的に、コントローラ４２ｃは、副期間ＳＰ_ｉにおいて、高周波電源３８の負荷インピーダンスを、副期間ＳＰ_ｉにおける高周波電力ＲＦ２の反射係数Γ_２の絶対値｜Γ_２｜の目標値から（２）式に基づき特定される目標インピーダンスＺ_２に調整する。なお、コントローラ４２ｃは、副期間ＳＰ_ｉにおける高周波電源３８の負荷インピーダンスを、センサ４２ｂにおいて得られる高周波電源３８の負荷インピーダンスの測定値から特定し得る。センサ４２ｂは、上述した濾過電圧波形信号及び濾過電流波形信号から、高周波電源３８の負荷インピーダンスの測定値を求め得る。

【0123】

第２のモードが指定されている場合に、コントローラ４２ｃは、期間Ｐ２において、高周波電源３８の負荷インピーダンスを高周波電源３８の出力インピーダンス（整合ポイント）に整合させてもよい。コントローラ４２ｃは、第１及び第３のモードと同様に、第２のモードでも、期間Ｐ２において、高周波電源３８の負荷インピーダンスを、後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更してもよい。

【0124】

プラズマ処理装置１では、整合器４０は、高周波電源３６から供給される電力が電力波Ｗ１１から電力波Ｗ１２に切り替えられる前又は後の連続波ＣＷ１が供給される期間において負荷インピーダンスを後続期間のための目標インピーダンスまで段階的に変更する。したがって、整合器４０は、高周波電源３６から電力が電力波Ｗ１１から電力波Ｗ１２に切り替えられた後に設定すべき負荷インピーダンスの変化に追従することが可能となる。故に、高周波電源３６から供給される電力が電力波Ｗ１１から電力波Ｗ１２に切り替えられた後の反射を低減させることが可能となる。また。整合器４２は、高周波電源３８から供給される電力が電力波Ｗ２１から電力波Ｗ２２に切り替えられる前又は後の連続波ＣＷ２が供給される期間において負荷インピーダンスを後続期間のための目標インピーダンスまで段階的に変更する。したがって、整合器４２は、高周波電源３８から電力が電力波Ｗ２１から電力波Ｗ２２に切り替えられた後に設定すべき負荷インピーダンスの変化に追従することが可能となる。故に、高周波電源３８から供給される電力が電力波Ｗ２１から電力波Ｗ２２に切り替えられた後の反射を低減させることが可能となる。

【0125】

一実施形態では、整合器４０は、期間Ｐ１における高周波電源３６の負荷インピーダンスを高周波電源３６の出力インピータンスとは異なる目標インピーダンスに調整する。この実施形態によれば、期間Ｐ１において変調波ＭＷ１に対する負荷からの反射が低減され得る。一実施形態では、第１及び第３のモードの各々において、整合器４２は、期間Ｐ１における高周波電源３８の負荷インピーダンスを高周波電源３８の出力インピータンスとは異なる目標インピーダンスに調整する。この実施形態によれば、期間Ｐ１において変調波ＭＷ２に対する負荷からの反射が低減され得る。

【0126】

一実施形態においては、期間Ｐ１においては変調波ＭＷ１のロードパワー制御が行われ得る。この実施形態によれば、期間Ｐ１において目標インピーダンスが高周波電源３６の出力インピーダンスと異なることに起因して反射が発生しても、プラズマに目標パワーレベルの変調波ＭＷ１が結合され得る。一実施形態においては、期間Ｐ１においては変調波ＭＷ２のロードパワー制御が行われ得る。この実施形態によれば、期間Ｐ１において目標インピーダンスが高周波電源３８の出力インピーダンスと異なることに起因して反射が発生しても、プラズマに目標パワーレベルの変調波ＭＷ２が結合され得る。

【0127】

以下、図１０を参照する。図１０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。図１０に示す整合方法（以下、「方法ＭＴ」という）では、高周波電源３６及び高周波電源３８のうち少なくとも一方から供給される電力が、連続波及び変調波のうち一方の電力波から他方の電力波に切り替えられる。即ち、方法ＭＴでは、高周波電源３６から電力波Ｗ１１が供給され、高周波電源３８から電力波Ｗ２１が供給される。次いで、高周波電源３６からの電力波Ｗ１２又は高周波電源３８から電力波Ｗ２２のうち少なくとも一方が供給される。電力波Ｗ１１が二つの連続する期間にわたって高周波電源３６から供給されてもよく、或いは、電力波Ｗ２１が二つの連続する期間にわたって高周波電源３６から供給されてもよい。方法ＭＴでは、高周波電源３６及び高周波電源３８のうち少なくとも一方から供給される電力は、連続波及び変調波のうち一方の電力波から他方の電力波に交互に切り替えられてもよい。

【0128】

方法ＭＴは、工程ＳＴ１で開始する。工程ＳＴ１において、高周波電源３６から電力波Ｗ１１が供給され、高周波電源３８から電力波Ｗ２１が供給される。工程ＳＴ１の実行中には、高周波電源３６の負荷インピーダンスが整合器４０によって設定される。電力波Ｗ１１が変調波ＭＷ１である場合には、工程ＳＴ１の実行中に、高周波電源３６の負荷インピーダンスは、上述したように、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整されてもよい。また、電力波Ｗ１１が変調波ＭＷ１である場合には、工程ＳＴ１の実行中に、上述したように、高周波電源３６によってロードパワー制御が実行されてもよい。

【0129】

電力波Ｗ１１が連続波ＣＷ１である場合には、工程ＳＴ１の実行中に、高周波電源３６の負荷インピーダンスは、高周波電源３６の出力インピーダンスに整合されてもよい。或いは、電力波Ｗ１１が連続波ＣＷ１である場合にも、電力波Ｗ１１が変調波ＭＷ１である場合と同様に、工程ＳＴ１の実行中に、高周波電源３６の負荷インピーダンスは、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整されてもよい。

【0130】

工程ＳＴ１の実行中には、高周波電源３８の負荷インピーダンスが整合器４２によって設定される。電力波Ｗ２１が変調波ＭＷ２である場合には、工程ＳＴ１の実行中に、高周波電源３８の負荷インピーダンスは、上述したように、高周波電源３８の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整されてもよい。また、電力波Ｗ２１が変調波ＭＷ２である場合には、工程ＳＴ１の実行中に、上述したように高周波電源３８によってロードパワー制御が実行されてもよい。

【0131】

電力波Ｗ２１が連続波ＣＷ２である場合には、工程ＳＴ１の実行中に、高周波電源３８の負荷インピーダンスは、高周波電源３８の出力インピーダンスに整合されてもよい。或いは、電力波Ｗ２１が連続波ＣＷ２である場合にも、電力波Ｗ２１が変調波ＭＷ２である場合と同様に、工程ＳＴ１の実行中に、高周波電源３８の負荷インピーダンスは、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに調整されてもよい。

【0132】

工程ＳＴＪａでは、二つの連続する期間のうち先行期間ＰＡにおいて供給されている電力波が連続波であるか否かが判定される。先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ１が供給されていない場合、即ち変調波ＭＷ１が供給されている場合には、二つの連続する期間のうち後続期間ＰＢにおいて工程ＳＴＡ２が実行される。先行期間ＰＡにおいて変調波ＭＷ１が供給されており、後続期間ＰＢにおいて連続波ＣＷ１が供給される場合には、後続期間ＰＢにおいて工程ＳＴＡ３が実行される。一方、先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ１が供給されている場合には、後続期間ＰＢにおいて工程ＳＴＢ３が実行される。先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ１が供給されており、後続期間ＰＢにおいて変調波ＭＷ１が供給される場合には、先行期間ＰＡにおいて工程ＳＴＢ２が実行される。

【0133】

また、先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ２が供給されていない場合、即ち変調波ＭＷ２が供給されている場合には、後続期間ＰＢにおいて工程ＳＴＡ２が実行される。先行期間ＰＡにおいて変調波ＭＷ２が供給されており、後続期間ＰＢにおいて連続波ＣＷ２が供給される場合には、後続期間ＰＢにおいて工程ＳＴＡ３が実行される。先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ２が供給されている場合には、後続期間ＰＢにおいて工程ＳＴＢ３が実行される。先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ２が供給されており、後続期間ＰＢにおいて変調波ＭＷ２が供給される場合には、先行期間ＰＡにおいて工程ＳＴＢ２が実行される。

【0134】

工程ＳＴＡ２は、先行期間ＰＡにおいて変調波ＭＷ１が供給されている場合に実行される。工程ＳＴＡ２では、後続期間ＰＢの電力波が高周波電源３６から供給される。工程ＳＴＡ２において高周波電源３６から供給される電力波が連続波ＣＷ１である場合には、高周波電源３６の負荷インピーダンスが、後続期間ＰＢの開始後に工程ＳＴＡ３で、上述したように後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更される。工程ＳＴＡ２において高周波電源３６から供給される電力波が変調波ＭＷ１である場合には、高周波電源３６の負荷インピーダンスは、高周波電源３６の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに設定され得る。

【0135】

また、工程ＳＴＡ２は、先行期間ＰＡにおいて変調波ＭＷ２が供給されている場合に実行される。工程ＳＴＡ２では、後続期間ＰＢの電力波が高周波電源３８から供給される。工程ＳＴＡ２において高周波電源３８から供給される電力波が連続波ＣＷ２である場合には、高周波電源３８の負荷インピーダンスが、後続期間ＰＢの開始後に工程ＳＴＡ３で、上述したように後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更される。工程ＳＴＡ２において高周波電源３８から供給される電力波が変調波ＭＷ２である場合には、高周波電源３８の負荷インピーダンスは、高周波電源３８の出力インピーダンスとは異なる目標インピーダンスに設定され得る。

【0136】

工程ＳＴＢ３は、先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ１が供給されている場合に、後続期間ＰＢにおいて実行される。工程ＳＴＢ３では、後続期間ＰＢの電力波が高周波電源３６から供給される。工程ＳＴＢ３において高周波電源３６から供給される電力波が変調波ＭＷ１である場合には、工程ＳＴＢ２が、後続期間ＰＢの開始前に先行期間ＰＡにおいて実行される。工程ＳＴＢ２では、高周波電源３６の負荷インピーダンスが、上述したように後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更される。工程ＳＴＢ３において高周波電源３６から供給される電力波が連続波ＣＷ１である場合には、高周波電源３６の負荷インピーダンスは、高周波電源３６の出力インピーダンスに整合され得る。

【0137】

工程ＳＴＢ３は、先行期間ＰＡにおいて連続波ＣＷ２が供給されている場合に、後続期間ＰＢにおいて実行される。工程ＳＴＢ３では、後続期間ＰＢの電力波が高周波電源３８から供給される。工程ＳＴＢ３において高周波電源３８から供給される電力波が変調波ＭＷ２である場合には、工程ＳＴＢ２が、後続期間ＰＢの開始前に先行期間ＰＡにおいて実行される。工程ＳＴＢ２では、高周波電源３８の負荷インピーダンスが、上述したように後続期間ＰＢのための目標インピーダンスまで段階的に変更される。工程ＳＴＢ３において高周波電源３８から供給される電力波が連続波ＣＷ２である場合には、高周波電源３８の負荷インピーダンスは、高周波電源３８の出力インピーダンスに整合され得る。

【0138】

工程ＳＴＪｂでは、終了条件が満たされるか否かが判定される。終了条件は、図１０に示すサイクルＣＹの実行回数が所定回数に達している場合に満たされる。終了条件が満たされない場合には、サイクルＣＹが工程ＳＴＪａから繰り返される。終了条件が満たされる場合には、方法ＭＴは、終了する。

【0139】

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。

【0140】

例えば、プラズマ処理装置１は容量結合型のプラズマ処理装置であったが、本開示の思想は、高周波電源からの変調高周波電力を電極に供給するように構成された任意のプラズマ処理装置に適用され得る。そのようなプラズマ処理装置としては、例えば、誘導結合型のプラズマ処理装置、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ処理装置、プラズマの生成のためにマイクロ波といった表面波を用いるプラズマ処理装置が例示される。

【0141】

また、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理のために高周波電力ＲＦ１及び高周波電力ＲＦ２の双方を用いるように示されているが、プラズマ処理のために、高周波電力ＲＦ１及び高周波電力ＲＦ２のうち一方のみが用いられてもよい。

【0142】

以下、プラズマ処理装置１を用いて行った実験について説明する。実験では、プラズマ処理装置１において第３のモードでプラズマを生成した。実験では、高周波電力ＲＦ２のパワーレベルとして、４００Ｗと１０００Ｗの２種類のパワーを用いた。また、実験では、上述のＴＬ及びΔΓ_２の各々に異なる値を設定した。実験におけるその他の条件は以下の通りである。
＜条件＞
高周波電力ＲＦ１の周波数：６０ＭＨｚ、
連続波ＣＷ１のパワー：３００Ｗ
高周波電力ＲＦ２の周波数：４０．６８ＭＨｚ、
第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ２のパワー及び期間Ｐ２における連続波ＣＷ２のパワー：４００Ｗ又は１０００Ｗ
第２の副期間ＳＰ１２における変調波ＭＷ２のパワー：０Ｗ
変調波ＭＷ２の変調周波数：１ｋＨｚ
変調波ＭＷ２のデューティ比：９０％

【0143】

実験では、高周波電力ＲＦ２に応じたサセプタ１６のＶ_ＰＰを測定した。Ｖ_ＰＰは、高周波電力ＲＦ２に応じたサセプタ１６の電圧のＰｅａｋ－ｔｏ－ｐｅａｋ ｖａｌｕｅである。実験では、サセプタ１６に供給する電力を変調波ＭＷ２から連続波ＣＷ２に変更したことに起因して生じたＶ_ＰＰの低下量の、反射が実質的に観察されなくなったときのＶ_ＰＰに対する割合（％）（以下、「低下率」という）を求めた。第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ２のパワー及び期間Ｐ２における連続波ＣＷ２のパワーを４００Ｗに設定したときの低下率を表１に示す。第１の副期間ＳＰ１１における変調波ＭＷ２のパワー及び期間Ｐ２における連続波ＣＷ２のパワーを１０００Ｗに設定したときの低下率を表２に示す。

【表1】

【表2】

【0144】

表１及び表２に示すよう、実験の結果、ＴＬが０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２が０．２以下に設定された場合、又は、ＴＬが０．２秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２が０．１以下に設定された場合に、低下率は１０％以下であった。したがって、ＴＬが０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２が０．２以下に設定される場合、又は、ＴＬが０．２秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２が０．１以下に設定される場合に、反射が効果的に抑制されることが確認された。また、ＴＬが０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２が０．０５以下に設定された場合には、低下率は０％であった。したがって、ＴＬが０．５秒以上に設定され、且つ、ΔΓ_２が０．０５以下に設定される場合には、反射が殆ど発生しないことが確認された。

【0145】

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】

【0146】

１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１６…サセプタ、３６…高周波電源、３８…高周波電源、４０…整合器、４２…整合器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】