CN116783996A - 等离子体处理装置和控制源高频电力的源频率的方法 - Google Patents

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CN116783996A CN202280011181.0A CN202280011181A CN116783996A CN 116783996 A CN116783996 A CN 116783996A CN 202280011181 A CN202280011181 A CN 202280011181A CN 116783996 A CN116783996 A CN 116783996A
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Abstract

本发明所公开的等离子体处理装置具备腔室、基片支承部、高频电源和偏置电源。高频电源为了在腔室内生成等离子体而产生源高频电力。偏置电源在多个脉冲期间的各个中将偏置能量的脉冲施加到偏置电极。高频电源根据源高频电力的反射程度的变化来设定分别与多个脉冲期间重叠的多个重叠期间各自中的多个相位期间各自中的源高频电力的源频率。反射程度通过在两个以上的先行的重叠期间内的同一相位期间使用互相不同的源频率来确定。

Description

等离子体处理装置和控制源高频电力的源频率的方法
技术领域
本发明的例示的实施方式涉及等离子体处理装置和控制源高频电力的源频率的方法。
背景技术
等离子体处理装置在对基片的等离子体处理中使用。等离子体处理装置为了将离子从在腔室内生成的等离子体引入到基片，使用偏置高频电力。下述的专利文献1公开了对偏置高频电力的功率水平和频率进行调制的等离子体处理装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-246091号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明提供一种在等离子体处理装置中降低源高频电力的反射程度的技术。
用于解决课题的手段
在一个例示的实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基片支承部、高频电源和偏置电源。基片支承部具有偏压电极，设置在腔室内。高频电源构成为为了在腔室内生成等离子体而产生源高频电力。偏置电源构成为在多个脉冲期间的各个中将偏置能量的脉冲施加到偏置电极。偏置电源构成为在多个脉冲期间的各个中将具有波形周期的偏置能量周期性地施加到偏置电极。高频电源构成为设定多个重叠期间各自所包含的偏置能量的多个波形周期各自中的多个相位期间各自中的源高频电力的源频率。多个重叠期间分别与多个脉冲期间重叠。高频电源构成为进行脉冲间反馈。脉冲间反馈包括根据源高频电力的反射程度的变化来调整源频率f(k，m，n)。f(k，m，n)是多个重叠期间中的第k个重叠期间内的第m个波形周期内的第n个相位期间中的源频率。反射程度的变化通过在第k个重叠期间之前的两个以上的重叠期间各自中的第m个波形周期内的第n个相位期间使用互相不同的源频率来确定。
发明效果
根据一个例示的实施方式，能够在等离子体处理装置中降低源高频电力的反射程度。
附图说明
图1是概要地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的示意图。
图2是概要地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的示意图。
图3的(a)和图3的(b)分别是源高频电力和偏置能量的一例的时序图。
图4的(a)和图4的(b)分别是源高频电力和偏置能量的一例的时序图。
图5是偏置能量与源高频电力的源频率的一例的时序图。
图6是偏置能量与源高频电力的源频率的另一例的时序图。
图7是偏置能量的另一例的时序图。
图8是偏置能量与源高频电力的源频率的一例的时序图。
图9是一个例示的实施方式的控制源高频电力的源频率的方法的流程图。
图10的(a)～图10的(d)分别是偏置能量的又一例的时序图。
具体实施方式
以下，对各种例示的实施方式进行说明。
在一个例示的实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基片支承部、高频电源和偏置电源。基片支承部具有偏置电极，设置在腔室内。高频电源构成为为了在腔室内生成等离子体而产生源高频电力。偏置电源构成为在多个脉冲期间的各个中将偏置能量的脉冲施加到偏置电极。偏置电源构成为在多个脉冲期间的各个中将具有波形周期的偏置能量周期性地施加到偏置电极。高频电源构成为设定多个重叠期间各自所包含的偏置能量的多个波形周期各自中的多个相位期间各自中的源高频电力的源频率。多个重叠期间分别与多个脉冲期间重叠。高频电源构成为进行脉冲间反馈。脉冲间反馈包括根据源高频电力的反射程度的变化来调整源频率f(k，m，n)。f(k，m，n)是多个重叠期间中的第k个重叠期间内的第m个波形周期内的第n个相位期间中的源频率。反射程度的变化通过在第k个重叠期间之前的两个以上的重叠期间各自中的第m个波形周期内的第n个相位期间使用互相不同的源频率来确定。
通过在两个以上的重叠期间各自中的同一波形周期内的同一相位期间使用互相不同的源频率，能够确定源频率的变更(频移)与源高频电力的反射程度的变化的关系。因此，根据上述实施方式，能够根据反射程度的变化，以降低反射程度的方式调整在第k个重叠期间内的第m个波形周期内的第n个相位期间使用的源频率。此外，根据上述实施方式，在多个重叠期间各自中的多个波形周期的各个中，能够快速地降低反射程度。
在一个例示的实施方式中，两个以上的重叠期间可以包括第(k-K1)个重叠期间和第(k-K2)个重叠期间。这里，K1和K2是满足K1>K2的自然数。
在一个例示的实施方式中，脉冲间反馈可以包括将来自源频率f(k-K1，m，n)的一方的频移施加到源频率f(k-K2，m，n)。一方的频移是频率的减少或增加中的一方。脉冲间反馈在通过使用通过一方的频移得到的f(k-K2，m，n)，反射程度降低的情况下，可以将f(k，m，n)设定为相对于f(k-K2，m，n)具有一方的频移的频率。在通过使用通过一方的频移得到的f(k，m，n)，反射程度增大的情况下，脉冲间反馈可以将源频率f(k+K3，m，n)设定为中间频率。中间频率是f(k-K2，m，n)与源频率f(k，m，n)之间的频率。另外，K3是自然数。
在一个例示的实施方式中，存在以下情况：在第(k+K3)个重叠期间内的第m个波形周期内的第n个相位期间使用了上述中间频率的情况下，反射程度大于阈值。在这种情况下，脉冲间反馈可以将源频率f(k+K4，m，n)设定为相对于中间频率具有另一方的频移的频率。在这种情况下，另一方的频移具有比一方的频移的量的绝对值大的绝对值的量。另外，K4是满足K4>K3的自然数。
在一个例示的实施方式中，为了得到f(k，m，n)而使用的一方的频移的量的绝对值可以大于为了得到f(k-K2，m，n)而使用的一方的频移的量的绝对值。
在一个例示的实施方式中，脉冲间反馈可以包括将来自f(k-K1，m，n)的一方的频移施加到f(k-K2，m，n)。一方的频移是频率的减少和增加中的一方。在通过使用通过一方的频移得到的f(k-K2，m，n)，反射程度增大的情况下，脉冲间反馈可以将f(k，m，n)设定为相对于f(k-K2，m，n)具有另一方的频移的频率。
在一个例示的实施方式中，偏置能量可以是具有波形周期的时间长度的倒数即偏置频率的偏置高频电力。偏置能量可以包括在各自具有该偏置频率的倒数即时间长度的多个波形周期的各个中施加到偏置电极的电压脉冲。
在一个例示的实施方式中，多个重叠期间包括第一个～第Ka个重叠期间。这里，Ka是2以上的自然数。高频电源可以在重叠期间OP(1)～OP(Ka)各自中所包含的波形周期CY(1)～CY(Ma)的各个中，进行将多个相位期间中的源频率分别设定为预先准备的频率集中所包含的多个频率的初始处理。这里，OP(k)是多个重叠期间中的第k个重叠期间。CY(m)是各重叠期间中的第m个波形周期。高频电源可以在重叠期间OP(1)～OP(Ka)的各个中，在波形周期CY(Ma)之后的波形周期中进行脉冲内反馈。脉冲内反馈包括根据在各重叠期间中在波形周期CY(m)之前的两个以上的波形周期各自中的第n个相位期间使用互相不同的源频率的情况下的源高频电力的反射程度的变化，调整源频率f(k，m，n)。
在一个例示的实施方式中，多个重叠期间可以还包括重叠期间OP(Ka+1)～重叠期间OP(Kb)。这里，Kb是(Ka+1)以上的自然数。高频电源可以在重叠期间OP(Ka+1)～重叠期间OP(Kb)各自所包含的波形周期CY(1)～波形周期CY(Mb1)的各个中进行上述初始处理。此外，高频电源可以在重叠期间OP(Ka+1)～重叠期间OP(Kb)各自所包含的波形周期CY(Mb1+1)～波形周期CY(Mb2)中进行上述脉冲间反馈。此外，高频电源可以在重叠期间OP(Ka+1)～重叠期间OP(Kb)的各个中，在波形周期CY(Mb2)之后进行上述脉冲内反馈。这里，Mb1和Ma可以满足Mb1<Ma。
在一个例示的实施方式中，高频电源可以在重叠期间OP(Kb+1)～最后的重叠期间各自所包含的波形周期CY(1)～波形周期CY(Mc)中进行上述脉冲间反馈。此外，高频电源可以在重叠期间OP(Kb+1)～最后的重叠期间的各个中，在波形周期CY(Mc)之后进行上述脉冲内反馈。
在一个例示的实施方式中，高频电源可以构成为：在多个重叠期间中的从第二个到最后的重叠期间的至少一个重叠期间，将多个波形周期中的最初应用脉冲内反馈的波形周期内的第n个相位期间中的源频率设定为该至少一个重叠期间的前一个重叠期间中所包含的多个波形周期中的最后的波形周期内的第n个相位期间的源频率或者包含该最后的波形周期的两个以上的波形周期的第n个相位期间的源频率的平均值。
在一个例示的实施方式中，高频电源可以构成为：在进行上述初始处理时反映反射程度的监控值进入到指定的范围内时，结束该初始处理。
在另一示例示的实施方式中，提供了一种控制源高频电力的源频率的方法。方法包括以下工序(a)：在多个脉冲期间的各个中，向设置在等离子体处理装置的腔室内的基片支承部的偏置电极施加偏置能量的脉冲。偏置能量具有波形周期，在多个脉冲期间的各个中周期性地施加到偏置电极。方法还包括以下工序：为了在腔室内生成等离子体，从高频电源供给源高频电力。方法还包括以下工序：设定多个重叠期间各自所包含的偏置能量的多个波形周期各自中的多个相位期间各自中的源高频电力的源频率。多个重叠期间分别与多个脉冲期间重叠。根据源高频电力的反射程度的变化来调整源频率f(k，m，n)。反射程度的变化通过在多个重叠期间中的第k个重叠期间之前的两个以上的重叠期间各自中的第m个波形周期内的第n个相位期间使用互相不同的源频率来确定。
以下，参照附图对各种例示的实施方式进行详细说明。另外，在各图中对相同或相当的部分赋予相同的符号。
图1和图2是概要地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的图。
在一实施方式中，等离子体处理系统包括等离子体处理装置1和控制部2。等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、基片支承部11和等离子体生成部12。等离子体处理腔室10具有等离子体处理空间。此外，等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口和用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。气体供给口与后述的气体供给部20连接，气体排出口与后述的排气系统40连接。基片支承部11配置在等离子体处理空间内，具有用于支承基片的基片支承面。
等离子体生成部12构成为从供给到等离子体处理空间内的至少一种处理气体生成等离子体。在等离子体处理空间中形成的等离子体可以是电容耦合等离子体(CCP；Capacitively Coupled Plasma)、电感耦合等离子体(ICP；Inductively CoupledPlasma)、ECR等离子体(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、螺旋波激励等离子体(HWP：Helicon Wave Plasma)或表面波等离子体(SWP：Surface Wave Plasma)等。此外，可以使用包括AC(交流电流)等离子体生成部和DC(直流电流)等离子体生成部的各种类型的等离子体生成部。
控制部2处理使等离子体处理装置1执行本公开中叙述的各种工序的计算机可执行命令。控制部2可以构成为控制等离子体处理装置1的各要素，使得执行这里所述的各种工序。在一实施方式中，控制部2的一部分或全部可以包括于等离子体处理装置1。控制部2例如可以包括计算机2a。计算机2a例如可以包括处理部(CPU：中央处理单元)2a1、存储部2a2和通信接口2a3。处理部2a1可以构成为基于存储在存储部2a2的程序进行各种控制动作。存储部2a2可以包括RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、HDD(硬盘驱动器)、SSD(固态驱动器)或它们的组合。通信接口2a3可以经由LAN(局域网)等通信线路与等离子体处理装置1之间进行通信。
以下，对作为等离子体处理装置1的一例的电容耦合等离子体处理装置的构成例进行说明。电容耦合等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30和排气系统40。此外，等离子体处理装置1包括基片支承部11和气体导入部。气体导入部构成为将至少一种处理气体导入等离子体处理腔室10内。气体导入部包括喷淋头13。基片支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置在基片支承部11的上方。在一实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a和基片支承部11规定的等离子体处理空间10s。侧壁10a接地。喷淋头13和基片支承部11与等离子体处理腔室10的壳体电绝缘。
基片支承部11包括本体部111和环组件112。本体部111具有用于支承基片(晶圆)W的中央区域(基片支承面)111a和用于支承环组件112的环状区域(环支承面)111b。本体部111的环状区域111b在俯视时包围本体部111的中央区域111a。基片W配置在本体部111的中央区域111a上，环组件112以包围本体部111的中央区域111a上的基片W的方式配置在本体部111的环状区域111b上。在一实施方式中，本体部111包括基台111e和静电吸盘(静电卡盘)111c。基台111e包括导电性部件。基台111e的导电性部件用作下部电极。静电吸盘111c配置在基座111e上。静电吸盘111c的上表面具有基片支承面111a。环组件112包括一个或多个环状部件。一个或多个环状部件中的至少一个为边缘环。此外，虽然省略了图示，但基片支承部11可以包括调温模块，调温模块构成为将静电吸盘111c、环组件112和基片W中的至少一个调节到目标温度。调温模块可以包括加热器、传热介质、流路或它们的组合。在流路中流过盐水、气体那样的传热流体。此外，基片支承部11可以包括传热气体供给部，传热气体供给部构成为向基片W的背面与基片支承面111a之间供给传热气体。
喷淋头13构成为将来自气体供给部20的至少一种处理气体导入等离子体处理空间10s内。喷淋头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b和多个气体导入口13c。供给到气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c导入到等离子体处理空间10s内。此外，喷淋头13包括导电性部件。喷淋头13的导电性部件用作上部电极。另外，气体导入部除了喷淋头13以外，还可以包括安装于在侧壁10a形成的一个或多个开口部的一个或多个侧气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。
气体供给部20可以包括一个以上的气体源21和至少一个以上的流量控制器22。在一实施方式中，气体供给部20构成为将一种以上的处理气体从各自对应的气体源21经由各自对应的流量控制器22供给到喷淋头13。各流量控制器22例如可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。此外，气体供给部20可以包括对一种以上的处理气体的流量进行调制或脉冲化的一个以上的流量调制器件。
排气系统40例如可以与设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40可以包括压力调整阀和真空泵。通过压力调整阀调整等离子体处理空间10s内的压力。真空泵可以包括涡轮分子泵、干式泵或它们的组合。
等离子体处理装置1还具备高频电源31和偏置电源32。等离子体处理装置1还可以具备传感器31s和控制部30c。
高频电源31构成为为了在腔室(等离子体处理腔室10)内生成等离子体而产生源高频电力RF。源高频电力RF例如具有13MHz以上且150MHz以下的源频率。在一实施方式中，高频电源31可以包括高频信号发生器31g和放大器31a。高频信号发生器31g产生高频信号。放大器31a通过放大从高频信号发生器31g输入的高频信号来生成源高频电力RF，输出源高频电力RF。另外，高频信号发生器31g可以由可编程的处理器或FPGA那样的可编程逻辑器件构成。此外，可以在高频信号发生器31g与放大器31a之间连接D/A转换器。
高频电源31经由匹配器31m与高频电极连接。基台111e在一实施方式中构成高频电极。在另一实施方式中，高频电极可以是设置于静电吸盘111c中的电极。高频电极可以是与后述的偏置电极共用的电极。或者，高频电极可以是上部电极。匹配器31m包括匹配电路。匹配器31m的匹配电路具有可变阻抗。匹配器31m的匹配电路由控制部30c控制。匹配器31m的匹配电路的阻抗被调整为使高频电源31的负载侧的阻抗与高频电源31的输出阻抗匹配。
传感器31s构成为将从高频电源31的负载返回的源高频电力RF的反射波输出到控制部30c。传感器31s可以连接在高频电源31与匹配器31m之间。传感器31s也可以连接在匹配器31m与高频电极之间。例如，传感器31s可以连接在从匹配器31m朝向偏置电极延伸的电气路径与从后述的匹配器32m朝向偏置电极延伸的电气路径的合流点与偏置电极之间。或者，传感器31s也可以连接在该合流点与匹配器31m之间。传感器31s例如包括定向耦合器。定向耦合器输出从高频电源31的负载返回的反射波。从定向耦合器输出的反射波通过A/D转换被转换为数字信号，数字化的反射波在控制部30c中被利用。另外，传感器31s可以是与匹配器31m分离的传感器，或者可以是匹配器31m的一部分。
偏置电源32与偏置电极电连接。基台111e在一实施方式中构成偏压电极。在另一实施方式中，偏压电极可以是设置于静电吸盘111c中的电极。偏置电源32构成为在多个脉冲期间PP的各个中，将偏置能量BE的脉冲BEP施加到偏置电极。偏置电源32可以通过从脉冲控制器34施加的信号来确定多个脉冲期间PP各自的时序。另外，控制部2可以用作脉冲控制器34。
这里，参照图3的(a)、图3的(b)、图4的(a)和图4的(b)。图3的(a)、图3的(b)、图4的(a)和图4的(b)分别是源高频电力RF和偏置能量BE的一例的时序图。在这些图中，源高频电力RF的“ON(开)”表示供给源高频电力RF，源高频电力RF的“OFF(关)”表示停止供给源高频电力RF。此外，在这些图中，偏置能量BE的“ON(开)”表示偏置能量BE被施加到偏置电极，偏置能量BE的“OFF(关)”表示偏置能量BE未被施加到偏置电极。此外，在这些图中，偏置能量BE的“HIGH(高)”表示向偏置电极施加了具有比“LOW(低)”所示的偏置能量BE的水平高的水平的偏置能量BE。
多个脉冲期间PP在时间上依次出现。多个脉冲期间PP可以以脉冲频率的倒数的时间间隔(周期)依次出现。另外，在以下的说明中，脉冲期间PP(k)表示多个脉冲期间PP中的第k个脉冲期间。即，脉冲期间PP(k)表示多个脉冲期间PP中的任意的脉冲期间。脉冲频率低于后述的偏置频率，例如为1kHz以上且100kHz以下的频率。如上所述，偏置能量BE的脉冲BEP在多个脉冲期间PP的各个中被施加到偏置电极。在多个脉冲期间PP以外的期间，可以不将偏置能量BE施加到偏置电极。或者，在多个脉冲期间PP以外的期间，可以向偏置电极施加具有比多个脉冲期间PP中的偏置能量BE的水平低的水平的偏置能量BE。
如图3的(a)所示，源高频电力RF可以作为连续波供给。在图3的(a)所示的例子中，在多个脉冲期间PP供给源高频电力RF的多个重叠期间OP分别与多个脉冲期间PP一致。
或者，如图3的(b)、图4的(a)和图4的(b)所示，可以供给源高频电力RF的脉冲。高频电源31可以通过从脉冲控制器34施加的信号来确定供给源高频电力RF的脉冲的期间的时序。如图3的(b)所示，可以在与多个脉冲期间PP分别一致的多个期间的各个中供给源高频电力RF的脉冲。在图3的(b)所示的例子中，在多个脉冲期间PP供给源高频电力RF的多个重叠期间OP分别与多个脉冲期间PP一致。如图4的(a)和图4的(b)所示，可以在分别与多个脉冲期间PP部分地重叠的多个期间的各个中供给源高频电力RF的脉冲。在图4的(a)和图4的(b)各自所示的例子中，在多个脉冲期间PP供给源高频电力RF的多个重叠期间OP的各个是多个脉冲期间PP中的对应的脉冲期间PP的一部分。此外，在以下的说明中，重叠期间OP(k)表示多个重叠期间OP中的第k个重叠期间。即，重叠期间OP(k)表示多个重叠期间OP中的任意的重叠期间。
偏置能量BE在多个脉冲期间PP各自中的多个波形周期CY的各个中被施加到偏置电极。即，在多个脉冲期间PP的各个中将偏置能量BE周期性地施加到偏置电极。多个波形周期CY各自由偏置频率规定。偏置频率例如是50kHz以上且27MHz以下的频率。多个波形周期CY各自的时间长度是偏置频率的倒数。多个波形周期CY在时间上依次出现。在以下的说明中，波形周期CY(m)表示多个重叠期间OP各自中的多个波形周期CY中的第m个波形周期。此外，波形周期CY(k，m)表示第k个重叠期间内的第m个波形周期。即，波形周期CY(m)表示多个波形周期CY中的任意的波形周期。
这里，参照图5和图6。图5是偏置能量和源高频电力的源频率的一例的时序图。图6是偏置能量和源高频电力的源频率的另一例的时序图。如图5和图6所示，在一实施方式中，偏置能量BE可以是具有偏置频率的偏置高频电力。偏置高频电力具有正弦波状的波形，其一个周期为波形周期CY。在这种情况下，如图2所示，偏置电源32可以包括高频信号发生器32g和放大器32a。高频信号发生器32g产生高频信号。放大器32a通过放大从高频信号发生器32g输入的高频信号来生成偏置高频电力，将所生成的偏置高频电力作为偏置能量BE供给到偏置电极。另外，高频信号发生器32g可以由可编程的处理器或FPGA那样的可编程逻辑器件构成。此外，可以在高频信号发生器32g与放大器32a之间连接D/A转换器。
在偏置能量BE是偏置高频电力的情况下，偏置电源32经由匹配器32m与偏置电极连接。匹配器32m包括匹配电路。匹配器32m的匹配电路具有可变阻抗。匹配器32m的匹配电路由控制部30c控制。匹配器32m的匹配电路的阻抗被调整为使偏置电源32的负载侧的阻抗与偏置电源32的输出阻抗匹配。
图7是偏置能量另一例的时序图。如图7所示，在另一实施方式中，偏置能量BE可以包括在多个波形周期CY的各个中施加到偏置电极的电压的脉冲。用作偏置能量BE的电压的脉冲可以如图7所示的例子那样是负电压的脉冲，也可以是其他电压的脉冲。用作偏置能量BE的电压的脉冲能够具有三角波、矩形波这样的波形。电压的脉冲也可以具有其他任意的脉冲波形。在使用电压的脉冲作为偏置能量BE的情况下，代替图2所示的匹配器32m，可以在偏置电源32与偏置电极之间连接切断源高频电力RF的滤波器。
偏置电源32与高频电源31同步。为此使用的同步信号可以从偏置电源32施加到高频电源31。或者，同步信号可以从高频电源31施加到偏置电源32。或者，同步信号可以从控制部30c那样的其他装置施加到高频电源31和偏置电源32。
控制部30c构成为控制高频电源31。控制部30c可以由CPU这样的处理器构成。控制部30c可以是匹配器31m的一部分，也可以是高频电源31的一部分，还可以是与匹配器31m和高频电源31分离的控制部。或者，控制部2可以兼作控制部30c。
控制部30c构成为设定多个重叠期间OP各自所包含的多个波形周期CY各自中的多个相位期间SP各自中的源高频电力RF的源频率。在多个重叠期间OP以外的期间供给的源高频电力RF的源频率可以使用预先准备的表中登记的频率的时间序列来设定。以下，对控制部30c设定源频率的实施方式进行说明。然而，在控制部30c是高频电源31的一部分的情况下，高频电源31可以设定源频率。
[重叠期间OP(1)～OP(T-1)中的源高频电力RF的源频率的设定(脉冲内反馈)]
首先，对第一个重叠期间OP，即重叠期间OP(1)中的源高频电力RF的源频率的设定进行说明。控制部30c构成为设定重叠期间OP(1)内的多个波形周期CY各自中的多个相位期间SP各自中的源高频电力RF的源频率。在图5和图6所示的例子中，重叠期间OP(1)内的多个波形周期CY各自包括N个相位期间SP(1)～SP(N)。N为2以上的整数。N个相位期间SP(1)～SP(N)将多个波形周期CY的各个分割为N个相位期间。在多个波形周期CY的各个中，多个相位期间SP可以具有彼此相同的时间长度，也可以具有彼此不同的时间长度。另外，在以下的说明中，相位期间SP(n)表示相位期间SP(1)～SP(N)中的第n个相位期间。即，相位期间SP(n)表示多个重叠期间OP各自中的多个波形周期CY各自中的任意的相位期间。此外，相位期间SP(m，n)表示波形周期CY(m)中的第n个相位期间。此外，相位期间SP(k，m，n)表示第k个重叠期间OP(k)内的波形周期CY(m)中的第n个相位期间。
控制部30c在重叠期间OP(1)中，通过脉冲内反馈来设定相位期间SP(m，n)中的源高频电力RF的源频率。以下，为了一般化，对适用于重叠期间OP(k)的脉冲内反馈进行说明。在重叠期间OP(1)的情况下，在以下说明的脉冲内反馈中，k为1。
在脉冲内反馈中，控制部30c根据源高频电力RF的反射程度的变化，调整相位期间SP(k，m，n)中的源高频电力RF的源频率。在一例中，源高频电力RF的反射程度由从传感器31s输出的源高频电力RF的反射波的功率水平Pr表示。在脉冲内反馈中，反射程度的变化通过在重叠期间OP(k)内在波形周期CY(k，m)之前的两个以上的波形周期CY各自中的对应的相位期间SP(n)使用互相不同的源高频电力RF的源频率来确定。
在脉冲内反馈中，通过在两个以上的波形周期CY各自中的相位期间SP(n)使用互相不同的源频率，能够确定源频率的变更(频移)与源高频电力的反射程度的变化的关系。因此，根据脉冲内反馈，能够根据反射程度的变化，以降低反射程度的方式调整在相位期间SP(k，m，n)中使用的源频率。此外，根据脉冲内反馈，在重叠期间OP(k)中，在向基片支承部11的偏置电极施加偏置能量BE的多个波形周期CY的各个中，能够快速地降低反射程度。
在一实施方式中，波形周期CY(k，m)之前的两个以上的波形周期CY包括波形周期CY(k，m-M1)和波形周期CY(k，m-M2)。这里，M1和M2是满足M1>M2的任意自然数。即，波形周期CY(k，m-M2)是波形周期CY(k，m-M1)之后的波形周期。
在一实施方式中，波形周期CY(k，m-M1)可以是波形周期CY(k，m-2Q)，波形周期CY(k，m-M2)可以是波形周期CY(k，m-Q)。另外，Q是自然数。在图5所示的例子中，“Q”和“M2”为“1”，“2Q”和“M1”为“2”。“Q”可以是2以上的整数。
在脉冲内反馈中，控制部30c将来自源频率f(k，m-M1，n)的一方的频移施加到源频率f(k，m-M2，n)。这里，f(k，m，n)表示在相位期间SP(k，m，n)使用的源高频电力RF的源频率。f(k，m，n)由f(k，m，n)＝f(k，m-M2，n)+Δ(k，m，n)表示。Δ(k，m，n)表示频移的量。一方的频移是频率的减少和频率的增加中的一方。如果一方的频移为频率的减少，则Δ(k，m，n)具有负值。如果一方的频移为频率的增加，则Δ(k，m，n)具有正值。
另外，在图5和图6中，波形周期CY(k，m-M1)中的多个相位期间SP各自中的源频率彼此相同，为f0，但可以互相不同。此外，在图5和图6中，波形周期CY(k，m-M2)中的多个相位期间SP各自中的源频率彼此相同，设定为从频率f0减少的频率，但可以从频率f0增加。
在脉冲内反馈中，在通过使用通过一方的频移得到的源频率f(k，m-M2，n)而反射程度降低的情况下，控制部30c将源频率f(k，m，n)设定为相对于源频率f(k，m-M2，n)具有一方的频移的频率。例如，在通过一方的频移而功率水平Pr(k，m-M2，n)从功率水平Pr(k，m-M1，n)减少的情况下，控制部30c将源频率f(k，m，n)设定为相对于源频率f(k，m-M2，n)具有一方的频移的频率。另外，Pr(k，m，n)表示相位期间SP(k，m，n)中的源高频电力RF的反射波的功率水平Pr。
在一实施方式中，相位期间SP(k，m，n)中的一方的频移的量Δ(m，n)可以与相位期间SP(k，m-M2，n)中的一方的频移的量Δ(m-M2，n)相同。即，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以与频移的量Δ(k，m-M2，n)的绝对值相同。或者，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以大于频移的量Δ(k，m-M2，n)的绝对值。或者，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以以相位期间SP(k，m-M2，n)中的反射程度(例如，反射波的功率水平Pr(k，m-M2，n))越大则越大的方式设定。例如，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以通过反射程度(例如，反射波的功率水平Pr(k，m-M2，n))的函数来决定。
在脉冲内反馈中，可能发生通过使用通过一方的频移得到的源频率f(k，m-M2，n)而反射程度增大的情况。例如，可能发生反射波的功率水平Pr(k，m-M2，n)因一方的频移而从反射波的功率水平Pr(k，m-M1，n)增加的情况。在这种情况下，控制部30c可以将源频率f(k，m，n)设定为相对于源频率f(k，m-M2，n)具有另一方的频移的频率。另外，波形周期CY(k，m)之前的两个以上的波形周期各自的相位期间SP(n)的源频率可以更新为相对于之前的波形周期的相位期间SP(n)的源频率具有一方的频移。在这种情况下，在该两个以上的波形周期的相位期间SP(n)各自的反射程度(例如，反射波的功率水平Pr)或者它们的平均值处于增加倾向的情况下，可以将另一方的频移施加到波形周期CY(k，m)的相位期间SP(n)的源频率。例如，可以将波形周期CY(k，m)的相位期间SP(n)的源频率设定为相对于该两个以上的波形周期中最早的波形周期的源频率具有另一方的频移的频率。
此外，在脉冲内反馈中，在使用通过一方的频移得到的源频率f(k，m，n)的情况下，可能发生反射程度增大的情况。例如，可能发生反射波的功率水平Pr(k，m，n)因一方的频移而从反射波的功率水平Pr(k，m-M2，n)增加的情况。在这种情况下，控制部30c可以将波形周期CY(k，m+M3)内的相位期间SP(n)中的源频率设定为中间频率。波形周期CY(k，m+M3)是波形周期CY(k，m)之后的周期。M3是自然数，可以满足M3＝M2。在相位期间SP(k，m+M3，n)中能够设定的中间频率是f(k，m-M2，n)与f(k，m，n)之间的频率，也可以是f(k，m-M2，n)与f(k，m，n)的平均值。
此外，在脉冲内反馈中，可能发生在相位期间SP(k，m+M3，n)中使用了中间频率的情况下的反射程度(例如，功率水平Pr)比规定的阈值大的情况。在这种情况下，控制部30c可以将波形周期CY(k，m+M4)内的相位期间SP(n)中的源频率设定为相对于中间频率具有另一方的频移的频率。波形周期CY(k，m+M4)是波形周期CY(k，m+M3)之后的周期。M4是自然数，可以满足M4＝M1。阈值被预先确定。另一方的频移的量Δ(1，m+M4，n)的绝对值大于一方的频移的量Δ(1，m，n)的绝对值。在这种情况下，能够避免反射程度(例如，反射波的功率水平Pr)无法从局部的极小值减少。另外，重叠期间OP(k)内的多个波形周期CY各自中的多个相位期间SP各自用的阈值可以彼此相同，也可以不同。
以下，对重叠期间OP(k)(k为2以上且T-1以下，T为3以上的整数)中的源频率的设定进行说明。重叠期间OP(k)内的多个波形周期CY中的多个相位期间SP的源频率可以通过上述的脉冲内反馈来设定。另外，在重叠期间OP(k)内的波形周期CY(1)中的多个相位期间SP的源频率的设定中，可以将重叠期间OP(k-1)内的波形周期CY(M-1)和波形周期CY(M)用作波形周期CY(k，m-M1)和波形周期CY(k，m-M2)。另外，波形周期CY(M)是各重叠期间中的最后的波形周期。另外，在重叠期间OP(k)内的波形周期CY(2)中的多个相位期间SP的源高频电力RF的源频率的设定中，可以将重叠期间OP(k-1)内的波形周期CY(M)和重叠期间OP(k)内的波形周期CY(1)用作波形周期CY(k，m-M1)和波形周期CY(k，m-M2)。
在另一实施方式中，重叠期间OP(k)(k为1以上且T-1以下，T为3以上的整数)内的多个波形周期CY中的多个相位期间SP的源频率可以使用预先准备的表中登记的各个频率来设定。
[重叠期间OP(T)以后的重叠期间中的源高频电力RF的源频率的设定(脉冲间反馈)]
以下，参照图8，对第T个(T为3以上的整数)重叠期间OP(k)中的源高频电力RF的源频率的设定进行说明。图8是偏置能量和源高频电力的源频率的一例的时序图。
控制部30c构成为通过脉冲间反馈来设定第二个重叠期间之后的多个重叠期间OP各自所包含的多个波形周期CY各自中的多个相位期间SP各自中的源高频电力RF的源频率。
在脉冲间反馈中，控制部30c根据源高频电力RF的反射程度的变化来调整源频率f(k，m，n)。在一例中，源高频电力RF的反射程度由从传感器31s输出的源高频电力RF的反射波的功率水平Pr表示。在脉冲间反馈中，反射程度的变化通过在重叠期间OP(k)之前的两个以上的重叠期间OP内的波形周期CY(m)内的对应的相位期间SP(n)使用互相不同的源高频电力RF的源频率来确定。
在脉冲间反馈中，通过在两个以上的重叠期间OP各自中的同一波形周期内的同一相位期间使用互相不同的源频率，能够确定源频率的变更(频移)与源高频电力的反射程度的变化的关系。因此，根据脉冲间反馈，能够根据反射程度的变化，以降低反射程度的方式调整在相位期间SP(k，m，n)使用的源频率。此外，根据脉冲内反馈，在多个重叠期间OP各自中的多个波形周期CY的各个中，能够快速地降低反射程度。
在一实施方式中，重叠期间OP(k)之前的两个以上的重叠期间OP包括第(k-K1)个重叠期间OP(k-K1)和第(k-K2)个重叠期间OP(k-K2)。这里，K1和K2是满足K1>K2的自然数。
在一实施方式中，重叠期间OP(k-K1)是重叠期间OP(k-2)。重叠期间OP(k-K2)是重叠期间OP(k-K1)之后的重叠期间，在一实施方式中，是重叠期间OP(k-1)。即，在一实施方式中，K2、K1分别为1、2。
控制部30c将来自相位期间SP(k-K1，m，n)中的源频率的一方的频移施加到相位期间SP(k-K2，m，n)中的源频率f(k-K2，m，n)。这里，f(k，m，n)表示在相位期间SP(k，m，n)使用的源高频电力RF的源频率。f(k，m，n)由f(k，m，n)＝f(k-K2，m，n)+Δ(k，m，n)表示。Δ(k，m，n)表示频移的量。一方的频移是频率的减少和频率的增加中的一方。如果一方的频移为频率的减少，则Δ(k，m，n)具有负值。如果一方的频移为频率的增加，则Δ(k，m，n)具有正值。
另外，在图8中，波形周期CY(2，1)内的多个相位期间SP各自中的源频率彼此相同，设定为从频率f0减少的频率，但也可以从频率f0增加。
在脉冲间反馈中，在使用通过一方的频移得到的源频率f(k-K2，m，n)时反射程度降低的情况下，控制部30c将源频率f(k，m，n)设定为相对于源频率f(k-K2，m，n)具有一方的频移的频率。例如，在功率水平Pr(k-K2，m，n)因一方的频移而从功率水平Pr(k-K1，m，n)减少的情况下，控制部30c将源频率f(k，m，n)设定为相对于源频率f(k-K2，m，n)具有一方的频移的频率。另外，Pr(k，m，n)表示相位期间SP(k，m，n)中的源高频电力RF的反射波的功率水平Pr。另外，可以将重叠期间OP(k)之前的两个以上的重叠期间各自的相位期间SP(m，n)的源频率更新为相对于之前的重叠期间的相位期间SP(m，n)的源频率具有一方的频移。在这种情况下，在该两个以上的重叠期间的相位期间SP(m，n)各自的反射程度(例如，反射波的功率水平Pr)或它们的平均值处于增加倾向的情况下，可以将另一方的频移施加到重叠期间OP(k)的相位期间SP(m，n)的源频率。例如，可以将重叠期间OP(k)的相位期间SP(m，n)的源频率设定为相对于该两个以上的重叠期间中最早的重叠期间的源频率具有另一方的频移的频率。
在一实施方式中，相位期间SP(k，m，n)中的一方的频移的量Δ(m，n)可以与相位期间SP(k-K2，m，n)中的一方的频移的量Δ(k-K2，m，n)相同。即，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以与频移的量Δ(k-K2，m，n)的绝对值相同。或者，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以大于频移的量Δ(k-K2，m，n)的绝对值。或者，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以以相位期间SP(k-K2，m，n)中的反射程度(例如，反射波的功率水平Pr(k-K2，m，n))越大则越大的方式来设定。例如，频移的量Δ(k，m，n)的绝对值可以通过反射程度(反射波的功率水平Pr(k-1，m，n))的函数来决定。
在脉冲间反馈中，可能发生通过使用通过一方的频移得到的源频率f(k-K2，m，n)而反射程度增大的情况。例如，可能发生反射波的功率水平Pr(k-1，m，n)因一方的频移而从反射波的功率水平Pr(k-2，m，n)增加的情况。在这种情况下，控制部30c可以将源频率f(k，m，n)设定为相对于源频率f(k-K2，m，n)具有另一方的频移的频率。
此外，在脉冲间反馈中，在使用通过一方的频移得到的源频率f(k，m，n)的情况下，可能发生反射程度增大的情况。例如，可能发生反射波的功率水平Pr(k，m，n)因一方的频移而从反射波的功率水平Pr(k-K2，m，n)增加的情况。在这种情况下，控制部30c可以将相位期间SP(k+K3，m，n)中的源频率设定为中间频率。即，在这种情况下，可以将重叠期间OP(k+K3)内的波形周期CY(m)内的相位期间SP(n)中的源频率设定为中间频率。重叠期间OP(k+K3)是重叠期间OP(k)之后的期间。K3是自然数，可以满足K3＝K2。在相位期间SP(k+K3，m，n)中能够设定的中间频率是f(k-K2，m，n)与f(k，m，n)之间的频率，也可以是f(k-K2，m，n)和f(k，m，n)的平均值。
此外，在脉冲间反馈中，可能发生在相位期间SP(k+K3，m，n)中使用了上述中间频率的情况下的反射程度(例如，功率水平Pr)大于规定的阈值的情况。在这种情况下，控制部30c可以将相位期间SP(k+K4，m，n)中的源频率设定为相对于中间频率具有另一方的频移的频率。即，在这种情况下，可以将另一方的频移施加到重叠期间OP(k+K4)内的波形周期CY(m)内的相位期间SP(n)中的源频率。重叠期间OP(k+K4)是重叠期间OP(k+K3)之后的期间。K4是满足K4>K3的自然数，也可以满足K4＝K1。阈值被预先确定。另一方的频移的量Δ(k+K4，m，n)的绝对值大于一方的频移的量Δ(k，m，n)的绝对值。在这种情况下，能够避免反射程度(例如，反射波的功率水平Pr)无法从局部的极小值减少。另外，多个重叠期间OP内的多个波形周期CY各自中的多个相位期间SP各自用的阈值可以彼此相同，也可以不同。
等离子体处理装置1可以使用各相位期间中的测定值的代表值作为各相位期间中的反射程度。代表值可以是各相位期间中的测定值的平均值或最大值。此外，等离子体处理装置1可以将上述的反射波的功率水平Pr、反射波的功率水平Pr相对于源高频电功率RF的输出功率水平的比值(以下称为“反射率”)、电压V与电流I之间的相位差θ、以及高频电源31的负载侧的阻抗Z中的至少一个用作测定值。
等离子体处理装置1可以除了上述的传感器31s之前，或者代替传感器31s，还具备VI传感器。VI传感器测量高频电源31与高频电极之间的源高频电力RF的供电路径中的电压V和电流I。VI传感器可以连接在高频电源31与匹配器31m之间。VI传感器也可以连接在匹配器31m与高频电极之间。例如，VI传感器可以连接在从匹配器31m朝向偏置电极延伸的电气路径与从匹配器32m朝向偏置电极延伸的电气路径的合流点与偏置电极之间。或者，VI传感器可以连接在该合流点与匹配器31m之间。VI传感器也可以是匹配器31m的一部分。
各波形周期CY的多个相位期间SP各自用的源频率可以根据电压V、电流I和电压V与电流I之间的相位差θ来变更，使得高频电源31的负载侧的阻抗接近匹配点。此外，匹配器31m的可变阻抗可以根据电压V、电流I和相位差θ来调整，使得高频电源31的负载侧的阻抗Z接近匹配点。另外，在源高频电力RF的供电路径的特征阻抗为50Ω的情况下，匹配点的实电阻分量为50Ω，相位差θ为0°。
以下，参照图9，对控制一个例示的实施方式的源高频电力的源频率的方法进行说明。图9是一个例示的实施方式的控制源高频电力的源频率的方法的流程图。图9所示的方法MT开始于步骤STa或步骤STb。在步骤STa，将偏置能量BE的脉冲BEP施加到等离子体处理装置1的基片支承部11的偏置电极。偏置能量BE的脉冲BEP在多个脉冲期间PP的各个中被施加到偏置电极。
在步骤STb，为了在腔室内生成等离子体，从高频电源(例如，高频电源31)供给源高频电力RF。如图3的(a)、图3的(b)、图4的(a)和图4的(b)所例示的那样供给源高频电力RF。
在步骤STc，设定在多个重叠期间OP各自所包含的多个波形周期CY的各个中的多个相位期间SP的各个中使用的源高频电力RF的源频率。在脉冲间反馈中，根据源高频电力的反射程度的变化调整重叠期间OP(k)内的波形周期CY(m)内的相位期间SP(k，m，n)中的源频率。在脉冲间反馈中，通过在重叠期间OP(k)之前的两个以上的重叠期间各自中的波形周期CY(m)内的对应的相位期间SP(n)使用互相不同的源频率来确定反射程度(例如，反射波的功率水平Pr)的变化。关于脉冲间反馈，参照上述说明。
以下，参照图10的(a)～图10的(d)。图10的(a)～图10的(d)分别是偏置能量的又一例的时序图。在一实施方式中，多个重叠期间OP可以包括第一个～第Ka个重叠期间OP(1)～OP(Ka)。这里，Ka是2以上的自然数。
高频电源31可以在重叠期间OP(1)～OP(Ka)各自所包含的多个波形周期CY中的第一个～第Ma个波形周期CY(1)～CY(Ma)的各个中进行初始处理。这里，Ma是自然数。在初始处理中，可以使用包含波形周期CY(1)～CY(Ma)各自用的多个频率集的频率集组，该频率集组所包含的多个频率集可以互相不同。此外，可以使用重叠期间OP(1)～OP(Ka)各自用的多个频率集组，这些多个频率集组可以互相不同。另外，多个频率集和多个频率集组可以存储于控制部2或者控制部30c的存储部。
高频电源31可以在重叠期间OP(1)～OP(Ka)的各个中，在多个波形周期CY中的波形周期CY(Ma)之后进行上述的脉冲内反馈。即，高频电源31可以在重叠期间OP(1)～OP(Ka)各自所包含的波形周期CY(Ma+1)～CY(M)中进行上述的脉冲内反馈。
在一实施方式中，多个重叠期间OP还可以包括从第(Ka+1)个到第Kb个重叠期间OP(Ka+1)～OP(Kb)。这里，Kb是(Ka+1)以上的自然数，也可以满足Kb＝Ka+1。
高频电源31可以在重叠期间OP(Ka+1)～OP(Kb)各自所包含的多个波形周期CY中的第一个～第Mb1个波形周期CY(1)～CY(Mb1)的各个中进行上述的初始处理。这里，Mb1是自然数。Mb1和Ma可以满足Mb1<Ma。
高频电源31可以在重叠期间OP(Ka+1)～OP(Kb)各自所包含的多个波形周期CY中的第(Mb1+1)个～第Mb2个波形周期CY(Mb1+1)～CY(Mb2)中进行上述的脉冲间反馈。这里，Mb2是满足Mb2>Mb1的自然数。
高频电源31可以在重叠期间OP(Ka+1)～OP(Kb)的各个中，在波形周期CY(Mb2)之后进行上述的脉冲内反馈。即，高频电源31可以在重叠期间OP(Ka+1)～OP(Kb)各自所包含的波形周期CY(Mb2+1)～CY(M)中进行上述的脉冲内反馈。
此外，高频电源31可以在第(Kb+1)个～最后的重叠期间OP(Kb+1)～OP(K)各自所包含的第一个～第Mc个波形周期CY(1)～CY(Mc)中进行上述的脉冲间反馈。这里，Mc是自然数。此外，高频电源31可以在重叠期间OP(Kb+1)～OP(K)的各个中，在波形周期CY(Mc)之后进行上述的脉冲内反馈。即，高频电源31可以在重叠期间OP(Kb+1)～OP(K)各自所包含的波形周期CY(Mc+1)～CY(M)中进行上述的脉冲内反馈。
在一实施方式中，高频电源31可以在从第二个到最后的重叠期间OP(2)～OP(K)的至少一个重叠期间中，将波形周期CY(MF)内的相位期间SP(n)中的源频率设定为该至少一个重叠期间的前一个重叠期间所包含的最后的波形周期CY(M)内的同一相位期间SP(n)的源频率。波形周期CY(MF)是该至少一个重叠期间内的多个波形周期CY中的最初应用脉冲内反馈的波形周期。或者，高频电源31可以在该至少一个重叠期间中，将波形周期CY(MF)内的相位期间SP(n)中的源频率设定为包含该至少一个重叠期间的前一个重叠期间所包含的最后的波形周期CY(M)的两个以上的波形周期的同一相位期间SP(n)的源频率的平均值。该两个以上的波形周期可以是该至少一个重叠期间的前一个重叠期间所包含的波形周期CY(M-ML+1)～CY(M)。这里，ML是该两个以上的波形周期的个数。
在一实施方式中，上述Ma、Mb1、Mb2、和Mc分别可以是事先设定的值。即，应用初始处理的波形周期的个数即Ma和Mb1、以及应用脉冲间反馈的波形周期的个数即Mb2和Mc可以事先设定。
或者，高频电源31可以构成为：在进行初始处理时反映反射程度的监控值进入指定的范围内时，结束该初始处理。此外，高频电源31可以构成为：在进行脉冲间反馈时反映反射程度的监控值进入指定的范围内时，结束该初始处理。
作为监控值，可以使用一个以上的测定值。或者，作为监控值，可以使用一个以上的测定值各自的同一相位期间中的平均值的波形周期间的变化量(变化率或差)。或者，作为监控值，可以使用一个以上的测定值各自的几个周期量的波形周期的同一相位期间中的平均值的随时间的变化量(变化率或差)。或者，作为监控值，可以使用一个以上的测定值各自的同一相位期间中的平均值的波形周期间的变化量(变化率或差)。或者，作为监控值，可以使用一个以上的测定值各自的一个以上的波形周期中的偏差或者一个以上的测定值各自的几个周期量的波形周期的同一相位期间中的偏差。一个以上的测定值可以包括反射波的功率水平Pr、上述的反射率、电压V与电流I的相位差θ、阻抗Z、偏置电极的Vpp(峰-峰值电压)、偏置电极的自偏置电压Vdc以及等离子体的发光状态中的一个以上。
以上，对各种例示的实施方式进行了说明，但不限于上述例示的实施方式，可以进行各种追加、省略、置换和变更。此外，可以将不同的实施方式中的要素组合而形成其他实施方式。
如上所述，在另一实施方式中，等离子体处理装置可以是电感耦合型的等离子体处理装置、ECR等离子体处理装置、螺旋波激励等离子体处理装置或表面波等离子体处理装置。在任一等离子体处理装置中，源高频电力RF都用于等离子体的生成，在多个波形周期CY的多个相位期间SP使用的源频率如上面关于等离子体处理装置1描述的那样进行调整。
此外，在脉冲内反馈中，相位期间SP(k，m，n)中的源高频电力RF的源频率可以根据在重叠期间OP(k)内在波形周期CY(k，m)之前的两个以上的波形周期CY各自中的对应的相位期间SP(n)使用互相不同的源高频电力RF的源频率而得到的两个以上的反射程度(例如，功率水平Pr)来求出，作为使反射程度最小化的频率。使反射程度最小化的频率也可以通过使用该互相不同的频率的各个和对应的反射程度的最小二乘法来求出。
此外，在脉冲间反馈中，源频率f(k，m，n)可以根据通过在重叠期间OP(k)之前的两个以上的重叠期间OP内的波形周期CY(m)内的对应的相位期间SP(n)使用互相不同的源高频电力RF的源频率而得到的两个以上的反射程度(例如，功率水平Pr)来求出，作为使反射程度最小化的频率。使反射程度最小化的频率也可以通过使用该互相不同的频率的各个和对应的反射程度的最小二乘法来求出。
此外，本公开包括以下进一步的实施方式E1-E9。
[E1]
一种等离子体处理装置，其特征在于，具备：
腔室；
基片支承部，具有偏置电极，设置在所述腔室内；
高频电源，构成为为了在前述腔室内生成等离子体而产生高频电力；
偏置电源，构成为在多个脉冲期间的各个中将偏置能量的脉冲施加到偏置电极；
传感器，构成为输出从前述高频电源的负载返回的前述高频电力的反射波；和
控制部，构成为控制前述高频电源，
前述偏置电源构成为：在前述多个脉冲期间各自中的多个周期的各个中，将前述偏置能量施加到前述偏置电极，
前述控制部构成为：设定在前述多个脉冲期间供给前述高频电力的期间即多个重叠期间各自中所包含的多个周期各自中的多个相位期间各自中的前述高频电力的频率，
前述控制部构成为：根据在前述多个重叠期间中的第k个重叠期间之前的两个以上的重叠期间各自中的第m个周期内的对应的相位期间使用互相不同的前述高频电力的频率的情况下从前述传感器输出的前述反射波的功率水平的变化，来调整在前述多个重叠期间中的该第k个重叠期间内的第m个周期内的第n个相位期间中的前述高频电力的频率。
[E2]
根据实施方式E1的等离子体处理装置，其特征在于：
前述两个以上的重叠期间包括第一重叠期间和该第一重叠期间之后的第二重叠期间，
前述控制部构成为：在通过将从前述第一重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率的减少和增加中的一方的频移施加到前述第二重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率而前述反射波的功率水平减少的情况下，将前述第k个重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率设定为相对于前述第二重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率具有前述一方的频移的频率。
[E3]
根据实施方式E2的等离子体处理装置，其特征在于：
前述控制部构成为：在通过将前述第k个重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率设定为相对于前述第二重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率具有前述一方的频移的前述频率而前述反射波的功率水平增加的情况下，将前述多个重叠期间内的前述第k个重叠期间之后的第三重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的频率设定为前述第二重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的频率与前述第k个重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的频率之间的中间频率。
[E4]
根据实施方式E3的等离子体处理装置，其特征在于：
前述控制部构成为：在前述第三重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间使用了前述中间频率的情况下的前述反射波的功率水平大于阈值的情况下，将前述多个重叠期间中的前述第三重叠期间之后的第四重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的频率设定为相对于前述中间频率具有另一方的频移的频率，前述另一方的频移具有比前述一方的频移的量的绝对值大的绝对值的量。
[E5]
根据实施方式E2的等离子体处理装置，其特征在于：
前述第k个重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率的前述一方的频移的量的绝对值大于前述第二重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率的前述一方的频移的量的绝对值。
[E6]
根据实施方式E1的等离子体处理装置，其特征在于：
前述两个以上的重叠期间包括第一重叠期间和该第一重叠期间之后的第二重叠期间，
前述控制部构成为：在通过将从前述第一重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率的减少和增加中的一方的频移施加到前述第二重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率而前述反射波的功率水平增加的情况下，将前述第k个重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率设定为相对于前述第二重叠期间内的前述第m个周期内的前述第n个相位期间中的前述高频电力的前述频率具有另一方的频移的频率。
[E7]
根据实施方式E1-E6中任一项的等离子体处理装置，其特征在于：
前述偏置能量是具有规定前述多个周期的偏置频率的高频电力，包括在由该偏置频率规定的前述多个周期的各个中施加到前述偏置电极的电压的脉冲。
[E8]
一种控制高频电力的频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在多个脉冲期间的各个中，将偏置能量的脉冲施加到设置在等离子体处理装置的腔室内的基片支承部的偏置电极，该偏置能量的脉冲包括在前述多个脉冲期间的各个中的多个周期的各个中施加到前述偏置电极的偏置能量；
为了在前述腔室内生成等离子体而从高频电源供给前述高频电力；以及
设定在前述多个脉冲期间供给前述高频电力的期间即多个重叠期间各自所包含的多个周期各自中的多个相位期间各自中的前述高频电力的频率，
前述多个重叠期间中的第k个重叠期间内的第m个周期内的第n个相位期间中的前述高频电力的频率，根据在前述多个重叠期间中的该第k个重叠期间之前的两个以上的重叠期间各自中的第m个周期内的对应的相位期间使用互相不同的前述高频电力的频率的情况下的前述高频电力的反射波的功率水平的变化来调整。
从以上的说明可理解，本公开的各种实施方式以说明的目的在本说明书中进行了说明，可以在不脱离本公开的范围和主旨的情况下进行各种变更。因此，本说明书所公开的各种实施方式并不意图限定，真正的范围和主旨通过所附的权利要求来表示。
符号说明
1…等离子体处理装置、10…等离子体处理腔室、11…基片支承部、31…高频电源、32…偏置电源、31s…传感器、30c…控制部。

Claims (13)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
基片支承部，具有偏置电极，设置在所述腔室内；
高频电源，构成为为了在所述腔室内生成等离子体而产生源高频电力；和
偏置电源，构成为在多个脉冲期间的各个中，将偏置能量的脉冲施加到偏置电极，
所述偏置电源构成为：在所述多个脉冲期间的各个中，将具有波形周期的所述偏置能量周期性地施加到所述偏置电极，
所述高频电源构成为：
设定分别与所述多个脉冲期间重叠的多个重叠期间各自所包含的所述偏置能量的多个波形周期各自中的多个相位期间各自中的所述源高频电力的源频率，
所述高频电源构成为进行脉冲间反馈：
根据在所述多个重叠期间中的第k个重叠期间之前的两个以上的重叠期间各自中的第m个波形周期内的第n个相位期间使用互相不同的所述源频率的情况下的所述源高频电力的反射程度的变化，来调整所述多个重叠期间中的该第k个重叠期间内的所述偏置能量的该第m个波形周期内的该第n个相位期间中的所述源频率。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述两个以上的重叠期间包括第(k-K1)个重叠期间和第(k-K2)个重叠期间，这里，K1和K2是满足K1>K2的自然数，
所述脉冲间反馈包括：
在通过将从所述第(k-K1)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率的减少和增加中的一方的频移施加到所述第(k-K2)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率而所述反射程度降低的情况下，将所述第k个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率设定为相对于所述第(k-K2)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率具有所述一方的频移的频率。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述脉冲间反馈还包括：
在通过将所述第k个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率设定为相对于所述第(k-K2)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率具有所述一方的频移的所述频率而所述反射程度增大的情况下，将所述多个重叠期间中的所述第k个重叠期间之后的第(k+K3)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率设定为所述第(k-K2)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率与所述第k个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率之间的中间频率。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述脉冲间反馈还包括：
在所述第(k+K3)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间使用所述中间频率的情况下的所述反射程度大于阈值的情况下，将所述多个重叠期间中的所述第(k+K3)个重叠期间之后的重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率设定为相对于所述中间频率具有另一方的频移的频率，所述另一方的频移具有比所述一方的频移的量的绝对值大的绝对值的量。
5.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述第k个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率的所述一方的频移的量的绝对值大于所述第(k-K2)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率的所述一方的频移的量的绝对值。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述两个以上的重叠期间包括第(k-K1)个重叠期间和第(k-K2)个第二重叠期间，这里，K1和K2是自然数且K1＞K2，
所述脉冲间反馈包括：
在通过将从所述第(k-K1)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率的减少和增加中的一方的频移施加到所述第(k-K2)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率而所述反射程度增大的情况下，将所述第k个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率设定为相对于所述第(k-K2)个重叠期间内的所述第m个波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率具有另一方的频移的频率。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述偏置能量是具有所述波形周期的时间长度的倒数即偏置频率的偏置高频电力，包括在各自具有该偏置频率的倒数即时间长度的所述多个波形周期的各个中施加到所述偏置电极的电压的脉冲。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述多个重叠期间包括第一个～第Ka个重叠期间，这里，Ka为2以上的自然数，
所述高频电源还构成为：
在所述第一个～所述第Ka个重叠期间各自所包含的所述多个波形周期中的第一个～第Ma个波形周期的各个中，进行将所述多个相位期间中的所述源频率分别设定为预先准备的频率集中所包含的多个频率的初始处理，
在所述第一个～所述第Ka个重叠期间的各个中，在所述多个波形周期中的第Ma个波形周期之后，进行根据在所述第m个波形周期之前的两个以上的波形周期各自中的第n个相位期间使用互相不同的所述源频率的情况下的所述源高频电力的反射程度的变化来调整该第m个波形周期内的该第n个相位期间中的所述源频率的脉冲内反馈。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述多个重叠期间还包括第(Ka+1)个～第Kb个重叠期间，这里，Kb是(Ka+1)以上的自然数，
所述高频电源构成为：
在所述第(Ka+1)个～所述第Kb个重叠期间各自所包含的所述多个波形周期中的第一个～第Mb1个波形周期的各个中进行所述初始处理，
在所述第(Ka+1)个～所述第Kb个重叠期间各自所包含的所述多个波形周期中的第(Mb1+1)个～第Mb2个的波形周期中进行所述脉冲间反馈，
在所述第(Ka+1)个～所述第Kb个重叠期间的各个中，在所述第Mb2个波形周期之后进行所述脉冲内反馈，
这里，所述Mb1和所述Ma满足Mb1＜Ma。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述高频电源构成为：
在所述多个重叠期间中的第(Kb+1)个～最后的重叠期间各自所包含的所述多个波形周期中的第一个～第Mc个波形周期中进行所述脉冲间反馈，
在所述第(Kb+1)个～所述最后的重叠期间的各个中，在所述第Mc个波形周期之后进行所述脉冲内反馈。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述高频电源构成为：
在所述多个重叠期间中的第二个～最后的重叠期间的至少一个重叠期间中，将所述多个波形周期中的最初应用所述脉冲内反馈的波形周期内的所述第n个相位期间中的所述源频率设定为所述多个重叠期间中的该至少一个重叠期间的前一个重叠期间所包含的多个波形周期中的最后的波形周期内的所述第n个相位期间的所述源频率或者包含该最后的波形周期的两个以上的波形周期的所述第n个相位期间的所述源频率的平均值。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述高频电源构成为：
在进行所述初始处理时反映所述反射程度的监控值进入到指定的范围内时，结束该初始处理。
13.一种控制源高频电力的源频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在多个脉冲期间的各个中，将偏置能量的脉冲施加到设置在等离子体处理装置的腔室内的基片支承部的偏置电极，该偏置能量具有波形周期，在所述多个脉冲期间的各个中被周期性地施加到所述偏置电极；
为了在所述腔室内生成等离子体，从高频电源供给所述源高频电力；以及
设定分别与所述多个脉冲期间重叠的多个重叠期间各自所包含的所述偏置能量的多个波形周期各自中的多个相位期间各自中的所述源高频电力的源频率，
所述多个重叠期间中的第k个重叠期间内的所述偏置能量的第m个波形周期内的第n个相位期间中的所述源频率，根据在所述多个重叠期间中的该第k个重叠期间之前的两个以上的重叠期间各自中的该第m个波形周期内的该第n个相位期间使用互相不同的所述源频率的情况下的所述源高频电力的反射程度的变化来调整。
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