KR102375578B1 - 플라즈마 처리 장치의 임피던스 정합을 위한 방법 - Google Patents

Abstract

플라즈마 처리 장치의 제 1 정합기 및 제 2 정합기의 정합 동작을 비교적 간단하게 실현한다. 일실시 형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치의 제 1 고주파 전원 및 제 2 고주파 전원의 각각이, 연속파, 변조파 및 이중 변조파를 선택적으로 출력한다. 일실시 형태의 방법에서는, 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스를 결정하는 제 1 평균값 및 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스를 결정하는 제 2 평균값이, 제 1 고주파 전원으로부터 출력되는 제 1 고주파와 제 2 고주파 전원으로부터 출력되는 제 2 고주파에 따라, 2 개의 평균화 방법 중 어느 것을 이용하여 구해진다. 이들 제 1 평균값 및 제 2 평균값에 기초하여 제 1 정합기 및 제 2 정합기에 의한 임피던스 정합이 행해진다.

Description

플라즈마 처리 장치의 임피던스 정합을 위한 방법 {METHOD FOR IMPEDANCE MATCHING OF PLASMA PROCESSING APPARATUS}

본 개시의 실시 형태는, 플라즈마 처리 장치의 임피던스 정합을 위한 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 피처리체에 대한 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭이 행해진다. 플라즈마 처리에는 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다.

플라즈마 처리 장치는, 일반적으로, 챔버 본체, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 고주파 전원, 제 1 정합기, 제 2 고주파 전원 및 제 2 정합기를 구비하고 있다. 챔버 본체는 그 내부 공간을 챔버로서 제공하고 있다. 제 1 전극 및 제 2 전극은 그들 사이에 챔버 내의 공간이 개재하도록 배치되어 있다. 제 2 전극은 하부 전극이며 피가공물이 그 위에 배치되는 배치대에 포함되어 있다. 제 1 고주파 전원은 플라즈마 생성용의 제 1 고주파를 발생시킨다. 제 1 고주파는 제 1 전극 및 제 2 전극 중 일방에 공급된다. 제 2 고주파 전원은 이온 인입용의 제 2 고주파를 발생시킨다. 제 2 고주파는 제 2 전극에 공급된다. 플라즈마 처리 장치에서는, 제 1 고주파 전원의 출력 임피던스와 그 부하측의 임피던스를 정합시키기 위하여, 제 1 정합기의 가변 리액턴스 소자가 조정된다. 또한, 제 2 고주파 전원의 출력 임피던스와 그 부하측의 임피던스를 정합시키기 위하여, 제 2 정합기의 가변 리액턴스 소자가 조정된다. 플라즈마 처리 장치에서는, 챔버에 공급된 가스가 제 1 전극과 제 2 전극의 사이에 발생하는 고주파 전계에 의해 해리되고, 이온 또는 라디칼과 같은 활성종에 의해 피가공물이 처리된다.

플라즈마 처리 장치에서는, 제 1 고주파 전원 및 제 2 고주파 전원 중 적어도 일방의 고주파 전원으로부터, 그 레벨이 변조된 고주파가 공급되는 경우가 있다. 즉, 교호의 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 레벨보다 타방의 기간의 레벨이 낮아지도록 그 레벨이 변조된 변조파가 이용되는 경우가 있다. 플라즈마 처리 장치에 있어서 고주파를 이용하는 기술에 대해서는, 하기의 특허 문헌 1 ∼ 3에 기재되어 있다.

일본 특허공개공보 2009-071292호 일본 특허공개공보 2009-033080호 일본 특허공개공보 2012-009544호

플라즈마 처리 장치에서는, 제 1 고주파 전원으로부터 출력되는 제 1 고주파와 제 2 고주파 전원으로부터 출력되는 제 2 고주파의 조합으로서, 다양한 조합을 생각할 수 있다. 예를 들면, 제 1 조합에서는, 제 1 고주파가 변조파이며 제 2 고주파가 연속파이다. 제 2 조합에서는, 제 1 고주파가 연속파이며 제 2 고주파가 변조파이다. 제 3 조합에서는, 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 쌍방이 변조파이다. 제 3 조합에서는, 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 변조 주파수가 동일한 경우도 있고, 서로 상이한 경우도 있다.

상술한 바와 같이, 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 조합으로서 다수의 조합이 하나의 플라즈마 처리 장치에 있어서 선택적으로 이용되는 경우에는, 제 1 정합기 및 제 2 정합기의 각각의 정합 동작을 위한 임피던스의 연산이 복잡화된다. 따라서, 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 다양한 조합에 대하여, 제 1 정합기 및 제 2 정합기의 정합 동작을 위한 비교적 단순한 임피던스의 연산을 실현하는 것이 요구된다.

일태양에 있어서는, 플라즈마 처리 장치의 임피던스 정합을 위한 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 본체, 제 1 전극 및 제 2 전극, 제 1 고주파 전원, 제 2 고주파 전원, 제 1 급전 라인, 제 2 급전 라인, 제 1 정합기 및 제 2 정합기를 구비하고 있다. 제 1 전극 및 제 2 전극은, 그들 사이에 챔버 본체 내의 공간이 개재하도록 마련되어 있다. 제 1 고주파 전원은, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파를 출력하는 전원이다. 제 1 고주파는 제 1 기본 주파수를 가진다. 제 2 고주파 전원은, 이온 인입용의 제 2 고주파를 출력하는 전원이다. 제 2 고주파는 제 1 기본 주파수보다 낮은 제 2 기본 주파수를 가진다. 제 1 급전 라인은, 제 1 전극 또는 제 2 전극과 제 1 고주파 전원을 전기적으로 접속한다. 제 2 급전 라인은, 제 2 전극과 제 2 고주파 전원을 전기적으로 접속한다. 제 1 정합기는, 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스를 조정하도록 구성되어 있다. 제 2 정합기는, 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스를 조정하도록 구성되어 있다.

제 1 고주파 전원은, 제 1 고주파로서, 제 1 기본 주파수를 가지는 제 1 연속파, 제 1 변조파 및 제 1 이중 변조파 중 하나를 선택적으로 출력하도록 구성되어 있다. 제 1 변조파는, 제 1 변조를 이용하여, 제 1 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 변조함으로써 생성된다. 제 1 변조는, 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 레벨이 당해 2 개의 기간 중 타방의 기간에 있어서의 레벨보다 높아지도록 연속파의 레벨을 변조하는 변조이다. 제 1 이중 변조파는, 제 2 변조를 이용하여, 제 1 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 변조함으로써 생성된다. 제 2 변조는, 제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간과 당해 제 1 변조 주파수보다 낮은 제 2 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간이 중복되는 기간에 있어서의 레벨이 당해 제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 타방의 기간 및 당해 제 2 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 타방의 기간에 있어서의 레벨보다 높아지도록 연속파의 레벨을 변조하는 변조이다. 제 2 고주파 전원은, 제 2 고주파로서, 제 2 기본 주파수를 가지는 제 2 연속파, 제 2 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 제 1 변조를 이용하여 변조함으로써 생성되는 제 2 변조파, 제 2 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 제 2 변조를 이용하여 변조함으로써 생성되는 제 2 이중 변조파 중 하나를 선택적으로 출력하도록 구성되어 있다.

일태양과 관련된 방법은, (i) 평균화 처리를 실행하는 공정이며, 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 제 1 평균값, 또는, 제 1 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값을 포함하는 제 1 평균값군 및 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 제 2 평균값, 또는, 제 2 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값을 포함하는 제 2 평균값군을 구하는, 당해 공정과, (ii) 제 1 이동 평균값 및 제 2 이동 평균값을 구하는 공정이며, 당해 제 1 이동 평균값은, 평균화 처리를 실행하는 공정의 실행에 의해 구해진 소정 개의 제 1 평균값 또는 소정 개의 제 1 평균값군으로부터 구해지는 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 이동 평균값이며, 제 2 이동 평균값은, 평균화 처리를 실행하는 공정의 실행에 의해 구해진 소정 개의 제 2 평균값 또는 소정 개의 제 2 평균값군으로부터 구해지는 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 이동 평균값인, 당해 공정과, (iii) 제 1 이동 평균값 및 제 2 이동 평균값을 정합 포인트에 근접시키도록, 제 1 정합기의 가변 리액턴스 소자 및 제 2 정합기의 가변 리액턴스 소자를 조정하는 공정을 포함한다.

제 1 고주파 및 제 2 고주파의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가, 제 1 고주파 전원 및 제 2 고주파 전원 중 일방의 고주파 전원으로부터 출력되는 고주파의 생성에 있어서만 이용되고 있는 경우에, 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 당해 일방의 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 평균값을 구하고, 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간의 쌍방에 있어서의 복수의 시점에서의 타방의 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 평균값을 구함으로써, 제 1 평균값 및 제 2 평균값이 구해지거나, 혹은, 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의, 제 1 급전 라인 및 제 2 급전 라인 중 당해 일방의 고주파 전원으로부터의 고주파의 전송에 이용되는 일방의 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값을 구하고, 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간의 쌍방에 있어서의 복수의 시점에서의 타방의 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값을 구함으로써, 제 1 평균값군 및 제 2 평균값군이 구해진다.

제 1 고주파 및 제 2 고주파의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 당해 제 1 고주파 및 당해 제 2 고주파의 생성에 있어서 공용되고 있는 경우에, 당해 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 제 1 고주파의 변조 주기 중의 2 개의 기간중 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 제 1 평균값이 구해지고, 당해 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 제 2 고주파의 변조 주기 중의 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 제 2 평균값이 구해지거나, 혹은, 당해 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 제 1 고주파의 변조 주기 중의 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 제 1 급전 라인상의 전압 및 전류로부터 제 1 평균값군이 구해지고, 당해 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 제 2 고주파의 변조 주기 중의 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 제 2 급전 라인상의 전압 및 전류로 제 2 평균값군이 구해진다.

일태양과 관련된 방법에서는, 소정 개의 제 1 평균값 또는 소정 개의 제 1 평균값군으로부터 제 1 이동 평균값이 구해지고, 소정 개의 제 2 평균값 또는 소정 개의 제 2 평균값군으로부터 제 2 이동 평균값이 구해진다. 제 1 정합기의 가변 리액턴스 소자의 조정은 제 1 이동 평균값에 기초하여 행해지고, 제 2 정합기의 가변 리액턴스 소자의 조정은, 제 2 이동 평균값에 기초하여 행해진다. 이 방법에서는, 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 생성에 있어서 공용되고 있는지 여부에 따라, 제 1 평균값 또는 제 1 평균값군 및 제 2 평균값 또는 제 2 평균값군의 산출에 있어서 참조하는 기간에 관하여 상이한 선택을 행하는 2 개의 평균화 처리 중 하나가 선택적으로 이용된다. 즉, 제 1 고주파의 변조 및 제 2 고주파의 변조의 다양한 조합에 대하여, 2 개의 평균화 처리에 의해서만, 제 1 평균값 또는 제 1 평균값군 및 제 2 평균값 또는 제 2 평균값군이 구해진다. 따라서, 제 1 정합기 및 제 2 정합기의 정합 동작을 위한 비교적 단순한 임피던스의 연산이 실현된다.

일실시 형태에서는, 제 1 고주파 전원이 제 1 변조파를 출력하고, 제 2 고주파 전원이 제 2 이중 변조파를 출력하며, 제 1 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수와 제 2 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 제 1 변조 주파수가 동일한 경우에, 제 2 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 제 2 변조 주파수로 규정되는 변조 주기에 포함되는 복수의 변조 주기로서, 제 1 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수에 의해 규정되는 당해 복수의 변조 주기 각각에 있어서의 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 당해 복수의 변조 주기 각각에 있어서의 제 1 급전 라인상의 전류의 복수의 평균값 및 전압의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값군이 구해진다. 이 실시 형태에 따르면, 제 1 평균값에 의해 나타나는 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스, 또는, 제 1 평균값군에 의해 나타나는 제 1 급전 라인상의 전압 및 전류가 보다 고정밀도로 구해진다.

일실시 형태에서는, 제 1 고주파 전원이 제 1 이중 변조파를 출력하고, 제 2 고주파 전원이 제 1 이중 변조파와 동기한 제 2 변조파를 출력하며, 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 제 2 변조 주파수가 제 2 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수와 동일한 경우에, 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 제 2 변조 주파수로 규정되는 변조 주기에 포함되는 복수의 변조 주기로서, 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 제 1 변조 주파수에 의해 규정되는 당해 복수의 변조 주기의 각각에 있어서의 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 당해 복수의 변조 주기 각각에 있어서의 제 1 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값으로부터 제 1 평균값군이 구해진다. 이 실시 형태에 따르면, 제 1 평균값에 의해 나타나는 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스, 또는, 제 1 평균값군에 의해 나타나는 제 1 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값이 보다 고정밀도로 구해진다.

일실시 형태에서는, 제 1 고주파 전원이 제 1 이중 변조파를 출력하고, 제 2 고주파 전원이 제 1 이중 변조파와 동기한 제 2 변조파를 출력하며, 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되는 제 2 변조 주파수가 제 2 변조파의 생성에 이용된 변조 주파수와 동일한 경우에, 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 제 2 변조 주파수에 의해 규정되는 변조 주기 내의 2 개의 기간 중 일방의 기간과 제 2 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수에 의해 규정되는 대응의 변조 주기 내의 2 개의 기간 중 일방의 기간이 중복되는 기간에 있어서의, 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 제 2 변조 주파수에 의해 규정되는 변조 주기 내의 2 개의 기간 중 일방의 기간과 제 2 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수에 의해 규정되는 대응의 변조 주기 내의 2 개의 기간 중 일방의 기간이 중복되는 기간에 있어서의, 제 1 급전 라인상의 전압 및 전류로부터 제 1 평균값군이 구해진다.

일실시 형태에서는, 제 1 고주파는, 제 1 변조에 이용되는 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간, 또는, 제 2 변조에 이용되는 제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간에 포함되는 다른 복수의 기간에 있어서 상이한 레벨을 가지도록 변조된다. 이 실시 형태에서는, 당해 복수의 기간 각각에 있어서의 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 당해 복수의 기간 각각에 있어서의 제 1 급전 라인상의 전압의 복수의 평균값 및 전류의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값군이 구해진다. 이 실시 형태에 따르면, 제 1 고주파의 레벨이, 변조 주기 중의 2 개의 기간 중 일방의 기간 중에서 변경되어도, 제 1 평균값에 의해 나타나는 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스, 또는, 제 1 평균값군에 의해 나타나는 제 1 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값이 보다 고정밀도로 구해진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 다양한 조합에 대하여, 제 1 정합기 및 제 2 정합기의 정합 동작을 위한 비교적 단순한 임피던스의 연산이 실현된다.

도 1은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 임피던스 정합을 위한 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 방법이 적용될 수 있는 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 3은 제 1 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.
도 4는 제 2 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.
도 5는 제 3 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.
도 6은 제 4 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.
도 7은 제 5 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.
도 8은 제 6 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.
도 9는 제 7 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.
도 10은 제 1 고주파 전원의 구성과 제 1 정합기의 구성을 예시하는 도이다.
도 11은 제 1 정합기의 임피던스 센서의 구성을 예시하는 도이다.
도 12는 제 2 고주파 전원의 구성과 제 2 정합기의 구성을 예시하는 도이다.
도 13은 제 2 정합기의 임피던스 센서의 구성을 예시하는 도이다.
도 14는 제 1 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.
도 15는 제 2 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.
도 16은 제 3 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.
도 17은 제 4 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.
도 18은 제 5 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.
도 19는 제 6 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.
도 20은 제 7 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.
도 21은 제 7 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 변형예를 나타내는 도이다.
도 22는 제 7 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 다른 변형예를 나타내는 도이다.

이하, 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.

도 1은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 임피던스 정합을 위한 방법을 나타내는 순서도이다. 도 1에 나타내는 방법(MT)은, 플라즈마 처리 장치의 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스 및 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 일치시키거나 또는 근접시키기 위한 방법이다.

도 2는, 도 1에 나타내는 방법이 적용될 수 있는 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 2에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는 챔버 본체(10)를 구비하고 있다. 챔버 본체(10)는 대략 원통 형상을 가지고 있다. 챔버 본체(10)는 그 내부 공간을 챔버(10c)로서 제공하고 있다. 챔버 본체(10)는 알루미늄과 같은 재료로 형성되어 있다. 챔버 본체(10)의 내벽면에는 양극 산화 처리가 실시되어 있다. 또한, 챔버 본체(10)는 접지되어 있다.

챔버 본체(10)의 바닥부 상에는 절연판(12)이 마련되어 있다. 절연판(12)은 예를 들면 세라믹으로 형성되어 있다. 이 절연판(12) 상에는 지지대(14)가 마련되어 있다. 지지대(14)는 대략 원기둥 형상을 가지고 있다. 이 지지대(14) 상에는 서셉터(16)가 마련되어 있다. 서셉터(16)는 알루미늄과 같은 도전성의 재료로 형성되어 있으며, 하부 전극, 즉, 제 2 전극을 구성하고 있다.

서셉터(16) 상에는 정전 척(18)이 마련되어 있다. 정전 척(18)은 절연층 및 당해 절연층 내에 마련된 전극(20)을 가지고 있다. 정전 척(18)의 전극(20)에는 스위치(22)를 개재하여 직류 전원(24)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척(18)은 직류 전원(24)으로부터의 직류 전압에 의해 정전 흡착력을 발생시키고, 당해 정전 척(18) 상에 배치된 피가공물(W)을 정전 흡착력에 의해 유지하도록 되어 있다. 피가공물(W)은, 예를 들면, 웨이퍼와 같이 대략 원반 형상을 가질 수 있다. 정전 척(18)의 주위, 또한, 서셉터(16) 상에는, 포커스 링(26)이 배치되어 있다. 또한, 서셉터(16) 및 지지대(14)의 외주면에는, 원통 형상의 내벽 부재(28)가 장착되어 있다. 이 내벽 부재(28)는, 예를 들면 석영으로 형성되어 있다.

지지대(14)의 내부에는 유로(30)가 형성되어 있다. 유로(30)는, 예를 들면, 연직 방향으로 연장되는 중심 축선에 대하여 소용돌이 형상으로 연장되어 있다. 이 유로(30)에는 챔버 본체(10)의 외부에 마련된 칠러 유닛으로부터 배관(32a)을 개재하여 냉매(cw)(예를 들면, 냉각수)가 공급된다. 유로(30)에 공급된 냉매(cw)는 배관(32b)을 통하여 칠러 유닛으로 회수된다. 이 냉매의 온도가 칠러 유닛에 의해 조정됨으로써, 피가공물(W)의 온도가 조정된다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 가스 공급 라인(34)을 통하여 공급되는 전열 가스(예를 들면, He 가스)가 정전 척(18)의 상면과 피가공물(W)의 이면의 사이에 공급되도록 되어 있다.

서셉터(16)에는 도체(44)(예를 들면, 급전 막대)가 접속되어 있다. 이 도체(44)에는 고주파 전원(36)(제 1 고주파 전원)이 정합기(40)(제 1 정합기)를 개재하여 접속되어 있으며, 고주파 전원(38)(제 2 고주파 전원)이 정합기(42)(제 2 정합기)를 개재하여 접속되고 있다. 고주파 전원(36)은 플라즈마 생성용의 제 1 고주파, 즉 고주파(RF1)를 출력한다. 고주파(RF1)는 제 1 기본 주파수, 즉 기본 주파수(f_B1)를 가지는 고주파이다. 기본 주파수(f_B1)는 예를 들면 100MHz이다. 고주파 전원(38)은, 플라즈마로부터 피가공물(W)에 이온을 인입하기 위한 제 2 고주파, 즉 고주파(RF2)를 출력한다. 고주파(RF2)는 제 2 기본 주파수, 즉 기본 주파수(f_B2)를 가지는 고주파이다. 기본 주파수(f_B2)는, 예를 들면 13.56MHz이다.

정합기(40) 및 도체(44)는 고주파 전원(36)으로부터의 고주파(RF1)를 서셉터(16)에 전송하는 제 1 급전 라인, 즉 급전 라인(43)의 일부를 구성하고 있다. 정합기(42) 및 도체(44)는 고주파 전원(38)으로부터의 고주파(RF2)를 서셉터(16)에 전송하는 제 2 급전 라인, 즉 급전 라인(45)의 일부를 구성하고 있다.

챔버 본체(10)의 천장부에는 제 1 전극, 즉 상부 전극(46)이 마련되어 있다. 상부 전극(46)과 서셉터(16)의 사이에는 플라즈마가 생성되는 챔버(10c) 내의 공간(PS)이 개재되어 있다. 상부 전극(46)은 천판(天板)(48) 및 지지체(50)를 포함하고 있다. 천판(48)에는 복수의 가스 분출 홀(48a)이 형성되어 있다. 천판(48)은, 예를 들면, Si, SiC와 같은 실리콘계의 재료로 형성되어 있다. 지지체(50)는 천판(48)을 착탈 가능하게 지지하는 부재이고, 알루미늄으로 형성되어 있으며, 그 표면에는 양극 산화처리가 실시되어 있다.

지지체(50)의 내부에는 가스 버퍼실(52)이 형성되어 있다. 또한, 지지체(50)에는 복수의 홀(50a)이 형성되어 있다. 복수의 홀(50a)은 가스 버퍼실(52)로부터 하방으로 연장되어, 가스 분출 홀(48a)에 연통하고 있다. 가스 버퍼실(52)에는 가스 공급관(54)을 개재하여 하나 이상의 가스 소스(56)가 접속되어 있다. 하나 이상의 가스 소스(56)는 매스플로우 컨트롤러와 같은 하나 이상의 유량 제어기(58) 중 대응의 유량 제어기 및 하나 이상의 밸브(60) 중 대응의 밸브를 개재하여, 가스 버퍼실(52)에 접속되어 있다. 하나 이상의 가스 소스(56)의 각각으로부터의 가스는, 대응의 유량 제어기(58)에 의해 그 유량이 조정된 후에, 가스 버퍼실(52)에 도입된다. 가스 버퍼실(52)에 도입된 가스는 복수의 가스 분출 홀(48a)로부터 공간(PS)으로 분출된다.

서셉터(16)와 챔버 본체(10)의 측벽의 사이 및 지지대(14)와 챔버 본체(10)의 측벽과의 사이에는, 평면에서 볼 때 환 형상의 공간이 형성되어 있으며, 당해 공간의 바닥부는 챔버 본체(10)의 배기구(62)에 연결되어 있다. 챔버 본체(10)의 바닥부에는 배기구(62)에 연통하는 배기관(64)이 접속되어 있다. 이 배기관(64)은 배기 장치(66)에 접속되어 있다. 배기 장치(66)는 압력 제어기 및 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프를 가지고 있다. 배기 장치(66)는 챔버(10c)를 감압한다. 또한, 챔버 본체(10)의 측벽에는 피가공물(W)의 반입 및 반출을 위한 통로(68)가 형성되어 있다. 챔버 본체(10)의 측벽에는 통로(68)를 개폐하기 위한 게이트 밸브(70)가 장착되어 있다.

플라즈마 처리 장치(1)는 주제어부(72)를 더 구비하고 있다. 주제어부(72)는, 예를 들면 컴퓨터 장치이며, 프로세서 및 메모리와 같은 기억 장치를 가지고 있다. 기억 장치에는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어(프로그램) 및 레시피 정보가 기억되어 있다. 주제어부(72)는, 당해 소프트웨어 및 레시피 정보에 따라, 플라즈마 처리 장치(1)의 각부(各部), 예를 들면, 고주파 전원(36, 38), 정합기(40, 42), 하나 이상의 유량 제어기(58), 하나 이상의 밸브(60), 배기 장치(66) 등의 개개의 동작 및 당해 플라즈마 처리 장치(1)의 장치 전체의 동작을 제어한다.

이 플라즈마 처리 장치(1)에 의한 플라즈마 처리 시에는, 먼저, 게이트 밸브(70)가 개방되어, 피가공물(W)이 통로(68)를 경유하여 챔버 본체(10) 내에 반입된다. 챔버 본체(10) 내에 반입된 피가공물(W)은 정전 척(18) 상에 배치된다. 이어서, 하나 이상의 가스 소스 중 선택된 가스 소스로부터의 가스가 챔버(10c)에 도입되고, 배기 장치(66)가 작동되어 챔버(10c)가 감압된다. 또한, 고주파 전원(36)으로부터의 고주파(RF1)가 서셉터(16)에 공급되고, 고주파 전원(38)으로부터의 고주파(RF2)가 서셉터(16)에 공급된다. 또한, 직류 전원(24)으로부터의 직류 전압이 정전 척(18)의 전극(20)에 인가되어, 피가공물(W)이 정전 척(18)에 의해 유지된다. 그리고, 챔버 본체(10) 내에 공급된 가스가 서셉터(16)와 상부 전극(46)의 사이에 형성된 고주파 전계에 의해 여기된다. 이와 같이 생성된 플라즈마로부터의 라디칼 및 이온 중 적어도 하나에 의해 피가공물(W)이 처리된다.

이하, 도 3 ∼ 도 9를 참조하여, 고주파 전원(36)으로부터 출력되는 고주파(RF1) 및 고주파 전원(38)으로부터 출력되는 고주파(RF2)에 대하여 설명한다. 도 3 ∼ 도 9는 각각, 제 1 ∼ 제 7 모드에 있어서 출력되는 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 예시하는 도이다.

플라즈마 처리 장치(1)에서는, 고주파 전원(36)은, 고주파(RF1)로서, 제 1 연속파(연속파(CW1)), 제 1 변조파(변조파(MW1)) 및 제 1 이중 변조파(이중 변조파(DW1)) 중 하나를 선택적으로 출력한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 연속파(CW1)는 기본 주파수(f_B1)를 가지고, 연속적으로 일정한 레벨(파워)을 가지는 고주파이다.

변조파(MW1)는, 기본 주파수(f_B1)를 가지는 연속파의 레벨을 제 1 변조에 의해 변조함으로써 생성되는 변조파이다. 제 1 변조는, 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(이하, 일방의 기간을 '고레벨 기간'이라고 하는 경우가 있음)에 있어서의 레벨(파워)이 당해 2 개의 기간 중 타방의 기간에 있어서의 레벨(파워)보다 높아지도록, 연속파의 레벨(파워)을 변조한다.

도 3, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 교호로 반복하는 2 개의 기간(P_1a, P_1b) 중 일방의 기간(P_1a)에 있어서의 변조파(MW1)의 레벨은 타방의 기간(P_1b)에 있어서의 당해 변조파(MW1)의 레벨보다 높아져 있다. 기간(P_1b)에 있어서의 변조파(MW1)의 레벨은 제로여도 된다. 또한, 변조파(MW1)의 변조 주파수(f_M1)는 변조 주기(P₁)의 역수(逆數)이며, 변조 주기(P₁)는 하나의 기간(P_1a)과 이에 연속하는 기간(P_1b)을 포함한다. 변조 주파수(f_M1)는 기본 주파수(f_B1)보다 낮은 주파수이다.

이중 변조파(DW1)는 기본 주파수(f_B1)를 가지는 연속파의 레벨을 제 2 변조에 의해 변조함으로써 생성되는 변조파이다. 제 2 변조는, 제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(이하, 일방의 기간을 '고레벨 기간'이라고 하는 경우가 있음)과 당해 제 1 변조 주파수보다 낮은 제 2 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(이하, 일방의 기간을 '고레벨 기간'이라고 하는 경우가 있음)이 중복되는 기간에 있어서의 레벨(파워)이 당해 제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 타방의 기간 및 당해 제 2 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 타방의 기간에 있어서의 레벨(파워)보다 높아지도록, 연속파(파워)의 레벨을 변조한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 교호로 반복하는 2 개의 기간(P_11a와 P_11b) 중 일방의 기간(P_11a) 및 교호로 반복하는 2 개의 기간(P_12a와 P_12b) 중 일방의 기간(P_12a)이 중복되는 기간에 있어서의 이중 변조파(DW1)의 레벨은, 기간(P_11b) 및 기간(P_12b)에 있어서의 이중 변조파(DW1)의 레벨보다 높아져 있다. 기간(P_11b) 및 기간(P_12b)에 있어서의 이중 변조파(DW1)의 레벨은 제로여도 된다. 또한, 이중 변조파(DW1)의 제 1 변조 주파수(f_D11)는 변조 주기(P₁₁)의 역수이며, 변조 주기(P₁₁)는, 하나의 기간(P_11a)과 이에 연속하는 기간(P_11b)을 포함한다. 이중 변조파(DW1)의 제 2 변조 주파수(f_D12)는, 변조 주기(P₁₂)의 역수이며, 변조 주기(P₁₂)는 하나의 기간(P_12a)과 이에 연속하는 기간(P_12b)을 포함한다. 제 2 변조 주파수(f_D12)는 제 1 변조 주파수(f_D11)보다 낮다. 또한, 제 1 변조 주파수(f_D11) 및 제 2 변조 주파수(f_D12)는 기본 주파수(f_B1)보다 낮은 주파수이다.

고주파 전원(38)은, 고주파(RF2)로서, 제 2 연속파(연속파(CW2)), 제 2 변조파(변조파(MW2)) 및 제 2 이중 변조파(이중 변조파(DW2)) 중 하나를 선택적으로 출력한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 연속파(CW2)는 기본 주파수(f_B2)를 가지는 연속파이다.

변조파(MW2)는, 기본 주파수(f_B2)를 가지는 연속파의 레벨을 제 1 변조에 의해 변조함으로써 생성되는 변조파이다. 도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 교호로 반복하는 2 개의 기간(P_2a, P_2b) 중 일방의 기간(P_2a)에 있어서의 변조파(MW2)의 레벨은 타방의 기간(P_2b)에 있어서의 당해 변조파(MW2)의 레벨보다 높아져 있다. 기간(P_2b)에 있어서의 변조파(MW2)의 레벨은 제로여도 된다. 또한, 변조파(MW2)의 변조 주파수(f_M2)는 변조 주기(P₂)의 역수이며, 변조 주기(P₂)는 하나의 기간(P_2a)과 이에 연속하는 기간(P_2b)을 포함한다. 변조 주파수(f_M2)는 기본 주파수(f_B2)보다 낮은 주파수이다.

이중 변조파(DW2)는 기본 주파수(f_B2)를 가지는 연속파의 레벨을 제 2 변조에 의해 변조함으로써 생성되는 변조파이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 교호로 반복하는 2 개의 기간(P_21a와 P_21b) 중 일방의 기간(P_21a) 및 교호로 반복하는 2 개의 기간(P_22a와 P_22b) 중 일방의 기간(P_22a)이 중복되는 기간에 있어서의 이중 변조파(DW2)의 레벨은 기간(P_21b) 및 기간(P_22b)에 있어서의 이중 변조파(DW2)의 레벨보다 높아져 있다. 기간(P_21b) 및 기간(P_22b)에 있어서의 이중 변조파(DW2)의 레벨은 제로여도 된다. 또한, 이중 변조파(DW2)의 제 1 변조 주파수(f_D21)는 변조 주기(P₂₁)의 역수이며, 변조 주기(P₂₁)는 하나의 기간(P_21a)과 이에 연속하는 기간(P_21b)을 포함한다. 이중 변조파(DW2)의 제 2 변조 주파수(f_D22)는 변조 주기(P₂₂)의 역수이며, 변조 주기(P₂₂)는 하나의 기간(P_22a)과 이에 연속하는 기간(P_22b)을 포함한다. 제 2 변조 주파수(f_D22)는 제 1 변조 주파수(f_D21)보다 낮다. 또한, 제 1 변조 주파수(f_D21) 및 제 2 변조 주파수(f_D22)는 기본 주파수(f_B2)보다 낮은 주파수이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 모드에 있어서, 고주파 전원(36)은 변조파(MW1)를 출력하고, 고주파 전원(38)은 연속파(CW2)를 출력한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 모드에 있어서, 고주파 전원(36)은 연속파(CW1)를 출력하고, 고주파 전원(38)은 변조파(MW2)를 출력한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 제 3 모드에 있어서, 고주파 전원(36)은 변조파(MW1)를 출력하고, 고주파 전원(38)은 변조파(MW2)를 출력한다. 제 3 모드에 있어서, 변조 주파수(f_M1)는 변조 주파수(f_M2)보다 높고, 예를 들면 10kHz 이상이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 제 4 모드에 있어서, 고주파 전원(36)은 변조파(MW1)을 출력하고, 고주파 전원(38)은 변조파(MW2)을 출력한다. 제 4 모드에 있어서, 변조 주파수(f_M1)와 변조 주파수(f_M2)는 동일하며, 예를 들면 10Hz 이상이다. 제 4 모드에 있어서, 변조파(MW1)와 변조파(MW2)는 동기하고 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 5 모드에 있어서, 고주파 전원(36)은 변조파(MW1)를 출력하고, 고주파 전원(38)은 변조파(MW2)를 출력한다. 제 5 모드에 있어서, 변조 주파수(f_M1)와 변조 주파수(f_M2)는 동일하며, 예를 들면 10Hz 이상이다. 제 5 모드에 있어서, 변조파(MW1)와 변조파(MW2)는 비동기이다. 즉, 변조파(MW1)의 변조 주기(P₁)와 변조파(MW2)의 변조 주기(P₂)의 사이에는 위상차가 있다. 일 예에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 변조 주기(P₁)의 도중에서부터 변조 주기(P₂)가 개시되고 있으며, 당해 변조 주기(P₁)의 종료 후에 당해 변조 주기(P₂)가 종료하고 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제 6 모드에 있어서, 고주파 전원(36)은 변조파(MW1)를 출력하고, 고주파 전원(38)은 이중 변조파(DW2)를 출력한다. 제 6 모드에 있어서, 변조 주파수(f_M1)와 제 1 변조 주파수(f_D21)는 동일하며, 예를 들면 10kHz 이상이다. 제 6 모드에서는, 변조파(MW1)와 이중 변조파(DW2)는 동기하고 있다. 즉, 제 6 모드에 있어서, 변조 주기(P₁)와 변조 주기(P₂₁)는 동기하고 있다. 또한, 기간(P_1a)과 기간(P_21a)은 동기하고 있으며, 기간(P_1b)과 기간(P_21b)도 동기하고 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 제 7 모드에 있어서, 고주파 전원(36)은 이중 변조파(DW1)를 출력하고, 고주파 전원(38)은 변조파(MW2)를 출력한다. 제 7 모드에 있어서, 제 2 변조 주파수(f_D12)와 변조 주파수(f_M2)는 동일하다. 제 7 모드에서는, 변조파(MW1)와 이중 변조파(DW2)는 동기하고 있다. 즉, 제 7 모드에 있어서, 변조 주기(P₂)와 변조 주기(P₁₂)는 동기하고 있다. 또한, 기간(P_12a)과 기간(P_2a)은 동기하고 있으며, 기간(P_12b)과 기간(P_2b)도 동기하고 있다.

이하, 도 10 ∼ 도 20을 참조하여, 고주파 전원(36), 고주파 전원(38), 정합기(40) 및 정합기(42)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 10은 제 1 고주파 전원의 구성과 제 1 정합기의 구성을 예시하는 도이다. 도 11은 제 1 정합기의 임피던스 센서의 구성을 예시하는 도이다. 도 12는 제 2 고주파 전원의 구성과 제 2 정합기의 구성을 예시하는 도이다. 도 13은 제 2 정합기의 임피던스 센서의 구성을 예시하는 도이다. 도 14 ∼ 도 20은 각각, 제 1 ∼ 제 7 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파를 임피던스의 모니터링 기간과 함께 나타내는 도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에 있어서, 고주파 전원(36)은 발진기(36a), 파워 앰프(36b), 파워 센서(36c) 및 전원 제어부(36e)를 가지고 있다. 전원 제어부(36e)는 CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있으며, 주제어부(72)로부터 부여되는 신호 및 파워 센서(36c)로부터 부여되는 신호를 이용하여, 발진기(36a), 파워 앰프(36b) 및 파워 센서(36c)의 각각에 제어 신호를 부여하고, 발진기(36a), 파워 앰프(36b) 및 파워 센서(36c)를 제어한다.

주제어부(72)로부터 전원 제어부(36e)에 부여되는 신호는 기본 주파수 특정 신호, 모드 특정 신호 및 파라미터 특정 신호를 포함한다. 기본 주파수 특정 신호는 기본 주파수(f_B1)를 특정한다. 모드 특정 신호는 상술한 제 1 ∼ 제 7 모드 중 이용되는 모드를 특정한다. 파라미터 특정 신호는 고주파(RF1)의 레벨의 설정 또는 레벨의 변조에 관련되는 각종 파라미터를 특정한다. 구체적으로, 고주파(RF1)가 연속파(CW1)인 경우에는, 파라미터 특정 신호는 연속파(CW1)의 레벨(파워)을 특정한다. 고주파(RF1)가 변조파(MW1)인 경우에는, 파라미터 특정 신호는 변조파(MW1)의 위상, 변조 주파수(f_M1), 변조 주기(P₁)에 있어서 기간(P_1a)이 차지하는 비율, 즉 듀티비, 기간(P_1a)에 있어서의 변조파(MW1)의 레벨(파워) 및 기간(P_1b)에 있어서의 변조파(MW1)의 레벨(파워)을 특정한다. 고주파(RF1)가 이중 변조파(DW1)인 경우에는, 파라미터 특정 신호는 제 1 변조 주파수(f_D11), 변조 주기(P₁₁)에 있어서 기간(P_11a)이 차지하는 비율, 즉 듀티비, 제 2 변조 주파수(f_D12), 변조 주기(P₁₂)에 있어서 기간(P_12a)이 차지하는 비율, 즉 듀티비, 기간(P_11a)과 기간(P_12a)이 중복되는 기간에 있어서의 이중 변조파(DW1)의 레벨(파워), 기간(P_11b) 및 기간(P_12b)에 있어서의 이중 변조파(DW1)의 레벨(파워)을 특정한다.

전원 제어부(36e)는 기본 주파수 특정 신호로부터 특정되는 기본 주파수(f_B1)의 고주파를 출력하도록 발진기(36a)를 제어한다. 발진기(36a)의 출력은 파워 앰프(36b)의 입력에 접속되어 있다. 전원 제어부(36e)는, 모드 특정 신호에 의해 특정되는 모드 및 파라미터 특정 신호에 의해 특정되는 각종 파라미터에 따라, 발진기(36a)에 의해 출력된 고주파의 레벨을 설정 또는 변조하도록 파워 앰프(36b)를 제어한다. 이에 따라, 파워 앰프(36b)로부터, 고주파(RF1)로서, 연속파(CW1), 변조파(MW1) 또는 이중 변조파(DW1)가 출력된다.

파워 앰프(36b)의 출력은 파워 센서(36c)를 개재하여 급전 라인(43)에 접속되어 있다. 파워 센서(36c)는 방향성 결합기, 진행파 파워 검출부 및 반사파 파워 검출부를 가지고 있다. 방향성 결합기는 고주파(RF1)의 진행파의 일부를 진행파 파워 검출부에 부여하고, 반사파를 반사파 파워 검출부에 부여한다. 파워 센서(36c)에는 기본 주파수(f_B1)를 특정하는 기본 주파수 특정 신호가 전원 제어부(36e)로부터 부여된다. 진행파 파워 검출부는 진행파의 전체 주파수 성분 중 기본 주파수(f_B1)의 성분의 파워의 측정값, 즉, 진행파 파워 측정값을 생성한다. 진행파 파워 측정값은 파워 피드백용으로 전원 제어부(36e)에 부여된다.

반사파 파워 검출부는 반사파의 전체 주파수 성분 중 기본 주파수(f_B1)의 성분의 파워의 측정값, 즉 제 1 반사파 파워 측정값 및 반사파의 전체 주파수 성분의 토털 파워의 측정값, 즉 제 2 반사파 파워 측정값을 생성한다. 제 1 반사파 파워 측정값은 모니터 표시용으로 주제어부(72)에 부여된다. 제 2 반사파 파워 측정값은, 파워 앰프(36b)의 보호용으로, 전원 제어부(36e)에 부여된다.

전원 제어부(36e)는, 고주파 전원(36)이 변조파(MW1)를 출력하는 경우에는, 변조파(MW1)의 레벨(파워)의 변조에 동기하여 그 레벨이 변조된 펄스 신호를 정합기(40)의 매칭 컨트롤러(40c)에 송신한다. 전원 제어부(36e)는, 고주파 전원(36)이 이중 변조파(DW1)를 출력하는 경우에는, 이중 변조파(DW1)의 레벨(파워)의 변조에 동기하여 그 레벨이 변조된 펄스 신호를 정합기(40)의 매칭 컨트롤러(40c)에 송신한다.

정합기(40)는 정합 회로(40a), 임피던스 센서(40b), 매칭 컨트롤러(40c) 및 액추에이터(40d 및 40e)를 가지고 있다. 정합 회로(40a)는 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h)를 포함하고 있다. 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h)는, 예를 들면 가변 콘덴서이다. 또한, 정합 회로(40a)는 인덕터 등을 더 포함하고 있어도 된다.

매칭 컨트롤러(40c)는 CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있으며, 주제어부(72)의 제어하에서 동작한다. 매칭 컨트롤러(40c)는, 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 일치시키거나 또는 근접시키도록, 액추에이터(40d 및 40e)를 제어하여, 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h) 각각의 리액턴스를 조정하도록 되어 있다. 액추에이터(40d 및 40e)는, 예를 들면 모터이다.

매칭 컨트롤러(40c)는 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 모니터링 기간을 특정하는 기간 특정 신호를 임피던스 센서(40b)에 부여한다. 이 때문에, 일실시 형태에서는, 매칭 컨트롤러(40c)에는 상술한 펄스 신호가 전원 제어부(36e)로부터 부여된다. 또한, 매칭 컨트롤러(40c)에는 주제어부(72)로부터 모드 특정 신호 및 파라미터 특정 신호가 부여된다. 매칭 컨트롤러(40c)는, 부여된 펄스 신호, 모드 특정 신호 및 파라미터 특정 신호를 이용하여, 기간 특정 신호를 생성한다.

구체적으로, 매칭 컨트롤러(40c)는 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는지 여부를 모드 특정 신호로부터 판정한다. 바꿔 말하면, 매칭 컨트롤러(40c)는, 제 1 모드, 제 2 모드, 제 3 모드 및 제 6 모드 중 어느 것이 이용되고 있는 경우에는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있지 않는 것으로 판정한다. 한편, 제 4 모드, 제 5 모드 및 제 7 모드 중 어느 것이 이용되고 있는 경우에는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는 것으로 판정한다.

고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있지 않고, 당해 가장 낮은 변조 주파수가 고주파 전원(36)으로부터 출력되는 고주파(RF1)의 생성에 있어서만 이용되고 있는 경우에는, 매칭 컨트롤러(40c)는 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(고레벨 기간) 내에 모니터링 기간을 설정하는 기간 특정 신호를 생성한다. 또한, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있지 않고, 또한, 당해 가장 낮은 변조 주파수가 고주파 전원(38)으로부터 출력되는 고주파(RF2)의 생성에 있어서만 이용되고 있는 경우에는, 매칭 컨트롤러(40c)는 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간의 각각에 모니터링 기간을 설정하는 기간 특정 신호를 생성한다.

제 1 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M1)이며, 도 14에 나타내는 바와 같이, 기간(P_1a) 내에 모니터링 기간(P₆₁)이 설정된다. 모니터링 기간(P₆₁)은 기간(P_1a) 내에 있어서 당해 기간(P_1a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 2 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M2)이며, 도 15에 나타내는 바와 같이, 기간(P_2a) 내에 모니터링 기간(P₆₂₁)이 설정되고, 기간(P_2b) 내에 모니터링 기간(P₆₂₂)이 설정된다. 모니터링 기간(P₆₂₁)은 기간(P_2a) 내에 있어서 당해 기간(P_2a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 모니터링 기간(P₆₂₂)은 기간(P_2b) 내에 있어서 당해 기간(P_2b)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 3 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M2)이며, 도 16에 나타내는 바와 같이, 기간(P_2a) 내에 모니터링 기간(P₆₃₁)이 설정되고, 기간(P_2b) 내에 모니터링 기간(P₆₃₂)이 설정된다. 모니터링 기간(P₆₃₁)은 기간(P_2a) 내에 있어서 당해 기간(P_2a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 모니터링 기간(P₆₃₂)은 기간(P_2b) 내에 있어서 당해 기간(P_2b)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 6 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 제 2 변조 주파수(f_D22)이며, 도 19에 나타내는 바와 같이, 기간(P_22a) 내에 모니터링 기간(P₆₆₁)이 설정되고, 기간(P_22b) 내에 모니터링 기간(P₆₆₂)이 설정된다. 모니터링 기간(P₆₆₁)은 기간(P_22a) 내에 있어서 당해 기간(P_22a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 모니터링 기간(P₆₆₂)은 기간(P_22b) 내에 있어서 당해 기간(P_22b)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 또한, 임피던스 센서(40b)의 필터(106A) 및 필터(108A)가 높은 레이트로 샘플링을 실행할 수 있는 경우에는, 모니터링 기간(P₆₆₁) 및 모니터링 기간(P₆₆₂) 내에 모니터링 기간(P₆₆₃)이 설정되어도 된다. 각 모니터링 기간(P₆₆₃)은 기간(P_1a) 내에 있어서 당해 기간(P_1a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 모니터링 기간(P₆₆₃)은 기간 특정 신호에 있어서 지정될 수 있다.

고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는 경우에는, 매칭 컨트롤러(40c)는 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(고레벨 기간) 내에 모니터링 기간을 설정하는 기간 특정 신호를 생성한다.

제 4 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M1) 및 변조 주파수(f_M2)이며, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기간(P_1a) 내에 모니터링 기간(P₆₄)이 설정된다. 모니터링 기간(P₆₄)은 기간(P_1a) 내에 있어서 당해 기간(P_1a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 5 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M1) 및 변조 주파수(f_M2)이며, 도 18에 나타내는 바와 같이, 기간(P_1a) 내에 모니터링 기간(P₆₅)이 설정된다. 모니터링 기간(P₆₅)은 기간(P_1a) 내에 있어서 당해 기간(P_1a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 7 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 제 2 변조 주파수(f_D12) 및 변조 주파수(f_M2)이며, 도 20에 나타내는 바와 같이, 기간(P_12a) 내에 모니터링 기간(P₆₇)이 설정된다. 모니터링 기간(P₆₇)은 기간(P_12a) 내에 있어서 당해 기간(P_12a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 또한, 임피던스 센서(40b)의 필터(106A) 및 필터(108A)가 높은 레이트로 샘플링을 실행할 수 있는 경우에는, 모니터링 기간(P₆₇) 내에 복수의 모니터링 기간(P₆₇₁)이 설정되어도 된다. 각 모니터링 기간(P₆₇₁)은 기간(P_11a) 내에 있어서 당해 기간(P_11a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 모니터링 기간(P₆₇₁)은 기간 특정 신호에 있어서 지정될 수 있다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 임피던스 센서(40b)는 전류 검출기(102A), 전압 검출기(104A), 필터(106A), 필터(108A), 평균값 연산기(110A), 평균값 연산기(112A), 평균값 연산기(114A), 평균값 연산기(116A), 이동 평균값 연산기(118A), 이동 평균값 연산기(120A) 및 임피던스 연산기(122A)를 가지고 있다. 또한, 임피던스 센서(40b)는 평균값 연산기(114A) 및 평균값 연산기(116A)를 가지고 있지 않아도 된다.

전압 검출기(104A)는 급전 라인(43)상에서 전송되는 고주파(RF1)의 전압 파형을 검출하고, 당해 전압 파형을 나타내는 전압 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전압 파형 아날로그 신호는 필터(106A)에 입력된다. 필터(106A)는 입력된 전압 파형 아날로그 신호로부터 기본 주파수(f_B1)의 성분을 추출하고, 그리고, 추출된 성분의 샘플링을 실행함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 필터(106A)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이)로 구성될 수 있다.

필터(106A)에 의해 생성된 여과 전압 파형 신호는 평균값 연산기(110A)에 출력된다. 평균값 연산기(110A)에는 상술의 기간 특정 신호가 매칭 컨트롤러(40c)로부터 부여된다. 평균값 연산기(110A)는, 단독으로 혹은 평균값 연산기(114A)와 협동하여, 기간 특정 신호에 의해 특정되는 모니터링 기간에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1)을 구한다. 평균값(VA1)은 제 1 평균값군에 포함되는 전압의 평균값이다.

제 1 모드에 있어서, 평균값 연산기(110A)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₆₁)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA1)을 산출한다. 제 2 모드에 있어서, 평균값 연산기(110A)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₆₂₁) 및 모니터링 기간(P₆₂₂)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA1)을 산출한다. 제 3 모드에 있어서, 평균값 연산기(110A)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₆₃₁) 및 모니터링 기간(P₆₃₂)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA1)을 산출한다. 제 4 모드에 있어서, 평균값 연산기(110A)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₆₄)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA1)을 산출한다. 제 5 모드에 있어서, 평균값 연산기(110A)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₆₅)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA1)을 산출한다.

제 6 모드에 있어서, 평균값 연산기(110A)는 각 변조 주기(P₂₂) 내의 모니터링 기간(P₆₆₁) 및 모니터링 기간(P₆₆₂)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA1)을 산출한다. 또한, 평균값 연산기(110A)는 모니터링 기간(P₆₆₁) 내에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₆₃) 각각에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 복수의 평균값(VA11)과 모니터링 기간(P₆₆₂) 내에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₆₃) 각각에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 복수의 평균값(VA12)을 구하고, 평균값 연산기(114A)가 이들 평균값(VA11) 및 평균값(VA12)의 평균값을 평균값(VA1)으로서 구해도 된다.

제 7 모드에 있어서, 평균값 연산기(110A)는 각 변조 주기(P₁₂) 내의 모니터링 기간(P₆₇)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA1)을 산출한다. 또한, 평균값 연산기(110A)는 모니터링 기간(P₆₇) 내에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₇₁) 각각에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 복수의 평균값(VA17)을 구하고, 평균값 연산기(114A)가 복수의 평균값(VA17)의 평균값을 평균값(VA1)으로서 구해도 된다. 평균값 연산기(110A) 및 평균값 연산기(114A)는, 예를 들면, FPGA로 구성될 수 있다.

평균값(VA1)은 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수와 동일한 주파수에서 주기적으로 구해진다. 이동 평균값 연산기(118A)는 주기적으로 구해지는 소정 개(복수)의 평균값(VA1)으로부터 이동 평균값(VMA1)을 구한다. 이동 평균값 연산기(118A)는, 예를 들면 통상의 CPU로 구성될 수 있다. 이동 평균값(VMA1)은 임피던스 연산기(122A)에 출력된다.

전류 검출기(102A)는 급전 라인(43)상에서 전송되는 고주파(RF1)의 전류 파형을 검출하고, 당해 전류 파형을 나타내는 전류 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전류 파형 아날로그 신호는 필터(108A)에 입력된다. 필터(108A)는 입력된 전류 파형 아날로그 신호로부터 기본 주파수(f_B1)의 성분을 추출하고, 그리고, 추출된 성분의 샘플링을 실행함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 필터(108A)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이)로 구성될 수 있다.

필터(108A)에 의해 생성된 여과 전류 파형 신호는 평균값 연산기(112A)에 출력된다. 평균값 연산기(112A)에는 상술의 기간 특정 신호가 매칭 컨트롤러(40c)로부터 부여된다. 평균값 연산기(112A)는, 단독으로 혹은 평균값 연산기(116A)와 협동하여, 기간 특정 신호에 의해 특정되는 모니터링 기간에 있어서의 급전 라인(43)상의 전류의 평균값(IA1)을 구한다. 평균값(IA1)은 제 1 평균값군에 포함되는 전류의 평균값이다.

제 1 모드에 있어서, 평균값 연산기(112A)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₆₁)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA1)을 산출한다. 제 2 모드에 있어서, 평균값 연산기(112A)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₆₂₁) 및 모니터링 기간(P₆₂₂)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA1)을 산출한다. 제 3 모드에 있어서, 평균값 연산기(112A)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₆₃₁) 및 모니터링 기간(P₆₃₃)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA1)을 산출한다. 제 4 모드에 있어서, 평균값 연산기(112A)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₆₄)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA1)을 산출한다. 제 5 모드에 있어서, 평균값 연산기(112A)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₆₅)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA1)을 산출한다.

제 6 모드에 있어서, 평균값 연산기(112A)는 각 변조 주기(P₂₂) 내의 모니터링 기간(P₆₆₁) 및 모니터링 기간(P₆₆₂)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA1)을 산출한다. 또한, 평균값 연산기(112A)는 모니터링 기간(P₆₆₁) 내에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₆₃) 각각에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 복수의 평균값(IA11)과 모니터링 기간(P₆₆₂) 내에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₆₃) 각각에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 복수의 평균값(IA12)을 구하고, 평균값 연산기(116A)가 이들 평균값(IA11) 및 평균값(IA12)의 평균값을 평균값(IA1)으로서 구해도 된다.

제 7 모드에 있어서, 평균값 연산기(112A)는 각 변조 주기(P₁₂) 내의 모니터링 기간(P₆₇)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA1)을 산출한다. 또한, 평균값 연산기(112A)는 모니터링 기간(P₆₇) 내에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₇₁) 각각에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 복수의 평균값(IA17)을 구하고, 평균값 연산기(116A)가 복수의 평균값(IA17)의 평균값을 평균값(IA1)으로서 구해도 된다. 평균값 연산기(112A) 및 평균값 연산기(116A)는, 예를 들면 FPGA로 구성될 수 있다.

평균값(IA1)은 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수와 동일한 주파수에서 주기적으로 구해진다. 이동 평균값 연산기(120A)는 주기적으로 구해지는 소정 개(복수)의 평균값(IA1)으로부터 이동 평균값(IMA1)을 구한다. 이동 평균값 연산기(120A)는, 예를 들면 통상의 CPU로 구성될 수 있다. 이동 평균값(IMA1)은 임피던스 연산기(122A)에 출력된다.

임피던스 연산기(122A)는, 이동 평균값(IMA1) 및 이동 평균값(VMA1)으로부터, 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 제 1 이동 평균값을 구한다. 제 1 이동 평균값은 절대값과 위상 성분을 포함한다. 임피던스 연산기(122A)에 의해 구해진 제 1 이동 평균값은 매칭 컨트롤러(40c)에 출력된다. 매칭 컨트롤러(40c)는, 제 1 이동 평균값을 이용하여, 임피던스 정합을 행한다. 구체적으로, 매칭 컨트롤러(40c)는, 제 1 이동 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 근접시키거나 또는 일치시키도록, 액추에이터(40d 및 40e)를 통하여 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h) 각각의 리액턴스를 조정한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에 있어서, 고주파 전원(38)은 발진기(38a), 파워 앰프(38b), 파워 센서(38c) 및 전원 제어부(38e)를 가지고 있다. 전원 제어부(38e)는 CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있으며, 주제어부(72)로부터 부여되는 신호 및 파워 센서(38c)로부터 부여되는 신호를 이용하여, 발진기(38a), 파워 앰프(38b) 및 파워 센서(38c)의 각각에 제어 신호를 부여하고, 발진기(38a), 파워 앰프(38b) 및 파워 센서(38c)를 제어한다.

주제어부(72)로부터 전원 제어부(38e)에 부여되는 신호는 기본 주파수 특정 신호, 모드 특정 신호 및 파라미터 특정 신호를 포함한다. 기본 주파수 특정 신호는 기본 주파수(f_B2)를 특정한다. 모드 특정 신호는 상술한 제 1 ∼ 제 7 모드 중 이용되는 모드를 특정한다. 파라미터 특정 신호는 고주파(RF2)의 레벨의 설정 또는 레벨의 변조에 관련되는 각종 파라미터를 특정한다. 구체적으로, 고주파(RF2)가 연속파(CW2)인 경우에는, 파라미터 특정 신호는 연속파(CW2)의 레벨(파워)을 특정한다. 고주파(RF2)가 변조파(MW2)인 경우에는, 파라미터 특정 신호는, 변조파(MW2)의 위상, 변조 주파수(f_M2), 변조 주기(P₂)에 있어서 기간(P_2a)이 차지하는 비율, 즉 듀티비, 기간(P_2a)에 있어서의 변조파(MW2)의 레벨(파워) 및 기간(P_2b)에 있어서의 변조파(MW2)의 레벨(파워)을 특정한다. 고주파(RF2)가 이중 변조파(DW2)인 경우에는, 파라미터 특정 신호는, 제 1 변조 주파수(f_D21), 변조 주기(P₂₁)에 있어서 기간(P_21a)이 차지하는 비율, 즉 듀티비, 제 2 변조 주파수(f_D22), 변조 주기(P₂₂)에 있어서 기간(P_22a)이 차지하는 비율, 즉 듀티비, 기간(P_21a)과 기간(P_22a)이 중복되는 기간에 있어서의 이중 변조파(DW2)의 레벨(파워), 기간(P_21b) 및 기간(P_22b)에 있어서의 이중 변조파(DW2)의 레벨(파워)을 특정한다.

전원 제어부(38e)는 기본 주파수 특정 신호로부터 특정되는 기본 주파수(f_B2)의 고주파를 출력하도록 발진기(38a)를 제어한다. 발진기(38a)의 출력은 파워 앰프(38b)의 입력에 접속되어 있다. 전원 제어부(38e)는, 모드 특정 신호에 의해 특정되는 모드 및 파라미터 특정 신호에 의해 특정되는 각종 파라미터에 따라, 발진기(38a)에 의해 출력된 고주파의 레벨을 설정 또는 변조하도록, 파워 앰프(38b)를 제어한다. 이에 따라, 파워 앰프(38b)로부터, 고주파(RF2)로서, 연속파(CW2), 변조파(MW2) 또는 이중 변조파(DW2)가 출력된다.

파워 앰프(38b)의 출력은 파워 센서(38c)를 개재하여 급전 라인(45)에 접속되어 있다. 파워 센서(38c)는 방향성 결합기, 진행파 파워 검출부 및 반사파 파워 검출부를 가지고 있다. 방향성 결합기는 고주파(RF2)의 진행파의 일부를 진행파 파워 검출부에 부여하고, 반사파를 반사파 파워 검출부에 부여한다. 파워 센서(38c)에는 기본 주파수(f_B2)를 특정하는 기본 주파수 특정 신호가 전원 제어부(38e)로부터 부여된다. 진행파 파워 검출부는 진행파의 전체 주파수 성분 중 기본 주파수(f_B2)의 성분의 파워의 측정값, 즉, 진행파 파워 측정값을 생성한다. 진행파 파워 측정값은 파워 피드백용으로 전원 제어부(38e)에 부여된다.

반사파 파워 검출부는 반사파의 전체 주파수 성분 중 기본 주파수(f_B2)의 성분의 파워의 측정값, 즉 제 3 반사파 파워 측정값 및 반사파의 전체 주파수 성분의 토털 파워의 측정값, 즉 제 4 반사파 파워 측정값을 생성한다. 제 3 반사파 파워 측정값은, 모니터 표시용으로 주제어부(72)에 부여된다. 제 4 반사파 파워 측정값은, 파워 앰프(38b)의 보호용으로, 전원 제어부(38e)에 부여된다.

전원 제어부(38e)는, 고주파 전원(38)이 변조파(MW2)를 출력하는 경우에는, 변조파(MW2)의 레벨(파워)의 변조에 동기하여 그 레벨이 변조된 펄스 신호를 정합기(42)의 매칭 컨트롤러(42c)에 송신한다. 전원 제어부(38e)는, 고주파 전원(38)이 이중 변조파(DW2)를 출력하는 경우에는, 이중 변조파(DW2)의 레벨(파워)의 변조에 동기하여 그 레벨이 변조된 펄스 신호를 정합기(42)의 매칭 컨트롤러(42c)에 송신한다.

정합기(42)는, 정합 회로(42a), 임피던스 센서(42b), 매칭 컨트롤러(42c) 및 액추에이터(42d 및 42e)를 가지고 있다. 정합 회로(42a)는 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h)를 포함하고 있다. 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h)는, 예를 들면 가변 콘덴서이다. 또한, 정합 회로(42a)는 인덕터 등을 더 포함하고 있어도 된다.

매칭 컨트롤러(42c)는 CPU와 같은 프로세서로 구성되어 있으며, 주제어부(72)의 제어하에서 동작한다. 매칭 컨트롤러(42c)는, 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 일치시키거나 또는 근접시키도록, 액추에이터(42d 및 42e)를 제어하여, 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h) 각각의 리액턴스를 조정하도록 되어 있다. 액추에이터(42d 및 42e)는, 예를 들면 모터이다.

매칭 컨트롤러(42c)는 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스의 모니터링 기간을 특정하는 기간 특정 신호를 임피던스 센서(42b)에 부여한다. 이 때문에, 일실시 형태에서는, 매칭 컨트롤러(42c)에는 상술한 펄스 신호가 전원 제어부(38e)로부터 부여된다. 또한, 매칭 컨트롤러(42c)에는 주제어부(72)로부터 모드 특정 신호 및 파라미터 특정 신호가 부여된다. 매칭 컨트롤러(42c)는, 부여된 펄스 신호, 모드 특정 신호 및 파라미터 특정 신호를 이용하여, 기간 특정 신호를 생성한다.

구체적으로, 매칭 컨트롤러(42c)는 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는지 여부를 모드 특정 신호로부터 판정한다. 바꿔 말하면, 매칭 컨트롤러(42c)는, 제 1 모드, 제 2 모드, 제 3 모드 및 제 6 모드 중 어느 것이 이용되고 있는 경우에는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있지 않는 것으로 판정한다. 한편, 제 4 모드, 제 5 모드 및 제 7 모드 중 어느 것이 이용되고 있는 경우에는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는 것으로 판정한다.

고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있지 않고, 당해 가장 낮은 변조 주파수가 고주파 전원(38)으로부터 출력되는 고주파(RF2)의 생성에 있어서만 이용되고 있는 경우에는, 매칭 컨트롤러(42c)는 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(고레벨 기간) 내에 모니터링 기간을 설정하는 기간 특정 신호를 생성한다. 또한, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있지 않고, 당해 가장 낮은 변조 주파수가 고주파 전원(36)으로부터 출력되는 고주파(RF1)의 생성에 있어서만 이용되고 있는 경우에는, 매칭 컨트롤러(42c)는 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간의 각각에 모니터링 기간을 설정하는 기간 특정 신호를 생성한다.

제 1 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M1)이며, 도 14에 나타내는 바와 같이, 기간(P_1a) 내에 모니터링 기간(P₈₁₁)이 설정되고, 기간(P_1b) 내에 모니터링 기간(P₈₁₂)이 설정된다. 모니터링 기간(P₈₁₁)은 기간(P_1a) 내에 있어서 당해 기간(P_1a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 모니터링 기간(P₈₁₂)은 기간(P_1b) 내에 있어서 당해 기간(P_1b)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 2 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M2)이며, 도 15에 나타내는 바와 같이, 기간(P_2a) 내에 모니터링 기간(P₈₂)이 설정된다. 모니터링 기간(P₈₂)은, 기간(P_2a) 내에 있어서 당해 기간(P_2a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 3 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M2)이며, 도 16에 나타내는 바와 같이, 기간(P_2a) 내에 모니터링 기간(P₈₃)이 설정된다. 모니터링 기간(P₈₃)은 기간(P_2a) 내에 있어서 당해 기간(P_2a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 6 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 제 2 변조 주파수(f_D22)이며, 도 19에 나타내는 바와 같이, 기간(P_22a) 내에 모니터링 기간(P₈₆)이 설정된다. 일실시 형태에서는, 모니터링 기간(P₈₆)은 기간(P_22a) 내의 하나의 기간(P_21a) 내에 설정된다. 모니터링 기간(P₈₆)은 당해 하나의 기간(P_21a) 내에 있어서, 당해 하나의 기간(P_21a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다. 또한, 기간(P_22a) 내의 복수의 기간(P_21a)의 각각의 중에, 모니터링 기간(P₈₆)이 설정되어도 된다.

고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는 경우에는, 매칭 컨트롤러(42c)는 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(고레벨 기간) 내에 모니터링 기간을 설정하는 기간 특정 신호를 생성한다.

제 4 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M1) 및 변조 주파수(f_M2)이며, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기간(P_2a) 내에 모니터링 기간(P₈₄)이 설정된다. 모니터링 기간(P₈₄)은 기간(P_2a) 내에 있어서 당해 기간(P_2a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 5 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 변조 주파수(f_M1) 및 변조 주파수(f_M2)이며, 도 18에 나타내는 바와 같이, 기간(P_2a) 내에 모니터링 기간(P₈₅)이 설정된다. 모니터링 기간(P₈₅)은 기간(P_2a) 내에 있어서 당해 기간(P_2a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

제 7 모드에 있어서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수는 제 2 변조 주파수(f_D12) 및 변조 주파수(f_M2)이며, 도 20에 나타내는 바와 같이, 기간(P_2a) 내에 모니터링 기간(P₈₇)이 설정된다. 모니터링 기간(P₈₇)은 기간(P_2a) 내에 있어서 당해 기간(P_2a)의 개시 시점으로부터 소정 시간 길이의 기간을 제외한 기간일 수 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 임피던스 센서(42b)는 전류 검출기(102B), 전압 검출기(104B), 필터(106B), 필터(108B), 평균값 연산기(110B), 평균값 연산기(112B), 평균값 연산기(114B), 평균값 연산기(116B), 이동 평균값 연산기(118B), 이동 평균값 연산기(120B) 및 임피던스 연산기(122B)를 가지고 있다. 또한, 임피던스 센서(42b)는 평균값 연산기(114B) 및 평균값 연산기(116B)를 가지고 있지 않아도 된다.

전압 검출기(104B)는 급전 라인(45)상에서 전송되는 고주파(RF2)의 전압 파형을 검출하고, 당해 전압 파형을 나타내는 전압 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전압 파형 아날로그 신호는 필터(106B)에 입력된다. 필터(106B)는 입력된 전압 파형 아날로그 신호로부터 기본 주파수(f_B2)의 성분을 추출하고, 그리고, 추출된 성분의 샘플링을 실행함으로써, 여과 전압 파형 신호를 생성한다. 필터(106B)는 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이)로 구성될 수 있다.

필터(106B)에 의해 생성된 여과 전압 파형 신호는 평균값 연산기(110B)에 출력된다. 평균값 연산기(110B)에는 상술의 기간 특정 신호가 매칭 컨트롤러(42c)로부터 부여된다. 평균값 연산기(110B)는, 단독으로 혹은 평균값 연산기(114B)와 협동하여, 기간 특정 신호에 의해 특정되는 모니터링 기간에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2)을 구한다. 평균값(VA2)은 제 2 평균값군에 포함되는 전압의 평균값이다.

제 1 모드에 있어서, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₈₁₁) 및 모니터링 기간(P₈₁₂)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA2)을 산출한다. 제 2 모드에 있어서, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₂)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA2)을 산출한다. 제 3 모드에 있어서, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₃)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA2)을 산출한다. 제 4 모드에 있어서, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₄)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA2)을 산출한다. 제 5 모드에 있어서, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₅)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA2)을 산출한다.

제 6 모드에 있어서, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₂₂) 내의 모니터링 기간(P₈₆)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA2)을 산출한다. 또한, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₂₂) 내에 복수의 모니터링 기간(P₈₆)이 설정되어 있는 경우에는, 당해 복수의 모니터링 기간(P₈₆) 각각에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 복수의 평균값(VA26)을 구하고, 평균값 연산기(114B)가 구해진 복수의 평균값(VA26)의 평균값을 평균값(VA2)으로서 구해도 된다. 제 7 모드에 있어서, 평균값 연산기(110B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₇)에 있어서의 여과 전압 파형 신호의 전압의 평균값(VA2)을 산출한다.

평균값(VA2)은 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수와 동일한 주파수에서 주기적으로 구해진다. 이동 평균값 연산기(118B)는 주기적으로 구해지는 소정 개(복수)의 평균값(VA2)으로부터 이동 평균값(VMA2)을 구한다. 이동 평균값 연산기(118B)는, 예를 들면 통상의 CPU로 구성될 수 있다. 이동 평균값(VMA2)은 임피던스 연산기(122B)에 출력된다.

전류 검출기(102B)는 급전 라인(45)상에서 전송되는 고주파(RF2)의 전류 파형을 검출하고, 당해 전류 파형을 나타내는 전류 파형 아날로그 신호를 출력한다. 이 전류 파형 아날로그 신호는 필터(108B)에 입력된다. 필터(108B)는, 입력된 전류 파형 아날로그 신호로부터 기본 주파수(f_B2)의 성분을 추출하고, 그리고, 추출된 성분의 샘플링을 실행함으로써, 여과 전류 파형 신호를 생성한다. 필터(108B)는, 예를 들면 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이)로 구성될 수 있다.

필터(108B)에 의해 생성된 여과 전류 파형 신호는 평균값 연산기(112B)에 출력된다. 평균값 연산기(112B)에는 상술의 기간 특정 신호가 매칭 컨트롤러(42c)로부터 부여된다. 평균값 연산기(112B)는, 단독으로 혹은 평균값 연산기(116B)와 협동하여, 기간 특정 신호에 의해 특정되는 모니터링 기간에 있어서의 급전 라인(45)상의 전류의 평균값(IA2)을 구한다. 평균값(IA2)은 제 2 평균값군에 포함되는 전류의 평균값이다.

제 1 모드에 있어서, 평균값 연산기(112B)는 각 변조 주기(P₁) 내의 모니터링 기간(P₈₁₁) 및 모니터링 기간(P₈₁₂)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA2)을 산출한다. 제 2 모드에 있어서, 평균값 연산기(112B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₂)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA2)을 산출한다. 제 3 모드에 있어서, 평균값 연산기(112B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₃)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA2)을 산출한다. 제 4 모드에 있어서, 평균값 연산기(112B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₄)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA2)을 산출한다. 제 5 모드에 있어서, 평균값 연산기(112B)은 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₅)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA2)을 산출한다.

제 6 모드에 있어서, 평균값 연산기(112B)는 각 변조 주기(P₂₂) 내의 모니터링 기간(P₈₆)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA2)을 산출한다. 또한, 평균값 연산기(112B)는 각 변조 주기(P₂₂) 내에 복수의 모니터링 기간(P₈₆)이 설정되어 있는 경우에는, 당해 복수의 모니터링 기간(P₈₆) 각각에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 복수의 평균값(IA26)을 구하고, 평균값 연산기(116B)가 구해진 복수의 평균값(IA26)의 평균값을 평균값(IA2)으로서 구해도 된다. 제 7 모드에 있어서, 평균값 연산기(112B)는 각 변조 주기(P₂) 내의 모니터링 기간(P₈₇)에 있어서의 여과 전류 파형 신호의 전류의 평균값(IA2)을 산출한다.

평균값(IA2)은 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수와 동일한 주파수에서 주기적으로 구해진다. 이동 평균값 연산기(120B)는 주기적으로 구해지는 소정 개(복수)의 평균값(IA2)으로부터 이동 평균값(IMA2)을 구한다. 이동 평균값 연산기(120B)는, 예를 들면 통상의 CPU로 구성될 수 있다. 이동 평균값(IMA2)은 임피던스 연산기(122B)에 출력된다.

임피던스 연산기(122B)는, 이동 평균값(IMA2) 및 이동 평균값(VMA2)으로부터, 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스의 제 2 이동 평균값을 구한다. 제 2 이동 평균값은 절대값과 위상 성분을 포함한다. 임피던스 연산기(122B)에 의해 구해진 제 2 이동 평균값은 매칭 컨트롤러(42c)에 출력된다. 매칭 컨트롤러(42c)는, 제 2 이동 평균값을 이용하여, 임피던스 정합을 행한다. 구체적으로, 매칭 컨트롤러(42c)는, 제 2 이동 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 근접시키거나 또는 일치시키도록, 액추에이터(42d 및 42e)를 통하여 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h) 각각의 리액턴스를 조정한다.

이하, 다시 도 1을 참조한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 방법(MT)에서는 공정(ST1)이 실행된다. 공정(ST1)에서는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 가장 낮은 변조 주파수가 공용되고 있는지 여부가 판정된다. 공정(ST1)의 판정은 매칭 컨트롤러(40c) 및 매칭 컨트롤러(42c)에 의해 실행된다. 일례에 있어서, 매칭 컨트롤러(40c) 및 매칭 컨트롤러(42c)는, 제 1 모드, 제 2 모드, 제 3 모드 및 제 6 모드 중 어느 것이 이용되고 있는 경우에는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있지 않은 것으로 판정한다. 한편, 매칭 컨트롤러(40c) 및 매칭 컨트롤러(42c)는, 제 4 모드, 제 5 모드 및 제 7 모드 중 어느 것이 이용되고 있는 경우에는, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는 것으로 판정한다.

고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 가장 낮은 변조 주파수가 공용되고 있지 않은 경우, 즉, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파 전원(36) 및 고주파 전원(38)의 중 일방의 고주파 전원으로부터 출력되는 고주파의 생성에 있어서만 이용되고 있는 경우에는, 공정(ST2)에 있어서, 제 1 평균화 처리에 의한 평균값 연산이 주기적으로 실행된다.

제 1 평균화 처리에서는, 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간(고레벨 기간)에 있어서의 복수의 시점에서의 급전 라인(43) 및 급전 라인(45) 중 일방의 고주파 전원으로부터의 고주파의 전송에 이용되는 일방의 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값이 구해진다. 또한, 제 1 평균화 처리에서는, 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간의 쌍방에 있어서의 복수의 시점에서의 타방의 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값이 구해진다. 이에 따라, 제 1 평균값군(평균값(VA1)과 평균값(IA1)) 및 제 2 평균값군(평균값(VA2)과 평균값(IA2))이 구해진다.

구체적으로, 제 1 모드에서는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 각 변조 주기(P₁) 내의 기간(P_1a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₁)에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1) 및 전류의 평균값(IA1)이 산출된다. 또한, 제 1 모드에서는, 각 변조 주기(P₁) 내의 기간(P_1a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₁₁) 및 기간(P_1b) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₁₂)에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)이 산출된다.

제 2 모드에서는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 각 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₂₁) 및 기간(P_2b) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₂₂)에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1) 및 전류의 평균값(IA1)이 산출된다. 또한, 제 2 모드에서는, 각 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₂)에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)이 산출된다.

제 3 모드에서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 각 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₃₁) 및 기간(P_2b) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₃₂)에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1) 및 급전 라인(43)상의 전류의 평균값(IA1)이 산출된다. 또한, 제 3 모드에서는, 각 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₃)에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)이 산출된다.

제 6 모드에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 각 변조 주기(P₂₂) 내의 기간(P_22a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₆₁) 및 기간(P_22b) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₆₂)에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1) 및 전류의 평균값(IA1)이 산출된다. 또한, 모니터링 기간(P₆₆₁) 및 모니터링 기간(P₆₆₂)의 쌍방에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₆₃) 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 복수의 평균값으로부터 평균값(VA1)이 구해지고, 당해 복수의 모니터링 기간(P₆₆₃) 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전류의 복수의 평균값으로부터 평균값(IA1)이 구해져도 된다. 또한, 제 6 모드에서는, 각 변조 주기(P₂₂) 내의 기간(P_22a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₆)에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)이 산출된다. 또한, 각 변조 주기(P₂₂) 내의 기간(P_22a) 내에 복수의 모니터링 기간(P₈₆)이 설정되어 있는 경우에는, 당해 복수의 모니터링 기간(P₈₆) 각각에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 복수의 평균값으로부터 평균값(VA2)이 구해지고, 당해 복수의 모니터링 기간(P₈₆) 각각에 있어서의 급전 라인(45)상의 전류의 복수의 평균값으로부터 평균값(IA2)이 구해져도 된다.

이어지는 공정(ST3)에서는, 소정 개의 제 1 평균값군으로부터 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 제 1 이동 평균값이 구해지고, 소정 개의 제 2 평균값군으로부터 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스의 제 2 이동 평균값이 구해진다. 이어지는 공정(ST4)에서는, 제 1 이동 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 근접시키거나 또는 일치시키도록, 정합기(40)의 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h) 각각의 리액턴스가 조정된다. 또한, 제 2 이동 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 근접시키거나 또는 일치시키도록, 정합기(42)의 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h) 각각의 리액턴스가 조정된다. 공정(ST2) ∼ 공정(ST4)은, 공정(ST5)에 있어서 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 이용이 종료되는 것으로 판정될 때까지, 반복 실행된다.

고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 가장 낮은 변조 주파수가 공용되고 있는 경우에는, 공정(ST6)에 있어서, 제 2 평균화 처리에 의한 평균값 연산이 주기적으로 실행된다. 제 2 평균화 처리에서는, 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 규정되는 고주파(RF1)의 변조 주기 중의 2 개의 기간 중 일방의 기간(고레벨 기간)에 있어서의 복수의 시점에서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값이 구해지고, 당해 가장 낮은 변조 주파수에서 규정되는 고주파(RF2)의 변조 주기 중의 2 개의 기간 중 일방의 기간(고레벨 기간)에 있어서의 복수의 시점에서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값이 구해진다. 이에 따라, 제 1 평균값군(평균값(VA1)과 평균값(IA1)) 및 제 2 평균값군(평균값(VA2)과 평균값(IA2))이 구해진다.

구체적으로, 제 4 모드에서는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 각 변조 주기(P₁) 내의 기간(P_1a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₄)에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1) 및 전류의 평균값(IA1)이 산출된다. 또한, 제 4 모드에서는, 각 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₄)에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)이 산출된다.

제 5 모드에서는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 각 변조 주기(P₁) 내의 기간(P_1a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₅)에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1) 및 전류의 평균값(IA1)이 산출된다. 또한, 제 5 모드에서는, 각 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₅)에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)이 산출된다.

제 7 모드에서는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 각 변조 주기(P₁₂) 내의 기간(P_12a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₆₇)에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 평균값(VA1) 및 전류의 평균값(IA1)이 산출된다. 또한, 모니터링 기간(P₆₇) 내에 설정된 복수의 모니터링 기간(P₆₇₁) 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 복수의 평균값으로부터 평균값(VA1)이 구해지고, 당해 복수의 모니터링 기간(P₆₇₁) 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전류의 복수의 평균값으로부터 평균값(IA1)이 구해져도 된다. 또한, 제 7 모드에서는, 각 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a) 내에 설정된 모니터링 기간(P₈₇)에 있어서의 급전 라인(45)상의 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)이 산출된다.

이어지는 공정(ST7)에서는, 공정(ST3)과 마찬가지로, 소정 개의 제 1 평균값군으로부터 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 제 1 이동 평균값이 구해지고, 소정 개의 제 2 평균값군으로부터 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스의 제 2 이동 평균값이 구해진다. 이어지는 공정(ST8)에서는, 공정(ST4)과 마찬가지로, 제 1 이동 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 근접시키거나 또는 일치시키도록, 정합기(40)의 가변 리액턴스 소자(40g 및 40h) 각각의 리액턴스가 조정된다. 또한, 제 2 이동 평균값에 의해 특정되는 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스를 정합 포인트에 근접시키거나 또는 일치시키도록, 정합기(42)의 가변 리액턴스 소자(42g 및 42h) 각각의 리액턴스가 조정된다. 공정(ST6) ∼ 공정(ST8)은, 공정(ST9)에 있어서 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 이용이 종료되는 것으로 판정될 때까지, 반복 실행된다.

방법(MT)에서는, 상술한 바와 같이, 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 고주파(RF1) 및 고주파(RF2)의 생성에 있어서 공용되고 있는지 여부에 따라, 제 1 평균값군 및 제 2 평균값군의 산출에 있어서 참조하는 기간에 관하여 상이한 선택을 행하는 2 개의 평균화 처리 중 하나가 선택적으로 이용된다. 즉, 고주파(RF1)의 변조 및 고주파(RF2)의 변조의 다양한 조합에 대하여, 2 개의 평균화 처리에 의해서만, 제 1 평균값군 및 제 2 평균값군이 구해진다. 따라서, 정합기(40) 및 정합기(42)의 정합 동작을 위한 비교적 단순한 임피던스의 연산이 실현된다.

또한, 복수의 모니터링 기간(P₆₆₃) 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 복수의 평균값 및 전류의 복수의 평균값으로부터 평균값(VA1) 및 평균값(IA1)이 구해지는 경우에는, 제 1 평균값군(평균값(VA1) 및 평균값(IA1))에 의해 나타나는 제 1 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값이 보다 고정밀도로 구해진다.

또한, 복수의 모니터링 기간(P₆₇₁) 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 복수의 평균값 및 전류의 복수의 평균값으로부터 평균값(VA1) 및 평균값(IA1)이 구해지는 경우에는, 제 1 평균값군(평균값(VA1) 및 평균값(IA1))에 의해 나타나는 제 1 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값이 보다 고정밀도로 구해진다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 전압의 평균값(VA1) 및 전류의 평균값(IA1)을 포함하는 제 1 평균값군 및 전압의 평균값(VA2) 및 전류의 평균값(IA2)을 포함하는 제 2 평균값군이 이용되고 있다. 그러나, 제 1 ∼ 제 7 모드의 각각에 관하여 상술한 모니터링 기간에 있어서의 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 평균값이 제 1 평균값으로서 구해지고, 제 1 ∼ 제 7 모드의 각각에 관하여 상술한 모니터링 기간에 있어서의 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스의 평균값이 제 2 평균값으로서 구해져도 된다. 그리고, 소정 개의 제 1 평균값으로부터 제 1 이동 평균값이 구해지고, 소정 개의 제 2 평균값으로부터 제 2 이동 평균값이 구해져도 된다.

제 1 평균값 및 제 2 평균값이 이용되는 경우에는, 임피던스 센서(40b)는, 필터(106A)로부터 출력되는 여과 전압 파형 신호 및 필터(108A)로부터 출력되는 여과 전류 파형 신호로부터 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스를 연산하는 임피던스 연산기, 당해 임피던스 연산기로부터 출력되는 임피던스의 모니터링 기간에 있어서의 평균값(제 1 평균값)을 연산하는 평균값 연산기 및 당해 평균값 연산기로부터 출력되는 소정 개의 평균값(제 1 평균값)으로부터 이동 평균값(제 1 이동 평균값)을 구하는 이동 평균값 연산기를 가진다. 또한, 임피던스 센서(42b)는, 필터(106B)로부터 출력되는 여과 전압 파형 신호 및 필터(108B)로부터 출력되는 여과 전류 파형 신호로부터 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스를 연산하는 임피던스 연산기, 당해 임피던스 연산기로부터 출력되는 임피던스의 모니터링 기간에 있어서의 평균값(제 2 평균값)을 연산하는 평균값 연산기 및 당해 평균값 연산기로부터 출력되는 소정 개의 평균값(제 2 평균값)으로부터 이동 평균값(제 2 이동 평균값)을 구하는 이동 평균값 연산기를 가진다.

이하, 도 21을 참조한다. 도 21은, 제 7 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 변형예를 나타내는 도이다. 고주파(RF1)의 변조 주기와 고주파(RF2)의 변조 주기가 동기하고 있어도, 고주파(RF1)의 당해 변조 주기에 있어서 고레벨 기간이 차지하는 듀티비와 고주파(RF2)의 당해 변조 주기에 있어서 고레벨 기간이 차지하는 듀티비가 상이한 경우가 있다. 이 경우에는, 고주파(RF1)의 변조 주기 내의 고레벨 기간의 종료 시점과 고주파(RF2)의 변조 주기 내의 고레벨 기간의 종료 시점이 상이하다. 예를 들면 제 7 모드에서는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 고주파(RF1)(이중 변조파(DW1))의 제 2 변조 주파수(f_D12)와 고주파(RF2)(변조파(MW2))의 변조 주파수(f_M2)는 동일하며, 고주파(RF1)의 변조 주기(P₁₂)와 고주파(RF2)의 변조 주기(P₂)는 동기하고 있지만, 변조 주기(P₁₂) 내의 기간(P_12a)의 종료 시점과 변조 주기(P₂) 내의 기간(P_2a)의 종료 시점이 일치하지 않는다. 도 21에 나타내는 이러한 상황에서는, 모니터링 기간(P₆₇)은 기간(P_12a)과 대응의 기간(P_2a)이 중복되는 기간 내에 설정된다. 즉, 기간(P_12a)과 대응의 기간(P_2a)이 중복되는 기간에 있어서의 제 1 평균값 또는 제 1 평균값군이 구해진다. 또한, 제 7 모드에 한정되지 않고, 고주파(RF1)의 변조 주기와 고주파(RF2)의 변조 주기가 동기하고 있으며, 고주파(RF1)의 당해 변조 주기 내의 고레벨 기간의 종료 시점과 고주파(RF2)의 당해 변조 주기 내의 대응의 고레벨 기간의 종료 시점이 상이한 경우에는, 고주파(RF1)의 당해 변조 주기 내의 고레벨 기간과 고주파(RF2)의 당해 변조 주기 내의 대응의 고레벨 기간이 중복되는 기간 내에 모니터링 기간이 설정될 수 있다.

이하, 도 22를 참조한다. 도 22는, 제 7 모드에 있어서의 제 1 고주파 및 제 2 고주파의 다른 변형예를 나타내는 도이다. 도 22에 나타내는 고주파(RF1)(이중 변조파(DW1))에서는, 기간(P_11a) 내에 설정된 복수의 기간(P_1n) 각각에 있어서의 당해 고주파(RF1)의 레벨(파워)이 서로 상이해져 있다. 도 22에 나타내는 상황에서는, 복수의 기간(P_1n)의 각각에 설정되는 복수의 모니터링 기간(P₇₅) 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 복수의 평균값 및 전류의 복수의 평균값으로부터, 제 1 평균값군(평균값(VA1) 및 평균값(IA1))이 산출되어도 된다. 혹은, 복수의 모니터링 기간(P₇₅) 각각에 있어서의 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값이 산출되어도 된다. 이와 같이, 고레벨 기간 내에 설정된 복수의 기간 각각에 있어서의 레벨이 서로 상이한 고주파(RF1)가 이용되어도 된다. 또한, 고레벨 기간 내의 당해 복수의 기간에 설정되는 복수의 모니터링 기간 각각에 있어서의 급전 라인(43)상의 전압의 복수의 평균값 및 전류의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값군이 구해져도 되고, 혹은, 복수의 모니터링 기간 각각에 있어서의 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 복수의 평균값으로부터 제 1 평균값이 구해져도 된다. 이 경우에는, 제 1 평균값에 의해 나타나는 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스, 또는, 제 1 평균값군에 의해 나타나는 급전 라인(43)상의 전압 및 전류가 보다 고정밀도로 구해진다.

이상, 다양한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고 다양한 변형 양태를 구성 가능하다. 예를 들면, 고주파 전원(36)은, 정합기(40)를 개재하여 상부 전극(46)에 접속되어 있어도 된다.

또한, 이동 평균값(VMA1, IMA1, VMA2, IMA2), 고주파 전원(36)의 부하측의 임피던스의 소정 개의 평균값으로부터 얻어지는 제 1 이동 평균값 및 고주파 전원(38)의 부하측의 임피던스의 소정 개의 평균값으로부터 얻어지는 제 2 이동 평균값의 산출 방법은, 단순 이동 평균, 가중 이동 평균, 지수 이동 평균과 같은 임의의 이동 평균값 산출 방법일 수 있다. 또한, 정합기(40) 및 정합기(42)의 각각의 정합 회로가 고속의 정합 동작을 실현 가능한 경우에는, 이동 평균값의 산출에 이용되는 소정 개의 평균값 중 가장 최근에 구해진 평균값에 최대의 가중도를 적용하는 가중 이동 평균 및 지수 이동 평균이 이용되어도 된다. 고속인 정합 동작을 실현할 수 있는 정합 회로로서는, 복수의 콘덴서 중 정합 회로에 있어서 기능하는 콘덴서의 개수를 스위칭 소자(예를 들면, 전계 효과 소자)에 의해 전환하는 정합 회로가 예시된다.

1 : 플라즈마 처리 장치
10 : 챔버 본체
10c : 챔버
16 : 서셉터
18 : 정전 척
36 : 고주파 전원
38 : 고주파 전원
40 : 정합기
42 : 정합기
43 : 급전 라인
45 : 급전 라인
46 : 상부 전극
72 : 주제어부

Claims (5)

1. 플라즈마 처리 장치의 임피던스 정합을 위한 방법으로서,
   상기 플라즈마 처리 장치는,
   챔버 본체와,
   그들 사이에 상기 챔버 본체 내의 공간이 개재하도록 마련된 제 1 전극 및 제 2 전극과,
   플라즈마 생성용의 제 1 고주파를 출력하는 제 1 고주파 전원이며, 상기 제 1 고주파는 제 1 기본 주파수를 가지는 상기 제 1 고주파 전원과,
   이온 인입용의 제 2 고주파를 출력하는 제 2 고주파 전원이며, 상기 제 2 고주파는 상기 제 1 기본 주파수보다 낮은 제 2 기본 주파수를 가지는 상기 제 2 고주파 전원과,
   상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극과 상기 제 1 고주파 전원을 전기적으로 접속하는 제 1 급전 라인과,
   상기 제 2 전극과 상기 제 2 고주파 전원을 전기적으로 접속하는 제 2 급전 라인과,
   상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스를 조정하기 위한 제 1 정합기와,
   상기 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스를 조정하기 위한 제 2 정합기를 구비하고,
   상기 제 1 고주파 전원은, 상기 제 1 고주파로서,
   상기 제 1 기본 주파수를 가지는 제 1 연속파,
   변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간에 있어서의 레벨이 상기 2 개의 기간 중 타방의 기간에 있어서의 레벨보다 높아지도록 연속파의 레벨을 변조하는 제 1 변조를 이용하여, 상기 제 1 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 변조함으로써 생성되는 제 1 변조파, 및
   제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간과 상기 제 1 변조 주파수보다 낮은 제 2 변조 주파수에서 교호로 반복하는 2 개의 기간 중 일방의 기간이 중복되는 기간에 있어서의 레벨이 상기 제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간 중 타방의 기간 및 상기 제 2 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간 중 타방의 기간에 있어서의 레벨보다 높아지도록 연속파의 레벨을 변조하는 제 2 변조를 이용하여, 상기 제 1 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 변조함으로써 생성되는 제 1 이중 변조파,
   중 하나를 선택적으로 출력하도록 구성되어 있으며,
   상기 제 2 고주파 전원은, 상기 제 2 고주파로서,
   상기 제 2 기본 주파수를 가지는 제 2 연속파,
   상기 제 2 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 상기 제 1 변조를 이용하여 변조함으로써 생성되는 제 2 변조파, 및
   상기 제 2 기본 주파수를 가지는 연속파의 레벨을 상기 제 2 변조를 이용하여 변조함으로써 생성되는 제 2 이중 변조파,
   중 하나를 선택적으로 출력하도록 구성되어 있고,
   상기 방법은,
   평균화 처리를 실행하는 공정이며, 상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 제 1 평균값, 또는, 상기 제 1 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값을 포함하는 제 1 평균값군 및 상기 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 제 2 평균값, 또는, 상기 제 2 급전 라인상의 전압의 평균값 및 전류의 평균값을 포함하는 제 2 평균값군을 구하는, 상기 공정과,
   제 1 이동 평균값 및 제 2 이동 평균값을 구하는 공정이며, 상기 제 1 이동 평균값은 평균화 처리를 실행하는 상기 공정의 실행에 의해 구해진 소정 개의 제 1 평균값 또는 소정 개의 제 1 평균값군으로부터 구해지는 상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 이동 평균값이고, 상기 제 2 이동 평균값은 평균화 처리를 실행하는 상기 공정의 실행에 의해 구해진 소정 개의 제 2 평균값 또는 소정 개의 제 2 평균값군으로부터 구해지는 상기 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 이동 평균값인, 상기 공정과,
   상기 제 1 이동 평균값 및 상기 제 2 이동 평균값을 정합 포인트에 근접시키도록, 상기 제 1 정합기의 가변 리액턴스 소자 및 상기 제 2 정합기의 가변 리액턴스 소자를 조정하는 공정을 포함하고,
   평균화 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서,
   상기 제 1 고주파 및 상기 제 2 고주파의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 상기 제 1 고주파 전원 및 상기 제 2 고주파 전원 중 일방의 고주파 전원으로부터 출력되는 고주파의 생성에 있어서만 이용되고 있는 경우에,
   상기 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 상기 일방의 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 평균값을 구하고, 상기 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간의 쌍방에 있어서의 복수의 시점에서의 타방의 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 평균값을 구함으로써, 상기 제 1 평균값 및 상기 제 2 평균값이 구해지거나, 또는,
   상기 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의, 상기 제 1 급전 라인 및 상기 제 2 급전 라인 중 상기 일방의 고주파 전원으로부터의 고주파의 전송에 이용되는 일방의 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값을 구하고, 상기 가장 낮은 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간의 쌍방에 있어서의 복수의 시점에서의 타방의 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값을 구함으로써, 상기 제 1 평균값군 및 상기 제 2 평균값군이 구해지고,
   상기 제 1 고주파 및 상기 제 2 고주파의 생성에 이용되고 있는 가장 낮은 변조 주파수가 상기 제 1 고주파 및 상기 제 2 고주파의 생성에 있어서 공용되고 있는 경우에,
   상기 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 상기 제 1 고주파의 변조 주기 중의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 상기 제 1 평균값이 구해지며, 상기 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 상기 제 2 고주파의 변조 주기 중의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 상기 제 2 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 상기 제 2 평균값이 구해지거나, 또는,
   상기 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 상기 제 1 고주파의 변조 주기 중의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 상기 제 1 급전 라인상의 전압 및 전류로부터 상기 제 1 평균값군이 구해지고, 상기 가장 낮은 변조 주파수로 규정되는 상기 제 2 고주파의 변조 주기 중의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간에 있어서의 복수의 시점에서의 상기 제 2 급전 라인상의 전압 및 전류로부터 상기 제 2 평균값군이 구해지는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 고주파 전원이 상기 제 1 변조파를 출력하고, 상기 제 2 고주파 전원이 상기 제 2 이중 변조파를 출력하며, 상기 제 1 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수와 상기 제 2 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 제 1 변조 주파수가 동일한 경우에, 상기 제 2 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 제 2 변조 주파수로 규정되는 변조 주기에 포함되는 복수의 변조 주기로서, 상기 제 1 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수에 의해 규정되는 상기 복수의 변조 주기 각각에 있어서의 상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 평균값으로부터 상기 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 상기 복수의 변조 주기 각각에 있어서의 상기 제 1 급전 라인상의 전류의 복수의 평균값 및 전압의 복수의 평균값으로부터 상기 제 1 평균값군이 구해지는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 고주파 전원이 상기 제 1 이중 변조파를 출력하고, 상기 제 2 고주파 전원이 상기 제 1 이중 변조파와 동기한 상기 제 2 변조파를 출력하며, 상기 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되는 상기 제 2 변조 주파수가 상기 제 2 변조파의 생성에 이용되고 있는 변조 주파수와 동일한 경우에, 상기 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 제 2 변조 주파수로 규정되는 변조 주기에 포함되는 복수의 변조 주기로서, 상기 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 제 1 변조 주파수에 의해 규정되는 상기 복수의 변조 주기의 각각에 있어서의 상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 복수의 평균값으로부터 상기 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 상기 복수의 변조 주기 각각에 있어서의 상기 제 1 급전 라인상의 전류의 평균값 및 전압의 평균값으로부터 상기 제 1 평균값군이 구해지는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 고주파 전원이 상기 제 1 이중 변조파를 출력하고, 상기 제 2 고주파 전원이 상기 제 1 이중 변조파와 동기한 상기 제 2 변조파를 출력하며, 상기 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되는 상기 제 2 변조 주파수가 상기 제 2 변조파의 생성에 이용된 변조 주파수와 동일한 경우에, 상기 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 제 2 변조 주파수에 의해 규정되는 변조 주기 내의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간과 상기 제 2 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 변조 주파수에 의해 규정되는 대응의 변조 주기 내의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간이 중복되는 기간에 있어서의, 상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스로부터 상기 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 상기 제 1 이중 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 제 2 변조 주파수에 의해 규정되는 변조 주기 내의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간과 상기 제 2 변조파의 생성에 이용되고 있는 상기 변조 주파수에 의해 규정되는 대응의 변조 주기 내의 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간이 중복되는 기간에 있어서의, 상기 제 1 급전 라인상의 전압 및 전류로부터 상기 제 1 평균값군이 구해지는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 고주파는, 상기 제 1 변조에 이용되는 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간, 또는, 상기 제 2 변조에 이용되는 상기 제 1 변조 주파수에서 교호로 반복하는 상기 2 개의 기간 중 상기 일방의 기간에 포함되는 상이한 복수의 기간에 있어서 상이한 레벨을 가지도록 변조되고,
   상기 복수의 기간 각각에 있어서의 상기 제 1 고주파 전원의 부하측의 임피던스의 복수의 평균값으로부터 상기 제 1 평균값이 구해지거나, 또는, 상기 복수의 기간 각각에 있어서의 상기 제 1 급전 라인상의 전압의 복수의 평균값 및 전류의 복수의 평균값으로부터 상기 제 1 평균값군이 구해지는 방법.

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