CN107221494A - 等离子体处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明在处理容器内依次生成相互不同的处理气体的等离子体的等离子体处理中，在气体供给系统所输出的处理气体被切换后的适当的时刻变更高频的设定。在一个实施方式中，在向第一电极或第二电极供给第一高频的状态下气体供给系统所输出的处理气体被切换之后，在反映等离子体的阻抗的第一参数超出了第一阈值的时刻，增大第二高频的功率。另外，在向第二电极供给第二高频的状态下气体供给系统所输出的处理气体被切换之后，在反映等离子体的阻抗的第二参数超出了第二阈值的时刻，增大第一高频的功率。

Description

等离子体处理方法
技术领域
本发明的实施方式涉及在被加工物的加工所使用的等离子体处理装置中执行的等离子体处理方法。
背景技术
在半导体器件等电子器件的制造中，使用等离子体处理装置对被加工物进行等离子体处理。等离子体处理装置通常包括处理容器、气体供给系统、第一电极、第二电极、第一高频电源和第二高频电源。气体供给系统以向处理容器内供给处理气体的方式构成。第一电极和第二电极以处理容器内的空间介于它们之间的方式设置。第一高频电源产生第一高频，向第一电极和第二电极中的一个电极供给该第一高频。第二高频电源产生频率较低的第二高频，向第二电极供给该第二高频。在这样的等离子体处理装置中执行的等离子体处理中，通常处理气体从气体供给系统被供给到处理容器内，来自第一高频电源的第一高频被供给到一个电极。由此，在处理容器内生成处理气体的等离子体。另外，根据需要，来自第二高频电源的第二高频被供给到第二电极。
在等离子体处理中，例如专利文献1记载的那样有时交替执行生成相互不同的处理气体的等离子体的两个阶段。在这种等离子体处理中，从先实施的阶段转移至后续阶段时，气体供给系统所输出的处理气体被切换。并且第二高频仅在后续阶段向第二电极供给。
由于气体具有质量，所以气体供给系统从气体供给系统所输出的处理气体被切换的时刻起至处理容器内的处理气体更换的时刻为止的过程需要时间。而第二高频基本无延迟地供给到第二电极。由此，出现在处理容器内的处理气体更换之前、第二高频被供给到第二电极的情况。所以，在专利文献1记载的等离子体处理中，根据处理容器内的发光光谱的检测结果，在确认后续阶段用的处理气体到达处理容器内之后，开始供给第二高频。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-58749号公报
发明内容
在先实施的阶段中使用的处理气体的等离子体的发光光谱与后续阶段中使用的处理气体的等离子体的发光光谱之间，有时不存在可检测的程度的差异。所以，无法以高精度检测处理容器内处理气体更换的时刻，结果，无法在适当的时刻将第二高频供给到第二电极。
所以，在处理容器内依次生成相互不同的处理气体的等离子体的等离子体处理中，需要在气体供给系统所输出的处理气体被切换后的适当的时刻改变高频的设定。
在一个方式中，提供一种在等离子体处理装置中执行的等离子体处理方法。等离子体处理装置包括处理容器、气体供给系统、第一电极和第二电极、第一高频电源、第二高频电源、第一供电线路、第二供电线路、第一匹配器、第二匹配器、第一运算部和第二运算部。气体供给系统以向处理容器内供给气体的方式构成。第一电极和第二电极以处理容器内的空间介于它们之间的方式设置。第一高频电源以输出第一高频的方式构成。第二高频电源以输出具有比第一高频的频率低的频率的第二高频的方式构成。第一供电线路将第一高频电源与第一电极和第二电极中的一个电极连接。第二供电线路将第二高频电源与第二电极连接。第一匹配器以调整第一高频电源的负载阻抗的方式构成。第二匹配器以调整第二高频电源的负载阻抗的方式构成。第一运算部以求取包括第一高频电源的负载阻抗、负载电阻和负载电抗、以及第一高频的反射波系数中的任一者的第一参数的方式构成。第二运算部以求取包括第二高频电源的负载阻抗、负载电阻和负载电抗、以及第二高频的反射波系数中的任一者的第二参数的方式构成。
在一个方式所涉及的等离子体处理方法中，依次执行多个循环，该多个循环各自包括依次执行的多个阶段，该多个阶段是在处理容器内生成相互不同的处理气体的等离子体的多个阶段。该等离子体处理方法包括：(i)在从多个阶段中的第一先实施的阶段转移至第一后续阶段时，切换气体供给系统所输出的处理气体的工序，在第一先实施的阶段中，向一个电极供给第一高频；(ii)在从第一先实施的阶段转移至第一后续阶段时气体供给系统所输出的处理气体被切换后，在第一参数超出了第一阈值的第一时刻，使第二高频的功率增大的工序，从第一先实施的阶段起至少至第一时刻为止持续地向一个电极供给第一高频；(iii)在从多个阶段中的第二先实施的阶段转移至第二后续阶段时，切换气体供给系统所输出的处理气体的工序，在该第二先实施的阶段中，向第二电极供给第二高频；和(iv)在从第二先实施的阶段转移至第二后续阶段时气体供给系统所输出的处理气体被切换后，在第二参数超出了第二阈值的第二时刻，使第一高频的功率增大的工序，在从第二先实施的阶段起至少至第二时刻为止持续地向第二电极供给第二高频。
在持续供给第一高频的状态下，若处理容器内的处理气体更换，在处理容器内生成的等离子体的阻抗就会发生变化。上述第一参数是与等离子体的阻抗对应地变化的参数，所以，良好地反映存在于处理容器内的处理气体的变化。在一个方式所涉及的等离子体处理方法中，通过检测该第一参数超出了第一阈值的时刻，能够以高精度检测处理容器内的处理气体更换的第一时刻。另外，由于在该第一时刻第二高频的功率增大，所以，能够在处理容器内的处理气体更换后的适当的时刻，使第二高频的功率增大。此外，第二高频可以在第一先实施的阶段不向第二电极供给，也可以从第一时刻起向第二电极供给。
另外，在持续供给第二高频的状态下，若处理容器内的处理气体更换，在处理容器内生成的等离子体的阻抗就会发生变化。上述第二参数是与等离子体的阻抗对应地变化的参数，所以，良好地反映存在于处理容器内的处理气体的变化。在一个方式所涉及的等离子体处理方法中，通过检测该第二参数超出了第二阈值的时刻，能够以高精度检测处理容器内的处理气体被更换的第二时刻。另外，由于在该第二时刻第一高频的功率增大，所以，能够在处理容器内的处理气体更换后的适当的时刻，使第一高频的功率增大。此外，第一高频可以在第二先实施的阶段不向一个电极供给，也可以从第二时刻起向一个电极供给。
在一个实施方式中，等离子体处理方法还包括：(v)在等离子体处理装置的时间调整部中，求取从转移至第一后续阶段时起至第一时刻为止的第一时间差的工序；(vi)调整在多个循环中先实施的循环之后执行的循环中的与第一后续阶段相同的阶段的规定的执行时间长度，使其增加在多个循环中先实施的循环中求出的第一时间差的量的工序；(vii)在时间调整部中，求取从转移至第二后续阶段时起至第二时刻为止的第二时间差的工序；和(viii)调整在多个循环中先实施的循环之后执行的循环中的与第二后续阶段相同的阶段的规定的执行时间长度，使其增加在多个循环中先实施的循环中求出的第二时间差的量的工序。在多个阶段的各阶段中，其执行时间长度在初始设定。所以，若在第一后续阶段中第一参数超出了第一阈值的时刻延迟，该第一后续阶段中的从第一时刻起的等离子体处理的时间长度就会缩短。根据本实施方式，由于在后面执行的循环中与第一后续阶段相同的阶段的时间长度增加上述第一时间差的量，所以，多个循环中的相同的阶段的等离子体处理的总执行时间长度实质上能够维持。多个循环中的与第二后续阶段相同的阶段也同样。
在一个实施方式中，第一先实施的阶段是在向一个电极供给第一高频的状态下生成第一处理气体的等离子体的第一阶段。第一后续阶段和第二先实施的阶段是接着第一阶段的第二阶段，在该第二阶段中，在向第二电极供给第二高频的状态下生成第二处理气体的等离子体。第二后续阶段是接着第二阶段的第三阶段，在该第三阶段中，在向一个电极供给第一高频的状态下生成第三处理气体的等离子体。在一个实施方式中，第一处理气体包含稀有气体和碳氟化合物气体，第二处理气体包含稀有气体，第三处理气体包含稀有气体和氧气。
在一个实施方式中，第一处理气体包含稀有气体和碳氟化合物气体，第二处理气体包含稀有气体，第三处理气体包含稀有气体和氧气。
在一个实施方式中，在第一阶段中，在不向第二电极供给第二高频的状态下生成第一处理气体的等离子体，在第二阶段中，在不向一个电极供给第一高频的状态下生成上述第二处理气体的等离子体，在第三阶段中，在不向第二电极供给第二高频的状态下生成第三处理气体的等离子体。
在一个实施方式中，等离子体处理装置还具有与第一电极连接、产生负极性的直流电压的直流电源。在该实施方式中，等离子体处理方法还包括在第一时刻和/或第二时刻，变更直流电压的电平的工序。变更直流电压的电平可以由不向第一电极施加直流电压的状态变更为向第一电极施加直流电压的状态、或者由向第一电极施加直流电压的状态变更为不向第一电极施加直流电压的状态。
发明效果
如以上说明，在处理容器内依次生成相互不同的处理气体的等离子体的等离子体处理中，能够在气体供给系统所输出的处理气体被切换后的适当的时刻改变高频的设定。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的构成的图。
图2是关于一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的一个例子的时序图的一例。
图3是关于一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的另一个例子的时序图的一例。
图4是关于一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的又一个例子的时序图的一例。
图5是例示第一高频电源和第一匹配器的构成的图。
图6是例示第一匹配器的传感器和控制器的构成的图。
图7是例示第二高频电源和第二匹配器的构成的图。
图8是例示第二匹配器的传感器和控制器的构成的图。
图9是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程图。
图10是表示第一高频电源和第一匹配器的构成的另一个例子的图。
图11是表示第一高频电源的阻抗传感器的构成的图。
图12是表示第二高频电源和第二匹配器的构成的另一个例子的图。
图13是表示第二高频电源的阻抗传感器的构成的图。
图14是表示在另一个实施方式所涉及的等离子体处理方法中执行的阻抗匹配的方法的流程图。
符号说明
1…等离子体处理装置；10…处理容器；16…基座；18…静电吸盘；36、36A…高频电源；36d…阻抗传感器；36e…电源控制部；38、38A…高频电源；38d…阻抗传感器；38e…电源控制部；40、40A…匹配器；150A…运算部；40a…匹配电路；40b…传感器；40c…控制器；42、42A…匹配器；42a…匹配电路；42b…传感器；42c…控制器；43…供电线路；45…供电线路；46…上部电极；55…气体供给系统；66…排气装置；72…主控制部；80…时间调整部。
具体实施方式
以下，参照附图对各种实施方式进行详细说明。其中，在各附图中对相同或相当的部分标注相同的符号。
首先，对能够应用等离子体处理方法的实施方式的等离子体处理装置进行说明。图1是示意性地表示一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的构成的图。图1所示的等离子体处理装置1是电容耦合型的等离子体处理装置。等离子体处理装置1包括处理容器10。处理容器10具有大致圆筒形状，由铝等材料形成。在该处理容器10的内壁面实施阳极氧化处理。另外，处理容器10接地。
在处理容器10的底部上设置有绝缘板12。绝缘板12例如由陶瓷形成。在该绝缘板12上设置有支承台14。支承台14具有大致圆柱形状。在该支承台14上设置有基座16。基座16由铝等导电性的材料形成，构成下部电极(第二电极)。
在基座16上设置有静电吸盘18。静电吸盘18具有在绝缘层或绝缘片之间夹着由导电膜构成的电极20的构造。静电吸盘18的电极20经由开关22与直流电源24电连接。该静电吸盘18通过来自直流电源24的直流电压产生静电吸附力，利用静电吸附力保持载置在该静电吸盘18上的被加工物W。其中，被加工物W例如是晶片那样的圆盘状的物体。在该静电吸盘18的周围且在基座16上配置聚焦环26。另外，在基座16和支承台14的外周面安装圆筒状的内壁部件28。该内壁部件28例如由石英形成。
在支承台14的内部形成有冷却介质流路30。冷却介质流路30例如相对于在铅垂方向延伸的中心轴线螺旋状延伸。冷却介质cw(例如冷却水)从设置在处理容器10的外部的制冷单元经由配管32a向该冷却介质流路30供给。供给到冷却介质流路30的冷却介质经由配管32b回收到制冷单元。该冷却介质的温度通过制冷单元调整，由此，能够对被加工物W的温度进行调整。并且，在等离子体处理装置1中，经由气体供给线路34供给的传热气体(例如He气体)被供给到静电吸盘18的上表面与被加工物W的背面之间。
导体44(例如供电棒)与基座16连接。在该导体44上，经由匹配器40、即第一匹配器连接有高频电源36、即第一高频电源，并且，经由匹配器42、即第二匹配器连接有高频电源38、即第二高频电源。高频电源36输出等离子体的生成用的高频RF1、即第一高频。高频电源36所输出的高频RF1的基本频率fB1例如为100MHz。高频电源38输出用于从等离子体将离子引入被加工物W的高频RF2、即第二高频。高频电源38所输出的高频RF2的基本频率fB2例如为13.56MHz。
匹配器40和导体44构成将来自高频电源36的高频RF1传送到基座16的供电线路43、即第一供电线路的一部分。另外，匹配器42和导体44构成将来自高频电源38的高频RF2传送到基座16的供电线路45、即第二供电线路的一部分。
在处理容器10的顶部设置上部电极46。生成等离子体的处理容器10内的处理空间PS介于该上部电极46与基座16之间。在一个实施方式中，上部电极46与直流电源74连接。直流电源74以向上部电极46施加负极性的直流电压DC的方式构成。上部电极46具有盖板48和支承体50。盖板48形成有多个气体喷出孔48a。盖板48例如由Si、SiC等硅类的材料形成。支承体50是能够装拆地支承盖板48的部件，由铝形成，其表面实施阳极氧化处理。
在支承体50的内部形成气体缓冲室52。另外，支承体50形成有多个气体通气孔50a。气体通气孔50a从气体缓冲室52延伸，与气体喷出孔48a连通。气体供给系统55经由气体供给管54与气体缓冲室52连接。气体供给系统55包括气体源组56、流量控制器组58和阀门组60。气体源组56包括多个气体源。流量控制器组58包括多个流量控制器。多个流量控制器例如可以为质量流量控制器。另外，阀门组60包括多个阀门。气体源组56的多个气体源经由流量控制器组58的对应的流量控制器和阀门组60的对应的阀门与气体供给管54连接。气体供给系统55将来自选自多个气体源中的气体源的气体以经过调整的流量供给到气体缓冲室52。导入气体缓冲室52后的气体从气体喷出孔48a喷出到处理空间PS。
在基座16与处理容器10的侧壁之间、以及支承台14与处理容器10的侧壁之间，形成在俯视时呈环状的空间，该空间的底部与处理容器10的排气口62连接。与排气口62连通的排气管64与处理容器10的底部连接。该排气管64与排气装置66连接。排气装置66具有涡轮分子泵等真空泵。排气装置66将处理容器10的内部空间减压至所期望的压力。另外，在处理容器10的侧壁形成有用于被加工物W的搬入和搬出的开口68。在处理容器10的侧壁安装有用于打开和关闭开口68的闸阀70。
另外，等离子体处理装置1包括主控制部72。主控制部72包括一个以上的微型计算机，按照存储在外部存储器或内部存储器的软件(程序)和处理方案，控制等离子体处理装置1的各部、例如高频电源36、38、匹配器40、42、直流电源74、气体供给系统55、即流量控制器组58的多个流量控制器和阀门组60的多个阀门、排气装置66等各自的动作以及该等离子体处理装置1的装置整体的动作。另外，主控制部72也与包括键盘等输入装置和液晶显示器等显示装置的人机交互用的操作面板、以及存储各种程序、处理方案和设定值等各种数据的外部存储装置等连接。
等离子体处理装置1的基本动作如下所述进行。首先，打开闸阀70，被加工物W经由开口68被搬入处理容器10内。搬入处理容器10内的被加工物W载置在静电吸盘18上。接着，从气体供给系统55向处理容器10内导入气体，排气装置66工作，将处理容器10内的空间的压力设定为规定的压力。另外，向基座16供给来自高频电源36的高频RF1，根据需要向基座16供给来自高频电源38的高频RF2。并且，根据需要向上部电极46施加来自直流电源74的直流电压DC。并且，向静电吸盘18的电极20施加来自直流电源24的直流电压，被加工物W保持在静电吸盘18上。于是，供给到处理容器10内的气体被基座16与上部电极46之间形成的高频电场激发。由此，生成等离子体。利用来自这样生成的等离子体的自由基和/或离子，对被加工物W进行处理。其中，在从直流电源74向上部电极46施加直流电压DC的情况下，正离子被吸到上部电极46而与该上部电极46碰撞，从上部电极46放出二次电子，和/或从上部电极46放出构成上部电极46的材料、例如硅。
以下，对等离子体处理方法的实施方式(以下称为“方法MT”)进行说明。方法MT能够使用等离子体处理装置1实施。图2～图4表示关于一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的时序图的几例。图2～图4表示方法MT中的气体A、气体B、气体C、高频RF1、高频RF2和直流电压DC各自的时序图。在图2～图4中，横轴表示时间。另外，气体A的时序图的水平表示向处理容器10内供给的气体A的量，气体B的时序图的水平表示向处理容器10内供给的气体B的量，气体C的时序图的水平表示向处理容器10内供给的气体C的量。另外，在高频RF1的时序图中，高频RF1的电平表示高频RF1的功率。另外，在高频RF2的时序图中，高频RF2的电平表示高频RF2的功率。另外，在直流电压DC的时序图中，直流电压DC为高电平表示直流电压DC被施加到上部电极46，直流电压DC为低电平表示不向上部电极46施加直流电压DC或直流电压DC的电平低。
如图2～图4所示，在方法MT中，依次执行多个循环CY。多个循环CY各自包括依次执行的多个阶段S。以下，作为表示多个循环或者多个循环各自的参照符号，使用“CY”。另外，在同时表示多个循环各自及其执行顺序的情况下，使用“CY(i)”的参照符号。另外，作为表示多个阶段或者多个阶段各自的参照符号，使用“S”。另外，在同时表示多个阶段S各自及其执行顺序、以及循环的执行顺序的情况下，使用“S(i，j)”的参照符号。另外，在同时表示多个阶段各自及其执行顺序的情况下，使用“S(j)”的参照符号。另外，作为表示各阶段的开始时刻的参照符号，使用“Ts(i，j)”的参照符号。在此，“i”是表示循环的执行顺序的变量，可以取1以上IMAX以下的整数，IMAX是表示多个循环的个数的2以上的整数。“j”可以取1以上JMAX以下的整数，JMAX是表示各循环CY中的多个阶段的个数的2以上的整数。其中，在图2～图4所表示的例子中，JMAX为3，但并不限于此。
在方法MT的多个循环CY各自中所包含的多个阶段S中，生成相互不同的处理气体的等离子体。在多个阶段S各自中利用的处理气体在处理方案中指定。另外，多个阶段S各自中的高频RF1的设定、高频RF2的设定和直流电压DC的电平在处理方案中指定。其中，高频RF1的设定包括高频RF1的功率的设定。另外，高频RF2的设定包括高频RF2的功率的设定。高频RF1的设定也可以包括高频RF1的模式。同样，高频RF2的设定也可以包括高频RF2的模式。高频的模式从连续波和经过脉冲调制的高频中选择。并且，多个阶段S各自的执行时间长度在处理方案中指定。主控制部72按照该处理方案，执行用于方法MT的控制。
如图2～图4所示，在方法MT中，在作为初次循环所包括的多个阶段中的第一个阶段的阶段S(1，1)的开始时刻Ts(1，1)之前，开始从气体供给系统55输出阶段S(1，1)用的处理气体。并且，在阶段S(1，1)的开始时刻Ts(1，1)开始向基座16供给高频RF1。
在方法MT中，在从先实施的阶段转移至后续阶段时(从阶段S(i，j－1)转移至阶段S(i，j)时、以及从阶段S(i－1，JMAX)转移至阶段S(i，1)时)、即各阶段S的开始时刻Ts(i，j)，通过来自主控制部72的控制，切换气体供给系统55所输出的处理气体。在图2～图4所示的示例中，为了在第一阶段(第一先实施的阶段的一例)、即阶段S(i，1)中生成包含气体A和气体B的第一处理气体的等离子体，在开始时刻Ts(i，1)，气体供给系统55所输出的处理气体被切换为第一处理气体。另外，为了在第二阶段(第一后续阶段和第二先实施的阶段的一例)、即阶段S(i，2)中生成包含气体A的第二处理气体的等离子体，在开始时刻Ts(i，2)，气体供给系统55所输出的处理气体被切换为第二处理气体。另外，为了在第三阶段(第二后续阶段的一例)、即阶段S(i，3)中生成包含气体A和气体C的第三处理气体的等离子体，在开始时刻Ts(i，3)，气体供给系统55所输出的处理气体被切换为第三处理气体。例如气体A为Ar气等稀有气体，气体B为碳氟化合物气体，气体C为氧气，但并不限于此。
在方法MT中，关于为了确定在气体供给系统55所输出的气体被切换后改变高频的设定的时刻而参照的参数，在先实施的阶段中高频RF1被供给到基座16、且高频RF2的功率被设定为较低的功率(例如高频RF2的功率被设定为零)的情况、与在先实施的阶段中高频RF2被供给到基座16、且高频RF1的功率被设定为较低的功率(例如高频RF1的功率被设定为零)的情况下是不同的。
首先，对于在先实施的阶段S(i，j－1)中高频RF1被供给到基座16、且高频RF2的功率被设定为较低的功率的情况进行说明。在该情况下，高频RF1至少持续供给到后续阶段S(i，j)的执行期间中的时刻TP(j)。另外，在阶段S(i，j)的开始时刻Ts(i，j)之后、即气体供给系统55所输出的处理气体被切换之后，在与高频RF1相关的后述的第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻TP(j)，为了阶段S(i，j)而增大高频RF2的功率。例如，在时刻TP(j)之前未向基座16供给的高频RF2，从时刻TP(j)开始向基座16供给。高频RF1的设定可以在时刻TP(j)变更。例如，高频RF1对基座16的供给可以从时刻TP(j)起停止。或者，向基座16供给的高频RF1的功率可以从时刻TP(j)起降低。另外，还可以在时刻TP(j)变更直流电压DC的电平(绝对值)。
接着，对于在先实施的阶段S(i，j－1)中高频RF2被供给到基座16、且高频RF1的功率被设定为较低的功率的情况进行说明。在该情况下，高频RF2至少持续供给到后续阶段S(i，j)的执行期间中的时刻TP(j)。另外，在阶段S(i，j)的开始时刻Ts(i，j)之后、即气体供给系统55所输出的处理气体被切换之后，在与高频RF2相关的后述的第二参数超出了阈值Th2(j)的时刻TP(j)，为了阶段S(i，j)而增大高频RF1的功率。例如，在时刻TP(j)之前未向基座16供给的高频RF1从时刻TP(j)起开始向基座16供给。高频RF2的设定可以在时刻TP(j)变更。例如，高频RF2对基座16的供给可以从时刻TP(j)起停止。或者，向基座16供给的高频RF2的功率可以从时刻TP(j)起降低。另外，还可以在时刻TP(j)变更直流电压DC的电平(绝对值)。
在图2所示的例子中，在阶段S(i，1)中向基座16供给高频RF1，在阶段S(i，2)的执行期间中的时刻TP(2)停止对基座16供给高频RF1。另外，在阶段S(i，1)中不向基座16供给高频RF2，在阶段S(i，2)的执行期间中的时刻TP(2)开始对基座16供给高频RF2。另外，在阶段S(i，1)中直流电压DC不向上部电极46施加，在阶段S(i，2)的执行期间中的时刻TP(2)开始对上部电极46施加直流电压DC。而且，在阶段S(i，3)的执行期间中的时刻TP(3)开始对基座16供给高频RF1，停止对基座16供给高频RF2。另外，在阶段S(i，3)的执行期间中的时刻TP(3)，停止对上部电极46施加直流电压DC。其中，在图2所示的例子中，即使从阶段S(i－1，3)转移至阶段S(i，1)，在该阶段S(i，1)中高频RF1的设定、高频RF2的设定和直流电压DC的电平也不改变。
在图3所示的例子中，直流电压DC从阶段S(i，2)起至阶段S(i，3)中持续地向上部电极施加，但是，在阶段S(i，3)的执行期间中的时刻TP(3)，该直流电压DC的电平降低。关于高频RF1的设定的变更、高频RF2的设定的变更、直流电压DC的电平的变更的其他方面，与图2所示的例子相同。
在图4所示的例子中，高频RF1从阶段S(i，1)起至阶段S(i，2)中持续地向基座16供给，但是，在阶段S(i，2)的时刻TP(2)高频RF1的功率降低。另外，从阶段S(i，1)起至阶段S(i，2)中持续地停止向上部电极46施加直流电压DC，在阶段S(i，3)的执行期间中的时刻TP(3)，开始对上部电极46施加直流电压DC。关于高频RF1的设定的变更、高频RF2的设定的变更、直流电压DC的电平的变更的其他方面，与图2所示的例子相同。
在一个实施方式中，上述第一参数在匹配器40的运算部150A(第一运算部)中求出，第二参数在匹配器42的运算部150B(第二运算部)中求出。以下，参照图5～图8对高频电源36、匹配器40、高频电源38和匹配器42进行详细说明。图5是例示高频电源36和匹配器40的构成的图，图6是例示匹配器40的传感器和控制器的构成的图。图7是例示高频电源38和匹配器42的构成的图，图8是例示匹配器42的传感器和控制器的构成的图。
如图5所示，在一个实施方式中，高频电源36具有振荡器36a、功率放大器36b、功率传感器36c和电源控制部36e。电源控制部36e由CPU等处理器构成，利用由主控制部72提供的信号和由功率传感器36c提供的信号，分别对振荡器36a和功率放大器36b提供控制信号，对振荡器36a和功率放大器36b进行控制。
由主控制部72向电源控制部36e提供的信号是按照处理方案作成的第一高频设定信号。第一高频设定信号是指定高频RF1的设定的信号。在图2～图4所示的例子中，第一高频设定信号由主控制部72向电源控制部36e提供，使得在阶段S(1，1)的开始时刻通过高频电源36开始输出由该第一高频设定信号指定的设定的高频RF1。另外，关于第一高频设定信号，在比阶段S(1，1)靠后执行的阶段S(i，j)中改变高频RF1的设定的情况下，由主控制部72向电源控制部36e提供。电源控制部36e在接收来自后述的运算部150A的信号或来自运算部150B的信号时工作，使得高频电源36输出由第一高频设定信号指定的设定的高频RF1。或者在第一高频设定信号指定停止高频RF1的情况下，接收来自运算部150A的信号或来自运算部150B的信号时，电源控制部36e使来自高频电源36的高频RF1的输出停止。
电源控制部36e，在由第一高频设定信号指定的高频RF1的功率大于0的情况下，控制振荡器36a，以输出具有由第一高频设定信号指定的频率的高频。该振荡器36a的输出与功率放大器36b的输入连接。从振荡器36a输出的高频被输入功率放大器36b。功率放大器36b为了从其输出中输出具有由第一高频设定信号指定的功率的高频RF1，将被输入的高频放大。由此，从高频电源36输出高频RF1。
在功率放大器36b的后段设有功率传感器36c。功率传感器36c具有定向耦合器、行波功率检测部和反射波功率检测部。定向耦合器将高频RF1的行波的一部分提供到行波功率检测部，将反射波提供到反射波功率检测部。由电源控制部36e向该功率传感器36c提供特定高频RF1的频率的信号。行波功率检测部生成具有行波的全频率成分中与高频RF1的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即行波功率测定值PF1。该行波功率测定值为了功率反馈用而向电源控制部36e提供。
反射波功率检测部生成具有反射波的全频率成分中与高频RF1的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即反射波功率测定值PR11，以及反射波的全频率成分的总功率的测定值、即反射波功率测定值PR12。反射波功率测定值PR11为了监视显示用而向主控制部72提供。另外，反射波功率测定值PR12为了功率放大器36b的保护而向电源控制部36e提供。
另外，由主控制部72向直流电源74提供直流电压设定信号。直流电压设定信号是指定直流电压DC的电平的信号。关于直流电压设定信号，在阶段S(i，j)中改变直流电压DC的电平的情况下，由主控制部72向直流电源74提供。直流电源74在接收来自后述的运算部150A的信号或来自运算部150B的信号时工作，以输出由直流电压设定信号指定的电平的直流电压DC。或者，在由直流电压设定信号指定的直流电压DC的电平为零的情况下，直流电源74接收来自后述的运算部150A的信号或来自运算部150B的信号时工作，以停止直流电压DC的输出。
如图5所示，匹配器40具有匹配电路40a、传感器40b、控制器40c以及促动器(actuator)40d和40e。匹配电路40a包括可变电抗元件40g和40h。可变电抗元件40g和40h例如是可变电容器。此外，匹配电路40a还可以包括电感器等。
控制器40c例如由处理器构成，在主控制部72的控制下工作。在高频RF1被供给到基座16的情况下，控制器40c利用由传感器40b提供的测定值求取高频电源36的负载阻抗。另外，控制器40c控制促动器40d和40e，使得求取的负载阻抗接近高频电源36的输出阻抗或者匹配点，调整可变电抗元件40g和40h各自的电抗。促动器40d和40e例如是电动机。
另外，在先实施的阶段S(j－1)中高频RF1被供给到基座16、且高频RF2的功率设定为较低的功率的情况下，控制器40c利用由传感器40b提供的测定值，计算出后述的第一参数，确定后续阶段S(j)的执行期间中的时刻TP(j)。
如图6所示，传感器40b具有电流检测器102A、电压检测器104A、滤波器106A和滤波器108A。电压检测器104A检测在供电线路43上传送的高频RF1的电压波形，输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。该电压波形模拟信号被输入滤波器106A。滤波器106A将输入的电压波形模拟信号数字化，从而生成电压波形数字信号。而且，滤波器106A从电压波形数字信号中仅提取由来自主控制部72的信号特定的高频RF1的设定频率的成分，由此生成过滤电压波形信号。由滤波器106A生成的过滤电压波形信号向控制器40c的运算部150A提供。其中，滤波器106A例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
电流检测器102A检测在供电线路43上传送的高频RF1的电流波形，输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。该电流波形模拟信号被输入滤波器108A。滤波器108A将输入的电流波形模拟信号数字化，从而生成电流波形数字信号。而且，滤波器108A从电流波形数字信号中仅提取由来自主控制部72的信号特定的高频RF1的设定频率的成分，由此生成过滤电流波形信号。由滤波器108A生成的过滤电流波形信号向控制器40c的运算部150A提供。其中，滤波器108A例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
控制器40c的运算部150A使用由滤波器106A提供的过滤电压波形信号和由滤波器108A提供的过滤电流波形信号，为了匹配器40中的阻抗匹配，求出高频电源36的负载阻抗ZL1。具体而言，运算部150A根据由过滤电压波形信号特定的交流电压V1、由过滤电流波形信号特定的交流电流I1、以及交流电压V1与交流电流I1的相位差Φ1，求出高频电源36的负载阻抗ZL1。另外，运算部150A根据交流电压V1、交流电流I1和相位差Φ1求出后述的第一参数。第一参数可以为上述的负载阻抗ZL1。在该情况下，能够使用为了匹配器40的阻抗匹配而求出的负载阻抗作为第一参数，所以，不需要另外求出第一参数。或者，第一参数也可以为负载电阻Zr1、负载电抗Zi1和反射波系数Γ1中任一者。
负载阻抗ZL1通过V1/I1求出，负载电阻Zr1能够通过求取负载阻抗ZL1的实部获得，负载电抗Zi1能够通过求取负载阻抗ZL1的虚部获得。另外，反射波系数Γ1能够通过以下的式(1)求取。
此外，反射波系数Γ1也可以根据由功率传感器36c求出的行波功率测定值PF1和反射波功率测定值PR11，通过PR11/PF1求出。
运算部150A将求出的负载阻抗ZL1向匹配控制部152A输出。匹配控制部152A控制促动器40d和40e，使得负载阻抗ZL1接近高频电源36的输出阻抗(或者匹配点)，调整可变电抗元件40g和40h的电抗。由此，执行基于匹配器40的阻抗匹配。此外，匹配控制部152A也可以控制促动器40d和40e，使得由运算部150A输出的负载阻抗ZL1的系列的移动平均值接近高频电源36的输出阻抗(或者匹配点)。
另外，就运算部150A而言，在先实施的阶段中高频RF1供给到基座16、且高频RF2的功率设定为较低的功率的情况下，从为了后续阶段S(j)气体供给系统55所输出的处理气体被切换时起，判定求出的第一参数是否超出对应的阈值Th1(j)。该阈值Th1(j)作为能够判断处理容器10内的处理气体发生了更换的规定值在初始设定。运算部150A在第一参数超出阈值Th1(j)时，向电源控制部36e、高频电源38(电源控制部38e)和直流电源74提供信号。在由主控制部72提供第一高频设定信号的情况下，电源控制部36e响应来自运算部150A的信号，根据第一高频设定信号，改变高频RF1的设定。即，关于高频电源36，在由主控制部72提供第一高频设定信号的情况下，在第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻，根据第一高频设定信号改变高频RF1的设定(例如，使高频RF1的功率降低)。
另外，在由主控制部72提供后述的第二高频设定信号的情况下，高频电源38的电源控制部38e响应来自运算部150A的信号，根据第二高频设定信号，改变高频RF2的设定。即，关于高频电源38，在由主控制部72提供第二高频设定信号的情况下，在第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻，根据第二高频设定信号改变高频RF2的设定(例如使高频RF2的功率增大)。
另外，在阶段S(j)中由主控制部72提供直流电压设定信号的情况下，直流电源74响应来自运算部150A的信号，使直流电压DC的电平变更为由直流电压设定信号指定的电平。即，关于直流电源74，在阶段S(j)中由主控制部72提供直流电压设定信号的情况下，在第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻，将直流电压DC的电平变更为由直流电压设定信号指定的电平。
另外，运算部150A将在阶段S(j)中特定第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻的第一信息提供给时间调整部80。该时间调整部80例如可以为CPU等处理器。时间调整部80还从主控制部72接收特定转移至阶段S(i，j)的时刻、即开始时刻Ts(i，j)的第二信息。时间调整部80求取由第一信息特定的时刻与由第二信息特定的时刻之间的第一时间差。时间调整部80将特定该第一时间差的第一时间差特定信息提供给主控制部72。主控制部72调整后面(例如接着)执行的循环CY的阶段S(j)，使其相对于处理方案中指定的阶段S(j)的规定的执行时间长度增加由第一时间差特定信息特定的第一时间差的量。
以下参照图7。如图7所示，在一个实施方式中，高频电源38具有振荡器38a、功率放大器38b、功率传感器38c和电源控制部38e。电源控制部38e由CPU等处理器构成，利用由主控制部72提供的信号和由功率传感器38c提供的信号，分别对振荡器38a和功率放大器38b提供控制信号，对振荡器38a和功率放大器38b进行控制。
由主控制部72向电源控制部38e提供的信号是按照处理方案作成的第二高频设定信号。第二高频设定信号是指定高频RF2的设定的信号。在阶段S(i，j)中改变高频RF2的设定的情况下，第二高频设定信号由主控制部72向电源控制部38e提供。电源控制部38e接收来自运算部150A的信号或来自运算部150B的信号时工作，使高频电源38输出由第二高频设定信号指定的设定的高频RF2。或者，在第二高频设定信号指定停止高频RF2的情况下，接收来自运算部150A的信号或来自运算部150B的信号时，电源控制部38e使来自高频电源38的高频RF2的输出停止。
电源控制部38e，在由第二高频设定信号指定的高频RF2的功率大于0的情况下，控制振荡器38a，以输出具有由第二高频设定信号指定的频率的高频。该振荡器38a的输出与功率放大器38b的输入连接。从振荡器38a输出的高频被输入功率放大器38b。功率放大器38b为了从其输出中输出具有由第二高频设定信号指定的功率的高频RF2，将被输入的高频放大。由此，从高频电源38输出高频RF2。
在功率放大器38b的后段设有功率传感器38c。功率传感器38c具有定向耦合器、行波功率检测部和反射波功率检测部。定向耦合器将高频RF2的行波的一部分提供到行波功率检测部，将反射波提供到反射波功率检测部。由电源控制部38e向该功率传感器38c提供特定高频RF2的频率的信号。行波功率检测部生成具有行波的全频率成分中与高频RF2的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即行波功率测定值PF2。该行波功率测定值为了功率反馈用而向电源控制部38e提供。
反射波功率检测部生成具有反射波的全频率成分中与高频RF2的频率相同的频率的成分的功率的测定值、即反射波功率测定值PR21，以及反射波的全频率成分的总功率的测定值、即反射波功率测定值PR22。反射波功率测定值PR21为了监视显示用而向主控制部72提供。另外，反射波功率测定值PR22为了功率放大器38b的保护而向电源控制部38e提供。
如图7所示，匹配器42具有匹配电路42a、传感器42b、控制器42c以及促动器42d和42e。匹配电路42a包括可变电抗元件42g和42h。可变电抗元件42g和42h例如是可变电容器。此外，匹配电路42a还可以包括电感器等。
控制器42c例如由处理器构成，在主控制部72的控制下工作。在高频RF2被供给到基座16的情况下，控制器42c利用由传感器42b提供的测定值求取高频电源38的负载阻抗。另外，控制器42c控制促动器42d和42e，使得求取的负载阻抗接近高频电源38的输出阻抗或者匹配点，调整可变电抗元件42g和42h各自的电抗。促动器42d和42e例如是电动机。
另外，在先实施的阶段S(j－1)中高频RF2被供给到基座16、且高频RF1的功率设定为较低的功率的情况下，控制器42c利用由传感器42b提供的测定值，计算出后述的第二参数，确定在后续阶段S(j)的执行期间中的时刻TP(j)。
如图8所示，传感器42b具有电流检测器102B、电压检测器104B、滤波器106B和滤波器108B。电压检测器104B检测在供电线路45上传送的高频RF2的电压波形，输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。该电压波形模拟信号被输入滤波器106B。滤波器106B将输入的电压波形模拟信号数字化，从而生成电压波形数字信号。而且，滤波器106B从电压波形数字信号中仅提取由来自主控制部72的信号特定的高频RF2的设定频率的成分，由此生成过滤电压波形信号。由滤波器106B生成的过滤电压波形信号向控制器42c的运算部150B提供。其中，滤波器106B例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
电流检测器102B检测在供电线路45上传送的高频RF2的电流波形，输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。该电流波形模拟信号被输入滤波器108B。滤波器108B将输入的电流波形模拟信号数字化，从而生成电流波形数字信号。而且，滤波器108B从电流波形数字信号中仅提取由来自主控制部72的信号特定的高频RF2的设定频率的成分，由此生成过滤电流波形信号。由滤波器108B生成的过滤电流波形信号向控制器42c的运算部150B提供。其中，滤波器108B例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
控制器42c的运算部150B使用由滤波器106B提供的过滤电压波形信号和由滤波器108B提供的过滤电流波形信号，为了匹配器42中的阻抗匹配，求出高频电源38的负载阻抗ZL2。具体而言，运算部150B根据由过滤电压波形信号特定的交流电压V2、由过滤电流波形信号特定的交流电流I2、以及交流电压V2与交流电流I2的相位差Φ2，求出高频电源38的负载阻抗ZL2。另外，运算部150B根据交流电压V2、交流电流I2和相位差Φ2求出第二参数。第二参数可以为上述的负载阻抗ZL2。在该情况下，能够使用为了匹配器42的阻抗匹配而求出的负载阻抗作为第二参数，所以，不需要另外求出第二参数。或者，第二参数也可以为负载电阻Zr2、负载电抗Zi2和反射波系数Γ2中任一者。
负载阻抗ZL2通过V2/I2求出，负载电阻Zr2能够通过求取负载阻抗ZL2的实部获得，负载电抗Zi2能够通过求取负载阻抗ZL2的虚部获得。另外，反射波系数Γ2能够通过以下的式(2)求取。
此外，反射波系数Γ2也可以根据由功率传感器38c求出的行波功率测定值PF2和反射波功率测定值PR21，通过PR21/PF2求出。
运算部150B将求出的负载阻抗ZL2向匹配控制部152B输出。匹配控制部152B控制促动器42d和42e，使得负载阻抗ZL2接近高频电源38的输出阻抗(或者匹配点)，调整可变电抗元件42g和42h的电抗。由此，执行基于匹配器42的阻抗匹配。此外，匹配控制部152B也可以控制促动器42d和42e，使得由运算部150B输出的负载阻抗ZL2的系列的移动平均值接近高频电源38的输出阻抗(或者匹配点)。
另外，就运算部150B而言，在先实施的阶段中高频RF2供给到基座16、且高频RF1的功率设定为较低的功率的情况下，从为了后续阶段S(j)气体供给系统55所输出的处理气体被切换时起，判定求出的第二参数是否超出对应的阈值Th2(j)。该阈值Th2(j)作为能够判断处理容器10内的处理气体发生了切换的规定值在初始设定。运算部150B在第二参数超出阈值Th2(j)时，向电源控制部38e、电源控制部36e和直流电源74提供信号。在由主控制部72提供第二高频设定信号的情况下，电源控制部38e响应来自运算部150B的信号，根据第二高频设定信号，改变高频RF2的设定。即，关于高频电源38，在由主控制部72提供第二高频设定信号的情况下，在第二参数超出了阈值Th2(j)的时刻，根据第二高频设定信号改变高频RF2的设定(例如，使高频RF2的功率降低)。
另外，在由主控制部72提供第一高频设定信号的情况下，高频电源36的电源控制部36e响应来自运算部150B的信号，根据第一高频设定信号，改变高频RF1的设定。即，关于高频电源36，在由主控制部72提供第一高频设定信号的情况下，在第二参数超出了阈值Th2(j)的时刻，根据第一高频设定信号改变高频RF1的设定(例如使高频RF1的功率增大)。
另外，在阶段S(j)中由主控制部72提供直流电压设定信号的情况下，直流电源74响应来自运算部150B的信号，使直流电压DC的电平变更为由直流电压设定信号指定的电平。即，关于直流电源74，在阶段S(j)中由主控制部72提供直流电压设定信号的情况下，在第二参数超出了阈值Th2(j)的时刻，将直流电压DC的电平变更为由直流电压设定信号指定的电平。
另外，运算部150B将在阶段S(j)中特定第二参数超出了阈值Th2(j)的时刻的第三信息提供给时间调整部80。时间调整部80还从主控制部72接收特定转移至阶段S(i，j)的时刻、即开始时刻Ts(i，j)的第四信息。时间调整部80求取由第三信息特定的时刻与由第四信息特定的时刻之间的第二时间差。时间调整部80将特定该第二时间差的第二时间差特定信息提供给主控制部72。主控制部72调整后面(例如接着)执行的循环CY的阶段S(j)，使其相对于处理方案中指定的阶段S(j)的规定的执行时间长度增加由第二时间差特定信息特定的第二时间差的量。
以下，参照图9详细地对方法MT进行说明。图9是表示一个实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程图。在方法MT中，首先，执行工序ST1。在工序ST1中，由主控制部72将i设定为1。如上所述，“i”是特定循环的顺序的变量。在接着的工序ST2中，由主控制部72将j设定为1。如上所述，“j”是表示各循环CY中的多个阶段S各自的顺序的变量。
在接着的工序J1中，判定是否执行初次的循环的第一阶段。即，通过主控制部72判定是否执行阶段S(1，1)。在执行阶段S(1，1)的情况下，在接着的工序ST3中，由主控制部72控制气体供给系统55，使得开始处理方案中指定的阶段S(1，1)用的处理气体的输出。在图2～图4所示的例子中，在接着的工序ST4中，高频电源36开始由来自主控制部72的第一高频设定信号指定的设定的高频RF1的供给。之后，处理进入工序ST9。
另一方面，工序J1的判定结果，在判断执行阶段S(1，1)以外的阶段S(i，j)的情况下，在工序ST5中，由主控制部72控制气体供给系统55，使得将气体供给系统55所输出的处理气体切换为在处理方案中指定的阶段S(i，j)用的处理气体。其中，工序ST5中的气体供给系统55的处理气体的切换在向阶段S(i，j)转移时、即阶段S(i，j)的开始时刻Ts(i，j)进行。
在图2～图4的阶段S(i，1)那样的先实施的阶段中高频RF1被供给到基座16、且高频RF2的功率被设定为较低的功率的情况下，在接着的工序ST6中，由运算部150A算出上述的第一参数。利用运算部150A的第一参数的算出，从在工序ST5中由气体供给系统55输出的处理气体被切换的时刻开始。在接着的工序J2中，通过运算部150A判定第一参数是否超出了阈值Th1(j)。在工序J2中，在判定第一参数超出了阈值Th1(j)的情况下，处理进入工序ST7。另一方面，在判定第一参数未超出阈值Th1(j)的情况下，在工序J3中，由运算部150A判定从阶段S(i，j)的开始时刻起是否经过了规定时间。在工序J3中，在判定从阶段S(i，j)的开始时刻起未经过规定时间的情况下，再次执行工序ST6。另一方面，在工序J3中，在判定从阶段S(i，j)的开始时刻起经过了规定时间的情况下，处理进入工序ST7。通过该工序J3，能够避免在工序ST7中不进行处理的情况。
在工序ST7中，为了通知第一参数超出了阈值Th1(j)的情况，由运算部150A将上述信号提供到高频电源36的电源控制部36e、高频电源38的电源控制部38e和直流电源74。而且，为了阶段S(i，j)而从主控制部72向高频电源36提供第一高频设定信号的情况下，高频电源36将高频RF1的设定变更为由第一高频设定信号指定的设定(例如使高频RF1的功率降低)。另外，为了阶段S(i，j)而从主控制部72向高频电源38提供第二高频设定信号的情况下，高频电源38将高频RF2的设定变更为由第二高频设定信号指定的设定(例如使高频RF2的功率增大)。另外，为了阶段S(i，j)而从主控制部72向直流电源74提供直流电压设定信号的情况下，直流电源74将直流电压DC的电平变更为由直流电压设定信号指定的电平。
接着，在方法MT中，执行工序ST8。工序ST8包括工序ST8a和工序ST8b。在工序ST8a中，求取上述的第一时间差。具体而言，向时间调整部80，由运算部150A提供在阶段S(i，j)中特定第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻的第一信息，由主控制部72提供特定转移至阶段S(i，j)的时刻、即开始时刻Ts(i，j)的第二信息。在工序ST8a中，时间调整部80求取由第一信息特定的时刻与由第二信息特定的时刻之间的第一时间差，将特定该第一时间差的第一时间差特定信息提供到主控制部72。在接着的工序ST8b中，主控制部72调整之后执行的循环CY的阶段S(j)、例如阶段S(i+1，j)的执行时间长度，使得相对于处理方案中指定的阶段S(j)的执行时间长度增加由第一时间差特定信息特定的时间差的量。
另一方面，在图2～图4的阶段S(i，1)那样的先实施的阶段中高频RF2被供给到基座16、且高频RF1的功率被设定为较低的功率的情况下，在工序ST6中，由运算部150B算出上述的第二参数。利用运算部150B的第二参数的算出，从在工序ST5中由气体供给系统55输出的处理气体被切换的时刻开始。在接着的工序J2中，通过运算部150B判定第二参数是否超出了阈值Th2(j)。在工序J2中，在判定第二参数超出了阈值Th2(j)的情况下，处理进入工序ST7。另一方面，在判定第二参数未超出阈值Th2(j)的情况下，在工序J3中，由运算部150B判定从阶段S(i，j)的开始时刻起是否经过了规定时间。在工序J3中，在判定从阶段S(i，j)的开始时刻起未经过规定时间的情况下，再次执行工序ST6。另一方面，在工序J3中，在判定从阶段S(i，j)的开始时刻起经过了规定时间的情况下，处理进入工序ST7。
在工序ST7中，为了通知第二参数超出了阈值Th2(j)的情况，由运算部150B将上述信号提供到高频电源38的电源控制部38e、高频电源36的电源控制部36e和直流电源74。而且，为了阶段S(i，j)而从主控制部72向高频电源38提供第二高频设定信号的情况下，高频电源38将高频RF2的设定变更为由第二高频设定信号指定的设定(例如使高频RF2的功率降低)。另外，为了阶段S(i，j)从主控制部72向高频电源36提供第一高频设定信号的情况下，高频电源36将高频RF1的设定变更为由第一高频设定信号指定的设定(例如使高频RF1的功率增大)。另外，为了阶段S(i，j)而从主控制部72向直流电源74提供直流电压设定信号的情况下，直流电源74将直流电压DC的电平变更为由直流电压设定信号指定的电平。
接着，在方法MT中，执行工序ST8。在工序ST8a中，求取上述的第二时间差。具体而言，向时间调整部80，由运算部150A提供在阶段S(i，j)中特定第二参数超出了阈值Th2(j)的时刻的第三信息，由主控制部72提供特定转移至阶段S(i，j)的时刻、即开始时刻Ts(i，j)的第四信息。在工序ST8a中，时间调整部80求取由第三信息特定的时刻与由第四信息特定的时刻之间的第二时间差，将特定该第二时间差的第二时间差特定信息提供到主控制部72。在接着的工序ST8b中，主控制部72调整之后执行的循环CY的阶段S(j)、例如阶段S(i+1，j)的执行时间长度，使得相对于处理方案中指定的阶段S(j)的执行时间长度增加由第二时间差特定信息特定的时间差的量。
在方法MT中，接着执行工序ST9。在工序ST9中，通过主控制部72，使j增加1。在接着的工序J4中，判定j是否大于JMAX。在j在JMAX以下的情况下，处理进入工序ST5。另一方面，在j大于JMAX的情况下，在接着的工序ST10中，通过主控制部72，使i增加1。在接着的工序J5中，判定i是否大于IMAX。在i在IMAX以下的情况下，处理进入工序ST2。另一方面，在i大于IMAX的情况下，方法MT结束。
在高频RF1的供给持续的状态下，在处理容器10内的处理气体更换时，在处理容器10内生成的等离子体的阻抗发生变化。上述的第一参数是与等离子体的阻抗相应变化的参数，所以，良好地反映了处理容器10内存在的处理气体的变化。在方法MT中，通过检测该第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻，能够以高精度检测处理容器10内的处理气体更换的时刻TP(j)。另外，由于在该时刻TP(j)高频RF2的功率增大，所以，能够在处理容器内的处理气体更换后的适当的时刻使高频RF2的功率增大。
另外，在高频RF2的供给持续的状态下，在处理容器10内的处理气体更换时，在处理容器10内生成的等离子体的阻抗发生变化。上述的第二参数是与等离子体的阻抗相应变化的参数，所以，良好地反映了处理容器10内存在的处理气体的变化。在方法MT中，通过检测该第二参数超出了阈值Th2(j)的时刻，能够以高精度检测处理容器10内的处理气体更换的时刻TP(j)。另外，由于在该时刻TP(j)高频RF1的功率增大，所以，能够在处理容器内的处理气体更换后的适当的时刻使高频RF1的功率增大。
另外，在多个阶段S的各阶段中，其执行时间长度在处理方案中初始设定。所以，在阶段S(i，j)中，当第一参数超出了阈值Th1(j)的时刻延迟时，阶段S(i，j)的执行期间中的从该时刻TP(j)起的等离子体处理的时间长度缩短。根据该实施方式，之后执行的循环CY中的阶段S(j)的时间长度增加上述的第一时间差的量，所以，多个循环CY中的相同阶段的等离子体处理的总执行时间长度能够实质上维持。
以下，对另一个实施方式进行说明。在另一个实施方式的方法MT中，在多个阶段S中高频RF1被供给到基座16的阶段中，调整高频RF1的频率。另外，在多个阶段S中高频RF2被供给到基座16的阶段中，调整高频RF2的频率。在又一实施方式中，调整供给到基座16的高频RF1的功率。另外，调整供给到基座16的高频RF2的功率。以下，参照图10～图13，对于用于执行该实施方式的方法MT的、代替高频电源36、匹配器40、高频电源38和匹配器42的在等离子体处理装置1中采用的高频电源36A、匹配器40A、高频电源38A和匹配器42A进行说明。图10是表示高频电源36A和匹配器40A的构成的图。图11是表示高频电源36A的阻抗传感器的构成的图。图12是表示高频电源38A和匹配器42A的构成的图。图13是表示高频电源38A的阻抗传感器的构成的图。
如图10所示，高频电源36A与高频电源36同样，具有振荡器36a、功率放大器36b、功率传感器36c和电源控制部36e。高频电源36A还具有阻抗传感器36d。以下，关于高频电源36A的各要素，对于与高频电源36的对应要素不同的方面进行说明。也对阻抗传感器36d进行说明。
高频电源36A的电源控制部36e将设定图2所示的阶段S(i，3)那样的、高频RF1被供给到基座16的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ts1(j)和第二副期间Ps2(j)各自中的高频RF1的频率的频率控制信号提供到振荡器36a。具体而言，电源控制部36e从阻抗传感器36d接收由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的过去的阶段S(j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp11、和该过去的阶段S(j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp12。
而且，在移动平均值Imp11和移动平均值Imp12包括在规定的调整范围内的情况下，电源控制部36e为了使根据移动平均值Imp11推定的第一副期间Ps1(j)的高频电源36A的负载阻抗和根据移动平均值Imp12推定的第二副期间Ps2(j)的高频电源36A的负载阻抗接近匹配点，向振荡器36a提供设定阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF1的频率的频率控制信号。振荡器36a对应于频率控制信号设定阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)的高频RF1的频率和第二副期间Ps2(j)的高频RF1的频率。
另一方面，在移动平均值Imp11或者移动平均值Imp12不包括在规定的调整范围内的情况下，电源控制部36e为了使匹配器40A进行关于高频电源36A的阻抗匹配，向匹配器40A送出控制信号。其中，使负载阻抗接近匹配点是指理想上使负载阻抗与匹配点一致。另外，“规定的调整范围”是能够通过高频RF1的频率的调整，使高频电源36A的负载阻抗与高频电源36A的输出阻抗或匹配点匹配的范围。
功率放大器36b通过将从振荡器36a输出的高频放大而生成高频RF1，并将该高频RF1输出。该功率放大器36b由电源控制部36e控制。具体而言，电源控制部36e控制功率放大器36b以输出由主控制部72指定的功率的高频RF1。
在一个实施方式中，电源控制部36e可以控制功率放大器36b，使第一副期间Ps1(j)的高频RF1的功率大于第二副期间Ps2(j)的高频RF1的功率。例如，阶段S(i，j)的第一副期间Ps1(j)的高频RF1的功率能够对应于阶段S(i，j)的第一副期间Ps1(j)的反射波功率测定值PR11、或者由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的过去的阶段S(j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)的反射波功率测定值PR11的移动平均值进行设定，使得与等离子体结合的高频RF1的功率成为规定的功率。另外，阶段S(i，j)的第二副期间Ps2(j)的高频RF1的功率能够对应于阶段S(i，j)的第二副期间Ps2(j)的反射波功率测定值PR11、或者由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的过去的阶段S(j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)的反射波功率测定值PR11的移动平均值进行设定，使得与等离子体结合的高频RF1的功率成为规定的功率。
阻抗传感器36d求取已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)各自的执行期间内的第一副期间Ps1(j)中的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp11。另外，阻抗传感器36d求取已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)各自的执行期间内的第二副期间Ps2(j)中的高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp12。如图2所示，阶段S(i，3)那样的、高频RF1被供给到基座16的阶段S(i，j)中的第一副期间Ps1(j)是在该阶段S(i，j)各自的执行期间内从高频RF1的设定变更了的时刻起至该执行期间的中途为止之间的期间。第二副期间Ps2(j)是在阶段S(i，j)各自的执行期间内从该中途起至该执行期间的结束时刻为止之间的期间。
高频RF1被供给到基座16的阶段S(i，j)中的第一副期间Ps1(j)的时间长度和第二副期间Ps2(j)的时间长度由电源控制部36e指定。例如，第一副期间Ps1(j)的时间长度可以为电源控制部36e所存储的规定的时间长度，第二副期间Ps2(j)的时间长度可以为电源控制部36e所存储的另外的规定的时间长度。或者，电源控制部36e可以根据上述的反射波功率测定值PR11的时序，将在阶段S(i，j)的执行期间内反射波功率测定值PR11稳定在规定值以下的期间设定为第二副期间Ps2(j)，将在阶段S(i，j)的执行期间内比该第二副期间Ps2(j)更靠前的期间设定为第一副期间Ps1(j)。
如图11所示，阻抗传感器36d具有电流检测器102C、电压检测器104C、滤波器106C、滤波器108C、平均值运算器110C、平均值运算器112C、移动平均值运算器114C、移动平均值运算器116C和阻抗运算器118C。
电压检测器104C检测在供电线路43上传送的高频RF1的电压波形，输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。该电压波形模拟信号被输入滤波器106C。滤波器106C将被输入的电压波形模拟信号数字化，从而生成电压波形数字信号。而且，滤波器106C从电源控制部36e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF1的频率的信号，从电压波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，由此生成过滤电压波形信号。其中，滤波器106C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由滤波器106C生成的过滤电压波形信号被输出到平均值运算器110C。由电源控制部36e向平均值运算器110C提供特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)的副期间特定信号。平均值运算器110C根据过滤电压波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)中的电压的平均值VA11。另外，平均值运算器110C根据过滤电压波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(i，j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)中的电压的平均值VA12。其中，平均值运算器110C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由平均值运算器110C求得的平均值VA11和平均值VA12被输出到移动平均值运算器114C。移动平均值运算器114C求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值VA11中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第一副期间Ps1(j)求出的规定个的平均值VA11的移动平均值(移动平均值VMA11)。另外，移动平均值运算器114C求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值VA12中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第二副期间Ps2(j)求出的规定个的平均值VA12的移动平均值(移动平均值VMA12)。由移动平均值运算器114C求出的移动平均值VMA11和VMA12被输出到阻抗运算器118C。其中，移动平均值运算器114C例如可以由CPU或FPGA(现场可编程门阵列)构成。
电流检测器102C检测在供电线路43上传送的高频RF1的电流波形，输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。该电流波形模拟信号被输入滤波器108C。滤波器108C将被输入的电流波形模拟信号数字化，从而生成电流波形数字信号。而且，滤波器108C从电源控制部36e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF1的频率的信号，从电流波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，从而生成过滤电流波形信号。其中，滤波器108C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由滤波器108C生成的过滤电流波形信号被输出到平均值运算器112C。另外，由电源控制部36e向平均值运算器112C提供上述的副期间特定信号。平均值运算器112C根据过滤电流波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)中的电流的平均值IA11。另外，平均值运算器112C根据过滤电流波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(i，j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)中的电流的平均值IA12。其中，平均值运算器112C例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由平均值运算器112C求取的平均值IA11和平均值IA12被输出到移动平均值运算器116C。移动平均值运算器116C求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值IA11中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第一副期间Ps1(j)求出的规定个的平均值IA11的移动平均值(移动平均值IMA11)。另外，移动平均值运算器116C求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值IA12中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第二副期间Ps2求出的规定个的平均值IA12的移动平均值(移动平均值IMA12)。由移动平均值运算器116C求出的移动平均值IMA11和IMA12被输出到阻抗运算器118C。其中，移动平均值运算器116C例如可以由CPU或者FPGA(现场可编程门阵列)构成。
阻抗运算器118C根据移动平均值IMA11和移动平均值VMA11，求取高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp11。该移动平均值Imp11包括绝对值和相位成分。另外，阻抗运算器118C根据移动平均值IMA12和移动平均值VMA12，求取高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp12。该移动平均值Imp12包括绝对值和相位成分。由阻抗运算器118C求出的移动平均值Imp11和Imp12被输出到电源控制部36e。移动平均值Imp11和Imp12如上所述在电源控制部36e中用于高频RF1的频率的设定。
返回图10，匹配器40A与匹配器40同样地具有匹配电路40a、传感器40b、控制器40c以及促动器40d和40e。以下，关于匹配器40A的各要素，对与匹配器40的对应要素不同的方面进行说明。
匹配器40A的传感器40b与阻抗传感器36d同样，从电源控制部36e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF1的频率的信号，从电压波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，从而生成过滤电压波形信号。而且，传感器40b将过滤电压波形信号输出到控制器40c。另外，匹配器40A的传感器40b与阻抗传感器36d同样，从电源控制部36e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF1的频率的信号，从电流波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，从而生成过滤电流波形信号。传感器40b将过滤电流波形信号输出到控制器40c。
匹配器40A的控制器40c，在移动平均值Imp11或移动平均值Imp12不包括在规定的调整范围内的情况下，在接收从电源控制部36e输出的上述的控制信号时，控制促动器40d和40e，使由移动平均值Imp11和移动平均值Imp12的平均值特定的高频电源36A的负载阻抗接近匹配点。或者，匹配器40A的控制器40c，在移动平均值Imp11或移动平均值Imp12不包括在规定的调整范围内的情况下，在接收从电源控制部36e输出的上述的控制信号时，控制促动器40d和40e，使由移动平均值Imp12特定的高频电源36A的负载阻抗接近匹配点。
以下，参照图12。如图12所示，高频电源38A与高频电源38同样，具有振荡器38a、功率放大器38b、功率传感器38c和电源控制部38e。高频电源38A还具有阻抗传感器38d。以下，关于高频电源38A的各要素，对于与高频电源38的对应要素不同的方面进行说明。也对阻抗传感器38d进行说明。
高频电源38A的电源控制部38e将设定图2所示的阶段S(i，2)那样的、高频RF2被供给到基座16的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ts1(j)和第二副期间Ps2(j)各自中的高频RF2的频率的频率控制信号提供到振荡器38a。具体而言，电源控制部38e从阻抗传感器38d接收由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的过去的阶段S(j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)的高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp21、和该过去的阶段S(j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)的高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp22。
而且，在移动平均值Imp21和移动平均值Imp22包括在规定的调整范围内的情况下，电源控制部38e为了使根据移动平均值Imp21推定的第一副期间Ps1(j)的高频电源38A的负载阻抗和根据移动平均值Imp22推定的第二副期间Ps2(j)的高频电源38A的负载阻抗接近匹配点，向振荡器38a提供设定阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF2的频率的频率控制信号。振荡器38a对应于频率控制信号设定阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)的高频RF2的频率和第二副期间Ps2(j)的高频RF2的频率。
另一方面，在移动平均值Imp11或者移动平均值Imp12不包括在规定的调整范围内的情况下，电源控制部38e为了使匹配器42A进行关于高频电源38A的阻抗匹配，向匹配器42A送出控制信号。其中，“规定的调整范围”是能够通过高频RF2的频率的调整，使高频电源38A的负载阻抗与高频电源38A的输出阻抗或匹配点匹配的范围。
功率放大器38b通过将从振荡器38a输出的高频放大而生成高频RF2，并将该高频RF2输出。该功率放大器38b由电源控制部38e控制。具体而言，电源控制部38e控制功率放大器38b以输出由主控制部72指定的功率的高频RF2。
在一个实施方式中，电源控制部38e可以控制功率放大器38b，使第一副期间Ps1(j)的高频RF2的功率大于第二副期间Ps2(j)的高频RF2的功率。例如，阶段S(i，j)的第一副期间Ps1(j)的高频RF2的功率能够对应于阶段S(i，j)的第一副期间Ps1(j)的反射波功率测定值PR21、或者由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的过去的阶段S(j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)的反射波功率测定值PR21的移动平均值进行设定，使得与等离子体结合的高频RF2的功率成为规定的功率。另外，阶段S(i，j)的第二副期间Ps2(j)的高频RF1的功率能够对应于阶段S(i，j)的第二副期间Ps2(j)的反射波功率测定值PR21、或者由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的过去的阶段S(j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)的反射波功率测定值PR21的移动平均值进行设定，使得与等离子体结合的高频RF2的功率成为规定的功率。
阻抗传感器38d求取已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)各自的执行期间内的第一副期间Ps1(j)中的高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp21。另外，阻抗传感器38d求取已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)各自的执行期间内的第二副期间Ps2(j)中的高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp22。如图2所示，阶段S(i，2)那样的、高频RF2被供给到基座16的阶段S(i，j)中的第一副期间Ps1(j)是在该阶段S(i，j)各自的执行期间内从高频RF2的设定变更了的时刻起至该执行期间的中途为止之间的期间。第二副期间Ps2(j)是在阶段S(i，j)各自的执行期间内从该中途起至该执行期间的结束时刻为止之间的期间。
高频RF2被供给到基座16的阶段S(i，j)中的第一副期间Ps1(j)的时间长度和第二副期间Ps2(j)的时间长度由电源控制部38e指定。例如，第一副期间Ps1(j)的时间长度可以为电源控制部38e所存储的规定的时间长度，第二副期间Ps2(j)的时间长度可以为电源控制部38e所存储的另外的规定的时间长度。或者，电源控制部38e可以根据上述的反射波功率测定值PR21的时序，将在阶段S(i，j)的执行期间内反射波功率测定值PR21稳定在规定值以下的期间设定为第二副期间Ps2(j)，将在阶段S(i，j)的执行期间内比该第二副期间Ps2(j)更靠前的期间设定为第一副期间Ps1(j)。
如图13所示，阻抗传感器38d具有电流检测器102D、电压检测器104D、滤波器106D、滤波器108D、平均值运算器110D、平均值运算器112D、移动平均值运算器114D、移动平均值运算器116D和阻抗运算器118D。
电压检测器104D检测在供电线路45上传送的高频RF2的电压波形，输出表示该电压波形的电压波形模拟信号。该电压波形模拟信号被输入到滤波器106D。滤波器106D将被输入的电压波形模拟信号数字化，从而生成电压波形数字信号。而且，滤波器106D从电源控制部38e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF2的频率的信号，从电压波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，由此生成过滤电压波形信号。其中，滤波器106D例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由滤波器106D生成的过滤电压波形信号被输出到平均值运算器110D。由电源控制部38e向平均值运算器110D提供特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)的副期间特定信号。平均值运算器110D根据过滤电压波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)中的电压的平均值VA21。另外，平均值运算器110D根据过滤电压波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)中的电压的平均值VA22。其中，平均值运算器110D例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由平均值运算器110D求得的平均值VA21和平均值VA22被输出到移动平均值运算器114D。移动平均值运算器114D求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值VA21中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第一副期间Ps1(j)求出的规定个的平均值VA21的移动平均值(移动平均值VMA21)。另外，移动平均值运算器114D求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值VA22中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第二副期间Ps2(j)求出的规定个的平均值VA22的移动平均值(移动平均值VMA22)。由移动平均值运算器114D求出的移动平均值VMA21和VMA22被输出到阻抗运算器118D。其中，移动平均值运算器114D例如可以由CPU或FPGA(现场可编程门阵列)构成。
电流检测器102D检测在供电线路45上传送的高频RF2的电流波形，输出表示该电流波形的电流波形模拟信号。该电流波形模拟信号被输入到滤波器108D。滤波器108D将被输入的电流波形模拟信号数字化，从而生成电流波形数字信号。而且，滤波器108D从电源控制部38e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF2的频率的信号，从电流波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，从而生成过滤电流波形信号。其中，滤波器108D例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由滤波器108D生成的过滤电流波形信号被输出到平均值运算器112D。另外，由电源控制部38e向平均值运算器112D提供上述的副期间特定信号。平均值运算器112D根据过滤电流波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)中的电流的平均值IA21。另外，平均值运算器112D根据过滤电流波形信号，求取使用副期间特定信号特定的阶段S(i，j)的执行期间内的第二副期间Ps2(j)中的电流的平均值IA22。其中，平均值运算器112D例如可以由FPGA(现场可编程门阵列)构成。
由平均值运算器112D求取的平均值IA21和平均值IA22被输出到移动平均值运算器116D。移动平均值运算器116D求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值IA21中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第一副期间Ps1(j)求出的规定个的平均值IA21的移动平均值(移动平均值IMA21)。另外，移动平均值运算器116D求取关于已执行的循环CY所包含的多个阶段中由与阶段S(i，j)相同的“j”特定的阶段S(j)已经获得的多个平均值IA22中的、对于最近执行的规定数的阶段S(j)中的第二副期间Ps2求出的规定个的平均值IA22的移动平均值(移动平均值IMA22)。由移动平均值运算器116D求出的移动平均值IMA21和IMA22被输出到阻抗运算器118D。其中，移动平均值运算器116D例如可以由CPU或者FPGA(现场可编程门阵列)构成。
阻抗运算器118D根据移动平均值IMA21和移动平均值VMA21，求取高频电源38A的负载阻抗的移动平均值Imp21。该移动平均值Imp21包括绝对值和相位成分。另外，阻抗运算器118D根据移动平均值IMA22和移动平均值VMA22，求取高频电源36A的负载阻抗的移动平均值Imp22。该移动平均值Imp22包括绝对值和相位成分。由阻抗运算器118D求出的移动平均值Imp21和Imp22被输出到电源控制部38e。移动平均值Imp21和Imp22如上所述在电源控制部38e中用于高频RF2的频率的设定。
返回图12，匹配器42A与匹配器42同样地具有匹配电路42a、传感器42b、控制器42c以及促动器42d和42e。以下，关于匹配器42A的各要素，对与匹配器42的对应要素不同的方面进行说明。
匹配器42A的传感器42b与阻抗传感器38d同样，从电源控制部38e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF2的频率的信号，从电压波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，从而生成过滤电压波形信号。而且，传感器42b将过滤电压波形信号输出到控制器42c。另外，匹配器42A的传感器42b与阻抗传感器38d同样，从电源控制部38e接收特定第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频RF2的频率的信号，从电流波形数字信号中仅提取与由该信号特定的频率对应的成分，从而生成过滤电流波形信号。传感器42b将过滤电流波形信号输出到控制器42c。
匹配器42A的控制器42c，在移动平均值Imp21或移动平均值Imp22不包括在规定的调整范围内的情况下，在接收从电源控制部38e输出的上述的控制信号时，控制促动器42d和42e，使由移动平均值Imp21和移动平均值Imp22的平均值特定的高频电源38A的负载阻抗接近匹配点。或者，匹配器42A的控制器42c，在移动平均值Imp21或移动平均值Imp22不包括在规定的调整范围内的情况下，在接收从电源控制部38e输出的上述的控制信号时，控制促动器42d和42e，使由移动平均值Imp22特定的高频电源38A的负载阻抗接近匹配点。
以下，对在具有参照图10～图13说明的高频电源36A、匹配器40A、高频电源38A和匹配器42A的等离子体处理装置1中进行的阻抗匹配的方法进行说明。图14是表示在另一个实施方式的等离子体处理方法中执行的阻抗匹配的方法的流程图。
图14所示的阻抗匹配的方法MTI在多个阶段S中的各阶段中执行。在方法MT实施的初始时，多个阶段S的各阶段未执行足以求取上述移动平均值Imp11、移动平均值Imp12、移动平均值Imp21和移动平均值Imp22的次数。所以，在方法MT实施的初始时，仅进行上述平均值VA11、平均值IA11、平均值VA12、平均值IA12、平均值VA21、平均值IA21、平均值VA22和平均值IA22的算出以及它们的储备。
在多个阶段S执行了足以求取移动平均值Imp11、移动平均值Imp12、移动平均值Imp21和移动平均值Imp22的次数后，在阻抗传感器36d中求取移动平均值Imp11和移动平均值Imp12，在阻抗传感器38d中求取移动平均值Imp21和移动平均值Imp22。
如图14所示，在方法MTI中进行工序J20。在高频RF1被供给到基座16的阶段S(i，j)中，在工序J20中，由电源控制部36e判定移动平均值Imp11和移动平均值Imp12是否处于上述可调整的范围内。
在判定移动平均值Imp11和移动平均值Imp12处于上述可调整的范围内的情况下，在工序ST21中，电源控制部36e如上所述设定第一副期间Ps1(j)中的高频RF1的频率，设定第二副期间Ps2(j)中的高频RF1的频率。在接着的工序ST22中，电源控制部36e如上所述设定第一副期间Ps1(j)中的高频RF1的功率，设定第二副期间Ps2(j)中的高频RF1的功率。
另一方面，在判定移动平均值Imp11或移动平均值Imp12不在上述可调整的范围内的情况下，在工序ST23中，为了使匹配器40A进行关于高频电源36A的阻抗匹配，由电源控制部36e向匹配器40A发送控制信号。接收了该控制信号的匹配器40A的控制器40c如上所述控制促动器40d和40e，使高频电源36A的负载阻抗接近匹配点。
另外，在高频RF2被供给到基座16的阶段S(i，j)中，在工序J20中，由电源控制部38e判定移动平均值Imp21和移动平均值Imp22是否处于上述可调整的范围内。
在判定移动平均值Imp21和移动平均值Imp22处于上述可调整的范围内的情况下，在工序ST21中，电源控制部38e如上所述设定第一副期间Ps1(j)中的高频RF2的频率，设定第二副期间Ps2(j)中的高频RF2的频率。在接着的工序ST22中，电源控制部38e如上所述设定第一副期间Ps1(j)中的高频RF2的功率，设定第二副期间Ps2(j)中的高频RF2的功率。
另一方面，在判定移动平均值Imp21或移动平均值Imp22不在上述可调整的范围内的情况下，在工序ST23中，为了使匹配器42A进行关于高频电源38A的阻抗匹配，由电源控制部38e向匹配器42A发送控制信号。接收了该控制信号的匹配器42A的控制器42c如上所述控制促动器42d和42e，使高频电源38A的负载阻抗接近匹配点。
高频RF1被供给到基座16的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)、例如阶段S(i，3)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)是包含高频RF1的设定变更的时刻的期间，所以，供电线路43中的反射波可能会大于第二副期间Ps2(j)中的反射波。所以，为了使高频RF1的反射波减少，需要使第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频电源36A的负载阻抗分别地与高频电源36A的输出阻抗匹配。根据方法MTI，调整第一副期间Ps1(j)中的高频RF1的频率，使由移动平均值Imp11推定的高频电源36A的负载阻抗接近高频电源36A的输出阻抗。另外，第二副期间Ps2(j)中的高频RF1的频率基于移动平均值Imp12同样调整。高频电源36A能够高速地改变高频RF1的频率，所以，根据方法MTI，能够高速地跟随负载阻抗的变化进行阻抗匹配。另外，根据工序ST22，在第一副期间Ps1(j)中与等离子体结合的高频RF1的功率不足的情况下，能够补充高频RF1的功率。
另外，高频RF2被供给到基座16的阶段S(i，j)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)、例如阶段S(i，2)的执行期间内的第一副期间Ps1(j)是包含高频RF2的设定变更的时刻的期间，所以，供电线路45中的反射波可能会大于第二副期间Ps2(j)中的反射波。所以，为了使高频RF2的反射波减少，需要使第一副期间Ps1(j)和第二副期间Ps2(j)各自的高频电源38A的负载阻抗分别地与高频电源38A的输出阻抗匹配。根据方法MTI，调整第一副期间Ps1(j)中的高频RF2的频率，使由移动平均值Imp21推定的高频电源38A的负载阻抗接近高频电源38A的输出阻抗。另外，第二副期间Ps2(j)中的高频RF2的频率基于移动平均值Imp22同样调整。高频电源38A能够高速地改变高频RF2的频率，所以，根据方法MTI，能够高速地跟随负载阻抗的变化进行阻抗匹配。另外，根据工序ST22，在第一副期间Ps1(j)中与等离子体结合的高频RF2的功率不足的情况下，能够补充高频RF2的功率。
以上，对各种实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，能够构成各种变形方式。例如，高频电源36和高频电源36A可以以向上部电极46供给高频RF1的方式构成。另外，方法MT的实施所使用的等离子体处理装置不限于电容耦合型的等离子体处理装置。方法MT也可以应用于具有第一电极和第二电极的任意的等离子体处理装置，例如电感耦合型的等离子体处理装置。

Claims (6)

1.一种等离子体处理方法，其在等离子体处理装置中执行，所述等离子体处理方法的特征在于：
所述等离子体处理装置包括：
处理容器；
向所述处理容器内供给气体的气体供给系统；
第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极以所述处理容器内的空间介于它们之间的方式设置；
输出第一高频的第一高频电源；
输出具有比第一高频的频率低的频率的第二高频的第二高频电源；
将所述第一高频电源与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极连接的第一供电线路；
将所述第二高频电源与所述第二电极连接的第二供电线路；
用于调整所述第一高频电源的负载阻抗的第一匹配器；
用于调整所述第二高频电源的负载阻抗的第二匹配器；
求取第一参数的第一运算部，所述第一参数包括所述第一高频电源的负载阻抗、负载电阻和负载电抗、以及所述第一高频的反射波系数中的任一者；和
求取第二参数的第二运算部，所述第二参数包括所述第二高频电源的负载阻抗、负载电阻和负载电抗、以及所述第二高频的反射波系数中的任一者，
在该等离子体处理方法中依次执行多个循环，该多个循环各自包括依次执行的多个阶段，该多个阶段是在所述处理容器内生成相互不同的处理气体的等离子体的多个阶段，
该等离子体处理方法包括：
在从所述多个阶段中的第一先实施的阶段转移至第一后续阶段时，切换所述气体供给系统所输出的处理气体的工序，在该第一先实施的阶段中，向所述一个电极供给所述第一高频；
在从所述第一先实施的阶段转移至所述第一后续阶段时所述气体供给系统所输出的处理气体被切换后，在所述第一参数超出了第一阈值的第一时刻，使第二高频的功率增大的工序，从所述第一先实施的阶段起至少至所述第一时刻为止持续地向所述一个电极供给所述第一高频；
在从所述多个阶段中的第二先实施的阶段转移至第二后续阶段时，切换所述气体供给系统所输出的处理气体的工序，在该第二先实施的阶段中，向所述第二电极供给所述第二高频；和
在从所述第二先实施的阶段转移至所述第二后续阶段时所述气体供给系统所输出的处理气体被切换后，在所述第二参数超出了第二阈值的第二时刻，使第一高频的功率增大的工序，在从所述第二先实施的阶段起至少至所述第二时刻为止持续地向所述第二电极供给所述第二高频。
2.如权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，还包括：
在所述等离子体处理装置的时间调整部中，求取从转移至所述第一后续阶段时起至所述第一时刻为止的第一时间差的工序；
调整在所述多个循环中所述先实施的循环之后执行的循环中的与所述第一后续阶段相同的阶段的规定的执行时间长度，使其增加在所述多个循环中先实施的循环中求出的所述第一时间差的量的工序；
在所述时间调整部中，求取从转移至所述第二后续阶段时起至所述第二时刻为止的第二时间差的工序；和
调整在所述多个循环中所述先实施的循环之后执行的循环中的与所述第二后续阶段相同的阶段的规定的执行时间长度，使其增加在所述多个循环中先实施的循环中求出的所述第二时间差的量的工序。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述第一先实施的阶段是在向所述一个电极供给所述第一高频的状态下生成第一处理气体的等离子体的第一阶段，
所述第一后续阶段和所述第二先实施的阶段是接着所述第一阶段的第二阶段，在该第二阶段中，在向所述第二电极供给所述第二高频的状态下生成第二处理气体的等离子体，
所述第二后续阶段是接着所述第二阶段的第三阶段，在该第三阶段中，在向所述一个电极供给所述第一高频的状态下生成第三处理气体的等离子体。
4.如权利要求3所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述第一处理气体包含稀有气体和碳氟化合物气体，
所述第二处理气体包含稀有气体，
所述第三处理气体包含稀有气体和氧气。
5.如权利要求3或4所述的等离子体处理方法，其特征在于：
在所述第一阶段中，在不向所述第二电极供给所述第二高频的状态下生成所述第一处理气体的等离子体，
在所述第二阶段中，在不向所述一个电极供给所述第一高频的状态下生成所述第二处理气体的等离子体，
在所述第三阶段中，在不向所述第二电极供给所述第二高频的状态下生成所述第三处理气体的等离子体。
6.如权利要求1～5中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述等离子体处理装置还具有与所述第一电极连接、产生负极性的直流电压的直流电源，
所述等离子体处理方法还包括在所述第一时刻和/或所述第二时刻，改变所述直流电压的电平的工序。
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