WO2025100412A1 - プラズマ処理装置、電源システム、及び制御方法 - Google Patents

プラズマ処理装置、電源システム、及び制御方法 Download PDF

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power
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    • H01J37/3299—Feedback systems

Definitions

  • Exemplary embodiments of the present disclosure relate to a plasma processing apparatus, a power supply system, and a control method.
  • Plasma processing apparatuses are used in plasma processing of substrates.
  • bias radio frequency power is used to attract ions from the plasma generated in the chamber to the substrate.
  • Patent Document 1 discloses a plasma processing apparatus that modulates the power level and frequency of the bias radio frequency power.
  • This disclosure provides technology to suppress the reflection of high-frequency power.
  • a plasma processing apparatus in one exemplary embodiment, includes a chamber, a substrate support, and a power supply system.
  • the substrate support is disposed within the chamber.
  • the power supply system includes a radio frequency power supply, a bias power supply, and a power supply control unit.
  • the radio frequency power supply is configured to supply radio frequency power to generate plasma within the chamber of the plasma processing apparatus.
  • the bias power supply is configured to supply an electrical bias to the substrate support repeatedly at a time interval of a waveform period to attract ions from the plasma to a substrate on the substrate support disposed within the chamber.
  • the power supply control unit is configured to periodically modulate a power level of the radio frequency power in a repeating modulation period.
  • the modulation period includes a plurality of subperiods.
  • the plurality of subperiods includes at least two subperiods in which the power level of the radio frequency power is set to a level greater than zero and different from each other.
  • Each of the at least two subperiods includes a feedback period continuing from a start point thereof.
  • the power supply control unit is configured to adjust the frequency of the high-frequency power for the nth phase period in the modulation cycle included in the feedback period, based on the change in the frequency of the high-frequency power for the nth phase period in the preceding repetition of the modulation cycle and the change in the degree of reflection of the high-frequency power, so as to suppress the degree of reflection of the high-frequency power.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a waveform of an electrical bias.
  • 4 is an example timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • 4 is an example timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • 4 is an example timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • 4 is an example timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • 4 is an example timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • 4 is an example timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • 4 is an example timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 18(a) is a flowchart of a control method according to one exemplary embodiment
  • FIG. 18(a) is a flowchart of a control method according to one exemplary embodiment
  • 18(b) is a flowchart of step STa shown in FIG. 18(a).
  • 20 is a flowchart showing an example of processing in step STd shown in FIG. 18(b).
  • 20 is a flowchart showing an example of processing in step ST7 shown in FIG. 19.
  • 20 is a flowchart showing another example of the process in step STd shown in FIG. 18(b).
  • 22 is a flowchart showing an example of processing in step ST7a shown in FIG. 21.
  • 2 is a timing diagram associated with a power supply system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a plasma processing system.
  • the plasma processing system includes a plasma processing device 1 and a control unit 2.
  • the plasma processing system is an example of a substrate processing system
  • the plasma processing device 1 is an example of a substrate processing device.
  • the plasma processing device 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support unit 11, and a plasma generation unit 12.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 also has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space, and at least one gas exhaust port for exhausting gas from the plasma processing space.
  • the gas supply port is connected to a gas supply unit 20 described later, and the gas exhaust port is connected to an exhaust system 40 described later.
  • the substrate support unit 11 is disposed in the plasma processing space, and has a substrate support surface for supporting a substrate.
  • the plasma generating unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
  • the plasma formed in the plasma processing space may be capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), ECR plasma (Electron-Cyclotron-Resonance Plasma), Helicon Wave Plasma (HWP), or Surface Wave Plasma (SWP), etc.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described in this disclosure.
  • the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, a part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
  • the control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the control unit 2 is realized, for example, by a computer 2a.
  • the processing unit 2a1 may be configured to perform various control operations by reading a program from the storage unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
  • the acquired program is stored in the storage unit 2a2, and is read from the storage unit 2a2 by the processing unit 2a1 and executed.
  • the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
  • the processing unit 2a1 may be a programmable logic device such as a CPU (Central Processing Unit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the storage unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing device 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing device.
  • the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply unit 20, a power supply system 30, and an exhaust system 40.
  • the plasma processing apparatus 1 also includes a substrate support unit 11 and a gas inlet unit.
  • the gas inlet unit is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10.
  • the gas inlet unit includes a shower head 13.
  • the substrate support unit 11 is disposed in the plasma processing chamber 10.
  • the shower head 13 is disposed above the substrate support unit 11. In one embodiment, the shower head 13 constitutes at least a part of the ceiling of the plasma processing chamber 10.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the shower head 13, the sidewall 10a of the plasma processing chamber 10, and the substrate support unit 11.
  • the plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the substrate support unit 11 is electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10.
  • the substrate support 11 includes a main body 111 and a ring assembly 112.
  • the main body 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in a plan view.
  • the substrate W is disposed on the central region 111a of the main body 111
  • the ring assembly 112 is disposed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
  • the base 1110 includes a conductive member.
  • the electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110.
  • the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
  • the ceramic member 1111a has a central region 111a.
  • the ceramic member 1111a also has an annular region 111b.
  • other members surrounding the electrostatic chuck 1111 such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b.
  • the ring assembly 112 may be disposed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be disposed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member.
  • the ring assembly 112 includes one or more annular members.
  • the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
  • the edge rings are formed of a conductive or insulating material, and the cover rings are formed of an insulating material.
  • the substrate support 11 may also include a temperature adjustment module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
  • the temperature adjustment module may include a heater, a heat transfer medium, a flow passage 1110a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or a gas flows through the flow passage 1110a.
  • the flow passage 1110a is formed in the base 1110, and one or more heaters are disposed in the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply configured to supply a heat transfer gas to a gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
  • the shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s.
  • the shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas inlets 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the multiple gas inlets 13c.
  • the shower head 13 also includes at least one upper electrode.
  • the gas introduction unit may include, in addition to the shower head 13, one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the sidewall 10a.
  • SGI side gas injectors
  • the gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22.
  • the gas supply unit 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 through a respective flow controller 22 to the showerhead 13.
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
  • the gas supply unit 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of the at least one process gas.
  • the exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10.
  • the exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure in the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
  • the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
  • the power supply system 30 includes a high frequency power supply 31 and a bias power supply 32.
  • the power supply system 30 may further include a DC power supply 38.
  • the high frequency power supply 31 constitutes the plasma generating unit 12 of one embodiment.
  • the high frequency power supply 31 is configured to generate high frequency power.
  • the high frequency power generated by the high frequency power supply 31 is referred to as source high frequency power HF.
  • the source high frequency power HF has a frequency.
  • the frequency of the source high frequency power HF is referred to as the source frequency.
  • the source high frequency power HF has a sinusoidal waveform whose frequency is the source frequency.
  • the source frequency can be a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the high frequency power supply 31 is electrically connected to the high frequency electrode via the matching box 33 and is configured to supply source high frequency power HF to the high frequency electrode.
  • the high frequency electrode may be provided in the substrate support 11.
  • the high frequency electrode may be at least one electrode provided in the conductive member or ceramic member 1111a of the base 1110. Alternatively, the high frequency electrode may be an upper electrode.
  • the source high frequency power HF is supplied to the high frequency electrode, plasma is generated from the gas in the chamber 10.
  • the matching device 33 has a variable impedance.
  • the variable impedance of the matching device 33 is set to reduce reflection of the source high frequency power HF from the load.
  • the matching device 33 can be controlled, for example, by the control unit 2.
  • the high frequency power source 31 may include a signal generator 31g, a D/A converter 31c, and an amplifier 31a.
  • the signal generator 31g generates a high frequency signal having a source frequency f.
  • the signal generator 31g may be comprised of a programmable logic device such as a programmable processor or a field-programmable gate array (FPGA).
  • the output of the signal generator 31g is connected to the input of the D/A converter 31c.
  • the D/A converter 31c converts the high frequency signal from the signal generator 31g into an analog signal.
  • the output of the D/A converter 31c is connected to the input of the amplifier 31a.
  • the amplifier 31a amplifies the analog signal from the D/A converter 31c to generate the source high frequency power HF.
  • the gain of the amplifier 31a is specified by the control unit 2 to the high frequency power source 31. Note that the high frequency power source 31 does not need to include the D/A converter 31c.
  • the output of the signal generator 31g is connected to the input of the amplifier 31a, and the amplifier 31a amplifies the high frequency signal from the signal generator 31g to generate the source high frequency power HF.
  • the bias power supply 32 is electrically coupled to the substrate support 11.
  • the bias power supply 32 is electrically connected to a bias electrode in the substrate support 11 and is configured to supply an electric bias EB to the bias electrode.
  • the bias electrode may be at least one electrode provided in the conductive member or ceramic member 1111a of the base 1110.
  • the bias electrode may be common to the radio frequency electrode.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the waveform of the electric bias.
  • the bias power supply 32 is configured to periodically apply an electric bias EB having a waveform period CW to the bias electrode. That is, the electric bias EB is applied to the bias electrode in each of a plurality of waveform periods CW which are repetitions of the waveform period CW .
  • the waveform period CW is defined by a bias frequency fEB .
  • the bias frequency fEB is, for example, a frequency not less than 50 kHz and not more than 27 MHz.
  • the time length of the waveform period CW is the reciprocal of the bias frequency.
  • the electric bias EB may be a bias high frequency power LF having a bias frequency. That is, the electric bias EB may have a sinusoidal waveform whose frequency is the bias frequency.
  • the bias power supply 32 is electrically connected to the bias electrode via a matching device 34.
  • the variable impedance of the matching device 34 is set to reduce the reflection of the bias high frequency power LF from the load.
  • the electric bias EB may include a voltage pulse VP.
  • the voltage pulse VP is applied to the bias electrode within a waveform period CW .
  • the voltage pulse VP is applied to the bias electrode periodically at a time interval having the same length as the time length of the waveform period CW .
  • the waveform of the voltage pulse VP may be a square wave, a triangular wave, or any other waveform.
  • the polarity of the voltage of the voltage pulse VP is set so that a potential difference is generated between the substrate W and the plasma to attract ions from the plasma to the substrate W.
  • the voltage pulse VP is applied to the bias electrode so that the waveform period CW includes a period during which the potential of the substrate W is negative.
  • the voltage pulse VP applied to the bias electrode may have a negative potential, a positive potential, or a potential that changes between a positive potential and a negative potential.
  • the voltage pulse VP may be a negative voltage pulse or a negative DC voltage pulse.
  • the plasma processing apparatus 1 does not need to include a matching unit 34.
  • the plasma processing apparatus 1 may further include a sensor 35 and/or a sensor 36.
  • the sensor 35 is configured to measure the power level Pr of the reflected wave of the source high frequency power HF from the load.
  • the sensor 35 includes, for example, a directional coupler.
  • the directional coupler may be provided between the high frequency power supply 31 and the matching device 33.
  • the sensor 35 may further be configured to measure the power level Pf of the forward wave of the source high frequency power HF.
  • the power level Pr of the reflected wave measured by the sensor 35 is notified to the high frequency power supply 31.
  • the power level Pf of the forward wave may be notified from the sensor 35 to the high frequency power supply 31.
  • the sensor 35 may notify the high frequency power supply 31 of the reflectivity, i.e., Pr/Pf.
  • the reflectivity may be determined from the power level Pf and the power level Pr in the high frequency power supply 31.
  • a detection circuit 35b may be connected between the sensor 35 and the high frequency power supply 31, and the power level Pf and the power level Pr may be determined from the output of the detection circuit 35b.
  • the sensor 36 includes a voltage sensor and a current sensor.
  • the sensor 36 is configured to measure a voltage V S and a current I S in a power supply path that connects the high frequency power supply 31 and the high frequency electrode to each other.
  • the source high frequency power HF is supplied to the high frequency electrode via this power supply path.
  • the sensor 36 may be provided between the high frequency power supply 31 and the matching unit 33.
  • the voltage V S and the current I S are notified to the high frequency power supply 31.
  • the sensor 36 may notify the high frequency power supply 31 of an impedance Z L of a load of the high frequency power supply 31 determined from the voltage V S and the current I S.
  • the impedance Z L may be determined from the voltage V S and the current I S in the high frequency power supply 31.
  • the sensor 36 may notify the high frequency power supply 31 of a phase difference ⁇ between the voltage V S and the current I S.
  • the phase difference ⁇ may be determined from the voltage V S and the current I S in the high frequency power supply 31.
  • the sensor 36 may notify the high frequency power supply 31 of the reflection coefficient ⁇ determined from the voltage V S and the current I S.
  • the reflection coefficient ⁇ may be determined in the high frequency power supply 31 from the voltage V S and the current I S.
  • the DC power supply 38 is configured to apply a DC voltage DCS to the upper electrode.
  • the DC power supply 38 may apply a negative DC voltage to the upper electrode.
  • the DC power supply 38 may be a variable DC power supply.
  • FIG. 4 to FIG. 17 is an example timing chart related to a power supply system according to one exemplary embodiment.
  • Each of FIG. 4 to FIG. 17 shows the power level of the source high frequency power HF and the level of the electric bias EB.
  • "ON" of the electric bias EB indicates that the electric bias EB is being supplied
  • "OFF” of the electric bias EB indicates that the supply of the electric bias EB is stopped.
  • "HIGH” of the electric bias EB indicates that an electric bias EB having a level higher than the level indicated by "LOW" is being supplied.
  • the level of the electric bias EB is the power level of the bias high frequency power LF.
  • the electric bias EB includes a voltage pulse VP
  • the electric bias EB has a higher level as the energy of the ions attracted to the substrate W becomes higher.
  • the level of the electric bias EB may be the absolute value of the voltage level of the voltage pulse VP in the negative direction relative to a reference voltage (e.g., 0 V).
  • a duty ratio DVP is further shown.
  • the duty ratio DVP is a ratio of the time length during which the voltage pulse VP is supplied to the waveform period CW .
  • FIG. 14 a duty ratio of the time length during which the voltage pulse VP is supplied to the waveform period CW .
  • a bias frequency fEB is further shown.
  • a DC voltage DCS is further shown.
  • "ON" of the DC voltage DCS indicates that the DC voltage DCS is being supplied, and "OFF" of the DC voltage DCS indicates that the supply of the DC voltage DCS is stopped.
  • "HIGH” of the DC voltage DCS indicates that a DC voltage DCS having a level higher than the level indicated by "LOW” is being supplied.
  • the level of the DC voltage DCS may be the absolute value of the voltage level of the DC voltage DCS in the negative direction relative to the reference voltage level (for example, 0 V).
  • the power level of the source high frequency power HF from the high frequency power supply 31 is modulated.
  • the power level of the source high frequency power HF from the high frequency power supply 31 is specified by a power supply control unit.
  • the power supply control unit is configured to periodically modulate the power level of the source high frequency power HF in a repetition of a modulation period C M.
  • the power supply control unit may be provided within the high frequency power supply 31 or may be provided outside the high frequency power supply 31.
  • the signal generator 31g may function as the power supply control unit, or another device within the high frequency power supply 31 may function as the power supply control unit. Alternatively, the control unit 2 may function as the power supply control unit.
  • the power supply control unit may be configured to periodically modulate the condition of the electric bias EB in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • the power supply control unit may periodically modulate the level of the electric bias EB in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • the power supply control unit may periodically modulate the duty ratio D VP in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • the power supply control unit may periodically modulate the bias frequency f EB in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • the power supply control unit may periodically modulate the voltage level of the direct current voltage DCS in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • the modulation period C M includes a plurality of subperiods P S.
  • the numbers in parentheses following P S indicate the order of the subperiods P S in the modulation period C M.
  • the modulation period C M includes at least two subperiods P S in which the power level of the source high frequency power HF is set to a level greater than zero and different from each other.
  • each of the plurality of subperiods P S is a period during which the power level of the source high frequency power HF and the condition of the electric bias EB continue to be set to the same settings.
  • each of the plurality of subperiods P S is a period during which the power level of the source high frequency power HF, the condition of the electric bias EB, and the output voltage level of the DC power supply 38 (i.e., the voltage level of the DC voltage DCS) continue to be set to the same settings.
  • Each of the multiple sub-periods P S includes a feedback period P F [1] (first feedback period) that continues from its start when the source high frequency power HF has a power level greater than 0 watts. As shown in FIGS. 4 to 12, each of the multiple sub-periods P S may further include a feedback period P F [2] (second feedback period) as a remaining period following the feedback period P F [1]. Alternatively, at least one sub-period of the multiple sub-periods P S may include only the feedback period P F [1]. That is, at least one sub-period of the multiple sub-periods P S may coincide with the feedback period P F [1 ] . In the example shown in FIG.
  • the sub-period P S [1] includes only the feedback period P F [1].
  • each of the multiple sub-periods P S may include only the feedback period P F [1]. That is, each of the multiple sub-periods P S may coincide with the feedback period P F [1].
  • the high frequency power supply 31 adjusts the source frequency f for each phase period P H in the modulation period C M in order to suppress reflection of the source high frequency power HF from the load.
  • the source frequency f is specified to the high frequency power supply 31 by the power supply control unit.
  • the adjustment of the source frequency f will be described with reference to (a) and (b) of FIG. 18 together with FIG. 2 to FIG. 17.
  • (a) of FIG. 18 is a flow chart of a control method according to one exemplary embodiment
  • (b) of FIG. 18 is a flow chart of step STa shown in (a) of FIG. 18.
  • each part of the power supply system 30 is controlled by the power supply control unit.
  • the method MT includes steps STa and STb.
  • a source high frequency power HF is supplied from a high frequency power supply 31 to a high frequency electrode in order to generate plasma in a chamber 10 of the plasma processing apparatus 1.
  • an electric bias EB is repeatedly supplied to the substrate support 11 (i.e., the bias electrode) at a time interval of a waveform period CW in order to attract ions from the plasma to a substrate W on the substrate support 11.
  • the process STa includes a process STc and a process STd.
  • the power level of the source high frequency power HF is periodically modulated in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • the level of the electric bias EB may be periodically modulated in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • the level of the direct current voltage DCS may be periodically modulated in the repetition of the modulation period C 1 M.
  • step STd the source frequency f for each phase period P H in each modulation period C M is adjusted to suppress the degree of reflection of the source high frequency power HF.
  • a modulation period C M [y] represents the y-th modulation period C M in the repetition of the modulation periods C M.
  • a phase period P H [k] represents the k-th phase period in the modulation period C M.
  • a phase period P H [j] represents the j-th phase period in the waveform period C W.
  • a waveform period C W [m] represents the m-th waveform period C W in each of the feedback period P F [1] and the feedback period P F [2].
  • a frequency prepared in advance for that phase period is used as the source frequency f.
  • a frequency prepared in advance for that phase period is used as the source frequency f.
  • multiple phase periods P H in a waveform period C W [m] in the feedback period P F [1] in each of the modulation periods C M [1] to C M [Y 1 ] multiple frequencies included in a frequency set prepared in advance for that waveform period are used as the source frequency f.
  • Y 1 is an integer of 1 or more, for example, 5.
  • a frequency determined by a second feedback described below may be used as the source frequency f.
  • the multiple source frequencies f used in the multiple phase periods P H in the final waveform period C W in the immediately preceding feedback period P F [1] may be used, respectively.
  • a frequency determined by a first feedback is used as the source frequency f.
  • a frequency determined by a first feedback is used as the source frequency f.
  • a frequency determined by a second feedback described later may be used as the source frequency f.
  • the multiple source frequencies f used in the multiple phase periods P H in the final waveform period C W in the immediately preceding feedback period P F [1] may be used, respectively.
  • Y2 may be Y1 + 1.
  • a delay time may be provided between the modulation cycle C M [ Y1 ] and the modulation cycle C M [ Y2 ].
  • the delay time may be on the order of several seconds.
  • the source frequencies f used in the phase periods P H in the modulation cycle C M [ Y1 ] may be used as the source frequencies of the phase periods P H in each modulation cycle C M from immediately after the modulation cycle C M [ Y1 ] to immediately before the modulation cycle C M [ Y2 ].
  • Fig. 19 is a flow chart showing an example of processing in step STd shown in Fig. 18(b).
  • Fig. 20 is a flow chart showing an example of processing in step ST7 shown in Fig. 19.
  • the repetition of the modulation period C M i.e., a plurality of modulation periods C M
  • a plurality of waveform periods C W in a feedback period P F [2] in the modulation period C M [y] and I ref waveform periods C W immediately preceding that feedback period P F [2] form a periodic sequence C S.
  • the source frequency f of the phase period P H [k] of the modulation period C M is determined based on a change in the source frequency f of the phase period P H [k] in the sequence of the preceding modulation periods C M and a change in the degree of reflection of the source high frequency power HF, so as to suppress the degree of reflection.
  • the source frequency f of the phase period P H [j] in the waveform period C W [m] in the feedback period P F [2] in the modulation period C M [y] is determined so as to suppress the degree of reflection based on the change in the source frequency f of the phase period P H [j] in the series of the preceding multiple waveform periods C W in the same feedback period P F [2] and the change in the degree of reflection of the source high frequency power HF.
  • the source frequency f is determined by the power supply control unit.
  • each of the phase periods P H [k] in the sequence of modulation periods C M in the first feedback and the phase periods P H [j] in the sequence of waveform periods C W in the second feedback will be referred to as a phase period P H [n] of the periodic sequence C S.
  • each of the modulation periods C M in the first feedback and the waveform periods C W in the second feedback will be referred to as a period C R.
  • the step STd may include steps ST1 to ST7.
  • the steps ST1 to ST7 are performed for each phase period P H in each cycle C R in the periodic sequence C S.
  • step ST1 the power supply control unit sets i to I ini -I ref .
  • "i" represents the order of the cycle C R included in the cycle sequence C S.
  • “I ini” is initially “Y 2 ".
  • “I ini -I ref” represents the order of the cycle C R one cycle before the I ini- th cycle C R included in the cycle sequence C S
  • "I ref " is 1.
  • "I ini " is initially "1”.
  • I ini -I ref represents the order of the cycle C R I ref cycles before the I ini-th cycle C R included in the cycle sequence C S
  • "I ref " is an integer equal to or greater than 1.
  • I ref may be 1, 2, or an integer greater than 2.
  • I ref when I ref is equal to or greater than 2, a relatively long processing time is ensured as the processing time for determining the source frequency for each phase period P H in the second feedback.
  • the power supply control unit determines whether the degree of reflection Pd [i,n] is large enough to satisfy the frequency change condition.
  • Pd [i,n] represents the degree of reflection of the phase period PH [n] in the i-th period C R [i] included in the periodic sequence C S.
  • the frequency change condition is satisfied when the degree of reflection Pd [i,n] is larger than a threshold value.
  • the frequency change condition may be satisfied when Pd [i,n] is larger than a first threshold value Pth1 [n].
  • the first threshold value Pth1 for each of the multiple phase periods P H may be the same as or different from each other.
  • the power supply control unit sets the source frequency f[i+I ref , n] according to equation (1) in step ST3.
  • f[i+I ref ,n] f[i,n]+ ⁇ f[i,n]...(1)
  • f[i,n] represents the source frequency f of the phase period P H [n] in the i-th period C R [i] contained in the periodic sequence C S
  • ⁇ f[i,n] is a shift value whose initial value is set in advance.
  • Step ST5 includes steps ST5a, ST5b, and ST5c.
  • step ST5a it is determined whether I ref is greater than 1. If I ref is 1, the process proceeds to step ST5c. If I ref is greater than 1, in step ST5b, the power supply control unit sets f[i+h, n] to f[i, n]. The process of step ST5b is performed while incrementing h by 1 from 1 to I ref -1. Then, the process proceeds to step ST5c.
  • step ST5c the power supply control unit increments i by 1+ Iref .
  • the power supply control unit supplies a source high frequency power HF having a source frequency f[i,n] from the high frequency power supply 31 in a phase period P H [n] in a cycle C R [i] in the cycle sequence C S.
  • the power supply control unit determines a source frequency f [i+Iref, n] for a phase period PH [n] in a subsequent cycle CR [i+ Iref ] in the periodic sequence Cs according to the degree of reflection Pd [i, n].
  • the process ST7 starts with a process ST701.
  • the power supply control unit judges whether or not the degree of reflection P d [i, n] is increasing.
  • the degree of reflection P d [i, n] may be judged to be increasing when P d [i, n]>P d [i-I ref , n] is satisfied.
  • the degree of reflection P d [ i, n] may be judged to be increasing when the degree of reflection in the phase period P H [n] is increasing over X cycles C R up to the i-th cycle C R [i] in the cycle sequence C S.
  • "X" is an integer of 2 or more.
  • the X cycles C R up to the i-th cycle C R [i] in the cycle sequence C S are represented by C R [ i-x ⁇ I ref ], and "x" is an integer from 0 to (X-1).
  • the power supply control unit determines whether or not the shift direction change condition is satisfied.
  • the shift direction change condition is satisfied when the absolute value of the difference between the source frequency f[i,n] and the source frequency f[i,n-u] of the (n-u)th phase period P H [n-u] in the cycle C R [i] and the absolute value of the difference between the source frequency f[i,n] and the source frequency f[i,n+u] of the (n+u)th phase period P H [n+u] in the cycle C R [i] are compared with a predetermined value, and it is determined that the change in the source frequency is large, and both the source frequency f[i,n-u] and the source frequency f[i,n+u] are larger or smaller than the source frequency f[i,n].
  • the shift direction change condition is satisfied when the absolute value of the difference between the source frequency f[i,n] and the source frequency f[i,n-u] and the absolute value of the difference between the source frequency f[i,n] and the source frequency f[i,n+u] are each greater than a predetermined value, and both the source frequency f[i,n-u] and the source frequency f[i,n+u] are greater than or less than the source frequency f[i,n].
  • u may be 1 or a number greater than 1.
  • the shift direction change condition may be satisfied when u is any number within the range of 1 to a number greater than 1.
  • step ST704 the power supply control unit changes the sign of the shift value ⁇ f[i, n] in step ST705. That is, in step ST705, the power supply control unit sets the shift value ⁇ f[i, n] according to equation (5).
  • ⁇ f[i,n]
  • sign() is a function that returns the sign of the number in parentheses
  • u is the value of u when the shift direction change condition is satisfied.
  • the power supply control unit determines whether the degree of reflection Pd [i,n] of the source high frequency power HF in the phase period PH[n] in the cycle C R [ i] of the periodic sequence C S is large enough to satisfy the frequency change condition.
  • the frequency change condition is satisfied when the degree of reflection Pd [i,n] of the source high frequency power HF in the phase period PH [n] in the cycle C R [i] of the periodic sequence C S is larger than a threshold value.
  • step ST708 the power supply control unit sets the source frequency f[i+ Iref , n] for the phase period P H [n] in the subsequent cycle C R [i+ Iref ] in the periodic sequence C S using equation (7).
  • f[i+I ref ,n] f[i,n]+ ⁇ f[i,n]...(7)
  • the frequency change condition may not be satisfied in step ST707 until the result of the comparison in the subsequent step ST707 between the degree of reflection in a phase period P H [n] in the cycle C R and the second threshold value P th2 [n] is determined that the degree of reflection is large.
  • the second threshold value P th2 [n] is equal to or greater than the first threshold value P th1 [n].
  • the second threshold value P th2 [n] may be greater than the first threshold value P th1 [n]. Note that the second threshold values P th2 [n] for each of the multiple phase periods P H [n] may be the same as or different from each other.
  • a second threshold value P th2 [n] may be used as a threshold to be compared with the degree of reflection in the phase period P H [n] in a subsequent step ST707.
  • a first threshold value P th1 [n] may be used as a threshold to be compared with the degree of reflection in the phase period P H [n] in a subsequent step ST707.
  • the reflection of the source high frequency power HF is suppressed by adjusting the source frequency f[i+I ref , n] according to the degree of reflection P d [i, n].
  • the shift direction change condition that is, when a large fluctuation in the source frequency that causes a large increase or decrease in the source frequency followed by a large increase or decrease in the source frequency occurs in each period C R , the sign of the shift value is changed. Therefore, according to the method MT, a large fluctuation in the source frequency in the period C R is suppressed.
  • the source frequency is suppressed from being changed excessively. Furthermore, when the method MT is repeated, a high reproducibility of the time change of the source frequency can be achieved. Note that the step ST7 shown in FIG. 20 does not have to include steps ST704 to ST706.
  • FIG. 21 is a flow chart showing another example of the process in step STd shown in Figure 18(b).
  • Figure 22 is a flow chart showing an example of the process in step ST7a shown in Figure 21.
  • the process in step STd shown in Figures 21 and 22 will be described below from the viewpoint of differences from the process shown in Figures 19 and 20.
  • the power supply control unit sets the shift value ⁇ f[i,n] to a value according to the magnitude of the reflection degree P d [i,n].
  • the power supply control unit sets the source frequency f[i,n] and the coefficient ⁇ [i,n] in the steps between process ST1 and process ST3.
  • the source frequency f[i,n] and the coefficient ⁇ [i,n] i.e., the source frequency f[1,n] and the coefficient ⁇ [1,n] are initially set to respective values that have been set in advance.
  • step ST2 If it is determined in step ST2 that the frequency change condition is satisfied, the power supply control unit sets the shift value ⁇ f[i, n] according to equation (9) in step ST3a between steps ST2 and ST3.
  • ⁇ f [i, n] ⁇ [i, n] * (P d [i, n] - P th1 [n]) ... (9)
  • the coefficient ⁇ [1, n] is a preset value.
  • step ST7a the power supply control unit determines a source frequency f [i+Iref, n] for a phase period PH [n] in a subsequent cycle CR [i+ Iref ] in the periodic sequence Cs in accordance with the degree of reflection Pd [i, n].
  • u is the value of u when the shift direction change condition is satisfied.
  • step ST708a the power supply control unit sets the shift value ⁇ f[i, n] using equation (14).
  • ⁇ f[i,n] ⁇ [i,n]*(P d [i,n] ⁇ P th1 [n]) ...(14)
  • the frequency change condition may not be satisfied in step ST707 until the degree of reflection in a phase period P H [n] in the cycle C R is determined to be large as a result of the comparison in the subsequent step ST707 between the second threshold P th2 [n].
  • the second threshold P th2 [n] is equal to or greater than the first threshold P th1 [n].
  • the second threshold P th2 [n] may be greater than the first threshold P th1 [n].
  • the second threshold P th2 [n] for each of the multiple phase periods P H [n] may be the same or different from each other.
  • a second threshold value P th2 [n] may be used as a threshold to be compared with the degree of reflection in the phase period P H [n] in the subsequent step ST707.
  • step ST707 If it is determined in step ST707 that the degree of reflection in a phase period P H [n] in any waveform cycle in the cycle sequence C S is greater than the second threshold value P th2 [n], a first threshold value P th1 [n] may be used as a threshold to be compared with the degree of reflection in the phase period P H [n] in the subsequent step ST707. Note that the step ST7a shown in FIG. 22 does not have to include the steps ST704, ST705a, and ST706a.
  • the degree of reflection Pd [i,n] will be described below.
  • the degree of reflection Pd [i,n] is obtained by obtaining a plurality of evaluation values at each of a plurality of sample time points in a phase period PH [n] in a cycle CR[i] in the periodic sequence C S.
  • the plurality of evaluation values reflect the magnitude of reflection of the source high frequency power HF at each of the plurality of sample time points.
  • the number of sample time points in each of the plurality of phase periods P H may be the same.
  • the degree of reflection Pd [i,n] is a representative value of the evaluation values at each of a plurality of sample time points in the phase period PH[n] in the period CR [i] in the periodic sequence Cs .
  • the representative value is an average value of the plurality of evaluation values, a weighted average value of the plurality of evaluation values, or a maximum value of the plurality of evaluation values.
  • Each of the plurality of evaluation values may be the power level Pr of the reflected wave, the reflectivity (i.e., Pr/Pf), the magnitude of the difference between the impedance ZL and the characteristic impedance, or the reflection coefficient ⁇ , as measured values acquired by the sensors 35 and 36.
  • Each of the plurality of evaluation values may be the difference between the resistance value of the input of the matching box 33 (i.e., the input of the matching box 33 on the high frequency power source 31 side) or the transmission system of the source high frequency power HF as viewed from the high frequency power source 31 and a predetermined resistance value (50 ⁇ , etc.).
  • each of the plurality of evaluation values may be the difference between the phase difference between the voltage Vs and the current Is at the transmission system of the source high frequency power HF or the input of the matching box and a predetermined value (90 degrees, etc.).
  • the degree of reflection Pd [i,n] is a weighted average of evaluation values at multiple sample time points in a phase period P H [n] in a cycle CR[i] in the periodic sequence C S.
  • the power supply control unit obtains an average of multiple values obtained by multiplying the multiple evaluation values by a window function.
  • the window function has a weight that decreases according to the time difference from the center of the phase period P H [n].
  • a triangular window, a Gaussian window, a Hanning window, a Hamming window, or the like is used. According to the weighted average using such a window function, it is possible to suppress the variation in the calculated value of the degree of reflection Pd [i,n] that may be caused due to the phase of the source high frequency power HF in each phase period P H.
  • the high frequency power supply 31 may supply the source high frequency power HF continuously over the entire period of the waveform period CW .
  • the high frequency power supply 31 may pulse the source high frequency power HF within the waveform period CW . That is, the high frequency power supply 31 may supply a pulse of the source high frequency power HF within the waveform period CW .
  • a chamber; a substrate support disposed within the chamber; A power supply system; Equipped with The power supply system includes: a radio frequency power source configured to provide a source radio frequency power to generate a plasma within the chamber; a bias power supply configured to supply an electrical bias to the substrate support, the electrical bias being repeated at a time interval of a waveform period, to attract ions from the plasma to a substrate on the substrate support; A power supply control unit; Including, the power supply controller is configured to periodically modulate a power level of the source RF power in a repeating modulation period; the modulation period includes a plurality of subperiods, the plurality of subperiods including at least two subperiods in which a power level of the source radio frequency power is set to a level greater than zero and different from one another, each of the at least two subperiods including a feedback period continuing from a start point thereof; the power supply control unit is configured to adjust a source frequency of the source high frequency power for a k-th phase period
  • the power supply system further includes a DC power supply electrically connected to an upper electrode disposed above the substrate support; the power supply system is configured to maintain the power level of the source radio frequency power, the condition of the electrical bias, and the output voltage level of the DC power supply at the same settings during each of the plurality of sub-periods.
  • the plasma processing apparatus according to E1.
  • the electrical bias includes voltage pulses generated periodically at time intervals of the waveform period;
  • the condition of the electrical bias includes at least one selected from the group consisting of a voltage level of the voltage pulse, a duty ratio of the voltage pulse, and a bias frequency that is the inverse of the time length of the waveform period.
  • the electrical bias is a bias radio frequency power having a bias frequency that is the inverse of the time length of the waveform period;
  • the conditions of the electrical bias include at least one selected from the group consisting of a power level of the bias high frequency power and a bias frequency.
  • the feedback period is a first feedback period; each of the at least two subperiods includes a second feedback period following the first feedback period; the power supply control unit is configured to control the high frequency power supply so as to repeatedly use, in the second feedback period, the sequence of source frequencies used in the waveform period immediately before the second feedback period.
  • the feedback period is a first feedback period; each of the at least two subperiods includes a second feedback period following the first feedback period; the power supply control unit is configured to adjust the source frequency for a jth phase period in each waveform cycle in the second feedback period of each of the at least two subperiods based on a change in the source frequency and a change in a degree of reflection of the source high frequency power in the jth phase period in a repetition of a preceding waveform cycle in each of the at least two subperiods, so as to suppress the degree of reflection of the source high frequency power.
  • the plasma processing apparatus according to any one of E1 to E5.
  • a radio frequency power supply configured to provide a source radio frequency power to generate a plasma in a chamber of the plasma processing apparatus; a bias power supply configured to repeatedly supply an electrical bias to a substrate support disposed within the chamber at a time interval of a waveform period to attract ions from the plasma to a substrate on the substrate support;
  • a power supply control unit; Equipped with the power supply controller is configured to periodically modulate a power level of the source RF power in a repeating modulation period; the modulation period includes a plurality of subperiods, the plurality of subperiods including at least two subperiods in which a power level of the source radio frequency power is set to a level greater than zero and different from one another, each of the at least two subperiods including a feedback period continuing from a start point thereof;
  • the power supply control unit is configured to adjust a source frequency of the source high frequency power for a k-th phase period in the modulation cycle included in the feedback period based on a change in the source frequency
  • [E10] (a) providing a source radio frequency power from a radio frequency power source to generate a plasma in a chamber of a plasma processing device; (b) applying an electrical bias to a substrate support disposed within the chamber at a repeating time interval of a waveform period to attract ions from the plasma to a substrate on the substrate support; Including, The (a) is (c) periodically modulating a power level of the source radio frequency power in a repeating modulation period, the modulation period including a plurality of subperiods, the plurality of subperiods including at least two subperiods in which the power level of the source radio frequency power is set to a level greater than zero and different from one another, each of the at least two subperiods including a feedback period continuing from a start of the at least two subperiods; (d) adjusting a source frequency of the source high frequency power for a kth phase period in the modulation cycle included in the feedback time period, the source frequency for the kth phase period in
  • Plasma processing device 10: Chamber
  • 11 Substrate support
  • 30 Power supply system
  • 31 High frequency power supply
  • 32 Bias power supply.

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Abstract

開示されるプラズマ処理装置の電源システムは、高周波電源、バイアス電源、及び電源制御部を含む。高周波電源は、プラズマ生成用の高周波電力を発生する。バイアス電源は、基板支持部に電気バイアスを供給する。電源制御部は、少なくとも二つの副期間を含む変調周期の繰り返しにおいて高周波電力のパワーレベルを周期的に変調する。電源制御部は、少なくとも二つの副期間の各々の開始時点から続くフィードバック期間に含まれる変調周期内のｎ番目の位相期間のための高周波電力の周波数を、先行する変調周期の繰り返しにおける当該ｎ番目の位相期間の高周波電力の周波数の変化と高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、調整するよう構成されている。

Description

プラズマ処理装置、電源システム、及び制御方法
　本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置、電源システム、及び制御方法に関するものである。
　プラズマ処理装置が、基板に対するプラズマ処理において用いられている。プラズマ処理装置では、チャンバ内で生成されたプラズマからイオンを基板に引き込むために、バイアス高周波電力が用いられる。下記の特許文献１は、バイアス高周波電力のパワーレベル及び周波数を変調するプラズマ処理装置を開示している。
特開２００９－２４６０９１号公報
　本開示は、高周波電力の反射を抑制する技術を提供する。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持部、及び電源システムを含む。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。電源システムは、高周波電源、バイアス電源、及び電源制御部を含む。高周波電源は、プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために、高周波電力を供給するように構成されている。バイアス電源は、チャンバ内に設けられた基板支持部上の基板にプラズマからイオンを引き込むために、波形周期の時間間隔で繰り返して基板支持部に電気バイアスを供給するように構成されている。電源制御部は、変調周期の繰り返しにおいて高周波電力のパワーレベルを周期的に変調するように構成されている。変調周期は複数の副期間を含む。複数の副期間は高周波電力のパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間を含む。少なくとも二つの副期間の各々はその開始時点から続くフィードバック期間を含む。電源制御部は、フィードバック期間に含まれる変調周期内のｎ番目の位相期間のための高周波電力の周波数を、先行する変調周期の繰り返しにおける当該ｎ番目の位相期間の高周波電力の周波数の変化と高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、高周波電力の反射の度合いを抑制するように、調整するよう構成されている。
　一つの例示的実施形態によれば、高周波電力の反射を抑制することが可能となる。
プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。 容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 電気バイアスの波形の例を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。 図１８の（ａ）は、一つの例示的実施形態に係る制御方法の流れ図であり、図１８の（ｂ）は、図１８の（ａ）に示す工程ＳＴａの流れ図である。 図１８の（ｂ）に示す工程ＳＴｄにおける処理の例を示す流れ図である。 図１９に示す工程ＳＴ７における処理の例を示す流れ図である。 図１８の（ｂ）に示す工程ＳＴｄにおける処理の別の例を示す流れ図である。 図２１に示す工程ＳＴ７ａにおける処理の例を示す流れ図である。 一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連するタイミングチャートである。
　以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
　図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
　プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。
　制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）のようなプログラム可能なロジックデバイスであってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
　以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
　容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源システム３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。
　基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
　一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。
　リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
　また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
　シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ　Ｇａｓ　Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
　ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。
　排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
　電源システム３０は、高周波電源３１及びバイアス電源３２を含む。電源システム３０は、直流電源３８を更に含んでいてもよい。高周波電源３１は、一実施形態のプラズマ生成部１２を構成する。高周波電源３１は、高周波電力を発生するように構成されている。以下の説明では、高周波電源３１によって発生される高周波電力を、ソース高周波電力ＨＦという。ソース高周波電力ＨＦは、周波数を有する。以下の説明では、ソース高周波電力ＨＦの周波数を、ソース周波数という。ソース高周波電力ＨＦは、その周波数がソース周波数である正弦波状の波形を有する。ソース周波数は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数であり得る。
　高周波電源３１は、整合器３３を介して高周波電極に電気的に接続されており、ソース高周波電力ＨＦを高周波電極に供給するように構成されている。高周波電極は、基板支持部１１内に設けられていてもよい。高周波電極は、基台１１１０の導電性部材又はセラミック部材１１１１ａ内に設けられた少なくとも一つの電極であってもよい。或いは、高周波電極は、上部電極であってもよい。ソース高周波電力ＨＦが高周波電極に供給されると、チャンバ１０内のガスからプラズマが生成される。
　整合器３３は、可変インピーダンスを有する。整合器３３の可変インピーダンスは、ソース高周波電力ＨＦの負荷からの反射を低減するよう、設定される。整合器３３は、例えば制御部２によって制御され得る。
　一実施形態において、高周波電源３１は、信号発生器３１ｇ、Ｄ／Ａ変換器３１ｃ、及び増幅器３１ａを含んでいてもよい。信号発生器３１ｇは、ソース周波数ｆを有する高周波信号を発生する。信号発生器３１ｇは、プログラム可能なプロセッサ又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）のようなプログラム可能なロジックデバイスから構成されていてもよい。
　信号発生器３１ｇの出力は、Ｄ／Ａ変換器３１ｃの入力に接続されている。Ｄ／Ａ変換器３１ｃは、信号発生器３１ｇからの高周波信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器３１ｃの出力は、増幅器３１ａの入力に接続されている。増幅器３１ａは、Ｄ／Ａ変換器３１ｃからのアナログ信号を増幅して、ソース高周波電力ＨＦを生成する。増幅器３１ａの増幅率は、制御部２から高周波電源３１に指定される。なお、高周波電源３１は、Ｄ／Ａ変換器３１ｃを含んでいなくてもよい。この場合には、信号発生器３１ｇの出力は、増幅器３１ａの入力に接続され、増幅器３１ａは、信号発生器３１ｇからの高周波信号を増幅して、ソース高周波電力ＨＦを生成する。
　バイアス電源３２は、基板支持部１１に電気的に結合されている。バイアス電源３２は、基板支持部１１内のバイアス電極に電気的に接続されており、電気バイアスＥＢをバイアス電極に供給するように構成されている。バイアス電極は、基台１１１０の導電性部材又はセラミック部材１１１１ａ内に設けられた少なくとも一つの電極であってもよい。バイアス電極は、高周波電極と共通であってもよい。電気バイアスＥＢがバイアス電極に供給されると、プラズマからのイオンが基板Ｗに引き付けられる。
　以下、図２と共に図３を参照する。図３は、電気バイアスの波形の例を示す図である。バイアス電源３２は、波形周期ＣＷを有する電気バイアスＥＢをバイアス電極に周期的に与えるように構成されている。即ち、電気バイアスＥＢは、波形周期ＣＷの繰り返しである複数の波形周期ＣＷの各々においてバイアス電極に与えられる。波形周期ＣＷは、バイアス周波数ｆＥＢで規定される。バイアス周波数ｆＥＢは、例えば５０ｋＨｚ以上、２７ＭＨｚ以下の周波数である。波形周期ＣＷの時間長は、バイアス周波数の逆数である。
　電気バイアスＥＢは、バイアス周波数を有するバイアス高周波電力ＬＦであってもよい。即ち、電気バイアスＥＢは、その周波数がバイアス周波数である正弦波状の波形を有していてもよい。この場合には、バイアス電源３２は、整合器３４を介して、バイアス電極に電気的に接続される。整合器３４の可変インピーダンスは、バイアス高周波電力ＬＦの負荷からの反射を低減するよう、設定される。
　或いは、電気バイアスＥＢは、電圧パルスＶＰを含んでいてもよい。電圧パルスＶＰは、波形周期ＣＷ内においてバイアス電極に印加される。電圧パルスＶＰは、波形周期ＣＷの時間長と同じ長さの時間間隔で周期的にバイアス電極に印加される。電圧パルスＶＰの波形は、矩形波、三角波、又は任意の波形であり得る。電圧パルスＶＰの電圧の極性は、基板Ｗとプラズマとの間に電位差を生じさせてプラズマからのイオンを基板Ｗに引き込むことができるように設定される。電圧パルスＶＰは、基板Ｗの電位が負電位である期間を波形周期ＣＷが含むようにバイアス電極に印加される。バイアス電極に印加される電圧パルスＶＰは、負電位を有してもよく、正電位を有してもよく、或いは、正の電位と負の電位との間で変化する電位を有していてもよい。電圧パルスＶＰは、負の電圧のパルス又は負の直流電圧のパルスであってもよい。なお、電気バイアスＥＢが電圧パルスＶＰである場合には、プラズマ処理装置１は整合器３４を備えていなくてもよい。
　図２に示すように、プラズマ処理装置１は、センサ３５及び／又はセンサ３６を更に備えていてもよい。センサ３５は、ソース高周波電力ＨＦの負荷からの反射波のパワーレベルＰｒを測定するように構成されている。センサ３５は、例えば方向性結合器を含む。方向性結合器は、高周波電源３１と整合器３３との間に設けられていてもよい。センサ３５は、ソース高周波電力ＨＦの進行波のパワーレベルＰｆを更に測定するように構成されていてもよい。センサ３５によって測定された反射波のパワーレベルＰｒは、高周波電源３１に通知される。加えて、進行波のパワーレベルＰｆが、センサ３５から高周波電源３１に通知されてもよい。センサ３５は、反射率、即ち、Ｐｒ／Ｐｆを高周波電源３１に通知してもよい。反射率は、高周波電源３１においてパワーレベルＰｆ及びパワーレベルＰｒから特定されてもよい。なお、センサ３５と高周波電源３１との間に検波回路３５ｂが接続されていてもよく、パワーレベルＰｆ及びパワーレベルＰｒは検波回路３５ｂの出力から特定されてもよい。
　センサ３６は、電圧センサ及び電流センサを含む。センサ３６は、高周波電源３１と高周波電極とを互いに接続する給電路における電圧ＶＳ及び電流ＩＳを測定するように構成されている。ソース高周波電力ＨＦは、この給電路を経由して高周波電極に供給される。センサ３６は、高周波電源３１と整合器３３との間に設けられていてもよい。電圧ＶＳ及び電流ＩＳは、高周波電源３１に通知される。センサ３６は、電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定した高周波電源３１の負荷のインピーダンスＺＬを高周波電源３１に通知してもよい。インピーダンスＺＬは、高周波電源３１において電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定されてもよい。センサ３６は、電圧ＶＳと電流ＩＳの間の位相差θを高周波電源３１に通知してもよい。位相差θは、高周波電源３１において電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定されてもよい。センサ３６は、電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定した反射係数Γを高周波電源３１に通知してもよい。反射係数Γは、高周波電源３１において電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定されてもよい。
　直流電源３８は、上部電極に直流電圧ＤＣＳを印加するように構成されている。直流電源３８は、負の直流電圧を上部電極に印加してもよい。直流電源３８は、可変直流電源であってもよい。
　以下、図２及び図３と共に、図４～図１７を参照する。図４～図１７の各々は、一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連する一例のタイミングチャートである。図４～図１７の各々には、ソース高周波電力ＨＦのパワーレベル及び電気バイアスＥＢのレベルが示されている。図４～図１７の各々において、電気バイアスＥＢの「ＯＮ」は、電気バイアスＥＢが供給されていることを示しており、電気バイアスＥＢの「ＯＦＦ」は、電気バイアスＥＢの供給が停止されていることを示している。図４～図１７の各々において、電気バイアスＥＢの「ＨＩＧＨ」は、「ＬＯＷ」で示されるレベルよりも高いレベルを有する電気バイアスＥＢが供給されていることを示している。なお、電気バイアスＥＢがバイアス高周波電力ＬＦである場合には、電気バイアスＥＢのレベルは、バイアス高周波電力ＬＦのパワーレベルである。電気バイアスＥＢが電圧パルスＶＰを含む場合には、電気バイアスＥＢは、基板Ｗに引き付けられるイオンのエネルギーが高くなるほど、高いレベルを有する。電気バイアスＥＢが電圧パルスＶＰを含む場合には、電気バイアスＥＢのレベルは、基準電圧（例えば０Ｖ）に対する電圧パルスＶＰの負方向への電圧レベルの絶対値であってもよい。また、図１４においては、デューティ比ＤＶＰが更に示されている。デューティ比ＤＶＰは、波形周期ＣＷにおいて電圧パルスＶＰが供給されている時間長が占める時間長の割合である。また、図１５においては、バイアス周波数ｆＥＢが更に示されている。また、図１６及び図１７においては、直流電圧ＤＣＳが更に示されている。図１６及び図１７の各々において、直流電圧ＤＣＳの「ＯＮ」は、直流電圧ＤＣＳが供給されていることを示しており、直流電圧ＤＣＳの「ＯＦＦ」は、直流電圧ＤＣＳの供給が停止されていることを示している。図１６及び図１７の各々において、直流電圧ＤＣＳの「ＨＩＧＨ」は、「ＬＯＷ」で示されるレベルよりも高いレベルを有する直流電圧ＤＣＳが供給されていることを示している。なお、直流電圧ＤＣＳのレベルは、その基準電圧レベル（例えば０Ｖ）に対する直流電圧ＤＣＳの負方向への電圧レベルの絶対値であってもよい。
　図４～図１７に示すように、高周波電源３１からのソース高周波電力ＨＦのパワーレベルは、変調される。高周波電源３１からのソース高周波電力ＨＦのパワーレベルは、電源制御部によって指定される。電源制御部は、図４～図１７に示すように、変調周期ＣＭの繰り返しにおいてソース高周波電力ＨＦのパワーレベルを周期的に変調するように構成されている。電源制御部は、高周波電源３１内に設けられていてもよく、高周波電源３１の外部に設けられていてもよい。信号発生器３１ｇが電源制御部として機能してもよく、高周波電源３１内の別のデバイスが電源制御部として機能してもよい。或いは、制御部２が、電源制御部として機能してもよい。
　また、図４～図１７に示すように、電源制御部は、変調周期ＣＭの繰り返しにおいて電気バイアスＥＢの条件を周期的に変調するように構成されていてもよい。電源制御部は、変調周期ＣＭの繰り返しにおいて電気バイアスＥＢのレベルを周期的に変調してもよい。図１４に示すように、電源制御部は、変調周期ＣＭの繰り返しにおいてデューティ比ＤＶＰを周期的に変調してもよい。図１５に示すように、電源制御部は、変調周期ＣＭの繰り返しにおいてバイアス周波数ｆＥＢを周期的に変調してもよい。さらに、電源制御部は、図１６及び図１７に示すように、変調周期ＣＭの繰り返しにおいて直流電圧ＤＣＳの電圧レベルを周期的に変調してもよい。
　図４～図１７に示すように、変調周期ＣＭは複数の副期間ＰＳを含む。これらの図において、ＰＳに続く括弧内の数値は、変調周期ＣＭ内の副期間ＰＳの順番を表している。図４～図１７に示すように、変調周期ＣＭは、ソース高周波電力ＨＦのパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間ＰＳを含む。図４～図１５に示す例では、複数の副期間ＰＳの各々は、ソース高周波電力ＨＦのパワーレベル及び電気バイアスＥＢの条件の各々が同一の設定のまま継続する期間である。図１６及び図１７の各々に示す例では、複数の副期間ＰＳの各々は、ソース高周波電力ＨＦのパワーレベル、電気バイアスＥＢの条件、及び直流電源３８の出力電圧レベル（即ち、直流電圧ＤＣＳの電圧レベル）の各々が同一の設定のまま継続する期間である。
　複数の副期間ＰＳの各々は、その中でソース高周波電力ＨＦが０ワットよりも大きいパワーレベルを有する場合に、その開始時点から続くフィードバック期間ＰＦ［１］（第１のフィードバック期間）を含む。図４～図１２に示すように、複数の副期間ＰＳの各々は、フィードバック期間ＰＦ［１］に続く残りの期間としてフィードバック期間ＰＦ［２］（第２のフィードバック期間）を更に含んでいてもよい。或いは、複数の副期間ＰＳのうち少なくとも一つの副期間は、フィードバック期間ＰＦ［１］だけを含んでいてもよい。即ち、複数の副期間ＰＳのうち少なくとも一つの副期間は、フィードバック期間ＰＦ［１］と一致していてもよい。図１３に示す例では、副期間ＰＳ［１］はフィードバック期間ＰＦ［１］だけを含んでいる。或いは、複数の副期間ＰＳの各々は、フィードバック期間ＰＦ［１］だけを含んでいてもよい。即ち、複数の副期間ＰＳの各々は、フィードバック期間ＰＦ［１］と一致していてもよい。
　高周波電源３１は、ソース高周波電力ＨＦの負荷からの反射を抑制するために、変調周期ＣＭ内の各位相期間ＰＨのためのソース周波数ｆを調整する。ソース周波数ｆは、電源制御部から高周波電源３１に指定される。以下、図２～図１７と共に、図１８の（ａ）及び図１８の（ｂ）を参照しつつ、ソース周波数ｆの調整について説明する。図１８の（ａ）は、一つの例示的実施形態に係る制御方法の流れ図であり、図１８の（ｂ）は、図１８の（ａ）に示す工程ＳＴａの流れ図である。図１８の（ａ）に示す制御方法（以下、「方法ＭＴ」という）において、電源システム３０の各部は、電源制御部によって制御される。
　図１８の（ａ）に示すように、方法ＭＴは、工程ＳＴａ及び工程ＳＴｂを含んでいる。工程ＳＴａでは、プラズマ処理装置１のチャンバ１０内でプラズマを生成するために高周波電源３１からソース高周波電力ＨＦが高周波電極に供給される。また、工程ＳＴｂにおいて、基板支持部１１上の基板Ｗにプラズマからイオンを引き込むために、波形周期ＣＷの時間間隔で繰り返して基板支持部１１（即ち、バイアス電極）に電気バイアスＥＢが供給される。
　図１８の（ｂ）に示すように、工程ＳＴａは、工程ＳＴｃ及び工程ＳＴｄを含む。工程ＳＴｃでは、図４～図１７の例のように、変調周期ＣＭの繰り返しにおいてソース高周波電力ＨＦのパワーレベルが周期的に変調される。なお、工程ＳＴｂでは、変調周期ＣＭの繰り返しにおいて電気バイアスＥＢのレベルが周期的に変調されてもよい。また、図１６及び図１７に示すように、変調周期ＣＭの繰り返しにおいて直流電圧ＤＣＳのレベルが周期的に変調されてもよい。
　工程ＳＴｄでは、各変調周期ＣＭ内の各位相期間ＰＨのためのソース周波数ｆが、ソース高周波電力ＨＦの反射の度合いを抑制するように調整される。以下、工程ＳＴｄにおける処理についてより詳細に説明する。以下の説明において、変調周期ＣＭ［ｙ］は、変調周期ＣＭの繰り返しにおけるｙ番目の変調周期ＣＭを表す。位相期間ＰＨ［ｋ］は、変調周期ＣＭ内のｋ番目の位相期間を表す。また、位相期間ＰＨ［ｊ］は、波形周期ＣＷ内のｊ番目の位相期間を表す。また、波形周期ＣＷ［ｍ］は、フィードバック期間ＰＦ［１］及びフィードバック期間ＰＦ［２］の各々におけるｍ番目の波形周期ＣＷを表す。
　＜１番目の変調周期～Ｙ１番目の変調周期におけるソース周波数の設定＞
　変調周期ＣＭ［１］～変調周期ＣＭ［Ｙ１］の各々における各フィードバック期間ＰＦ［１］の中の位相期間ＰＨ［ｋ］では、その位相期間のために予め準備された周波数が、ソース周波数ｆとして用いられる。或いは、変調周期ＣＭ［１］～変調周期ＣＭ［Ｙ１］の各々におけるフィードバック期間ＰＦ［１］の中の波形周期ＣＷ［ｍ］内の複数の位相期間ＰＨでは、その波形周期のために予め準備された周波数セットに含まれる複数の周波数がそれぞれ、ソース周波数ｆとして用いられる。なお、「Ｙ１」は、１以上の整数であり、例えば５である。
　変調周期ＣＭ［１］～変調周期ＣＭ［Ｙ１］の各々におけるフィードバック期間ＰＦ［２］の中の波形周期ＣＷ［ｍ］内の複数の位相期間ＰＨの各々では、後述する第２のフィードバックによって決定される周波数が、ソース周波数ｆとして用いられてもよい。或いは、変調周期ＣＭ［１］～変調周期ＣＭ［Ｙ１］の各々におけるフィードバック期間ＰＦ［２］内の複数の波形周期ＣＷの各々の中の複数の位相期間ＰＨでは、直前のフィードバック期間ＰＦ［１］内の最終の波形周期ＣＷの中の複数の位相期間ＰＨにおいて用いられた複数のソース周波数ｆがそれぞれ用いられてもよい。
　＜Ｙ２番目の変調周期以降の変調周期におけるソース周波数の設定＞
　Ｙ２番目の変調周期ＣＭ［Ｙ２］以降の各変調周期ＣＭにおけるフィードバック期間ＰＦ［１］の中の位相期間ＰＨ［ｋ］では、後述する第１のフィードバックによって決定される周波数が、ソース周波数ｆとして用いられる。或いは、変調周期ＣＭ［Ｙ２］以降の各変調周期ＣＭにおけるフィードバック期間ＰＦ［１］の中の波形周期ＣＷ［ｍ］内の複数の位相期間ＰＨの各々では、後述する第１のフィードバックによって決定される周波数が、ソース周波数ｆとして用いられる。
　変調周期ＣＭ［Ｙ２］以降の各変調周期ＣＭにおけるフィードバック期間ＰＦ［２］の中の波形周期ＣＷ［ｍ］内の複数の位相期間ＰＨの各々では、後述する第２のフィードバックによって決定される周波数が、ソース周波数ｆとして用いられてもよい。或いは、変調周期ＣＭ［Ｙ２］以降の各変調周期ＣＭにおけるフィードバック期間ＰＦ［２］内の複数の波形周期ＣＷの各々の中の複数の位相期間ＰＨでは、直前のフィードバック期間ＰＦ［１］内の最終の波形周期ＣＷの中の複数の位相期間ＰＨにおいて用いられた複数のソース周波数ｆがそれぞれ用いられてもよい。
　なお、「Ｙ２」は、Ｙ１＋１であり得る。或いは、変調周期ＣＭ［Ｙ１］から変調周期ＣＭ［Ｙ２］までの間に、遅延時間が設けられてもよい。遅延時間は、数秒程度であってもよい。遅延時間が設けられる場合には、変調周期ＣＭ［Ｙ１］の直後、変調周期ＣＭ［Ｙ２］の直前までの各変調周期ＣＭにおける複数の位相期間ＰＨのソース周波数としては、変調周期ＣＭ［Ｙ１］における複数の位相期間ＰＨで用いられた複数のソース周波数ｆがそれぞれ用いられてもよい。
　以下、第１のフィードバック及び第２のフィードバックについて、図１９及び図２０を参照しつつ説明する。図１９は、図１８の（ｂ）に示す工程ＳＴｄにおける処理の例を示す流れ図である。図２０は、図１９に示す工程ＳＴ７における処理の例を示す流れ図である。
　第１のフィードバックでは、変調周期ＣＭの繰り返し、即ち複数の変調周期ＣＭが周期系列ＣＳを形成する。第２のフィードバックでは、変調周期ＣＭ［ｙ］内のフィードバック期間ＰＦ［２］内の複数の波形周期ＣＷとそのフィードバック期間ＰＦ［２］の直前のＩｒｅｆ個の波形周期ＣＷが周期系列ＣＳを形成する。第１のフィードバックでは、変調周期ＣＭの位相期間ＰＨ［ｋ］のソース周波数ｆが、先行する変調周期ＣＭの系列における位相期間ＰＨ［ｋ］のソース周波数ｆの変化とソース高周波電力ＨＦの反射の度合いの変化に基づき、反射の度合いを抑制するように、決定される。第２のフィードバックでは、変調周期ＣＭ［ｙ］内のフィードバック期間ＰＦ［２］内の波形周期ＣＷ［ｍ］における位相期間ＰＨ［ｊ］のソース周波数ｆが、同一のフィードバック期間ＰＦ［２］内において先行する複数の波形周期ＣＷの系列における位相期間ＰＨ［ｊ］のソース周波数ｆの変化とソース高周波電力ＨＦの反射の度合いの変化に基づき、反射の度合いを抑制するように、決定される。第１のフィードバック及び第２のフィードバックの各々においてソース周波数ｆは、電源制御部によって決定される。
　以下、第１のフィードバックにおける変調周期ＣＭの系列における位相期間ＰＨ［ｋ］及び第２のフィードバックにおける波形周期ＣＷの系列における位相期間ＰＨ［ｊ］の各々を、周期系列ＣＳの位相期間ＰＨ［ｎ］として参照する。また、第１のフィードバックにおける変調周期ＣＭ及び第２のフィードバックにおける波形周期ＣＷの各々を周期ＣＲとして参照する。
　図１９に示すように、工程ＳＴｄは、工程ＳＴ１～工程ＳＴ７を含んでいてもよい。工程ＳＴ１～工程ＳＴ７は、周期系列ＣＳにおける各周期ＣＲ内の各位相期間ＰＨに対して行われる。
　工程ＳＴ１では、電源制御部は、ｉをＩｉｎｉ－Ｉｒｅｆに設定する。「ｉ」は、周期系列ＣＳに含まれる周期ＣＲの順番を表している。第１のフィードバックにおいて、「Ｉｉｎｉ」は、初期的には、上述の「Ｙ２」である。第１のフィードバックでは、「Ｉｉｎｉ－Ｉｒｅｆ」は、周期系列ＣＳに含まれるＩｉｎｉ番目の周期ＣＲの一つ前の周期ＣＲの順番を表しており、「Ｉｒｅｆ」は１である。また、第２のフィードバックにおいて、「Ｉｉｎｉ」は、初期的には、「１」である。第２のフィードバックでは、「Ｉｉｎｉ－Ｉｒｅｆ」は、周期系列ＣＳに含まれるＩｉｎｉ番目の周期ＣＲのＩｒｅｆ個前の周期ＣＲの順番を表しており、「Ｉｒｅｆ」は１以上の整数である。第２のフィードバックにおいて、「Ｉｒｅｆ」は、１であってもよく、２であってもよく、２より大きい整数であってもよい。なお、第２のフィードバックにおいて、Ｉｒｅｆが２以上の場合には、第２のフィードバックにおける各位相期間ＰＨのためのソース周波数の決定のための処理時間として比較的長い処理時間が確保される。
　続く工程ＳＴ２では、電源制御部は、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が周波数変更条件を満たすほどに大きいか否かを判定する。なお、Ｐｄ［ｉ，ｎ］は、周期系列ＣＳに含まれるｉ番目の周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］の反射の度合いを表している。工程ＳＴ２において、周波数変更条件は、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が閾値よりも大きい場合に満たされる。工程ＳＴ２において、周波数変更条件は、Ｐｄ［ｉ，ｎ］が第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］よりも大きい場合に満たされてもよい。なお、複数の位相期間ＰＨそれぞれのための第１の閾値Ｐｔｈ１は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
　工程ＳＴ２において周波数変更条件が満たされていると判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ３において、ソース周波数ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］を、式（１）により設定する。
ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］＝ｆ［ｉ，ｎ］＋Δｆ［ｉ，ｎ］　　　…（１）
なお、ｆ［ｉ，ｎ］は、周期系列ＣＳに含まれるｉ番目の周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］のソース周波数ｆを表している、また、Δｆ［ｉ，ｎ］は、シフト値であり、その初期値は事前に設定されている。
　一方、工程ＳＴ２において周波数変更条件が満たされていないと判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ４において、ソース周波数ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］を、式（２）により設定する。
ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］＝ｆ［ｉ，ｎ］　　　…（２）
　次いで、工程ＳＴ５～工程ＳＴ７が行われる。工程ＳＴ５～工程ＳＴ７は、終了の指示があるまで繰り返される。工程ＳＴ５は、工程ＳＴ５ａ、工程ＳＴ５ｂ、及び工程ＳＴ５ｃを含む。工程ＳＴ５ａでは、Ｉｒｅｆが１より大きいか否かが判定される。Ｉｒｅｆが１である場合には、処理は工程ＳＴ５ｃに進む。Ｉｒｅｆが１より大きい場合には、工程ＳＴ５ｂにおいて、電源制御部は、ｆ［ｉ＋ｈ、ｎ］をｆ［ｉ，ｎ］に設定する。工程ＳＴ５ｂの処理は、ｈを１からＩｒｅｆ－１まで１ずつ増分しつつ行われる。そして、処理は工程ＳＴ５ｃに進む。
　工程ＳＴ５ｃでは、電源制御部は、ｉを１＋Ｉｒｅｆだけ増分する。続く工程ＳＴ６では、電源制御部は、周期系列ＣＳにおける周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］において、ソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］を有するソース高周波電力ＨＦを、高周波電源３１から供給する。
　続く工程ＳＴ７では、電源制御部は、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］に応じて周期系列ＣＳにおける後の周期ＣＲ［ｉ＋Ｉｒｅｆ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］のためのソース周波数ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］を決定する。
　図２０に示すように、工程ＳＴ７は、工程ＳＴ７０１で開始する。工程ＳＴ７０１では、電源制御部は、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が増加傾向であるか否かを判定する。工程ＳＴ７０１において、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］は、Ｐｄ［ｉ，ｎ］＞Ｐｄ［ｉ－Ｉｒｅｆ，ｎ］が満たされる場合に、増加傾向であると判定されてもよい。或いは、周期系列ＣＳにおけるｉ番目の周期ＣＲ［ｉ］までのＸ個の周期ＣＲにわたって位相期間ＰＨ［ｎ］における反射の度合いが増加傾向である場合に、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が増加傾向であると判定されてもよい。ここで、「Ｘ」は、２以上の整数である。周期系列ＣＳにおけるｉ番目の周期ＣＲ［ｉ］までのＸ個の周期ＣＲは、ＣＲ［ｉ－ｘ×Ｉｒｅｆ］で表され、「ｘ」は、０から（Ｘ－１）までの整数である。
　工程ＳＴ７０１において反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が増加傾向でないと判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０２において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］の符号を維持する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０２において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］を式（３）により設定する。
Δｆ［ｉ，ｎ］＝Δｆ［ｉ－Ｉｒｅｆ，ｎ］　　　…（３）
　一方、工程ＳＴ７０１において反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が増加傾向であると判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０３において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］の符号を変更する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０３において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］を式（４）により設定する。
Δｆ［ｉ，ｎ］＝－Δｆ［ｉ－Ｉｒｅｆ，ｎ］　　　…（４）
　続く工程ＳＴ７０４では、電源制御部は、シフト方向変更条件を満たすか否かを判定する。シフト方向変更条件は、ソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］と周期ＣＲ［ｉ］内の（ｎ－ｕ）番目の位相期間ＰＨ［ｎ－ｕ］のソース周波数ｆ［ｉ，ｎ－ｕ］との差の絶対値及びソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］と周期ＣＲ［ｉ］内の（ｎ＋ｕ）番目の位相期間ＰＨ［ｎ＋ｕ］のソース周波数ｆ［ｉ，ｎ＋ｕ］との差の絶対値の各々と所定値との比較の結果、ソース周波数の変化が大きいと判断され、且つ、ソース周波数ｆ［ｉ，ｎ－ｕ］及びソース周波数ｆ［ｉ，ｎ＋ｕ］の双方がソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］よりも大きいか、小さい場合に、満たされる。例えば、シフト方向変更条件は、ソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］とソース周波数ｆ［ｉ，ｎ－ｕ］との差の絶対値及びソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］とソース周波数ｆ［ｉ，ｎ＋ｕ］との差の絶対値の各々が所定値よりも大きく、且つ、ソース周波数ｆ［ｉ，ｎ－ｕ］及びソース周波数ｆ［ｉ，ｎ＋ｕ］の双方がソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］よりも大きいか、小さい場合に、満たされる。
　工程ＳＴ７０４において、ｕは、１であってもよく、１よりも大きい数値であってもよい。或いは、工程ＳＴ７０４において、シフト方向変更条件は、ｕが１から１より大きい数値の範囲内のいずれかの数値であるときに満たされてもよい。
　工程ＳＴ７０４においてシフト方向変更条件が満たされていると判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０５において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］の符号を変更する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０５において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］を、式（５）により設定する。
Δｆ［ｉ，ｎ］＝｜Δｆ［ｉ－Ｉｒｅｆ，ｎ］｜＊ｓｉｇｎ（ｆ［ｉ，ｎ］－ｆ［ｉ，ｎ－ｕ］）　　　…（５）
ここで、ｓｉｇｎ（）は、括弧内の数値の符号を返す関数である。また、ｕは、シフト方向変更条件を満たすときのｕの値である。
　一方、工程ＳＴ７０４においてシフト方向変更条件が満たされないと判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０６において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］の符号を維持する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０６において、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］を、式（６）により設定する。
Δｆ［ｉ，ｎ］＝Δｆ［ｉ，ｎ］　　　…（６）
　続く工程ＳＴ７０７では、電源制御部は、周期系列ＣＳにおける周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］におけるソース高周波電力ＨＦの反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が周波数変更条件を満たすほどに大きいか否かを判定する。工程ＳＴ７０７において、周波数変更条件は、周期系列ＣＳにおける周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］におけるソース高周波電力ＨＦの反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が閾値よりも大きい場合に満たされる。
　工程ＳＴ７０７において周波数変更条件が満たされていると判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０８において、周期系列ＣＳにおける後の周期ＣＲ［ｉ＋Ｉｒｅｆ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］のためのソース周波数ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］を、式（７）により設定する。
ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］＝ｆ［ｉ，ｎ］＋Δｆ［ｉ，ｎ］　　　…（７）
　一方、工程ＳＴ７０７において周波数変更条件が満たされていない場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０９において、ソース周波数ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］を、式（８）により設定する。
ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］＝ｆ［ｉ，ｎ］　　　…（８）
　一実施形態では、周期系列ＣＳ内の何れかの周期ＣＲにおける位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］との間の工程ＳＴ７０７における比較の結果、当該反射の度合いが小さいと判断された場合には、以後の工程ＳＴ７０７において周期ＣＲにおける位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］との比較の結果、当該反射の度合いが大きいと判定されるまで、工程ＳＴ７０７において周波数変更条件が満たされなくてもよい。第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］は、第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］以上である。第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］は、第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］よりも大きくてもよい。なお、複数の位相期間ＰＨ［ｎ］それぞれのための第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
　具体的には、周期系列ＣＳ内の何れかの周期ＣＲにおける位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いが工程ＳＴ７０７において第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］以下であると判断された場合には、以後に工程ＳＴ７０７において位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと比較される閾値として、第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］が用いられてもよい。そして、周期系列ＣＳ内の何れかの波形周期における位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いが工程ＳＴ７０７において第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］よりも大きいと判断された場合には、以後に工程ＳＴ７０７において位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと比較される閾値として、第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］が用いられてもよい。
　方法ＭＴでは、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］に応じてソース周波数ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］を調整することにより、ソース高周波電力ＨＦの反射が抑制される。また、シフト方向変更条件が満たされる場合、即ち、各周期ＣＲ内で大きなソース周波数の増加又は減少に続いて大きなソース周波数の減少又は増加をもたらすソース周波数の大きな変動が生じ得る場合には、シフト値の符号が変更される。したがって、方法ＭＴによれば、周期ＣＲ内でのソース周波数の大きな変動が抑制される。また、上述したように、周波数変更条件の判定において第１の閾値Ｐｔｈ１及び第２の閾値Ｐｔｈ２を用いることにより、ソース周波数が過度に変更されることが抑制される。さらに、方法ＭＴを繰り返す場合には、ソース周波数の時間変化の高い再現性が達成され得る。なお、図２０に示す工程ＳＴ７は、工程ＳＴ７０４～工程ＳＴ７０６を含んでいなくてもよい。
　以下、図２１及び図２２を参照して、工程ＳＴｄにおける処理の別の例を説明する。図２１は、図１８の（ｂ）に示す工程ＳＴｄにおける処理の別の例を示す流れ図である。図２２は、図２１に示す工程ＳＴ７ａにおける処理の例を示す流れ図である。以下、図２１及び図２２に示す工程ＳＴｄにおける処理について、図１９及び図２０に示す処理に対する相違点の観点から説明する。図２１及び図２２に示す処理では、電源制御部は、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］を反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］の大きさに応じた値に設定する。
　具体的には、図２１に示すように、電源制御部は、工程ＳＴ１と工程ＳＴ３との間の工程において、ソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］及び係数α［ｉ，ｎ］を設定する。工程ＳＴ１と工程ＳＴ３との間の工程では、ソース周波数ｆ［ｉ，ｎ］及び係数α［ｉ，ｎ］、即ち、ソース周波数ｆ［１，ｎ］及び係数α［１，ｎ］は、初期的には事前に設定されたそれぞれの数値に設定される。
　工程ＳＴ２において周波数変更条件が満たされていると判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ２と工程ＳＴ３の間の工程ＳＴ３ａにおいて、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］を式（９）により設定する。
Δｆ［ｉ，ｎ］＝α［ｉ，ｎ］＊（Ｐｄ［ｉ，ｎ］－Ｐｔｈ１［ｎ］）　　　…（９）
ここで、係数α［１，ｎ］は、事前に設定された数値である。
　そして、工程ＳＴ６に続く工程ＳＴ７ａにおいて、電源制御部は、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］に応じて周期系列ＣＳにおける後の周期ＣＲ［ｉ＋Ｉｒｅｆ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］のためのソース周波数ｆ［ｉ＋Ｉｒｅｆ，ｎ］を決定する。
　図２２に示すように、工程ＳＴ７ａは、工程ＳＴ７０１で開始する。工程ＳＴ７０１において反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が増加傾向でないと判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０２ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］の符号を維持する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０２ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］を式（１０）により設定する。
α［ｉ，ｎ］＝α［ｉ－Ｉｒｅｆ，ｎ］　　　…（１０）
　一方、工程ＳＴ７０１において反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］が増加傾向であると判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０３ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］の符号を変更する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０３ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］を式（１１）により設定する。
α［ｉ，ｎ］＝－α［ｉ－Ｉｒｅｆ，ｎ］　　　…（１１）
　図２２に示すように、工程ＳＴ７０４においてシフト方向変更条件が満たされていると判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０５ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］の符号を変更する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０５ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］を、式（１２）により設定する。
α［ｉ，ｎ］＝｜α［ｉ－Ｉｒｅｆ，ｎ］｜＊ｓｉｇｎ（ｆ［ｉ，ｎ］－ｆ［ｉ，ｎ－ｕ］）　　　…（１２）
ここで、ｕは、シフト方向変更条件を満たすときのｕの値である。
　一方、工程ＳＴ７０４においてシフト方向変更条件が満たされないと判定された場合には、電源制御部は、工程ＳＴ７０６ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］の符号を維持する。即ち、電源制御部は、工程ＳＴ７０６ａにおいて、係数α［ｉ，ｎ］を、式（１３）により設定する。
α［ｉ，ｎ］＝α［ｉ，ｎ］　　　…（１３）
　図２２に示すように、工程ＳＴ７０７において周波数変更条件が満たされていると判定された場合には、工程ＳＴ７０７と工程ＳＴ７０８との間の工程ＳＴ７０８ａにおいて、電源制御部は、シフト値Δｆ［ｉ，ｎ］を式（１４）により設定する。
Δｆ［ｉ，ｎ］＝α［ｉ，ｎ］＊（Ｐｄ［ｉ，ｎ］－Ｐｔｈ１［ｎ］）　　　…（１４）
　図２２の例においても、周期系列ＣＳ内の何れかの周期ＣＲにおける位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］との間の工程ＳＴ７０７における比較の結果、当該反射の度合いが小さいと判断された場合には、以後の工程ＳＴ７０７において周期ＣＲにおける位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］との比較の結果、当該反射の度合いが大きいと判定されるまで、工程ＳＴ７０７において周波数変更条件が満たされなくてもよい。第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］は、第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］以上である。第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］は、第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］よりも大きくてもよい。なお、複数の位相期間ＰＨ［ｎ］それぞれのための第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
　具体的には、周期系列ＣＳ内の何れかの周期ＣＲにおける位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いが工程ＳＴ７０７において第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］以下であると判断された場合には、以後に工程ＳＴ７０７において位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと比較される閾値として、第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］が用いられてもよい。そして、周期系列ＣＳ内の何れかの波形周期における位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いが工程ＳＴ７０７において第２の閾値Ｐｔｈ２［ｎ］よりも大きいと判断された場合には、以後に工程ＳＴ７０７において位相期間ＰＨ［ｎ］での反射の度合いと比較される閾値として、第１の閾値Ｐｔｈ１［ｎ］が用いられてもよい。なお、図２２に示す工程ＳＴ７ａは、工程ＳＴ７０４、工程ＳＴ７０５ａ、及び工程ＳＴ７０６ａを含んでいなくてもよい。
　以下、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］について説明する。反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］は、周期系列ＣＳ内の周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］における複数のサンプル時点のそれぞれでの複数の評価値を取得することにより得られる。複数の評価値は、複数のサンプル時点のそれぞれにおけるソース高周波電力ＨＦの反射の大きさを反映する。複数の位相期間ＰＨそれぞれにおけるサンプル時点の個数は、同一であり得る。
　反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］は、周期系列ＣＳ内の周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］における複数のサンプル時点それぞれでの評価値の代表値である。代表値は、複数の評価値の平均値、複数の評価値の加重平均値、又は複数の評価値の最大値等である。複数の評価値の各々は、センサ３５，３６によって取得される測定値のように、反射波のパワーレベルＰｒ、反射率（即ち、Ｐｒ／Ｐｆ）、インピーダンスＺＬと特性インピーダンスとの間の差の大きさ、又は反射係数Γであってもよい。複数の評価値の各々は、整合器３３の入口（即ち、高周波電源３１側の整合器３３の入力）又は高周波電源３１から見たソース高周波電力ＨＦの伝送系の抵抗値と所定の抵抗値（５０Ω等）との間の差であってもよい。或いは、複数の評価値の各々は、ソース高周波電力ＨＦの伝送系又は整合器の入口における電圧ＶＳ及び電流ＩＳとの間の位相差と所定の値（９０度等）との間の差であってもよい。
　一実施形態では、反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］は、周期系列ＣＳ内の周期ＣＲ［ｉ］内の位相期間ＰＨ［ｎ］における複数のサンプル時点それぞれでの評価値の加重平均値である。加重平均値を求めるために、電源制御部は、複数の評価値に窓関数を掛けることにより得られる複数の値の平均値を求める。窓関数は、位相期間ＰＨ［ｎ］の中央からの時間差に応じて減少する重みを有する。窓関数としては、三角窓、ガウス窓、ハニング窓、又はハミング窓等が用いられる。かかる窓関数を用いた加重平均値によれば、各位相期間ＰＨにおけるソース高周波電力ＨＦの位相に起因して生じ得る反射の度合いＰｄ［ｉ，ｎ］の計算値のばらつきを抑制することが可能である。
　ここで、図２３を参照する。図２３は、一つの例示的実施形態に係る電源システムに関連するタイミングチャートである。高周波電源３１は、波形周期ＣＷの全期間にわたって連続的にソース高周波電力ＨＦを供給してもよい。或いは、高周波電源３１は、波形周期ＣＷ内でソース高周波電力ＨＦをパルス化してもよい。即ち、高周波電源３１は、波形周期ＣＷ内でソース高周波電力ＨＦのパルスを供給してもよい。
　以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
　ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１０］に記載する。
［Ｅ１］
　チャンバと、
　前記チャンバ内に配置された基板支持部と、
　電源システムと、
を備え、
　前記電源システムは、
　　前記チャンバ内でプラズマを生成するために、ソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
　　前記基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、波形周期の時間間隔で繰り返して前記基板支持部に電気バイアスを供給するように構成されたバイアス電源と、
　　電源制御部と、
　を含み、
　前記電源制御部は、変調周期の繰り返しにおいて前記ソース高周波電力のパワーレベルを周期的に変調するように構成されており、
　前記変調周期は複数の副期間を含み、該複数の副期間は前記ソース高周波電力のパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間を含み、該少なくとも二つの副期間の各々はその開始時点から続くフィードバック期間を含み、
　前記電源制御部は、前記フィードバック期間に含まれる前記変調周期内のｋ番目の位相期間のための前記ソース高周波電力のソース周波数を、先行する前記変調周期の繰り返しにおける前記ｋ番目の位相期間の前記ソース周波数の変化と前記ソース高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該ソース高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整するよう構成されている、
プラズマ処理装置。
［Ｅ２］
　前記電源システムは、前記複数の副期間の各々において前記ソース高周波電力のパワーレベル及び前記電気バイアスの条件の各々を同一の設定のまま継続するように構成されている、Ｅ１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ３］
　前記電源システムは、前記基板支持部の上方に配置された上部電極に電気的に接続された直流電源を更に含み、
　前記電源システムは、前記複数の副期間の各々において前記ソース高周波電力のパワーレベル、前記電気バイアスの条件、及び前記直流電源の出力電圧レベルの各々を同一の設定のまま継続するように構成されている、
Ｅ１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ４］
　前記電気バイアスは、前記波形周期の時間間隔で周期的に発生される電圧パルスを含み、
　前記電気バイアスの前記条件は、前記電圧パルスの電圧レベル、前記電圧パルスのデューティ比、及び前記波形周期の時間長の逆数であるバイアス周波数からなる群から選択される少なくとも一つを含む、
Ｅ２又はＥ３に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ５］
　前記電気バイアスは、前記波形周期の時間長の逆数であるバイアス周波数を有するバイアス高周波電力であり、
　前記電気バイアスの前記条件は、前記バイアス高周波電力の電力レベル及び前記バイアス周波数からなる群から選択される少なくとも一つを含む、
Ｅ２又はＥ３に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ６］
　前記フィードバック期間は、第１のフィードバック期間であり、
　前記少なくとも二つの副期間の各々は、前記第１のフィードバック期間に続く第２のフィードバック期間を含み、
　前記電源制御部は、前記第２のフィードバック期間の直前の前記波形周期において用いられた前記ソース周波数の系列を該第２のフィードバック期間において繰り返して用いるように前記高周波電源を制御するよう構成されている、
Ｅ１～Ｅ５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ７］
　前記フィードバック期間は、第１のフィードバック期間であり、
　前記少なくとも二つの副期間の各々は、前記第１のフィードバック期間に続く第２のフィードバック期間を含み、
　前記電源制御部は、前記少なくとも二つの副期間の各々の前記第２のフィードバック期間における各波形周期内のｊ番目の位相期間のための前記ソース周波数を、前記少なくとも二つの副期間の各々において先行する前記波形周期の繰り返しにおける前記ｊ番目の位相期間の前記ソース周波数の変化と前記ソース高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該ソース高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整するよう構成されている、
Ｅ１～Ｅ５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ８］
　前記少なくとも二つの副期間の各々の長さは、前記フィードバック期間の長さと一致する、Ｅ１～Ｅ５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ９］
　プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために、ソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
　前記チャンバ内に設けられた基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、波形周期の時間間隔で繰り返して前記基板支持部に電気バイアスを供給するように構成されたバイアス電源と、
　電源制御部と、
を備え、
　前記電源制御部は、変調周期の繰り返しにおいて前記ソース高周波電力のパワーレベルを周期的に変調するように構成されており、
　前記変調周期は複数の副期間を含み、該複数の副期間は前記ソース高周波電力のパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間を含み、該少なくとも二つの副期間の各々はその開始時点から続くフィードバック期間を含み、
　前記電源制御部は、前記フィードバック期間に含まれる前記変調周期内のｋ番目の位相期間のための前記ソース高周波電力のソース周波数を、先行する前記変調周期の繰り返しにおける前記ｋ番目の位相期間の前記ソース周波数の変化と前記ソース高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該ソース高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整するよう構成されている、
電源システム。
［Ｅ１０］
　（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために高周波電源からソース高周波電力を供給する工程と、
　（ｂ）前記チャンバ内に配置された基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、波形周期の時間間隔で繰り返して前記基板支持部に電気バイアスを供給する工程と、
を含み、
　前記（ａ）は、
　　（ｃ）変調周期の繰り返しにおいて前記ソース高周波電力のパワーレベルを周期的に変調する工程であり、前記変調周期は複数の副期間を含み、該複数の副期間は前記ソース高周波電力のパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間を含み、該少なくとも二つの副期間の各々はその開始時点から続くフィードバック期間を含む、該工程と、
　　（ｄ）前記フィードバック期間に含まれる前記変調周期内のｋ番目の位相期間のための前記ソース高周波電力のソース周波数を調整する工程であり、該変調周期内の該ｋ番目の位相期間のための該ソース周波数は、先行する前記変調周期の繰り返しにおける前記ｋ番目の位相期間の前記ソース周波数の変化と前記ソース高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該ソース高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整される、該工程と、
　を含む、制御方法。
　以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
　１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１１…基板支持部、３０…電源システム、３１…高周波電源、３２…バイアス電源。

Claims (10)

  1. 　チャンバと、
    　前記チャンバ内に配置された基板支持部と、
    　電源システムと、
    を備え、
    　前記電源システムは、
    　　前記チャンバ内でプラズマを生成するために、高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
    　　前記基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、波形周期の時間間隔で繰り返して前記基板支持部に電気バイアスを供給するように構成されたバイアス電源と、
    　　電源制御部と、
    　を含み、
    　前記電源制御部は、変調周期の繰り返しにおいて前記高周波電力のパワーレベルを周期的に変調するように構成されており、
    　前記変調周期は複数の副期間を含み、該複数の副期間は前記高周波電力のパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間を含み、該少なくとも二つの副期間の各々はその開始時点から続くフィードバック期間を含み、
    　前記電源制御部は、前記フィードバック期間に含まれる前記変調周期内のｋ番目の位相期間のための前記高周波電力の周波数を、先行する前記変調周期の繰り返しにおける前記ｋ番目の位相期間の前記高周波電力の周波数の変化と前記高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整するよう構成されている、
    プラズマ処理装置。
  2. 　前記電源システムは、前記複数の副期間の各々において前記高周波電力のパワーレベル及び前記電気バイアスの条件の各々を同一の設定のまま継続するように構成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記電源システムは、前記基板支持部の上方に配置された上部電極に電気的に接続された直流電源を更に含み、
    　前記電源システムは、前記複数の副期間の各々において前記高周波電力のパワーレベル、前記電気バイアスの条件、及び前記直流電源の出力電圧レベルの各々を同一の設定のまま継続するように構成されている、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記電気バイアスは、前記波形周期の時間間隔で周期的に発生される電圧パルスを含み、
    　前記電気バイアスの前記条件は、前記電圧パルスの電圧レベル、前記電圧パルスのデューティ比、及び前記波形周期の時間長の逆数であるバイアス周波数からなる群から選択される少なくとも一つを含む、
    請求項２又は３に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記電気バイアスは、前記波形周期の時間長の逆数であるバイアス周波数を有するバイアス高周波電力であり、
    　前記電気バイアスの前記条件は、前記バイアス高周波電力の電力レベル及び前記バイアス周波数からなる群から選択される少なくとも一つを含む、
    請求項２又は３に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記フィードバック期間は、第１のフィードバック期間であり、
    　前記少なくとも二つの副期間の各々は、前記第１のフィードバック期間に続く第２のフィードバック期間を含み、
    　前記電源制御部は、前記第２のフィードバック期間の直前の前記波形周期において用いられた前記高周波電力の前記周波数の系列を該第２のフィードバック期間において繰り返して用いるように前記高周波電源を制御するよう構成されている、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記フィードバック期間は、第１のフィードバック期間であり、
    　前記少なくとも二つの副期間の各々は、前記第１のフィードバック期間に続く第２のフィードバック期間を含み、
    　前記電源制御部は、前記少なくとも二つの副期間の各々の前記第２のフィードバック期間における各波形周期内のｊ番目の位相期間のための前記高周波電力の前記周波数を、前記少なくとも二つの副期間の各々において先行する前記波形周期の繰り返しにおける前記ｊ番目の位相期間の前記高周波電力の前記周波数の変化と前記高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整するよう構成されている、
    請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記少なくとも二つの副期間の各々の長さは、前記フィードバック期間の長さと一致する、請求項１～３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために、高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
    　前記チャンバ内に設けられた基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、波形周期の時間間隔で繰り返して前記基板支持部に電気バイアスを供給するように構成されたバイアス電源と、
    　電源制御部と、
    を備え、
    　前記電源制御部は、変調周期の繰り返しにおいて前記高周波電力のパワーレベルを周期的に変調するように構成されており、
    　前記変調周期は複数の副期間を含み、該複数の副期間は前記高周波電力のパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間を含み、該少なくとも二つの副期間の各々はその開始時点から続くフィードバック期間を含み、
    　前記電源制御部は、前記フィードバック期間に含まれる前記変調周期内のｋ番目の位相期間のための前記高周波電力の周波数を、先行する前記変調周期の繰り返しにおける前記ｋ番目の位相期間の前記高周波電力の前記周波数の変化と前記高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整するよう構成されている、
    電源システム。
  10. 　（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために高周波電源から高周波電力を供給する工程と、
    　（ｂ）前記チャンバ内に配置された基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、波形周期の時間間隔で繰り返して前記基板支持部に電気バイアスを供給する工程と、
    を含み、
    　前記（ａ）は、
    　　（ｃ）変調周期の繰り返しにおいて前記高周波電力のパワーレベルを周期的に変調する工程であり、前記変調周期は複数の副期間を含み、該複数の副期間は前記高周波電力のパワーレベルがゼロよりも大きく且つ互いに異なるレベルに設定される少なくとも二つの副期間を含み、該少なくとも二つの副期間の各々はその開始時点から続くフィードバック期間を含む、該工程と、
    　　（ｄ）前記フィードバック期間に含まれる前記変調周期内のｋ番目の位相期間のための前記高周波電力の周波数を調整する工程であり、該変調周期内の該ｋ番目の位相期間のための前記高周波電力の前記周波数は、先行する前記変調周期の繰り返しにおける前記ｋ番目の位相期間の前記高周波電力の前記周波数の変化と前記高周波電力の反射の度合いの変化に基づき、該高周波電力の該反射の度合いを抑制するように、調整される、該工程と、
    　を含む、制御方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009246091A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2017073247A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法
US20210057188A1 (en) * 2019-08-22 2021-02-25 Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc. China Radio frequency power supply system, plasma processor, and frequency-tuning matching
JP2021106354A (ja) * 2019-12-27 2021-07-26 株式会社ダイヘン 高周波電源システム
JP2022071824A (ja) * 2020-10-28 2022-05-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009246091A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2017073247A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法
US20210057188A1 (en) * 2019-08-22 2021-02-25 Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc. China Radio frequency power supply system, plasma processor, and frequency-tuning matching
JP2021106354A (ja) * 2019-12-27 2021-07-26 株式会社ダイヘン 高周波電源システム
JP2022071824A (ja) * 2020-10-28 2022-05-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

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