本發(fā)明的實(shí)施方式涉及在被加工物的加工所使用的等離子體處理裝置中執(zhí)行的等離子體處理方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體器件等電子器件的制造中，使用等離子體處理裝置對被加工物進(jìn)行等離子體處理。等離子體處理裝置通常包括處理容器、氣體供給系統(tǒng)、第一電極、第二電極和高頻電源。氣體供給系統(tǒng)以向處理容器內(nèi)供給處理氣體的方式構(gòu)成。第一電極和第二電極以處理容器內(nèi)的空間介于它們之間的方式設(shè)置。高頻電源向第一電極和第二電極中的一個電極供給高頻。在這樣的等離子體處理裝置中執(zhí)行的等離子體處理中，通常處理氣體從氣體供給系統(tǒng)被供給到處理容器內(nèi)，來自高頻電源的高頻被供給到一個電極。

在等離子體處理中有時交替執(zhí)行生成相互不同的處理氣體的等離子體的兩個階段。在這種等離子體處理中，從先實(shí)施的階段轉(zhuǎn)移至后續(xù)的階段時，氣體供給系統(tǒng)所輸出的處理氣體被切換，并且改變高頻的設(shè)定。

由于氣體具有質(zhì)量，所以氣體供給系統(tǒng)從氣體供給系統(tǒng)所輸出的處理氣體被切換的時刻起至處理容器內(nèi)的處理氣體更換的時刻為止的過程需要時間。而設(shè)定改變了的高頻基本無延遲地供給到一個電極。由此，出現(xiàn)在處理容器內(nèi)的處理氣體更換之前、設(shè)定改變了的高頻被供給到一個電極的情況。

因此，提出了根據(jù)處理容器內(nèi)的發(fā)光光譜的檢測結(jié)果，在確認(rèn)后續(xù)階段用的處理氣體到達(dá)處理容器內(nèi)之后，開始向電極供給高頻的技術(shù)。該技術(shù)記載在下述的專利文獻(xiàn)1中。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-58749號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在先實(shí)施的階段中使用的處理氣體的等離子體的發(fā)光光譜與后續(xù)階段中使用的處理氣體的等離子體的發(fā)光光譜之間，有時不存在可檢測的程度的差異。所以，無法以高精度檢測處理容器內(nèi)處理氣體更換的時刻，結(jié)果，無法在適當(dāng)?shù)臅r刻改變高頻的設(shè)定。

另外，等離子體處理裝置有時還包括與第一電極連接的直流電源。直流電源能夠向第一電極施加負(fù)極性的直流電壓。在使用該等離子體處理裝置的等離子體處理中，有時在從先實(shí)施的階段轉(zhuǎn)移至后續(xù)階段時直流電源所輸出的直流電壓的電平發(fā)生變化。在該等離子體處理中，也存在無法在適當(dāng)?shù)臅r刻改變直流電壓的電平的問題。

所以，在依次執(zhí)行多個循環(huán)的等離子體處理方法中，其中，該多個循環(huán)各自包括依次執(zhí)行的多個階段，該多個階段是在處理容器內(nèi)生成相互不同的處理氣體的等離子體的多個階段，在該方法中，需要在從先實(shí)施的階段轉(zhuǎn)移至后續(xù)階段后的適當(dāng)?shù)臅r刻改變高頻的設(shè)定和/或直流電壓的電平的設(shè)定。

在一個方式中，提供一種在等離子體處理裝置中執(zhí)行的等離子體處理方法。等離子體處理裝置包括處理容器、氣體供給系統(tǒng)、第一電極和第二電極、高頻電源、供電線路、匹配器以及運(yùn)算部。氣體供給系統(tǒng)以向處理容器內(nèi)供給氣體的方式構(gòu)成。第一電極和第二電極以處理容器內(nèi)的空間介于它們之間的方式設(shè)置。高頻電源以輸出高頻的方式構(gòu)成。供電線路將高頻電源與第一電極和第二電極中的一個電極連接。匹配器以調(diào)整高頻電源的負(fù)載阻抗的方式構(gòu)成。運(yùn)算部以求取包括高頻電源的負(fù)載阻抗、負(fù)載電阻和負(fù)載電抗、以及高頻的反射波系數(shù)中的任一者的參數(shù)的方式構(gòu)成。在一個方式所涉及的等離子體處理方法中，依次執(zhí)行多個循環(huán)，該多個循環(huán)各自包括依次執(zhí)行的多個階段，該多個階段是在處理容器內(nèi)生成相互不同的處理氣體的等離子體的多個階段。來自高頻電源的高頻在多個階段的整個過程中向一個電極供給。該等離子體處理方法包括：(i)在從多個階段中先實(shí)施的階段轉(zhuǎn)移至與該先實(shí)施的階段連續(xù)的后續(xù)階段時，切換氣體供給系統(tǒng)所輸出的處理氣體的工序；和(ii)在氣體供給系統(tǒng)所輸出的處理氣體被切換后參數(shù)超出了閾值的時刻，改變從高頻電源向一個電極供給的高頻的設(shè)定的工序。改變高頻的設(shè)定包括改變高頻的功率和/或?qū)母哳l電源向一個電極供給的高頻從連續(xù)波和經(jīng)過脈沖調(diào)制后的高頻中的一方改變?yōu)榱硪环健?/p>

在持續(xù)供給高頻的狀態(tài)下，若處理容器內(nèi)的處理氣體更換，在處理容器內(nèi)生成的等離子體的阻抗就會發(fā)生變化。上述參數(shù)是與等離子體的阻抗對應(yīng)變化的參數(shù)，所以，良好地反映存在于處理容器內(nèi)的處理氣體的變化。在一個方式所涉及的等離子體處理方法中，通過檢測該參數(shù)超出了閾值的時刻，能夠以高精度檢測處理容器內(nèi)的處理氣體被更換的時刻。另外，由于在該時刻高頻的設(shè)定改變，所以，能夠在處理容器內(nèi)的處理氣體更換的適當(dāng)?shù)臅r刻，改變高頻的設(shè)定。

另外，在另一方式中，提供一種在等離子體處理裝置中執(zhí)行的等離子體處理方法。等離子體處理裝置包括處理容器、氣體供給系統(tǒng)、第一電極和第二電極、高頻電源、供電線路、匹配器、直流電源以及運(yùn)算部。氣體供給系統(tǒng)以向處理容器內(nèi)供給氣體的方式構(gòu)成。第一電極和第二電極以處理容器內(nèi)的空間介于它們之間的方式設(shè)置。高頻電源以輸出高頻的方式構(gòu)成。供電線路將高頻電源與第一電極和第二電極中的一個電極連接。匹配器以調(diào)整高頻電源的負(fù)載阻抗的方式構(gòu)成。直流電源與第一電極連接，以產(chǎn)生負(fù)極性的直流電壓的方式構(gòu)成。運(yùn)算部以求取包括高頻電源的負(fù)載阻抗、負(fù)載電阻和負(fù)載電抗、以及高頻的反射波系數(shù)中的任一者的參數(shù)的方式構(gòu)成。在一個方式所涉及的等離子體處理方法中依次執(zhí)行多個循環(huán)，該多個循環(huán)各自包括依次執(zhí)行的多個階段，該多個階段是在處理容器內(nèi)生成相互不同的處理氣體的等離子體的多個階段。來自高頻電源的高頻在多個階段的整個過程中被供給到一個電極。該方式的等離子體處理方法包括：(i)在從多個階段中先實(shí)施的階段轉(zhuǎn)移至與該先實(shí)施的階段連續(xù)的后續(xù)階段時，切換氣體供給系統(tǒng)所輸出的處理氣體的工序；和(ii)在氣體供給系統(tǒng)所輸出的處理氣體被切換后參數(shù)超出了閾值的時刻，改變從高頻電源向一個電極供給的高頻的設(shè)定、以及由直流電源輸出的直流電壓的電平中的至少一方的工序，改變高頻的設(shè)定包括改變高頻的功率、和/或?qū)母哳l電源向一個電極供給的高頻由連續(xù)波和經(jīng)過脈沖調(diào)制的高頻中的一方改變?yōu)榱硪环健?/p>

在該方式所涉及的等離子體處理方法中，通過檢測該參數(shù)超出了閾值的時刻，能夠以高精度檢測處理容器內(nèi)的處理氣體更換的時刻。另外，由于在該時刻高頻的設(shè)定和/或直流電壓的電平發(fā)生改變，所以，能夠在處理容器內(nèi)的處理氣體更換的適當(dāng)?shù)臅r刻，改變高頻的設(shè)定和/或直流電壓的電平。

在一個實(shí)施方式中，等離子體處理裝置還包括時間調(diào)整部。該實(shí)施方式的等離子體處理方法包括：(iii)在時間調(diào)整部中，求取從轉(zhuǎn)移至后續(xù)階段時起至參數(shù)超出了閾值的上述時刻為止的時間差的工序；和(iv)調(diào)整多個循環(huán)中在先實(shí)施的循環(huán)之后執(zhí)行的循環(huán)中的與上述后續(xù)階段相同的階段的規(guī)定的執(zhí)行時間長度，以使其增加在多個循環(huán)中先實(shí)施的循環(huán)中求出的時間差的量的工序。在多個階段的各階段中，其執(zhí)行時間長度在初始設(shè)定。所以，若在多個階段中的一個階段中參數(shù)超出了閾值的時刻延遲，該一個階段中的從該時刻起的等離子體處理的時間長度就會縮短。根據(jù)本實(shí)施方式，由于在后面執(zhí)行的循環(huán)中與上述后續(xù)階段相同的階段的時間長度增加上述的時間差的量，所以，多個循環(huán)中的相同的階段的等離子體處理的總執(zhí)行時間長度實(shí)質(zhì)上能夠維持。

在一個實(shí)施方式中，等離子體處理方法還包括：在運(yùn)算部中使用由參數(shù)的系列求取的移動平均值，調(diào)整閾值的工序。參數(shù)的系列包括：在多個循環(huán)中已執(zhí)行的循環(huán)所包含的與上述后續(xù)階段相同的階段、或者上述后續(xù)階段和已執(zhí)行的循環(huán)所包含的與該后續(xù)階段相同的階段的各階段中利用匹配器的阻抗匹配已完成的狀態(tài)下的、包含高頻電源的負(fù)載阻抗、負(fù)載電阻和負(fù)載電抗以及高頻的反射波系數(shù)中的任一者的參數(shù)。在各階段中利用匹配器的阻抗匹配已完成的狀態(tài)下，在該階段中所使用的處理氣體充分地到達(dá)處理容器內(nèi)。所以，通過使用該狀態(tài)下的參數(shù)的系列的移動平均值調(diào)整閾值，能夠以更高精度檢測處理容器內(nèi)的處理氣體更換的時刻。

在一個實(shí)施方式中，多個階段可以包括：生成包含稀有氣體和碳氟化合物氣體的第一處理氣體的等離子體的第一階段；和接著第一階段，生成包含稀有氣體的第二處理氣體的等離子體的第二階段。在一個實(shí)施方式中，多個階段還可以包括接著第二階段、生成包含稀有氣體和氧氣的第三處理氣體的等離子體的第三階段。

發(fā)明效果

如以上說明，在本發(fā)明的等離子體處理方法中依次執(zhí)行多個循環(huán)，該多個循環(huán)各自包括依次執(zhí)行的多個階段，該多個階段是在上述處理容器內(nèi)生成相互不同的處理氣體的等離子體的多個階段，能夠在從先實(shí)施的階段轉(zhuǎn)移至后續(xù)階段后的適當(dāng)?shù)臅r刻改變高頻的設(shè)定和/或直流電壓的電平的設(shè)定。

附圖說明

圖1是示意性地表示一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理裝置的構(gòu)成的圖。

圖2是關(guān)于一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法的一個例子的時序圖。

圖3是關(guān)于一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法的另一個例子的時序圖。

圖4是例示高頻電源和匹配器的構(gòu)成的圖。

圖5是例示匹配器的傳感器和控制器的構(gòu)成的圖。

圖6是表示一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法的流程圖。

圖7是表示高頻電源和匹配器的構(gòu)成的另一個例子的圖。

圖8是表示高頻電源的阻抗傳感器的構(gòu)成的圖。

圖9是表示在另一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法中執(zhí)行的阻抗匹配的方法的流程圖。

符號說明

1…等離子體處理裝置；10…處理容器；16…基座；18…靜電吸盤；36…高頻電源；40…匹配器；43…供電線路；46…上部電極；55…氣體供給系統(tǒng)；66…排氣裝置；72…主控制部；74…直流電源；80…時間調(diào)整部；150a…運(yùn)算部。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對各種實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。其中，在各附圖中對相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的符號。

首先，對能夠應(yīng)用等離子體處理方法的實(shí)施方式的等離子體處理裝置進(jìn)行說明。圖1是示意性地表示一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理裝置的構(gòu)成的圖。圖1所示的等離子體處理裝置1是電容耦合型的等離子體處理裝置。等離子體處理裝置1包括處理容器10。處理容器10具有大致圓筒形狀，由鋁等材料形成。在該處理容器10的內(nèi)壁面實(shí)施陽極氧化處理。另外，處理容器10接地。

在處理容器10的底部上設(shè)置有絕緣板12。絕緣板12例如由陶瓷形成。在該絕緣板12上設(shè)置有支承臺14。支承臺14具有大致圓柱形狀。在該支承臺14上設(shè)置有基座16?；?6由鋁等導(dǎo)電性的材料形成，構(gòu)成下部電極(第二電極)。

在基座16上設(shè)置有靜電吸盤18。靜電吸盤18具有在絕緣層或絕緣片之間夾著由導(dǎo)電膜構(gòu)成的電極20的構(gòu)造。靜電吸盤18的電極20經(jīng)由開關(guān)22與直流電源24電連接。該靜電吸盤18通過來自直流電源24的直流電壓產(chǎn)生靜電吸附力，利用靜電吸附力保持載置在該靜電吸盤18上的被加工物w。其中，被加工物w例如是晶片那樣的圓盤狀的物體。在該靜電吸盤18的周圍且在基座16上配置聚焦環(huán)26。另外，在基座16和支承臺14的外周面安裝圓筒狀的內(nèi)壁部件28。該內(nèi)壁部件28例如由石英形成。

在支承臺14的內(nèi)部形成有冷卻介質(zhì)流路30。冷卻介質(zhì)流路30例如相對于在鉛垂方向延伸的中心軸線螺旋狀延伸。冷卻介質(zhì)cw(例如冷卻水)從設(shè)置在處理容器10的外部的制冷單元經(jīng)由配管32a向該冷卻介質(zhì)流路30供給。供給到冷卻介質(zhì)流路30的冷卻介質(zhì)經(jīng)由配管32b回收到制冷單元。該冷卻介質(zhì)的溫度通過制冷單元調(diào)整，由此，能夠?qū)Ρ患庸の飛的溫度進(jìn)行調(diào)整。并且，在等離子體處理裝置1中，經(jīng)由氣體供給線路34供給的傳熱氣體(例如he氣體)被供給到靜電吸盤18的上表面與被加工物w的背面之間。

導(dǎo)體44(例如供電棒)與基座16連接。高頻電源36經(jīng)由匹配器40與該導(dǎo)體44連接。高頻電源36產(chǎn)生等離子體的生成用的高頻rf。匹配器40和導(dǎo)體44構(gòu)成將來自高頻電源36的高頻rf傳送到基座16的供電線路43的一部分。高頻電源36所輸出的高頻rf的基本頻率fb例如是2mhz～100mhz的范圍內(nèi)的頻率。

在處理容器10的頂部設(shè)置上部電極46。生成等離子體的處理容器10內(nèi)的處理空間ps介于該上部電極46與基座16之間。在一個實(shí)施方式中，上部電極46與直流電源74連接。直流電源74以向上部電極46施加負(fù)極性的直流電壓dc的方式構(gòu)成。上部電極46具有蓋板48和支承體50。蓋板48形成有多個氣體噴出孔48a。蓋板48例如由si、sic等硅類的材料形成。支承體50是能夠裝拆地支承蓋板48的部件，由鋁形成，其表面實(shí)施陽極氧化處理。

在支承體50的內(nèi)部形成氣體緩沖室52。另外，支承體50形成有多個氣體通氣孔50a。氣體通氣孔50a從氣體緩沖室52延伸，與氣體噴出孔48a連通。氣體供給系統(tǒng)55經(jīng)由氣體供給管54與氣體緩沖室52連接。氣體供給系統(tǒng)55包括氣體源組56、流量控制器組58和閥門組60。氣體源組56包括多個氣體源。流量控制器組58包括多個流量控制器。多個流量控制器例如可以為質(zhì)量流量控制器。另外，閥門組60包括多個閥門。氣體源組56的多個氣體源經(jīng)由流量控制器組58的對應(yīng)的流量控制器和閥門組60的對應(yīng)的閥門與氣體供給管54連接。氣體供給系統(tǒng)55將來自選自多個氣體源中的氣體源的氣體以經(jīng)過調(diào)整的流量供給到氣體緩沖室52。導(dǎo)入氣體緩沖室52后的氣體從氣體噴出孔48a噴出到處理空間ps。

在基座16與處理容器10的側(cè)壁之間、以及支承臺14與處理容器10的側(cè)壁之間，形成在俯視時呈環(huán)狀的空間，該空間的底部與處理容器10的排氣口62連接。與排氣口62連通的排氣管64與處理容器10的底部連接。該排氣管64與排氣裝置66連接。排氣裝置66具有渦輪分子泵等真空泵。排氣裝置66將處理容器10的內(nèi)部空間減壓至所期望的壓力。另外，在處理容器10的側(cè)壁形成有用于被加工物w的搬入和搬出的開口68。在處理容器10的側(cè)壁安裝有用于打開和關(guān)閉開口68的閘閥70。

另外，等離子體處理裝置1包括主控制部72。主控制部72包括一個以上的微型計算機(jī)，按照存儲在外部存儲器或內(nèi)部存儲器的軟件(程序)和處理方案，控制等離子體處理裝置1的各部、例如高頻電源36、匹配器40、直流電源74、氣體供給系統(tǒng)55、即流量控制器組58的多個流量控制器和閥門組60的多個閥門、排氣裝置66等各自的動作以及該等離子體處理裝置1的裝置整體的動作。另外，主控制部72也與包括鍵盤等輸入裝置和液晶顯示器等顯示裝置的人機(jī)交互用的操作面板、以及存儲各種程序、處理方案和設(shè)定值等各種數(shù)據(jù)的外部存儲裝置等連接。

等離子體處理裝置1的基本動作如下所述進(jìn)行。首先，打開閘閥70，被加工物w經(jīng)由開口68被搬入處理容器10內(nèi)。搬入處理容器10內(nèi)的被加工物w載置在靜電吸盤18上。接著，從氣體供給系統(tǒng)55向處理容器10內(nèi)導(dǎo)入氣體，排氣裝置66工作，將處理容器10內(nèi)的空間的壓力設(shè)定為規(guī)定的壓力。另外，向基座16供給來自高頻電源36的高頻rf。并且，根據(jù)需要向上部電極46施加來自直流電源74的直流電壓dc。并且，向靜電吸盤18的電極20施加來自直流電源24的直流電壓，被加工物w保持在靜電吸盤18上。于是，供給到處理容器10內(nèi)的氣體被基座16與上部電極46之間形成的高頻電場激發(fā)。由此，生成等離子體。利用來自這樣生成的等離子體的自由基和/或離子，對被加工物w進(jìn)行處理。其中，在從直流電源74向上部電極46施加直流電壓dc的情況下，正離子被吸到上部電極46而與該上部電極46碰撞，從上部電極46放出二次電子，和/或從上部電極46放出構(gòu)成上部電極46的材料、例如硅。

以下，對等離子體處理方法的實(shí)施方式(以下稱為“方法mt”)進(jìn)行說明。方法mt能夠使用等離子體處理裝置1實(shí)施。圖2和圖3表示關(guān)于一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法的時序圖。圖2和圖3表示方法mt中的氣體a、氣體b、氣體c、高頻rf和直流電壓dc各自的時序圖。在圖2和圖3中，橫軸表示時間。另外，氣體a的時序圖的水平表示向處理容器10內(nèi)供給的氣體a的量，氣體b的時序圖的水平表示向處理容器10內(nèi)供給的氣體b的量，氣體c的時序圖的水平表示向處理容器10內(nèi)供給的氣體c的量。另外，在高頻rf的時序圖中，高頻rf的電平表示向基座16供給的高頻rf的功率。另外，在直流電壓dc的時序圖中，直流電壓dc為高電平表示直流電壓dc被施加到上部電極46，直流電壓dc為低電平表示不向上部電極46施加直流電壓dc或直流電壓dc的電平低。

如圖2和圖3所示，在方法mt中，依次執(zhí)行多個循環(huán)cy。多個循環(huán)cy各自包括依次執(zhí)行的多個階段s。以下，作為表示多個循環(huán)或者多個循環(huán)各自的參照符號，使用“cy”。另外，在同時表示多個循環(huán)各自及其執(zhí)行順序的情況下，使用“cy(i)”的參照符號。另外，作為表示多個階段或者多個階段各自的參照符號，使用“s”。另外，在同時表示多個階段s各自及其執(zhí)行順序、以及循環(huán)的執(zhí)行順序的情況下，使用“s(i，j)”的參照符號。另外，在同時表示多個階段各自及其執(zhí)行順序的情況下，使用“s(j)”的參照符號。另外，作為表示各階段的開始時刻的參照符號，使用“ts(i，j)”的參照符號。在此，“i”是表示循環(huán)的執(zhí)行順序的變量，可以取1以上imax以下的整數(shù)，imax是表示多個循環(huán)的個數(shù)的2以上的整數(shù)。“j”可以取1以上jmax以下的整數(shù)，jmax是表示各循環(huán)cy中的多個階段的個數(shù)的2以上的整數(shù)。其中，在圖2和圖3所表示的例子中，jmax為3，但并不限于此。

在方法mt的多個循環(huán)cy各自中所包含的多個階段s中，生成相互不同的處理氣體的等離子體。在多個階段s各自中利用的處理氣體在處理方案中指定。另外，多個階段s各自中的高頻rf的設(shè)定和直流電壓dc的電平在處理方案中指定。其中，高頻rf的設(shè)定包括高頻rf的功率和高頻rf的模式。高頻rf的模式從連續(xù)波和經(jīng)過脈沖調(diào)制的高頻中選擇。并且，多個階段s各自的執(zhí)行時間長度在處理方案中指定。主控制部72按照該處理方案，執(zhí)行用于方法mt的控制。

在方法mt中，在作為初次循環(huán)的第一階段的階段s(1，1)的開始時刻ts(1，1)之前，開始從氣體供給系統(tǒng)55輸出階段s(1，1)用的處理氣體。并且，在階段s(1，1)的開始時刻ts(1，1)開始向基座16供給高頻rf。以后，高頻rf在多個循環(huán)cy的多個階段s的整個過程中向基座16供給。

在方法mt中，在從先實(shí)施的階段轉(zhuǎn)移至后續(xù)階段時(從階段s(i，j－1)轉(zhuǎn)移至階段s(i，j)時、以及從階段s(i－1，jmax)轉(zhuǎn)移至階段s(i，1)時)、即各階段s的開始時刻ts(i，j)，通過來自主控制部72的控制，切換氣體供給系統(tǒng)55所輸出的處理氣體。在圖2和圖3所示的示例中，為了在第一階段、即階段s(i，1)中生成包含氣體a和氣體b的第一處理氣體的等離子體，在開始時刻ts(i，1)，氣體供給系統(tǒng)55所輸出的處理氣體被切換為第一處理氣體。另外，為了在第二階段、即階段s(i，2)中生成包含氣體a的第二處理氣體的等離子體，在開始時刻ts(i，2)，氣體供給系統(tǒng)55所輸出的處理氣體被切換為第二處理氣體。另外，為了在第三階段、即階段s(i，3)中生成包含氣體a和氣體c的第三處理氣體的等離子體，在開始時刻ts(i，3)，氣體供給系統(tǒng)55所輸出的處理氣體被切換為第三處理氣體。例如氣體a為ar氣等稀有氣體，氣體b為碳氟化合物氣體，氣體c為氧氣，但并不限于此。

在方法mt中，在階段s(i，j)的開始時刻ts(i，j)之后、即氣體供給系統(tǒng)55所輸出的處理氣體被切換之后，在后述的參數(shù)超出了閾值th(j)的時刻，為了階段s(i，j)，改變高頻rf的設(shè)定和直流電壓dc的電平中的至少一方。在圖2所示的例子中，在階段s(i，2)中高頻rf的功率改變?yōu)楸入A段s(i，1)中的高頻rf的功率低的功率。另外，在圖2所示的例子中，階段s(i，2)中的高頻rf的功率與階段s(i，3)中的高頻rf的功率相同。另外，在圖2所示的例子中，在階段s(i，2)中直流電壓dc的電平(絕對值)改變?yōu)楸入A段s(i，1)中的直流電壓dc的電平(絕對值)高的電平(絕對值)。在圖2所示的例子中，階段s(i，1)中的直流電壓dc的電平與階段s(i，3)中的直流電壓dc的電平相同。其中，在階段s(i，1)和階段s(i，3)中，可以不向上部電極46施加直流電壓dc。

另外，在圖3所示的例子中，在階段s(i，2)中高頻rf的功率改變?yōu)楸入A段s(i，1)中的高頻rf的功率低的功率。另外，在圖3所示的例子中，在階段s(i，3)中高頻rf的功率改變?yōu)楸入A段s(i，2)中的高頻rf的功率低的功率。另外，在圖3所示的例子中，在階段s(i，2)中直流電壓dc的電平(絕對值)改變?yōu)楸入A段s(i，1)中的直流電壓dc的電平(絕對值)高的電平(絕對值)。在圖3所示的例子中，階段s(i，1)中的直流電壓dc的電平與階段s(i，3)中的直流電壓dc的電平相同。其中，在階段s(i，1)和階段s(i，3)中，可以不向上部電極46施加直流電壓dc。另外，在圖2和圖3的例子中，高頻rf的功率改變，但是，高頻的功率和高頻的模式的至少一方改變即可。

在一個實(shí)施方式中，上述參數(shù)在匹配器40的運(yùn)算部中求取。以下，參照圖4和圖5對高頻電源36和匹配器40進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4是例示高頻電源36和匹配器40的構(gòu)成的圖，圖5是例示匹配器40的傳感器和控制器的構(gòu)成的圖。

如圖4所示，在一個實(shí)施方式中，高頻電源36具有振蕩器36a、功率放大器36b、功率傳感器36c和電源控制部36e。電源控制部36e由cpu等處理器構(gòu)成，利用由主控制部72提供的信號和由功率傳感器36c提供的信號，分別對振蕩器36a和功率放大器36b提供控制信號，對振蕩器36a和功率放大器36b進(jìn)行控制。

由主控制部72向電源控制部36e提供的信號是按照處理方案作成的高頻設(shè)定信號。高頻設(shè)定信號是指定高頻rf的設(shè)定的信號。高頻設(shè)定信號由主控制部72向電源控制部36e提供，使得在階段s(1，1)的開始時刻通過高頻電源36開始輸出由該高頻設(shè)定信號指定的設(shè)定的高頻rf。另外，關(guān)于高頻設(shè)定信號，在比階段s(1，1)靠后執(zhí)行的階段s(i，j)中改變高頻rf的設(shè)定的情況下，由主控制部72向電源控制部36e提供。電源控制部36e在接收來自后述的運(yùn)算部的信號時工作，使高頻電源36輸出由高頻設(shè)定信號指定的設(shè)定的高頻rf。

另外，電源控制部36e控制振蕩器36a，以輸出具有由高頻設(shè)定信號指定的頻率的高頻。該振蕩器36a的輸出與功率放大器36b的輸入連接。從振蕩器36a輸出的高頻被輸入功率放大器36b。功率放大器36b為了從其輸出中輸出具有由高頻設(shè)定信號指定的功率的高頻rf，將被輸入的高頻放大。由此，從高頻電源36輸出高頻rf。

在功率放大器36b的后段設(shè)有功率傳感器36c。功率傳感器36c具有定向耦合器、行波功率檢測部和反射波功率檢測部。定向耦合器將高頻rf的行波的一部分提供到行波功率檢測部，將反射波提供到反射波功率檢測部。由電源控制部36e向該功率傳感器36c提供特定高頻rf的頻率的信號。行波功率檢測部生成具有行波的全頻率成分中與高頻rf的頻率相同的頻率的成分的功率的測定值、即行波功率測定值pf1。該行波功率測定值為了功率反饋用而向電源控制部36e提供。

反射波功率檢測部生成具有反射波的全頻率成分中與高頻rf的頻率相同的頻率的成分的功率的測定值、即反射波功率測定值pr11，以及反射波的全頻率成分的總功率的測定值、即反射波功率測定值pr12。反射波功率測定值pr11為了監(jiān)視顯示用而向主控制部72提供。另外，反射波功率測定值pr12為了功率放大器36b的保護(hù)而向電源控制部36e提供。

另外，由主控制部72向直流電源74提供直流電壓設(shè)定信號。直流電壓設(shè)定信號是指定直流電壓dc的電平的信號。關(guān)于直流電壓設(shè)定信號，在階段s(i，j)中改變直流電壓dc的電平的情況下，由主控制部72向直流電源74提供。直流電源74接收來自后述的運(yùn)算部的信號時工作，以輸出由直流電壓設(shè)定信號指定的電平的直流電壓dc。或者，在由直流電壓設(shè)定信號指定的直流電壓dc的電平為零的情況下，直流電源74接收來自后述的運(yùn)算部的信號時工作，以停止直流電壓dc的輸出。

如圖4所示，匹配器40具有匹配電路40a、傳感器40b、控制器40c以及促動器(actuator)40d和40e。匹配電路40a包括可變電抗元件40g和40h?？勺冸娍乖?0g和40h例如是可變電容器。此外，匹配電路40a還可以包括電感器等。

控制器40c例如由處理器構(gòu)成，在主控制部72的控制下工作。控制器40c利用由傳感器40b提供的測定值求取高頻電源36的負(fù)載阻抗。另外，控制器40c控制促動器40d和40e，使得求取的負(fù)載阻抗接近高頻電源36的輸出阻抗或者匹配點(diǎn)，調(diào)整可變電抗元件40g和40h各自的電抗。促動器40d和40e例如是電動機(jī)。

另外，控制器40c利用由傳感器40b提供的測定值，計算出后述的參數(shù)，特定在各階段s中進(jìn)行高頻rf的設(shè)定和/或直流電壓dc的電平的變更的時刻。

如圖5所示，傳感器40b具有電流檢測器102a、電壓檢測器104a、濾波器106a和濾波器108a。電壓檢測器104a檢測在供電線路43上傳送的高頻rf的電壓波形，輸出表示該電壓波形的電壓波形模擬信號。該電壓波形模擬信號被輸入濾波器106a。濾波器106a將輸入的電壓波形模擬信號數(shù)字化，從而生成電壓波形數(shù)字信號。而且，濾波器106a從電壓波形數(shù)字信號中僅提取由來自主控制部72的信號特定的高頻rf的設(shè)定頻率的成分，由此生成過濾電壓波形信號。由濾波器106a生成的過濾電壓波形信號向控制器40c的運(yùn)算部150a提供。其中，濾波器106a例如由fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

電流檢測器102a檢測在供電線路43上傳送的高頻rf的電流波形，輸出表示該電流波形的電流波形模擬信號。該電流波形模擬信號被輸入濾波器108a。濾波器108a將輸入的電流波形模擬信號數(shù)字化，從而生成電流波形數(shù)字信號。而且，濾波器108a從電流波形數(shù)字信號中僅提取由來自主控制部72的信號特定的高頻rf的設(shè)定頻率的成分，由此生成過濾電流波形信號。由濾波器108a生成的過濾電流波形信號向控制器40c的運(yùn)算部150a提供。其中，濾波器108a例如由fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

控制器40c的運(yùn)算部150a使用由濾波器106a提供的過濾電壓波形信號和由濾波器108a提供的過濾電流波形信號，為了匹配器40中的阻抗匹配，求出高頻電源36的負(fù)載阻抗zl1。具體而言，運(yùn)算部150a根據(jù)由過濾電壓波形信號特定的交流電壓v1、由過濾電流波形信號特定的交流電流i1、以及交流電壓v1與交流電流i1的相位差φ1，求出高頻電源36的負(fù)載阻抗zl1。另外，運(yùn)算部150a根據(jù)交流電壓v1、交流電流i1和相位差φ1求出后述的參數(shù)。參數(shù)可以為上述的負(fù)載阻抗zl1。在該情況下，能夠使用為了匹配器40的阻抗匹配而求出的負(fù)載阻抗作為參數(shù)，所以，不需要另外求出參數(shù)。或者，參數(shù)也可以為負(fù)載電阻zr1、負(fù)載電抗zi1和反射波系數(shù)γ1中任一者。

負(fù)載阻抗zl1通過v1/i1求出，負(fù)載電阻zr1能夠通過求取負(fù)載阻抗zl1的實(shí)部獲得，負(fù)載電抗zi1能夠通過求取負(fù)載阻抗zl1的虛部獲得。另外，反射波系數(shù)γ1能夠通過以下的式(1)求取。

此外，反射波系數(shù)γ1也可以根據(jù)由功率傳感器36c求出的行波功率測定值pf1和反射波功率測定值pr11，通過pr11/pf1求出。

運(yùn)算部150a將求出的負(fù)載阻抗zl1向匹配控制部152a輸出。匹配控制部152a控制促動器40d和40e，使得負(fù)載阻抗zl1接近高頻電源36的輸出阻抗(或者匹配點(diǎn))，調(diào)整可變電抗元件40g和40h的電抗。由此，執(zhí)行基于匹配器40的阻抗匹配。此外，匹配控制部152a也可以控制促動器40d和40e，使得由運(yùn)算部150a輸出的負(fù)載阻抗zl1的系列的移動平均值接近高頻電源36的輸出阻抗(或者匹配點(diǎn))。

另外，運(yùn)算部150a在階段s(1，1)以外的階段s(i，j)中，從氣體供給系統(tǒng)55所輸出的處理氣體被切換時開始，判定求出的參數(shù)是否超出對應(yīng)的閾值th(j)。閾值th(j)作為初始由相同的“j”特定的階段s(j)專用的、或者在多個階段s共用的值而預(yù)先設(shè)定。運(yùn)算部150a在階段s(i，j)中參數(shù)超出閾值th(j)時向高頻電源36提供信號。在階段s(i，j)中由主控制部72提供高頻設(shè)定信號的情況下，高頻電源36響應(yīng)來自運(yùn)算部150a的信號，將高頻rf的設(shè)定變更為由高頻設(shè)定信號指定的設(shè)定。即，關(guān)于高頻電源36，在階段s(i，j)中由主控制部72提供高頻設(shè)定信號的情況下，在參數(shù)超出了閾值th(j)的時刻，將高頻rf的設(shè)定變更為由高頻設(shè)定信號指定的設(shè)定。其中，高頻rf的設(shè)定的變更包括高頻rf的功率的變更和/或?qū)⒏哳lrf由連續(xù)波和經(jīng)過脈沖調(diào)制的高頻中的一方變更為另一方。

另外，運(yùn)算部150a在階段s(i，j)中參數(shù)超出了閾值th(j)時，向直流電源74提供信號。在階段s(i，j)中由主控制部72提供直流電壓設(shè)定信號的情況下，直流電源74響應(yīng)來自運(yùn)算部150a的信號，將直流電壓dc的電平變更為由直流電壓設(shè)定信號指定的電平。即，關(guān)于直流電源74，在階段s(i，j)中由主控制部72供給直流電壓設(shè)定信號的情況下，在參數(shù)超出了閾值th(j)的時刻，將直流電壓dc的電平變更為由直流電壓設(shè)定信號指定的電平。

另外，運(yùn)算部150a將在階段s(i，j)中特定參數(shù)超出了閾值th(j)的時刻的第一信息提供給時間調(diào)整部80。該時間調(diào)整部80例如可以為cpu等處理器。時間調(diào)整部80還從主控制部72接收特定轉(zhuǎn)移至階段s(i，j)的時刻、即開始時刻ts(i，j)的第二信息。時間調(diào)整部80求取由第一信息特定的時刻與由第二信息特定的時刻之間的時間差。時間調(diào)整部80將特定該時間差的時間差特定信息提供給主控制部72。主控制部72調(diào)整后面執(zhí)行的循環(huán)cy的階段s(j)、例如階段s(i+1，j)的執(zhí)行時間長度，使其相對于處理方案中指定的階段s(j)的規(guī)定的執(zhí)行時間長度增加由時間差特定信息特定的時間差的量。

另外，運(yùn)算部150a根據(jù)參數(shù)的系列求取移動平均值，使用該移動平均值調(diào)整上述的閾值th(j)。為了調(diào)整閾值th(j)而使用的參數(shù)的系列包括在已執(zhí)行的循環(huán)cy中以相同的“j”特定的階段s(j)、或者在執(zhí)行中的階段s(i，j)和已執(zhí)行的循環(huán)cy中以相同的“j”特定的階段s(j)的各自中基于匹配器40進(jìn)行的阻抗匹配已完成的狀態(tài)下的參數(shù)。其中，系列所包含的參數(shù)是和與閾值th(j)相比的參數(shù)相同種類的參數(shù)。

以下，參照圖6詳細(xì)地對方法mt進(jìn)行說明。圖6是表示一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法的流程圖。在方法mt中，首先，執(zhí)行工序st1。在工序st1中，由主控制部72將i設(shè)定為1。如上所述，“i”是特定循環(huán)的順序的變量。在接著的工序st2中，由主控制部72將j設(shè)定為1。如上所述，“j”是表示各循環(huán)cy中的多個階段s各自的順序的變量。

在接著的工序j1中，判定是否執(zhí)行初次的循環(huán)的第一階段。即，通過主控制部72判定是否執(zhí)行階段s(1，1)。在執(zhí)行階段s(1，1)的情況下，在接著的工序st3中，由主控制部72控制氣體供給系統(tǒng)55，使得開始處理方案中指定的階段s(1，1)用的處理氣體的輸出。在接著的工序st4中，高頻電源36開始由來自主控制部72的高頻設(shè)定信號指定的設(shè)定的高頻rf的供給。之后，處理進(jìn)入工序st10。

另一方面，工序j1的判定結(jié)果，在判斷執(zhí)行階段s(1，1)以外的階段s(i，j)的情況下，在工序st5中，由主控制部72控制氣體供給系統(tǒng)55，使得將氣體供給系統(tǒng)55所輸出的處理氣體切換為在處理方案中指定的階段s(i，j)用的處理氣體。其中，工序st5中的氣體供給系統(tǒng)55的處理氣體的切換在向階段s(i，j)轉(zhuǎn)移時、即階段s(i，j)的開始時刻ts(i，j)進(jìn)行。

在接著的工序st6中，由運(yùn)算部150a算出上述參數(shù)。利用運(yùn)算部150a的參數(shù)的算出，從在工序st5中由氣體供給系統(tǒng)55輸出的處理氣體被切換的時刻開始。在接著的工序j2中，通過運(yùn)算部150a判定求出的參數(shù)是否超出了閾值th(j)。在工序j2中，在判定參數(shù)超出了閾值th(j)的情況下，處理進(jìn)入工序st7。另一方面，在判定參數(shù)未超出閾值的情況下，在工序j3中，由運(yùn)算部150a判定從階段s(i，j)的開始時刻起是否經(jīng)過了規(guī)定時間。在工序j3中，在判定從階段s(i，j)的開始時刻起未經(jīng)過規(guī)定時間的情況下，再次執(zhí)行工序st6。另一方面，在工序j3中，在判定從階段s(i，j)的開始時刻起經(jīng)過了規(guī)定時間的情況下，處理進(jìn)入工序st7。通過該工序j3，能夠避免在工序st7中不進(jìn)行處理的情況。

在工序st7中，通過運(yùn)算部150a，為了通知參數(shù)超出了閾值th(j)的情況，將上述信號提供到高頻電源36和直流電源74。而且，為了階段s(i，j)而從主控制部72向高頻電源36提供高頻設(shè)定信號的情況下，高頻電源36將高頻rf的設(shè)定變更為由高頻設(shè)定信號指定的設(shè)定。另外，為了階段s(i，j)而從主控制部72向直流電源74提供直流電壓設(shè)定信號的情況下，直流電源74將直流電壓dc的電平變更為由直流電壓設(shè)定信號指定的電平。

接著，在方法mt中，執(zhí)行工序st8。工序st8包括工序st8a和工序st8b。在工序st8a中，求取上述的時間差。具體而言，向時間調(diào)整部80，由運(yùn)算部150a提供在階段s(i，j)中特定參數(shù)超出了閾值th(j)的時刻的第一信息，由主控制部72提供特定轉(zhuǎn)移至階段s(i，j)的時刻、即開始時刻ts(i，j)的第二信息。在工序st8a中，時間調(diào)整部80求取由第一信息特定的時刻與由第二信息特定的時刻之間的時間差，將特定該時間差的時間差特定信息提供到主控制部72。在接著的工序st8b中，主控制部72調(diào)整之后執(zhí)行的循環(huán)cy的階段s(j)、例如階段s(i+1，j)的執(zhí)行時間長度，使得相對于處理方案中指定的階段s(j)的執(zhí)行時間長度增加由時間差特定信息特定的時間差的量。

在方法mt中，接著執(zhí)行工序st9。在工序st9中，調(diào)整閾值th(j)。具體而言，在運(yùn)算部150a中，根據(jù)參數(shù)的系列求取移動平均值，使用該移動平均值調(diào)整閾值th(j)。為了調(diào)整閾值th(j)而使用的參數(shù)的系列包括在已執(zhí)行的循環(huán)cy中以相同的“j”特定的階段s(j)、或者在執(zhí)行中的階段s(i，j)和已執(zhí)行的循環(huán)cy中以相同的“j”特定的階段s(j)的各階段中基于匹配器40進(jìn)行的阻抗匹配已完成的狀態(tài)下的參數(shù)。此外，匹配器40能夠在方法mt的實(shí)施期間隨時進(jìn)行匹配工作。

在方法mt中，接著執(zhí)行工序st10。在工序st10中，通過主控制部72，使j增加1。在接著的工序j4中，判定j是否大于jmax。在j在jmax以下的情況下，處理進(jìn)入工序st5。另一方面，在j大于jmax的情況下，在接著的工序st11中，通過主控制部72，使i增加1。在接著的工序j5中，判定i是否大于imax。在i在imax以下的情況下，處理進(jìn)入工序st2。另一方面，在i大于imax的情況下，方法mt結(jié)束。

在高頻rf的供給持續(xù)的狀態(tài)下，在處理容器10內(nèi)的處理氣體更換時，在處理容器10內(nèi)生成的等離子體的阻抗發(fā)生變化。由運(yùn)算部150a求取的上述的參數(shù)是與等離子體的阻抗相應(yīng)變化的參數(shù)，所以，良好地反映了處理容器10內(nèi)存在的處理氣體的變化。在方法mt中，通過檢測該參數(shù)超出了閾值th(j)的時刻，能夠以高精度檢測處理容器10內(nèi)的處理氣體更換的時刻。另外，由于在該時刻高頻rf的設(shè)定和直流電壓dc的電平中的至少一方變更，所以，能夠在處理容器10內(nèi)的處理氣體更換后的適當(dāng)?shù)臅r刻變更高頻rf的設(shè)定和/或直流電壓dc的電平。

另外，在多個階段s的各階段中，其執(zhí)行時間長度在處理方案中初始設(shè)定。所以，在階段s(i，j)中，當(dāng)參數(shù)超出了閾值th(j)的時刻延遲時，階段s(i，j)中的從該時刻起的等離子體處理的時間長度縮短。根據(jù)該實(shí)施方式，之后執(zhí)行的循環(huán)cy中的階段s(j)的時間長度增加在工序st8a中求出的時間差的量，所以，多個循環(huán)cy中的相同階段的等離子體處理的總執(zhí)行時間長度能夠?qū)嵸|(zhì)上維持。

另外，在階段s(i，j)中基于匹配器40進(jìn)行的阻抗匹配已完成的狀態(tài)下，在階段s(i，j)使用的處理氣體充分地到達(dá)處理容器10內(nèi)。所以，通過使用該狀態(tài)下的參數(shù)的系列的移動平均值調(diào)整閾值th(j)，能夠以更高精度檢測處理容器10內(nèi)的處理氣體更換的時刻。

以下，對另一個實(shí)施方式進(jìn)行說明。在另一個實(shí)施方式的方法mt中，在多個階段s的各階段中調(diào)整高頻rf的頻率。另外，在又一實(shí)施方式中，在多個階段s的各階段中，除了調(diào)整高頻rf的頻率之外，還調(diào)整高頻rf的功率。以下，參照圖7和圖8，對于用于執(zhí)行該實(shí)施方式的方法mt的、代替高頻電源36、匹配器40的在等離子體處理裝置1中采用的高頻電源36a、匹配器40a進(jìn)行說明。圖7是表示高頻電源36a和匹配器40a的構(gòu)成的圖。圖8是表示高頻電源36a的阻抗傳感器的構(gòu)成的圖。

如圖7所示，高頻電源36a與高頻電源36同樣，具有振蕩器36a、功率放大器36b、功率傳感器36c和電源控制部36e。高頻電源36a還具有阻抗傳感器36d。以下，關(guān)于高頻電源36a的各要素，對于與高頻電源36的對應(yīng)要素不同的方面進(jìn)行說明。也對阻抗傳感器36d進(jìn)行說明。

高頻電源36a的電源控制部36e將設(shè)定階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ts1(j)和第二副期間ps2(j)各自中的高頻rf的頻率的頻率控制信號提供到振蕩器36a。具體而言，電源控制部36e從阻抗傳感器36d接收由與階段s(i，j)相同的“j”特定的過去的階段s(j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)的高頻電源36a的負(fù)載阻抗的移動平均值imp11、和該過去的階段s(j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第二副期間ps2(j)的高頻電源36a的負(fù)載阻抗的移動平均值imp12。

而且，在移動平均值imp11和移動平均值imp12包括在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)的情況下，電源控制部36e為了使根據(jù)移動平均值imp11推定的第一副期間ps1(j)的高頻電源36a的負(fù)載阻抗和根據(jù)移動平均值imp12推定的第二副期間ps2(j)的高頻電源36a的負(fù)載阻抗接近匹配點(diǎn)，向振蕩器36a提供設(shè)定階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)和第二副期間ps2(j)各自的高頻rf的頻率的頻率控制信號。振蕩器36a對應(yīng)于頻率控制信號設(shè)定階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)的高頻rf的頻率和第二副期間ps2(j)的高頻rf的頻率。

另一方面，在移動平均值imp11或者移動平均值imp12不包括在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)的情況下，電源控制部36e為了使匹配器40a進(jìn)行關(guān)于高頻電源36a的阻抗匹配，向匹配器40a送出控制信號。其中，使負(fù)載阻抗接近匹配點(diǎn)是指理想上使負(fù)載阻抗與匹配點(diǎn)一致。另外，“規(guī)定的調(diào)整范圍”是能夠通過高頻rf的頻率的調(diào)整，使高頻電源36a的負(fù)載阻抗與高頻電源36a的輸出阻抗或匹配點(diǎn)匹配的范圍。

功率放大器36b通過將從振蕩器36a輸出的高頻放大而生成高頻rf，并將該高頻rf輸出。該功率放大器36b由電源控制部36e控制。具體而言，電源控制部36e控制功率放大器36b以輸出由主控制部72指定的功率的高頻rf。

在一個實(shí)施方式中，電源控制部36e可以控制功率放大器36b，使第一副期間ps1(j)的高頻rf的功率大于第二副期間ps2(j)的高頻rf的功率。例如，階段s(i，j)的第一副期間ps1(j)的高頻rf的功率能夠?qū)?yīng)于階段s(i，j)的第一副期間ps1(j)的反射波功率測定值pr11、或者由與階段s(i，j)相同的“j”特定的過去的階段s(j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)的反射波功率測定值pr11的移動平均值進(jìn)行設(shè)定，使得與等離子體結(jié)合的高頻rf的功率成為規(guī)定的功率。另外，階段s(i，j)的第二副期間ps2(j)的高頻rf的功率能夠?qū)?yīng)于階段s(i，j)的第二副期間ps2(j)的反射波功率測定值pr11、或者由與階段s(i，j)相同的“j”特定的過去的階段s(j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第二副期間ps2(j)的反射波功率測定值pr11的移動平均值進(jìn)行設(shè)定，使得與等離子體結(jié)合的高頻rf的功率成為規(guī)定的功率。

阻抗傳感器36d求取已執(zhí)行的循環(huán)cy所包含的多個階段中由與階段s(i，j)相同的“j”特定的階段s(j)各自的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)中的高頻電源36a的負(fù)載阻抗的移動平均值imp11。另外，阻抗傳感器36d求取已執(zhí)行的循環(huán)cy所包含的多個階段中由與階段s(i，j)相同的“j”特定的階段s(j)各自的執(zhí)行期間內(nèi)的第二副期間ps2(j)中的高頻電源36a的負(fù)載阻抗的移動平均值imp12。如圖2所示，第一副期間ps1(j)是在階段s(j)各自的執(zhí)行期間內(nèi)從高頻rf的設(shè)定或者直流電壓dc的電平變更了的時刻起至該執(zhí)行期間的中途為止之間的期間。第二副期間ps2(j)是在階段s(j)各自的執(zhí)行期間內(nèi)從該中途起至該執(zhí)行期間的結(jié)束時刻為止之間的期間。

第一副期間ps1(j)的時間長度和第二副期間ps2(j)的時間長度由電源控制部36e指定。例如，第一副期間ps1(j)的時間長度可以為電源控制部36e所存儲的規(guī)定的時間長度，第二副期間ps2(j)的時間長度可以為電源控制部36e所存儲的另外的規(guī)定的時間長度?；蛘?，電源控制部36e可以根據(jù)上述的反射波功率測定值pr11的時序，將在階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)反射波功率測定值pr11穩(wěn)定在規(guī)定值以下的期間設(shè)定為第二副期間ps2(j)，將在階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)比該第二副期間ps2(j)更靠前的期間設(shè)定為第一副期間ps1(j)。

如圖9所示，阻抗傳感器36d具有電流檢測器102c、電壓檢測器104c、濾波器106c、濾波器108c、平均值運(yùn)算器110c、平均值運(yùn)算器112c、移動平均值運(yùn)算器114c、移動平均值運(yùn)算器116c和阻抗運(yùn)算器118c。

電壓檢測器104c檢測在供電線路43上傳送的高頻rf的電壓波形，輸出表示該電壓波形的電壓波形模擬信號。該電壓波形模擬信號被輸入濾波器106c。濾波器106c將被輸入的電壓波形模擬信號數(shù)字化，從而生成電壓波形數(shù)字信號。而且，濾波器106c從電源控制部36e接收特定第一副期間ps1(j)和第二副期間ps2(j)各自的高頻rf的頻率的信號，從電壓波形數(shù)字信號中僅提取與由該信號特定的頻率對應(yīng)的成分，由此生成過濾電壓波形信號。其中，濾波器106c例如可以由fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

由濾波器106c生成的過濾電壓波形信號被輸出到平均值運(yùn)算器110c。由電源控制部36e向平均值運(yùn)算器110c提供特定第一副期間ps1(j)和第二副期間ps2(j)的副期間特定信號。平均值運(yùn)算器110c根據(jù)過濾電壓波形信號，求取使用副期間特定信號特定的階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)中的電壓的平均值va11。另外，平均值運(yùn)算器110c根據(jù)過濾電壓波形信號，求取使用副期間特定信號特定的階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第二副期間ps2(j)中的電壓的平均值va12。其中，平均值運(yùn)算器110c例如可以由fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

由平均值運(yùn)算器110c求得的平均值va11和平均值va12被輸出到移動平均值運(yùn)算器114c。移動平均值運(yùn)算器114c求取關(guān)于已執(zhí)行的循環(huán)cy所包含的多個階段中由與階段s(i，j)相同的“j”特定的階段s(j)已經(jīng)獲得的多個平均值va11中的、對于最近執(zhí)行的規(guī)定數(shù)的階段s(j)中的第一副期間ps1(j)求出的規(guī)定個的平均值va11的移動平均值(移動平均值vma11)。另外，移動平均值運(yùn)算器114c求取關(guān)于已執(zhí)行的循環(huán)cy所包含的多個階段中由與階段s(i，j)相同的“j”特定的階段s(j)已經(jīng)獲得的多個平均值va12中的、對于最近執(zhí)行的規(guī)定數(shù)的階段s(j)中的第二副期間ps2(j)求出的規(guī)定個的平均值va12的移動平均值(移動平均值vma12)。由移動平均值運(yùn)算器114c求出的移動平均值vma11和vma12被輸出到阻抗運(yùn)算器118c。其中，移動平均值運(yùn)算器114c例如可以由cpu或fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

電流檢測器102c檢測在供電線路43上傳送的高頻rf的電流波形，輸出表示該電流波形的電流波形模擬信號。該電流波形模擬信號被輸入濾波器108c。濾波器108c將被輸入的電流波形模擬信號數(shù)字化，從而生成電流波形數(shù)字信號。而且，濾波器108c從電源控制部36e接收特定第一副期間ps1(j)和第二副期間ps2(j)各自的高頻rf的頻率的信號，從電流波形數(shù)字信號中僅提取與由該信號特定的頻率對應(yīng)的成分，從而生成過濾電流波形信號。其中，濾波器108c例如可以由fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

由濾波器108c生成的過濾電流波形信號被輸出到平均值運(yùn)算器112c。另外，由電源控制部36e向平均值運(yùn)算器112c提供上述的副期間特定信號。平均值運(yùn)算器112c根據(jù)過濾電流波形信號，求取使用副期間特定信號特定的階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)中的電流的平均值ia11。另外，平均值運(yùn)算器112c根據(jù)過濾電流波形信號，求取使用副期間特定信號特定的階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第二副期間ps2(j)中的電流的平均值ia12。其中，平均值運(yùn)算器112c例如可以由fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

由平均值運(yùn)算器112c求取的平均值ia11和平均值ia12被輸出到移動平均值運(yùn)算器116c。移動平均值運(yùn)算器116c求取關(guān)于已執(zhí)行的循環(huán)cy所包含的多個階段中由與階段s(i，j)相同的“j”特定的階段s(j)已經(jīng)獲得的多個平均值ia11中的、對于最近執(zhí)行的規(guī)定數(shù)的階段s(j)中的第一副期間ps1(j)求出的規(guī)定個的平均值ia11的移動平均值(移動平均值ima11)。另外，移動平均值運(yùn)算器116c求取關(guān)于已執(zhí)行的循環(huán)cy所包含的多個階段中由與階段s(i，j)相同的“j”特定的階段s(j)已經(jīng)獲得的多個平均值ia12中的、對于最近執(zhí)行的規(guī)定數(shù)的階段s(j)中的第二副期間ps2求出的規(guī)定個的平均值ia12的移動平均值(移動平均值ima12)。由移動平均值運(yùn)算器116c求出的移動平均值ima11和ima12被輸出到阻抗運(yùn)算器118c。其中，移動平均值運(yùn)算器116c例如可以由cpu或者fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)構(gòu)成。

阻抗運(yùn)算器118c根據(jù)移動平均值ima11和移動平均值vma11，求取高頻電源36a的負(fù)載阻抗的移動平均值imp11。該移動平均值imp11包括絕對值和相位成分。另外，阻抗運(yùn)算器118c根據(jù)移動平均值ima12和移動平均值vma12，求取高頻電源36a的負(fù)載阻抗的移動平均值imp12。該移動平均值imp12包括絕對值和相位成分。由阻抗運(yùn)算器118c求出的移動平均值imp11和imp12被輸出到電源控制部36e。移動平均值imp11和imp12如上所述在電源控制部36e中用于高頻rf的頻率的設(shè)定。

返回圖7，匹配器40a與匹配器40同樣地具有匹配電路40a、傳感器40b、控制器40c以及促動器40d和40e。以下，關(guān)于匹配器40a的各要素，對與匹配器40的對應(yīng)要素不同的方面進(jìn)行說明。

匹配器40a的傳感器40b與阻抗傳感器36d同樣，從電源控制部36e接收特定第一副期間ps1(j)和第二副期間ps2(j)各自的高頻rf的頻率的信號，從電壓波形數(shù)字信號中僅提取與由該信號特定的頻率對應(yīng)的成分，從而生成過濾電壓波形信號。而且，傳感器40b將過濾電壓波形信號輸出到控制器40c。另外，匹配器40a的傳感器40b與阻抗傳感器36d同樣，從電源控制部36e接收特定第一副期間ps1(j)和第二副期間ps2(j)各自的高頻rf的頻率的信號，從電流波形數(shù)字信號中僅提取與由該信號特定的頻率對應(yīng)的成分，從而生成過濾電流波形信號。傳感器40b將過濾電流波形信號輸出到控制器40c。

匹配器40a的控制器40c，在移動平均值imp11或移動平均值imp12不包括在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)的情況下，在接收從電源控制部36e輸出的上述的控制信號時，控制促動器40d和40e，使由移動平均值imp11和移動平均值imp12的平均值特定的高頻電源36a的負(fù)載阻抗接近匹配點(diǎn)。或者，匹配器40a的控制器40c，在移動平均值imp11或移動平均值imp12不包括在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)的情況下，在接收從電源控制部36e輸出的上述的控制信號時，控制促動器40d和40e，使由移動平均值imp12特定的高頻電源36a的負(fù)載阻抗接近匹配點(diǎn)。

以下，對在具有參照圖7～圖8說明的高頻電源36a和匹配器40a的等離子體處理裝置1中進(jìn)行的阻抗匹配的方法進(jìn)行說明。圖9是表示在另一個實(shí)施方式所涉及的等離子體處理方法中執(zhí)行的阻抗匹配的方法的流程圖。圖9所示的方法mti在多個階段s的各階段中執(zhí)行。以下，關(guān)系到階段s(j)對方法mti進(jìn)行說明。

在方法mt實(shí)施的初始時，多個階段s的各階段未執(zhí)行足以求取上述移動平均值imp11和移動平均值imp12的次數(shù)。所以，在方法mt實(shí)施的初始時，僅進(jìn)行上述平均值va11、平均值ia11、平均值va12和平均值ia12的算出、以及它們的儲備。

在多個階段s的各階段執(zhí)行了足以求取移動平均值imp11和移動平均值imp12的次數(shù)后，在阻抗傳感器36d中求出移動平均值imp11和移動平均值imp12。

在求出了移動平均值imp11和移動平均值imp12后，在階段s(i，j)中，如圖9所示，進(jìn)行工序j20。在工序j20中，由電源控制部36e判定移動平均值imp11和移動平均值imp12是否處于上述可調(diào)整的范圍內(nèi)。

在判定移動平均值imp11和移動平均值imp12處于上述可調(diào)整的范圍內(nèi)的情況下，在工序st21中，電源控制部36e如上所述設(shè)定階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)中的高頻rf的頻率，設(shè)定階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第二副期間ps2(j)中的高頻rf的頻率。在接著的工序st22中，電源控制部36e如上所述設(shè)定階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第一副期間ps1(j)中的高頻rf的功率，設(shè)定階段s(i，j)的執(zhí)行期間內(nèi)的第二副期間ps2(j)中的高頻rf的功率。

另一方面，在判定移動平均值imp11或移動平均值imp12不在上述可調(diào)整的范圍內(nèi)的情況下，在工序st23中，為了使匹配器40a進(jìn)行關(guān)于高頻電源36a的阻抗匹配，由電源控制部36e向匹配器40a發(fā)送控制信號。接收了該控制信號的匹配器40a的控制器40c如上所述控制促動器40d和40e，使高頻電源36a的負(fù)載阻抗接近匹配點(diǎn)。

階段s(i，j)中的第一副期間ps1(j)是包含高頻rf的設(shè)定和/或直流電壓dc的設(shè)定變更的時刻的期間，所以，供電線路43中的反射波可能會大于第二副期間ps2(j)中的反射波。所以，為了使高頻rf的反射波減少，需要使第一副期間ps1(j)和第二副期間ps2(j)各自的高頻電源36a的負(fù)載阻抗分別地與高頻電源36a的輸出阻抗匹配。根據(jù)圖9所示的阻抗匹配的方法mti，調(diào)整第一副期間ps1(j)中的高頻rf的頻率，使由移動平均值imp11推定的高頻電源36a的負(fù)載阻抗接近高頻電源36a的輸出阻抗。另外，第二副期間ps2(j)中的高頻rf的頻率基于移動平均值imp12同樣調(diào)整。高頻電源36a能夠高速地改變高頻rf的頻率，所以，根據(jù)方法mti，能夠高速地跟隨負(fù)載阻抗的變化進(jìn)行阻抗匹配。另外，根據(jù)工序st22，在第一副期間ps1(j)中與等離子體結(jié)合的高頻rf的功率不足的情況下，能夠補(bǔ)充高頻rf的功率。

以上，對各種實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，能夠構(gòu)成各種變形方式。例如，高頻電源36和高頻電源36a可以以向上部電極46供給高頻rf的方式構(gòu)成。另外，方法mt的實(shí)施所使用的等離子體處理裝置不限于電容耦合型的等離子體處理裝置。方法mt的實(shí)施所使用的等離子體處理裝置可以為具有第一電極和第二電極的任意的等離子體處理裝置，例如電感耦合型的等離子體處理裝置。