CN111524781A - 高频电源及等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

一例示性实施方式所涉及的高频电源具备构成为产生高频电力的发电机。高频电力包含多个电力成分。多个电力成分分别具有以指定频率的间隔相对于基本频率对称设定的多个频率。高频电力的包络线具有以指定频率或以该指定频率的2倍以上倍数的频率且按规定的时间间隔周期性出现的峰值。高频电力的功率级设定成在除了峰值的每一个出现时刻紧前的包络线的零交叉区域与该出现时刻紧后的包络线的零交叉区域之间的期间以外的期间为零。

Description

高频电源及等离子体处理装置
技术领域
本发明的例示性实施方式涉及一种高频电源及等离子体处理装置。
背景技术
在对基板的等离子体处理中使用等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室及高频电源。将基板收容于腔室内。将气体供应到腔室内，以进行等离子体处理。通过高频电源供应高频电力，以便由气体生成等离子体。如在日本特开2013-135159号公报中所记载的，有时将高频电力作为脉冲状高频电力而进行周期性供应。在该文献中所记载的等离子体处理装置中，将高频电力作为矩形脉冲而进行周期性供应。
发明内容
本发明提供一种使周期性生成的脉冲状高频电力的频带变窄，以抑制对周期性供应的脉冲状高频电力的反射波的技术。
在一例示性实施方式中，提供等离子体处理装置用高频电源。高频电源具备发电机及输出部。发电机构成为产生高频电力。输出部构成为输出通过发电机生成的高频电力。高频电力包含多个电力成分。多个电力成分分别具有以指定频率的间隔相对于基本频率对称设定的多个频率。高频电力的包络线具有以指定频率或以该指定频率的2倍以上倍数的频率且按规定的时间间隔周期性出现的峰值。高频电力的功率级设定成在除了峰值的每一个出现时刻紧前的包络线的零交叉区域与该出现时刻紧后的包络线的零交叉区域之间的期间以外的期间为零。
根据一例示性实施方式，能够使周期性生成的脉冲状高频电力的频带变窄。
附图说明
图1是概略表示一例示性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。
图2是表示一例示性实施方式所涉及的高频电源的结构的图。
图3(a)是表示多个电力成分的合成电力的波形的一例的图，图3(b)是表示图3(a)所示的合成电力的功率谱的图，图3(c)是表示一例的高频电力HF的波形的图。
图4(a)是表示图3(c)所示的一例的高频电力HF的波形和一例的高频偏置电力LF的波形的图，图4(b)是表示一例的高频电力HF的功率谱的图。
图5(a)是表示参考例的高频电力的波形和一例的高频偏置电力LF的波形的图，图5(b)是表示参考例的高频电力的功率谱的图。
图6(a)是表示多个电力成分的合成电力的波形的另一例的图，图6(b)是表示图6(a)所示的合成电力的功率谱的图，图6(c)是表示另一例的高频电力HF的波形的图。
图7(a)是表示多个电力成分的合成电力的波形的又一例的图，图7(b)是表示图7(a)所示的合成电力的功率谱的图，图7(c)是表示又一例的高频电力HF的波形的图。
图8(a)是表示多个电力成分的合成电力的波形的又一例的图，图8(b)是表示图8(a)所示的合成电力的功率谱的图，图8(c)是表示又一例的高频电力HF的波形的图。
图9是表示一例的高频电力HF的波形和另一例的偏置电力的电压波形的图。
图10是表示另一例示性实施方式所涉及的高频电源的结构的图。
具体实施方式
以下，对各种例示性实施方式进行说明。
在一例示性实施方式中，提供等离子体处理装置用高频电源。高频电源具备发电机及输出部。发电机构成为产生高频电力。输出部构成为输出通过发电机生成的高频电力。高频电力包含多个电力成分。多个电力成分分别具有以指定频率的间隔相对于基本频率对称设定的多个频率。高频电力的包络线具有以指定频率或以该指定频率的2倍以上倍数的频率且按规定的时间间隔周期性出现的峰值。高频电力的功率级(パワーレベル)设定成在除了峰值的每一个出现时刻紧前的包络线的零交叉区域与该出现时刻紧后的包络线的零交叉区域之间的期间以外的期间为零。
在上述实施方式中，高频电力作为脉冲状高频电力周期性生成。即，高频电力包含以上述时间间隔周期性出现的脉冲。各脉冲具有逐渐增加到其峰值为止的功率级。并且，各脉冲具有从其峰值逐渐减少的功率级。并且，在除了各脉冲紧前的零交叉区域和紧后的零交叉区域之间的期间以外的期间，即在除了各脉冲的持续期间以外的期间，将高频电力的功率级设定为零。另外，零交叉区域可以是高频电力的包络线的振幅具有实质上可视为零的值的时刻。因此，根据上述实施方式，能够使周期性生成的脉冲状高频电力的带宽变窄。
在一例示性实施方式中，发电机可以具有波形数据生成部、量化部、傅里叶逆变换部及调制部。量化部构成为对通过波形数据生成部生成的波形数据进行量化来生成量化数据。傅里叶逆变换部构成为对量化数据适用傅里叶逆变换来生成I数据及Q数据。调制部构成为利用I数据及Q数据调制相位彼此相差90°的两个基准高频信号来生成调制高频信号。在该实施方式中，发电机构成为根据调制高频信号生成高频电力。
在一例示性实施方式中，发电机还可以具有构成为将调制高频信号放大来生成高频电力的放大器。
在一例示性实施方式中，发电机可以具有多个信号发生器、加法器及开关电路。多个信号发生器构成为分别产生多个高频信号。多个高频信号分别具有上述多个频率。加法器构成为将多个高频信号相加来生成合成信号。合成信号的包络线具有以上述时间间隔周期性出现的峰值。开关电路构成为根据合成信号生成调制高频信号。关于调制高频信号，其振幅级设定成在除了合成信号的包络线的峰值的每一个出现时刻紧前的合成信号的包络线的零交叉区域与该出现时刻紧后的合成信号的包络线的零交叉区域之间的期间以外的期间为零。在该实施方式中，发电机构成为根据通过开关电路生成的调制高频信号生成高频电力。
在一例示性实施方式中，发电机还可以具备将通过开关电路生成的调制高频信号放大来生成高频电力的放大器。
在另一例示性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支撑器及高频电源。基板支撑器具有下部电极。基板支撑器构成为在腔室内支撑基板。高频电源构成为产生高频电力，以在腔室内由气体生成等离子体。高频电源是上述各种例示性实施方式中的任意高频电源。
在一例示性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备偏置电源。偏置电源构成为与下部电极电连接且生成高频偏置电力将离子引入基板支撑器。高频偏置电力的频率为上述的指定频率。在该实施方式中，通过设定高频偏置电力的周期内的脉冲状高频电力的供应期间，能够调整向基板供应的离子的能量。
在一例示性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备构成为设定高频电力与高频偏置电力之间的相位差的控制部。
在一例示性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备偏置电源。偏置电源构成为与下部电极电连接且重复产生脉冲状的直流电压，以将离子引入基板支撑器。脉冲状的直流电压的重复频率为上述的指定频率。在该实施方式中，通过设定以指定频率规定的周期内的脉冲状高频电力的供应期间，能够调整向基板供应的离子的能量。
在一例示性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备构成为设定高频电力与脉冲状的直流电压之间的相位差的控制部。
以下，参考附图对各种例示性实施方式进行详细说明。另外，在各附图中，对于相同或相应的部分标注相同的符号。
图1是概略表示一例示性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图1所示的等离子体处理装置1是电容耦合型等离子体处理装置。等离子体处理装置1具备腔室10。腔室10在其内部设置有内部空间10s。
腔室10包含腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。内部空间10s设置于腔室主体12的内侧。腔室主体12例如由铝形成。腔室主体12的内壁面上设置有具有耐蚀性的膜。具有耐蚀性的膜可以是由氧化铝、氧化钇等陶瓷形成的膜。
在腔室主体12的侧壁形成有通路12p。基板W在内部空间10s与腔室10的外部之间被搬送时，通过通路12p。通路12p能够通过闸阀12g进行开闭。闸阀12g沿腔室主体12的侧壁设置。
在腔室主体12的底部上设置有支撑部13。支撑部13由绝缘材料形成。支撑部13具有大致圆筒形状。在内部空间10s中，支撑部13从腔室主体12的底部向上方延伸。支撑部13支撑基板支撑器14。基板支撑器14构成为在内部空间10s中支撑基板W。
基板支撑器14具有下部电极18及静电卡盘20。基板支撑器14还可以具有电极板16。电极板16、下部电极18及静电卡盘20设置于腔室10内。电极板16例如由铝等导体形成，具有大致圆盘形状。下部电极18设置于电极板16上。下部电极18例如由铝等导体形成，具有大致圆盘形状。下部电极18与电极板16电连接。
静电卡盘20设置于下部电极18上。在静电卡盘20的上表面上载置有基板W。静电卡盘20具有主体及电极。静电卡盘20的主体具有大致圆盘形状，由介电质形成。静电卡盘20的电极为膜状的电极，并设置于静电卡盘20的主体内。静电卡盘20的电极经由开关20s与直流电源20p连接。若对静电卡盘20的电极施加源自直流电源20p的电压，则在静电卡盘20与基板W之间产生静电引力。通过所产生的静电引力，基板W被吸附在静电卡盘20而被静电卡盘20保持。
在基板支撑器14的周缘部上搭载有聚焦环FR。设置聚焦环FR，以提高对基板W的等离子体处理的面内均匀性。聚焦环FR呈大致板状且环状。聚焦环FR并不受限定，但可由硅、碳化硅或石英形成。基板W配置于静电卡盘20上且被聚焦环FR包围的区域内。
在下部电极18的内部设置有流路18f。经由配管22a从设置于腔室10的外部的冷却单元22对流路18f供应热交换介质(例如制冷剂)。供应到流路18f的热交换介质经由配管22b返回到冷却单元22。在等离子体处理装置1中，通过热交换介质与下部电极18的热交换调节载置于静电卡盘20上的基板W的温度。
等离子体处理装置1中设置有气体供应管线24。气体供应管线24在静电卡盘20的上表面与基板W的背面之间的间隙供应来自传热气体供应机构的传热气体(例如He气体)。
等离子体处理装置1还具备上部电极30。上部电极30设置于基板支撑器14的上方。上部电极30经由部件32支撑于腔室主体12的上部。部件32由具有绝缘性的材料形成。上部电极30和部件32封闭腔室主体12的上部开口。
上部电极30可包含顶板34及支撑体36。顶板34的下表面是内部空间10s侧的下表面，并界定内部空间10s。顶板34可由焦耳热少的低电阻的导电体或半导体形成。顶板34上形成有多个气体吐出孔34a。多个气体吐出孔34a将顶板34沿其板厚方向贯穿。
支撑体36装卸自如地支撑顶板34。支撑体36由铝等导电性材料形成。支撑体36的内部设置有气体扩散室36a。支撑体36上形成有多个气体孔36b。多个气体孔36b从气体扩散室36a向下方延伸。多个气体孔36b分别与多个气体吐出孔34a连通。支撑体36上形成有气体导入口36c。气体导入口36c与气体扩散室36a连接。气体供应管38连接于气体导入口36c。
经由阀组41、流量控制器组42及阀组43，气源组40连接于气体供应管38。气源组40包含多个气源。阀组41及阀组43中的每一个包含多个开闭阀。流量控制器组42包含多个流量控制器。流量控制器组42的多个流量控制器中的每一个为质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。气源组40的多个气源中的每一个经由阀组41的对应开闭阀、流量控制器组42的对应流量控制器及阀组43的对应开闭阀，与气体供应管38连接。
等离子体处理装置1中，沿腔室主体12的内壁面，装卸自如地设置有屏蔽件46。屏蔽件46还设置于支撑部13的外周。屏蔽件46防止蚀刻副产物附着在腔室主体12。屏蔽件46例如通过在由铝形成的部件的表面形成具有耐蚀性的膜来构成。具有耐蚀性的膜可以是由氧化钇等陶瓷形成的膜。
在支撑部13与腔室主体12的侧壁之间设置有隔板48。隔板48例如通过在由铝形成的部件的表面形成具有耐蚀性的膜来构成。具有耐蚀性的膜可以是由氧化钇等陶瓷形成的膜。隔板48上形成有多个贯穿孔。在隔板48的下方且腔室主体12的底部设置有排气口12e。排气装置50经由排气管52与排气口12e连接。排气装置50具有压力调节阀及涡轮分子泵等真空泵。
等离子体处理装置1还可以具备高频电源61。图2是表示一例示性实施方式所涉及的高频电源的结构的图。高频电源61具有发电机61g及输出部61a。发电机61g构成为产生高频电力HF。输出部61a构成为输出通过发电机61g产生的高频电力HF。高频电源61供应高频电力HF，以便由腔室10内的气体生成等离子体。高频电源61的输出部61a经由匹配器62与下部电极18电连接。匹配器62具有匹配电路。匹配器62的匹配电路构成为使高频电源61的负荷侧(下部电极侧)的阻抗与高频电源61的输出阻抗匹配。在匹配器62与下部电极18之间可以设置有滤波器63。滤波器63构成为使高频电力HF通过且减少或切断朝向高频电源61的其他信号。另外，在另一实施方式中，高频电源61可以经由匹配器62与上部电极30电连接。
图3(a)是表示多个电力成分的合成电力的波形的一例的图，图3(b)是表示图3(a)所示的合成电力的功率谱的图，图3(c)是表示一例的高频电力HF的波形的图。如图3(c)所示，高频电力HF是周期性供应的脉冲状高频电力。即，高频电力HF包含周期性出现的脉冲。
高频电力HF包含多个电力成分。多个电力成分分别具有多个频率。如图3(b)所示，多个频率相对于基本频率f0对称设定。基本频率f0例如是在27MHz～100MHz的范围内的频率。在一例中，基本频率f0是40.68MHz。并且，如图3(b)所示，多个频率以指定频率fP的间隔设定。在图3(b)所示的例中，多个电力成分的各自的频率为f0-fP、f0、f0+fP。
如图3(a)所示，多个电力成分的合成电力的包络线包含多个峰值组。多个峰值组中的每一个包含周期性出现的多个峰值。多个峰值组中的每一个所包含的多个峰值以时间间隔TP周期性出现。时间间隔TP是频率fP的倒数。
如图3(c)所示，高频电力HF的包络线具有以时间间隔TP出现的峰值。在一实施方式中，高频电力HF由包含在多个峰值组中具有最大功率级的峰值PM的峰值组构成。如图3(c)所示，高频电力HF设定成其功率级在期间PA为零。期间PA是除了期间PP以外的期间。期间PP是分别出现高频电力HF的包络线的峰值的期间。在一实施方式中，期间PP是分别出现峰值PM的期间。每一个期间PP是高频电力HF的包络线的对应峰值出现的时刻紧前的包络线的零交叉区域ZA与该出现时刻紧后的包络线的零交叉区域ZB之间的期间。零交叉区域ZA及零交叉区域ZB可以是高频电力HF的包络线的振幅具有实质上可视为零的值的时刻。例如，零交叉区域ZA及零交叉区域ZB中的每一个可以是包络线的功率级相对于高频电力HF的包络线的峰值的功率级具有30％以下或10％以下的功率级的时刻。
以下，参考图1和图2。在一实施方式中，如图2所示，发电机61g可以具有调制信号发生部64。在一实施方式中，发电机61g还可以具有放大器65。调制信号发生部64生成调制高频信号。高频电力HF可以是通过调制信号发生部64生成的调制高频信号。此时，无需放大器65。或者，高频电力HF也可以通过由放大器65放大调制高频信号而生成。
在一实施方式中，调制信号发生部64具有波形数据生成部71、量化部72、傅里叶逆变换部73及调制部74。在一实施方式中，调制信号发生部64还可以具有D/A转换部75、76及低通滤波器77、78。调制信号发生部64可以由例如FPGA(现场可编程逻辑闸阵列：Field-Programmable Gate Array)构成。或者，调制信号发生部64也可以由几个电路形成。
波形数据生成部71生成与调制高频信号对应的波形数据。波形数据生成部71构成为从输入装置获得用于生成波形数据的参数(例如频率及相位等)并利用所获得的参数生成波形数据。波形数据生成部71将所生成的波形数据输出至量化部72。
量化部72构成为对通过波形数据生成部71生成的波形数据进行量化来生成量化数据。傅里叶逆变换部73构成为对量化数据适用傅里叶逆变换来生成I数据(同相成分)及Q数据(正交相位成分)。I数据及Q数据分别经由D/A转换部75、76和低通滤波器77、78输入至调制部74。
调制部74构成为利用所输入的I数据及Q数据分别调制相位彼此相差90°的两个基准高频信号来生成调制高频信号。
在一实施方式中，调制部74具有PLL振荡器74a(锁相环(Phase LockedLoop)振荡器)、移相器74b、混频器74c、74d及合成器74e。
PLL振荡器74a构成为生成基准高频信号。基准高频信号输入至混频器74c。并且，基准高频信号输入至移相器74b。移相器74b构成为生成相对于输入至混频器74c的基准高频信号具有相差90°的相位的基准高频信号。具体而言，移相器74b构成为将所输入的基准高频信号的相位偏移90°。将通过移相器74b生成的基准高频信号输入至混频器74d。
混频器74c构成为将所输入的基准高频信号与I数据相乘。将通过混频器74c的乘法运算生成的信号输入至合成器74e。混频器74d构成为将所输入的基准高频信号与Q数据相乘。将通过混频器74d的乘法运算生成的信号输入至合成器74e。合成器74e构成为将分别从混频器74c和混频器74d输入的信号相加来生成调制高频信号。
在一实施方式中，等离子体处理装置1还可以具备偏置电源81。偏置电源81与下部电极18电连接。在一实施方式中，偏置电源81构成为产生偏置电力BP，以将离子引入基板支撑器14。偏置电力BP供应至下部电极18。
在一实施方式中，偏置电源81可以构成为产生高频偏置电力LF作为偏置电力BP。高频偏置电力LF的频率低于基本频率f0。高频偏置电力LF的频率是例如在100kHz～13.56MHz的范围内的频率。在一例中，高频偏置电力LF的频率为400kHz。在一实施方式中，高频偏置电力LF的频率可以是上述频率fP。
在一实施方式中，偏置电源81可以具有信号发生器81a及放大器81b。信号发生器81a构成为产生具有与高频偏置电力LF的频率相同频率的高频信号。将通过信号发生器81a生成的高频信号输入至放大器81b。放大器81b构成为将所输入的高频信号放大来生成高频偏置电力LF。
偏置电源81经由匹配器82与下部电极18电连接。匹配器82具有匹配电路。匹配器82的匹配电路构成为使偏置电源81的负荷侧(下部电极侧)的阻抗与偏置电源81的输出阻抗匹配。在匹配器82与下部电极18之间可以设置有滤波器83。滤波器83构成为使偏置电力BP通过，并减少或切断朝向偏置电源81的其他信号。
在一实施方式中，等离子体处理装置1还可以具备控制部80。控制部80可以是具备处理器、存储器等存储部、输入装置、显示装置、信号的输入/输出接口等的计算机。控制部80控制等离子体处理装置1的各部。在控制部80中，操作者能够用输入装置进行指令的输入操作等，以管理等离子体处理装置1。并且，在控制部80中，通过显示装置，能够可视化显示等离子体处理装置1的工作状况。而且，在控制部80的存储部储存控制程序及配方数据。通过控制部80的处理器执行控制程序，以在等离子体处理装置1中执行各种处理。控制部80的处理器执行控制程序，按照配方数据控制等离子体处理装置1的各部，由此在等离子体处理装置1中执行等离子体处理。
图4(a)是表示图3(c)所示的一例的高频电力HF的波形和一例的高频偏置电力LF的波形的图，图4(b)是表示一例的高频电力HF的功率谱的图。图4(a)所示的高频电力HF的基本频率f0为40.68MHz，频率fp为400kHz。图5(a)是表示参考例的高频电力的波形和一例的高频偏置电力LF的波形的图，图5(b)是表示参考例的高频电力的功率谱的图。图5(a)所示的参考例的高频电力C-HF是具有40.68MHz的基本频率的高频电力，并作为以400kHz的重复频率出现的矩形脉冲生成。
如图5(b)所示，作为矩形脉冲供应的高频电力C-HF的频带宽。因此，在利用这样的高频电力C-HF的等离子体处理装置中，若匹配电路进行阻抗匹配的频率范围窄，则反射波的电力变大。
另一方面，在等离子体处理装置1中，供应高频电力HF，以将气体供应至腔室10内并激发腔室10内的气体来生成等离子体。作为脉冲状高频电力周期性生成高频电力HF。即，高频电力HF包含以时间间隔TP周期性出现的脉冲。各脉冲具有逐渐增加到其峰值为止的功率级。并且，各脉冲具有从其峰值逐渐减少的功率级。在除了各脉冲紧前的零交叉区域ZA与紧后的零交叉区域ZB之间的期间PP以外的期间PA，即在除了各脉冲的持续期间以外的期间，将高频电力HF的功率级设定为零。如图4(b)所示，所述高频电力HF的带宽窄。因此，根据高频电源61，能够使周期性生成的脉冲状高频电力HF的带宽变窄。因此，根据等离子体处理装置1，即使匹配电路进行阻抗匹配的频率范围窄，也能够抑制对高频电力HF的反射波。
在一实施方式中，频率fP为高频偏置电力LF的频率。在该实施方式中，控制部80可以设定高频偏置电力LF的周期内的脉冲状高频电力HF的供应期间(期间PP)。具体而言，通过由控制部80或另一控制器提供的时钟信号使高频电源61与偏置电源81彼此同步。控制部80或另一控制器对偏置电源81提供设定高频偏置电力LF的相位的信号以设定高频电力HF与高频偏置电力LF之间的相位差。偏置电源81以所提供的相位输出高频偏置电力LF。由此，可以设定高频偏置电力LF的周期内的脉冲状高频电力HF的供应期间(期间PP)。另外，控制部80也可以将设定相位的信号提供至高频电源61，以设定高频电力HF的相位而不是高频偏置电力LF的相位。
在等离子体处理装置1中，通过调整高频偏置电力LF的周期内的脉冲状高频电力HF的供应期间，能够调整供应至基板W的离子的能量。例如，若在从偏置电源81输出的高频偏置电力LF具有正电压期间供应脉冲状高频电力HF，则供应至基板W的离子的能量变低。另一方面，若在从偏置电源81输出的高频偏置电力LF具有负电压期间供应脉冲状高频电力HF，则供应至基板W的离子的能量变高。
以下，参考图6(a)、图6(b)及图6(c)。在另一例中，如图6(b)所示，高频电力HF的多个电力成分的频率为f0-fP/2、f0+fP/2。在该例中，如图6(a)及图6(c)所示，以频率fP的2倍的频率规定时间间隔TP。即，时间间隔TP可以是频率fP的2倍频率的倒数。另外，时间间隔TP也可以是频率fP的2倍以上的整数倍频率的倒数。
以下，参考图7(a)、图7(b)及图7(c)。在另一例中，如图7(b)所示，高频电力HF的多个电力成分的频率为f0-(3/2)×fP、f0-fP/2、f0+fP/2、f0+(3/2)×fP。在该例中，如图7(a)所示，多个电力成分的合成电力的包络线包含三个峰值组。在该例中，如图7(c)所示，高频电力HF由包含三个峰值组中的最大峰值的峰值组构成。
以下，参考图8(a)、图8(b)及图8(c)。在另一例中，如图8(b)所示，高频电力HF的多个电力成分的频率为f0-2×fP、f0-fP、f0、f0+fP、f0+2×fP。在该例中，如图8(a)所示，多个电力成分的合成电力的包络线包含四个峰值组。在该例中，如图8(c)所示，高频电力HF由包含四个峰值组中的最大峰值的峰值组构成。
如以上说明，高频电力HF也可以由两个以上的电力成分构成。两个以上的电力成分各自的频率相对于基本频率f0对称设定且按照以指定频率fP规定的间隔设定。
以下，参考图9。图9是表示一例的高频电力HF的波形和另一例的偏置电力的电压波形的图。在另一实施方式中，偏置电源81可以是构成为重复产生脉冲状的负极性的直流电压BV作为偏置电力BP的直流电源。
脉冲状的负极性的直流电压BV的重复频率例如是在1kHz～800kHz的范围内的频率。在一实施方式中，脉冲状的负极性的直流电压BV的重复频率为频率fP。在该实施方式中，控制部80可以设定直流电压BV的周期内的脉冲状高频电力HF的供应期间(期间PP)。具体而言，通过由控制部80或另一控制器提供的时钟信号使高频电源61与偏置电源81彼此同步。控制部80或另一控制器对偏置电源81提供设定脉冲状的负极性的直流电压BV的相位的信号，以设定高频电力HF与脉冲状的负极性的直流电压BV之间的相位差。偏置电源81以所提供的相位输出脉冲状的负极性的直流电压BV。由此，可以设定脉冲状的负极性的直流电压BV的周期内的脉冲状高频电力HF的供应期间(期间PP)。另外，控制部80也可以将设定相位的信号提供至高频电源61，以设定高频电力HF的相位而不是脉冲状的负极性的直流电压BV的相位。
在等离子体处理装置1中，通过调整脉冲状的负极性的直流电压BV的周期内的脉冲状高频电力HF的供应期间，能够调整供应至基板W的离子的能量。例如，若在脉冲状的负极性的直流电压BV未施加到下部电极18的期间供应脉冲状高频电力HF，则供应至基板W的离子的能量变低。另一方面，若在脉冲状的负极性的直流电压BV施加到下部电极18的期间供应脉冲状高频电力HF，则供应至基板W的离子的能量变高。
以下，参考图10。图10是表示另一例示性实施方式所涉及的高频电源的结构的图。如图10所示，等离子体处理装置1可以具备高频电源61B来代替高频电源61。高频电源61B具有发电机61Bg及输出部61a。发电机61Bg构成为产生高频电力HF。在高频电源61B中，输出部61a构成为输出通过发电机61Bg生成的高频电力HF。
发电机61Bg具有调制信号发生部64B。发电机61Bg还可以具有放大器65。调制信号发生部64B生成调制高频信号。高频电力HF可以是通过调制信号产生部64B生成的调制高频信号。此时，无需放大器65。或者，高频电力HF也可以通过由放大器65放大调制高频信号而生成。
调制信号发生部64B可以具有多个信号发生器911～91N、加法器92及开关电路93。在此，“N”是2以上的整数。多个信号发生器911～91N构成为分别产生多个高频信号。多个高频信号各自的频率相对于基本频率f0对称设定。多个高频信号各自的频率以指定频率fP的间隔设定。
加法器92构成为将源自多个信号发生器911～91N的多个高频信号相加来生成合成信号。合成信号的包络线具有以时间间隔TP周期性出现的峰值。开关电路93构成为根据合成信号生成调制高频信号。关于调制高频信号，其振幅电平设定成在除了合成信号的包络线的峰值的每一个出现时刻紧前的该包络线的零交叉区域ZA与该出现时刻紧后的该包络线的零交叉区域ZB之间的期间PP以外的期间PA为零。所述高频电源61B也能够与高频电源61同样地生成高频电力HF。
以上，对各种例示性实施方式进行了说明，但并不限定于上述例示性实施方式，可以进行各种追加、省略、置换及变更。并且，能够组合不同实施方式的要件来形成另一实施方式。
在另一实施方式中，等离子体处理装置可以是感应耦合型的等离子体处理装置等其他类型的等离子体处理装置。在感应耦合型的等离子体处理装置中，高频电力HF供应至用于生成感应耦合等离子体的天线。
从以上说明可知，本发明的各种实施方式在本说明书中以说明的目的进行说明，在不脱离本发明的范围及主旨的情况下能够进行各种变更。因此，本说明书中公开的各种实施方式并不旨在限定，通过附加的技术方案的范围示出真正的范围和主旨。

Claims (10)

1.一种等离子体处理装置用高频电源，其具备：
发电机，其构成为产生高频电力，该高频电力包含分别具有以指定频率的间隔相对于基本频率对称设定的多个频率的多个电力成分，其包络线具有以所述指定频率或以该指定频率的2倍以上倍数的频率且按规定的时间间隔周期性出现的峰值，其功率级设定成在除了所述峰值的每一个出现时刻紧前的所述包络线的零交叉区域与该出现时刻紧后的所述包络线的零交叉区域之间的期间以外的期间为零；及
输出部，其构成为输出通过所述发电机产生的所述高频电力。
2.根据权利要求1所述的高频电源，其中，
所述发电机构成为具有：
波形数据生成部；
量化部，其构成为对通过所述波形数据生成部生成的波形数据进行量化来生成量化数据；
傅里叶逆变换部，其构成为对所述量化数据适用傅里叶逆变换来生成I数据及Q数据；及
调制部，其构成为利用所述I数据及所述Q数据调制相位彼此相差90°的两个基准高频信号来生成调制高频信号，
并且根据所述调制高频信号生成所述高频电力。
3.根据权利要求2所述的高频电源，其中，
所述发电机还具有放大器，该放大器构成为将所述调制高频信号放大来生成所述高频电力。
4.根据权利要求1所述的高频电源，其中，
所述发电机构成为具有：
多个信号发生器，其构成为分别产生多个高频信号，该多个高频信号分别具有所述多个频率；
加法器，其构成为将所述多个高频信号相加而生成其包络线具有以所述时间间隔周期性出现的峰值的合成信号；及
开关电路，其构成为根据所述合成信号生成调制高频信号，该调制高频信号的振幅电平被设定成，在除了所述合成信号的所述包络线的所述峰值的每一个出现时刻紧前的所述合成信号的所述包络线的零交叉区域与该出现时刻紧后的所述合成信号的所述包络线的零交叉区域之间的期间以外的期间为零，
并且根据通过所述开关电路生成的所述调制高频信号生成所述高频电力。
5.根据权利要求4所述的高频电源，其中，
所述发电机还具有放大器，该放大器构成为将通过所述开关电路生成的所述调制高频信号放大来生成所述高频电力。
6.一种等离子体处理装置，其具备：
腔室；
基板支撑器，其构成为具有下部电极且在所述腔室内支撑基板；及
权利要求1至5中任一项所述的高频电源，其构成为产生高频电力，以在所述腔室内由气体生成等离子体。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理装置，其还具备：
偏置电源，其构成为与所述下部电极电连接且生成高频偏置电力，以将离子引入所述基板支撑器，
所述高频偏置电力的频率为所述指定频率。
8.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其还具备：
控制部，其构成为设定所述高频电力与所述高频偏置电力之间的相位差。
9.根据权利要求6所述的等离子体处理装置，其还具备：
偏置电源，其构成为与所述下部电极电连接且重复产生脉冲状的直流电压，以将离子引入所述基板支撑器，
所述脉冲状的直流电压的重复频率为所述指定频率。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其还具备：
控制部，其构成为设定所述高频电力与所述脉冲状的直流电压之间的相位差。
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