JP2024061920A - プラズマ処理装置及びソース高周波電力のソース周波数を制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理装置においてソース高周波電力の反射の度合いを低減する技術を提供する。【解決手段】開示されるプラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持部、高周波電源、及びバイアス電源を備える。高周波電源は、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発生する。バイアス電源は、複数のパルス期間のそれぞれにおいてバイアスエネルギーのパルスをバイアス電極に与える。高周波電源は、複数のパルス期間にそれぞれ重複する複数の重複期間の各々の中の複数の位相期間の各々におけるソース高周波電力のソース周波数を、ソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて設定する。反射の度合いは、二つ以上の先行する重複期間内の同一の位相期間において互いに異なるソース周波数を用いることにより特定される。【選択図】図２

Description

本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置及びソース高周波電力のソース周波数を制御する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、プラズマ処理装置においてソース高周波電力の反射の度合いを低減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、高周波電源、及びバイアス電源を備える。基板支持部は、バイアス電極を有し、チャンバ内に設けられている。高周波電源は、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発生するように構成されている。バイアス電源は、複数のパルス期間のそれぞれにおいてバイアスエネルギーのパルスをバイアス電極に与えるように構成されている。バイアス電源は、複数のパルス期間の各々において波形周期を有するバイアスエネルギー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。高周波電源は、複数の重複期間の各々に含まれるバイアスエネルギーの複数の波形周期の各々の中の複数の位相期間の各々におけるソース高周波電力のソース周波数を設定するように構成されている。複数の重複期間は、複数のパルス期間とそれぞれ重複する。高周波電源は、パルス間フィードバックを行うように構成されている。パルス間フィードバックは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）をソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて調整することを含む。ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間内のｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間におけるソース周波数である。反射の度合いの変化は、ｋ番目の重複期間の前の二つ以上の重複期間それぞれにおけるｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間において互いに異なるソース周波数を用いることにより特定される。

一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置においてソース高周波電力の反射の度合いを低減することが可能となる。

一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 図３の（ａ）及び図３の（ｂ）の各々は、ソース高周波電力とバイアスエネルギーの一例のタイミングチャートである。 図４の（ａ）及び図４の（ｂ）の各々は、ソース高周波電力とバイアスエネルギーの一例のタイミングチャートである。 バイアスエネルギーとソース高周波電力のソース周波数の一例のタイミングチャートである。 バイアスエネルギーとソース高周波電力のソース周波数の別の例のタイミングチャートである。 バイアスエネルギーの別の例のタイミングチャートである。 バイアスエネルギーとソース高周波電力のソース周波数の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ソース高周波電力のソース周波数を制御する方法の流れ図である。 図１０の（ａ）～図１０の（ｄ）の各々は、バイアスエネルギーの更に別の例のタイミングチャートである。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

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、高周波電源、及びバイアス電源を備える。基板支持部は、バイアス電極を有し、チャンバ内に設けられている。高周波電源は、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発生するように構成されている。バイアス電源は、複数のパルス期間のそれぞれにおいてバイアスエネルギーのパルスをバイアス電極に与えるように構成されている。バイアス電源は、複数のパルス期間の各々において波形周期を有するバイアスエネルギー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。高周波電源は、複数の重複期間の各々に含まれるバイアスエネルギーの複数の波形周期の各々の中の複数の位相期間の各々におけるソース高周波電力のソース周波数を設定するように構成されている。複数の重複期間は、複数のパルス期間とそれぞれ重複する。高周波電源は、パルス間フィードバックを行うように構成されている。パルス間フィードバックは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）をソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて調整することを含む。ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間内のｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間におけるソース周波数である。反射の度合いの変化は、ｋ番目の重複期間の前の二つ以上の重複期間それぞれにおけるｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間において互いに異なるソース周波数を用いることにより特定される。

二つの以上の重複期間それぞれにおける同一波形周期内の同一の位相期間において互いに異なるソース周波数を用いることにより、ソース周波数の変更（周波数シフト）とソース高周波電力の反射の度合いの変化との関係を特定することが可能である。したがって、上記実施形態によれば、反射の度合いの変化に応じて、ｋ番目の重複期間内のｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間において用いられるソース周波数を、反射の度合いを低減するように調整することが可能である。また、上記実施形態によれば、複数の重複期間の各々の中の複数の波形周期の各々において、高速に反射の度合いを低減することが可能である。

一つの例示的実施形態において、二つ以上の重複期間は、（ｋ－Ｋ_１）番目の重複期間と（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間を含み得る。ここで、Ｋ_１及びＫ_２は、Ｋ_１＞Ｋ_２を満たす自然数である。

一つの例示的実施形態において、パルス間フィードバックは、ソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に、ソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_１，ｍ，ｎ）からの一方の周波数シフトを与えることを含んでいてもよい。一方の周波数シフトは、周波数の減少又は増加のうち一方である。パルス間フィードバックは、一方の周波数シフトにより得られたｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）を用いることにより反射の度合いが低下した場合に、ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に対して一方の周波数シフトを有する周波数に設定してもよい。一方の周波数シフトにより得られたｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を用いることにより反射の度合いが増大した場合には、パルス間フィードバックは、ソース周波数ｆ（ｋ＋Ｋ_３，ｍ，ｎ）を、中間の周波数に設定してもよい。中間の周波数は、ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）とソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）との間の周波数である。なお、Ｋ_３は、自然数である。

一つの例示的実施形態において、（ｋ＋Ｋ_３）番目の重複期間内のｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間において上記中間の周波数を用いた場合に反射の度合いが閾値よりも大きくなる場合がある。この場合には、パルス間フィードバックは、ソース周波数ｆ（ｋ＋Ｋ_４，ｍ，ｎ）を、中間の周波数に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定してもよい。この場合において、他方の周波数シフトは、一方の周波数シフトの量の絶対値よりも大きい絶対値の量を有する。なお、Ｋ_４は、Ｋ_４＞Ｋ_３を満たす自然数である。

一つの例示的実施形態において、ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を得るために用いる一方の周波数シフトの量の絶対値は、ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）を得るために用いた一方の周波数シフトの量の絶対値よりも大きくてもよい。

一つの例示的実施形態において、パルス間フィードバックは、ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に、ｆ（ｋ－Ｋ_１，ｍ，ｎ）からの一方の周波数シフトを与えることを含んでいてもよい。一方の周波数シフトは、周波数の減少及び増加のうち一方である。一方の周波数シフトにより得られたｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）を用いることにより反射の度合いが増大した場合に、パルス間フィードバックは、ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定してもよい。

一つの例示的実施形態において、バイアスエネルギーは、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ってもよい。バイアスエネルギーは、当該バイアス周波数の逆数である時間長を各々が有する複数の波形周期の各々においてバイアス電極に与えられる電圧のパルスを含んでいてもよい。

一つの例示的実施形態において、複数の重複期間は、１番目からＫ_ａ番目の重複期間を含む。ここで、Ｋ_ａは２以上の自然数である。高周波電源は、重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｋ_ａ）の各々に含まれる波形周期ＣＹ（１）～ＣＹ（Ｍ_ａ）の各々において、複数の位相期間におけるソース周波数を予め準備された周波数セットに含まれる複数の周波数にそれぞれ設定する初期処理を行ってもよい。ここで、ＯＰ（ｋ）は、複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間である。ＣＹ（ｍ）は、各重複期間におけるｍ番目の波形周期である。高周波電源は、重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｋ_ａ）の各々において、波形周期ＣＹ（Ｍ_ａ）の後の波形周期において、パルス内フィードバックを行ってもよい。パルス内フィードバックは、各重複期間において波形周期ＣＹ（ｍ）の前の二つ以上の波形周期それぞれにおけるｎ番目の位相期間において互いに異なるソース周波数を用いた場合のソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を調整することを含む。

一つの例示的実施形態において、複数の重複期間は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ）を更に含んでいてもよい。ここで、Ｋ_ｂは、（Ｋ_ａ＋１）以上の自然数である。高周波電源は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ）の各々に含まれる波形周期ＣＹ（１）～波形周期ＣＹ（Ｍ_ｂ１）の各々において上記初期処理を行ってもよい。また、高周波電源は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ）の各々に含まれる波形周期ＣＹ（Ｍ_ｂ１＋１）～波形周期ＣＹ（Ｍ_ｂ２）において、上記パルス間フィードバックを行ってもよい。また、高周波電源は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ）の各々において、波形周期ＣＹ（Ｍ_ｂ２）の後に、上記パルス内フィードバックを行ってもよい。ここで、Ｍ_ｂ１及びＭ_ａは、Ｍ_ｂ１＜Ｍ_ａを満たしてもよい。

一つの例示的実施形態において、高周波電源は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ＋１）～最後の重複期間の各々に含まれる波形周期ＣＹ（１）～波形周期ＣＹ（Ｍ_ｃ）において、上記パルス間フィードバックを行ってもよい。また、高周波電源は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ＋１）～最後の重複期間の各々において、波形周期ＣＹ（Ｍ_ｃ）の後に、上記パルス内フィードバックを行ってもよい。

一つの例示的実施形態において、高周波電源は、複数の重複期間のうち２番目から最後の重複期間の少なくとも一つの重複期間において、複数の波形周期のうちパルス内フィードバックが最初に適用される波形周期内のｎ番目の位相期間におけるソース周波数を、該少なくとも一つの重複期間の直前の重複期間に含まれる複数の波形周期のうち最後の波形周期内のｎ番目の位相期間のソース周波数又は該最後の波形周期を含む二つ以上の波形周期のｎ番目の位相期間のソース周波数の平均値に設定するように構成されていてもよい。

一つの例示的実施形態において、高周波電源は、上記初期処理を行っているときに反射の度合いを反映するモニタ値が指定された範囲内に入ったときに、該初期処理を終了するように構成されていてもよい。

別の例示的実施形態においては、ソース高周波電力のソース周波数を制御する方法が提供される。方法は、複数のパルス期間のそれぞれにおいて、プラズマ処理装置のチャンバ内に設けられた基板支持部のバイアス電極にバイアスエネルギーのパルスを与える工程（ａ）を含む。バイアスエネルギーは、波形周期を有し、複数のパルス期間の各々においてバイアス電極に周期的に与えられる。方法は、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を更に含む。方法は、複数の重複期間の各々に含まれるバイアスエネルギーの複数の波形周期の各々の中の複数の位相期間の各々におけるソース高周波電力のソース周波数を設定する工程を更に含む。複数の重複期間は、複数のパルス期間にそれぞれ重複する。ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、ソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて調整される。反射の度合いの変化は、複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間の前の二つ以上の重複期間それぞれにおけるｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間において互いに異なるソース周波数を用いることにより、特定される。

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及び図２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。

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、少なくとも一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一つのガス供給口と、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一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一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。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。

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、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）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。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。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プラズマ処理装置の構成例について説明する。容量結合プラズマ処理装置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、少なくとも一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。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部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（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。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。一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１ｅ及び静電チャック１１１ｃを含む。基台１１１ｅは、導電性部材を含む。基台１１１ｅの導電性部材は下部電極として機能する。静電チャック１１１ｃは、基台１１１ｅの上に配置される。静電チャック１１１ｃの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも一つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック１１１ｃ、リングアセンブリ１１２、及び基板Ｗのうち少なくとも一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、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間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からの少なくとも一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、少なくとも一つのガス供給口１３ａ、少なくとも一つのガス拡散室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、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。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、一つ以上のガスソース２１及び少なくとも一つ以上の流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、一つ以上の処理ガスを、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、一つ以上の処理ガスの流量を変調又はパルス化する一つ以上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。

プラズマ処理装置１は、高周波電源３１及びバイアス電源３２を更に備えている。プラズマ処理装置１は、センサ３１ｓ及び制御部３０ｃを更に備えていてもよい。

高周波電源３１は、チャンバ（プラズマ処理チャンバ１０）内でプラズマを生成するためにソース高周波電力ＲＦを発生するように構成されている。ソース高周波電力ＲＦは、例えば、１３ＭＨｚ以上、１５０ＭＨｚ以下のソース周波数を有する。一実施形態において、高周波電源３１は、高周波信号発生器３１ｇ及び増幅器３１ａを含んでいてもよい。高周波信号発生器３１ｇは、高周波信号を発生する。増幅器３１ａは、高周波信号発生器３１ｇから入力される高周波信号を増幅することによりソース高周波電力ＲＦを生成して、ソース高周波電力ＲＦを出力する。なお、高周波信号発生器３１ｇは、プログラム可能なプロセッサ又はＦＰＧＡ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。また、高周波信号発生器３１ｇと増幅器３１ａとの間には、Ｄ／Ａ変換器が接続されていてもよい。

高周波電源３１は、整合器３１ｍを介して高周波電極に接続されている。基台１１１ｅは、一実施形態において高周波電極を構成する。別の実施形態において、高周波電極は、静電チャック１１１ｃの中に設けられた電極であってもよい。高周波電極は、後述するバイアス電極と共通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。整合器３１ｍは、整合回路を含んでいる。整合器３１ｍの整合回路は、可変インピーダンスを有する。整合器３１ｍの整合回路は、制御部３０ｃによって制御される。整合器３１ｍの整合回路のインピーダンスは、高周波電源３１の負荷側のインピーダンスを高周波電源３１の出力インピーダンスに整合させるように調整される。

センサ３１ｓは、高周波電源３１の負荷から戻されるソース高周波電力ＲＦの反射波を制御部３０ｃに出力するように構成されている。センサ３１ｓは、高周波電源３１と整合器３１ｍとの間で接続されていてもよい。センサ３１ｓは、整合器３１ｍと高周波電極との間で接続されていてもよい。例えば、センサ３１ｓは、整合器３１ｍからバイアス電極に向けて延びる電気的パスと後述の整合器３２ｍからバイアス電極に向けて延びる電気的パスとの合流点とバイアス電極との間で接続されていてもよい。或いは、センサ３１ｓは、当該合流点と整合器３１ｍとの間で接続されていてもよい。センサ３１ｓ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の負荷から戻される反射波を出力する。方向性結合器から出力される反射波は、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換されて、デジタル化された反射波が、制御部３０ｃにおいて利用される。なお、センサ３１ｓは、整合器３１ｍから分離されたセンサであってもよく、或いは、整合器３１ｍの一部であってもよい。

バイアス電源３２は、バイアス電極に電気的に接続されている。基台１１１ｅは、一実施形態においてバイアス電極を構成する。別の実施形態において、バイアス電極は、静電チャック１１１ｃの中に設けられた電極であってもよい。バイアス電源３２は、複数のパルス期間ＰＰの各々において、バイアスエネルギーＢＥのパルスＢＥＰをバイアス電極に与えるように構成されている。バイアス電源３２は、パルスコントローラ３４から与えられる信号により、複数のパルス期間ＰＰの各々のタイミングを特定してもよい。なお、制御部２が、パルスコントローラ３４として機能してもよい。

ここで、図３の（ａ）、図３の（ｂ）、図４の（ａ）、及び図４の（ｂ）を参照する。図３の（ａ）、図３の（ｂ）、図４の（ａ）、及び図４の（ｂ）の各々は、ソース高周波電力ＲＦとバイアスエネルギーＢＥの一例のタイミングチャートである。これらの図において、ソース高周波電力ＲＦの「ＯＮ」は、ソース高周波電力ＲＦが供給されていることを示しており、ソース高周波電力ＲＦの「ＯＦＦ」は、ソース高周波電力ＲＦの供給が停止されていることを示している。また、これらの図において、バイアスエネルギーＢＥの「ＯＮ」は、バイアスエネルギーＢＥがバイアス電極に与えられていることを示しており、バイアスエネルギーＢＥの「ＯＦＦ」は、バイアスエネルギーＢＥがバイアス電極に与えられていないことを示している。また、これらの図において、バイアスエネルギーＢＥの「ＨＩＧＨ」は、「ＬＯＷ」で示されるバイアスエネルギーＢＥのレベルよりも高いレベルを有するバイアスエネルギーＢＥがバイアス電極に与えられていることを示している。

複数のパルス期間ＰＰは、時間的に順に出現する。複数のパルス期間ＰＰは、パルス周波数の逆数の時間間隔（周期）で順に出現してもよい。なお、以下の説明において、パルス期間ＰＰ（ｋ）は、複数のパルス期間ＰＰのうちｋ番目のパルス期間を表している。即ち、パルス期間ＰＰ（ｋ）は、複数のパルス期間ＰＰのうち任意のパルス期間を表している。パルス周波数は、後述するバイアス周波数よりも低く、例えば、１ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下の周波数である。上述したように、バイアスエネルギーＢＥのパルスＢＥＰは、複数のパルス期間ＰＰの各々において、バイアス電極に与えられる。複数のパルス期間ＰＰ以外の期間において、バイアスエネルギーＢＥは、バイアス電極に与えられなくてもよい。或いは、複数のパルス期間ＰＰにおけるバイアスエネルギーＢＥのレベルよりも低いレベルを有するバイアスエネルギーＢＥが、複数のパルス期間ＰＰ以外の期間において、バイアス電極に与えられてもよい。

図３の（ａ）に示すように、ソース高周波電力ＲＦは、連続波として供給されてもよい。図３の（ａ）に示す例では、複数のパルス期間ＰＰにおいてソース高周波電力ＲＦが供給される複数の重複期間ＯＰはそれぞれ、複数のパルス期間ＰＰと一致する。

或いは、図３の（ｂ）、図４の（ａ）、及び図４の（ｂ）に示すように、ソース高周波電力ＲＦのパルスが、供給されてもよい。高周波電源３１は、パルスコントローラ３４から与えられる信号により、ソース高周波電力ＲＦのパルスを供給する期間のタイミングを特定してもよい。図３の（ｂ）に示すように、ソース高周波電力ＲＦのパルスは、複数のパルス期間ＰＰとそれぞれ一致する複数の期間の各々において供給されてもよい。図３の（ｂ）に示す例では、複数のパルス期間ＰＰにおいてソース高周波電力ＲＦが供給される複数の重複期間ＯＰはそれぞれ、複数のパルス期間ＰＰと一致する。図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に示すように、ソース高周波電力ＲＦのパルスは、複数のパルス期間ＰＰとそれぞれ部分的に重複する複数の期間の各々において供給されてもよい。図４の（ａ）及び図４の（ｂ）の各々に示す例では、複数のパルス期間ＰＰにおいてソース高周波電力ＲＦが供給される複数の重複期間ＯＰの各々は、複数のパルス期間ＰＰのうち対応のパルス期間ＰＰの一部である。なお、以下の説明において、重複期間ＯＰ（ｋ）は、複数の重複期間ＯＰのうちｋ番目の重複期間を表している。即ち、重複期間ＯＰ（ｋ）は、複数の重複期間ＯＰのうち任意の重複期間を表している。

バイアスエネルギーＢＥは、複数のパルス期間ＰＰの各々の中の複数の波形周期ＣＹの各々においてバイアス電極に与えられる。即ち、バイアスエネルギーＢＥは、複数のパルス期間ＰＰの各々の中で周期的にバイアス電極に与えられる。複数の波形周期ＣＹの各々は、バイアス周波数で規定される。バイアス周波数は、例えば５０ｋＨｚ以上、２７ＭＨｚ以下の周波数である。複数の波形周期ＣＹの各々の時間長は、バイアス周波数の逆数である。複数の波形周期ＣＹは時間的に順に出現する。以下の説明において、波形周期ＣＹ（ｍ）は、複数の重複期間ＯＰの各々の中の複数の波形周期ＣＹのうち、ｍ番目の波形周期を表す。また、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）は、ｋ番目の重複期間内のｍ番目の波形周期を表す。即ち、波形周期ＣＹ（ｍ）は、複数の波形周期ＣＹのうち任意の波形周期を表している。

ここで、図５及び図６を参照する。図５は、バイアスエネルギーとソース高周波電力のソース周波数の一例のタイミングチャートである。図６は、バイアスエネルギーとソース高周波電力のソース周波数の別の例のタイミングチャートである。図５及び図６に示すように、一実施形態において、バイアスエネルギーＢＥは、バイアス周波数を有するバイアス高周波電力であってもよい。バイアス高周波電力は正弦波状の波形を有し、その一周期が波形周期ＣＹである。この場合には、図２に示すように、バイアス電源３２は、高周波信号発生器３２ｇ及び増幅器３２ａを含んでいてもよい。高周波信号発生器３２ｇは、高周波信号を発生する。増幅器３２ａは、高周波信号発生器３２ｇから入力される高周波信号を増幅することによりバイアス高周波電力を生成して、生成したバイアス高周波電力をバイアスエネルギーＢＥとしてバイアス電極に供給する。なお、高周波信号発生器３２ｇは、プログラム可能なプロセッサ又はＦＰＧＡ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。また、高周波信号発生器３２ｇと増幅器３２ａとの間には、Ｄ／Ａ変換器が接続されていてもよい。

バイアスエネルギーＢＥがバイアス高周波電力である場合には、バイアス電源３２は、整合器３２ｍを介してバイアス電極に接続される。整合器３２ｍは、整合回路を含んでいる。整合器３２ｍの整合回路は、可変インピーダンスを有する。整合器３２ｍの整合回路は、制御部３０ｃによって制御される。整合器３２ｍの整合回路のインピーダンスは、バイアス電源３２の負荷側のインピーダンスをバイアス電源３２の出力インピーダンスに整合させるように調整される。

図７は、バイアスエネルギー別の例のタイミングチャートである。図７に示すように、別の実施形態において、バイアスエネルギーＢＥは、複数の波形周期ＣＹの各々においてバイアス電極に与えられる電圧のパルスを含んでいてもよい。バイアスエネルギーＢＥとして用いられる電圧のパルスは、図７に示す例のように負の電圧のパルスであってもよく、他の電圧のパルスであってもよい。バイアスエネルギーＢＥとして用いられる電圧のパルスは、三角波、矩形波といった波形を有することができる。電圧のパルスは、他の如何なるパルス波形を有していてもよい。バイアスエネルギーＢＥとして電圧のパルスが用いられる場合には、図２に示す整合器３２ｍの代わりに、ソース高周波電力ＲＦを遮断するフィルタが、バイアス電源３２とバイアス電極との間で接続されていてもよい。

バイアス電源３２は、高周波電源３１と同期されている。このために用いられる同期信号は、バイアス電源３２から高周波電源３１に与えられてもよい。或いは、同期信号は、高周波電源３１からバイアス電源３２に与えられてもよい。或いは、同期信号は、制御部３０ｃのような別の装置から高周波電源３１及びバイアス電源３２に与えられてもよい。

制御部３０ｃは、高周波電源３１を制御するように構成されている。制御部３０ｃは、ＣＰＵといったプロセッサから構成され得る。制御部３０ｃは、整合器３１ｍの一部であってもよく、高周波電源３１の一部であってもよく、整合器３１ｍ及び高周波電源３１から分離された制御部であってもよい。或いは、制御部２が、制御部３０ｃを兼ねていてもよい。

制御部３０ｃは、複数の重複期間ＯＰの各々に含まれる複数の波形周期ＣＹの各々の中の複数の位相期間ＳＰの各々におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を設定するように構成されている。複数の重複期間ＯＰ以外の期間において供給されるソース高周波電力ＲＦのソース周波数は、予め準備されたテーブルに登録されている周波数の時系列を用いて設定されてもよい。以下では、制御部３０ｃがソース周波数を設定する実施形態について説明する。しかしながら、制御部３０ｃが高周波電源３１の一部である場合には、高周波電源３１がソース周波数を設定し得る。

［重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｔ－１）におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数の設定（パルス内フィードバック）］

まず、１番目の重複期間ＯＰ、即ち重複期間ＯＰ（１）におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数の設定について説明する。制御部３０ｃは、重複期間ＯＰ（１）内の複数の波形周期ＣＹの各々の中の複数の位相期間ＳＰの各々におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を設定するように構成されている。図５及び図６に示す例では、重複期間ＯＰ（１）内の複数の波形周期ＣＹの各々は、Ｎ個の位相期間ＳＰ（１）～ＳＰ（Ｎ）を含んでいる。Ｎは、２以上の整数である。Ｎ個の位相期間ＳＰ（１）～ＳＰ（Ｎ）は、複数の波形周期ＣＹの各々をＮ個の位相期間に分割している。複数の波形周期ＣＹの各々において、複数の位相期間ＳＰは、互いに同じ時間長を有していてもよく、互いに異なる時間長を有していてもよい。なお、以下の説明においては、位相期間ＳＰ（ｎ）は、位相期間ＳＰ（１）～ＳＰ（Ｎ）のうち、ｎ番目の位相期間を表す。即ち、位相期間ＳＰ（ｎ）は、複数の重複期間ＯＰの各々の中の複数の波形周期ＣＹの各々における任意の位相期間を表している。また、位相期間ＳＰ（ｍ，ｎ）は、波形周期ＣＹ（ｍ）におけるｎ番目の位相期間を表す。また、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）は、ｋ番目の重複期間ＯＰ（ｋ）内の波形周期ＣＹ（ｍ）におけるｎ番目の位相期間を表す。

制御部３０ｃは、重複期間ＯＰ（１）においては、位相期間ＳＰ（ｍ，ｎ）におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を、パルス内フィードバックにより設定する。以下、一般化のために、重複期間ＯＰ（ｋ）に対して適用されるパルス内フィードバックについて説明する。重複期間ＯＰ（１）の場合には、以下に説明するパルス内フィードバックにおいて、ｋは１である。

パルス内フィードバックでは、制御部３０ｃは、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を、ソース高周波電力ＲＦの反射の度合いの変化に応じて、調整する。ソース高周波電力ＲＦの反射の度合いは、一例では、センサ３１ｓから出力されるソース高周波電力ＲＦの反射波のパワーレベルＰｒで表される。パルス内フィードバックでは、反射の度合いの変化は、重複期間ＯＰ（ｋ）内で波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）の前の二つ以上の波形周期ＣＹそれぞれにおける対応の位相期間ＳＰ（ｎ）において互いに異なるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を用いることにより特定される。

パルス内フィードバックでは、二つの以上の波形周期ＣＹそれぞれにおける位相期間ＳＰ（ｎ）において互いに異なるソース周波数を用いることにより、ソース周波数の変更（周波数シフト）とソース高周波電力の反射の度合いの変化との関係を特定することが可能である。したがって、パルス内フィードバックによれば、反射の度合いの変化に応じて、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）において用いられるソース周波数を、反射の度合いを低減するように調整することが可能である。また、パルス内フィードバックによれば、重複期間ＯＰ（ｋ）においてバイアスエネルギーＢＥが基板支持部１１のバイアス電極に与えられる複数の波形周期ＣＹの各々において、高速に反射の度合いを低減することが可能である。

一実施形態において、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）の前の二つ以上の波形周期ＣＹは、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_１）及び波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_２）を含む。ここで、Ｍ_１及びＭ_２は、Ｍ_１＞Ｍ_２を満たす任意の自然数である。即ち、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_２）は、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_１）の後の波形周期である。

一実施形態においては、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_１）は、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－２Ｑ）であってもよく、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_２）は、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｑ）であってもよい。なお、Ｑは、自然数である。図５に示す例では、「Ｑ」及び「Ｍ_２」は「１」であり、「２Ｑ」及び「Ｍ_１」は「２」である。「Ｑ」は、２以上の整数であってもよい。

パルス内フィードバックにおいて、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）に、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_１，ｎ）からの一方の周波数シフトを与える。ここで、ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）で用いられるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を表す。ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）＝ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）＋Δ（ｋ，ｍ，ｎ）で表される。Δ（ｋ，ｍ，ｎ）は、周波数シフトの量を表す。一方の周波数シフトは、周波数の減少及び周波数の増加のうち一方である。一方の周波数シフトが周波数の減少であれば、Δ（ｋ，ｍ，ｎ）は負の値を有する。一方の周波数シフトが周波数の増加であれば、Δ（ｋ，ｍ，ｎ）は正の値を有する。

なお、図５及び図６において、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_１）における複数の位相期間ＳＰのそれぞれにおけるソース周波数は、互いに同一であり、ｆ０であるが、互いに異なっていてもよい。また、図５及び図６において、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_２）における複数の位相期間ＳＰのそれぞれにおけるソース周波数は、互いに同一であり、周波数ｆ０から減少された周波数に設定されているが、周波数ｆ０から増加されてもよい。

パルス内フィードバックにおいて、一方の周波数シフトによって得られたソース周波数ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）を用いることにより反射の度合いが低下した場合には、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）に対して一方の周波数シフトを有する周波数に設定する。例えば、一方の周波数シフトによりパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）がパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ－Ｍ_１，ｎ）から減少した場合には、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）に対して一方の周波数シフトを有する周波数に設定する。なお、Ｐｒ（ｋ，ｍ，ｎ）は、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）におけるソース高周波電力ＲＦの反射波のパワーレベルＰｒを表している。

一実施形態において、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）における一方の周波数シフトの量Δ（ｍ，ｎ）は、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）における一方の周波数シフトの量Δ（ｍ－Ｍ_２，ｎ）と同一であってもよい。即ち、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）の絶対値と同一であってもよい。或いは、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）の絶対値よりも大きくてもよい。或いは、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）における反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ））が大きいほど大きくなるように、設定されてもよい。例えば、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ））の関数により決定されてもよい。

パルス内フィードバックでは、一方の周波数シフトによって得られたソース周波数ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）を用いることにより反射の度合いが増大する場合が生じ得る。例えば、一方の周波数シフトにより反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）が反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ－Ｍ_１，ｎ）から増加する場合が生じ得る。この場合には、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定してもよい。なお、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）の前の二つ以上の波形周期の各々の位相期間ＳＰ（ｎ）のソース周波数は、その前の波形周期の位相期間ＳＰ（ｎ）のソース周波数に対して一方の周波数シフトを有するように更新されてもよい。この場合において、当該二つ以上の波形周期の位相期間ＳＰ（ｎ）それぞれの反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ）又はそれらの平均値が増加傾向にある場合には、他方の周波数シフトが、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）の位相期間ＳＰ（ｎ）のソース周波数に与えられてもよい。例えば、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）の位相期間ＳＰ（ｎ）のソース周波数は、当該二つ以上の波形周期のうち最も早い波形周期のソース周波数に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定されてもよい。

また、パルス内フィードバックでは、一方の周波数シフトにより得られたソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を用いた場合に、反射の度合いが増大する場合が生じ得る。例えば、一方の周波数シフトにより反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ，ｎ）が反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）から増加する場合が生じ得る。この場合には、制御部３０ｃは、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ＋Ｍ_３）内の位相期間ＳＰ（ｎ）におけるソース周波数を中間の周波数に設定してもよい。波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ＋Ｍ_３）は、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）の後の周期である。Ｍ_３は、自然数であり、Ｍ_３＝Ｍ_２を満たしてもよい。位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ＋Ｍ_３，ｎ）において設定され得る中間の周波数は、ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）とｆ（ｋ，ｍ，ｎ）との間の周波数であり、ｆ（ｋ，ｍ－Ｍ_２，ｎ）とｆ（ｋ，ｍ，ｎ）の平均値であってもよい。

また、パルス内フィードバックでは、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ＋Ｍ_３，ｎ）において中間の周波数を用いた場合の反射の度合い（例えば、パワーレベルＰｒ）が所定の閾値よりも大きくなる場合が生じ得る。この場合に、制御部３０ｃは、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ＋Ｍ_４）内の位相期間ＳＰ（ｎ）におけるソース周波数を、中間の周波数に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定してもよい。波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ＋Ｍ_４）は、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ＋Ｍ_３）の後の周期である。Ｍ_４は、自然数であり、Ｍ_４＝Ｍ_１を満たしてもよい。閾値は、予め定められている。他方の周波数シフトの量Δ（１，ｍ＋Ｍ_４，ｎ）の絶対値は、一方の周波数シフトの量Δ（１，ｍ，ｎ）の絶対値よりも大きい。この場合には、反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ）をローカルな極小値から減少させることができなくなることを回避することが可能となる。なお、重複期間ＯＰ（ｋ）内の複数の波形周期ＣＹの各々における複数の位相期間ＳＰのそれぞれのための閾値は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。

以下、重複期間ＯＰ（ｋ）（ｋは２以上、Ｔ－１以下。Ｔは３以上の整数）におけるソース周波数の設定について説明する。重複期間ＯＰ（ｋ）内の複数の波形周期ＣＹの中の複数の位相期間ＳＰのソース周波数は、上述のパルス内フィードバックにより設定されてもよい。なお、重複期間ＯＰ（ｋ）内の波形周期ＣＹ（１）の中の複数の位相期間ＳＰのソース周波数の設定では、重複期間ＯＰ（ｋ－１）内の波形周期ＣＹ（Ｍ－１）及び波形周期ＣＹ（Ｍ）が、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_１）及び波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_２）として用いられてもよい。なお、波形周期ＣＹ（Ｍ）は、各重複期間における最後の波形周期である。また、重複期間ＯＰ（ｋ）内の波形周期ＣＹ（２）の中の複数の位相期間ＳＰのソース高周波電力ＲＦのソース周波数の設定では、重複期間ＯＰ（ｋ－１）内の波形周期ＣＹ（Ｍ）及び重複期間ＯＰ（ｋ）内の波形周期ＣＹ（１）が、波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_１）及び波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ－Ｍ_２）として用いられてもよい。

別の実施形態において、重複期間ＯＰ（ｋ）（ｋは１以上、Ｔ－１以下。Ｔは３以上の整数）内の複数の波形周期ＣＹの中の複数の位相期間ＳＰのソース周波数は、予め準備されたテーブルに登録されているそれぞれの周波数を用いて設定されてもよい。

［重複期間ＯＰ（Ｔ）以降の重複期間におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数の設定（パルス間フィードバック）］

以下、図８を参照して、Ｔ番目（Ｔは３以上の整数）の重複期間ＯＰ（ｋ）におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数の設定について説明する。図８は、バイアスエネルギーとソース高周波電力のソース周波数の一例のタイミングチャートである。

制御部３０ｃは、２番目の重複期間の後の複数の重複期間ＯＰの各々に含まれる複数の波形周期ＣＹの各々の中の複数の位相期間ＳＰの各々におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を、パルス間フィードバックにより設定するように構成されている。

パルス間フィードバックにおいて、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ソース高周波電力ＲＦの反射の度合いの変化に応じて、調整する。ソース高周波電力ＲＦの反射の度合いは、一例では、センサ３１ｓから出力されるソース高周波電力ＲＦの反射波のパワーレベルＰｒで表される。パルス間フィードバックでは、反射の度合いの変化は、重複期間ＯＰ（ｋ）の前の二つ以上の重複期間ＯＰ内の波形周期ＣＹ（ｍ）内の対応の位相期間ＳＰ（ｎ）において互いに異なるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を用いることにより特定される。

パルス間フィードバックでは、二つ以上の重複期間ＯＰそれぞれにおける同一波形周期内の同一の位相期間において互いに異なるソース周波数を用いることにより、ソース周波数の変更（周波数シフト）とソース高周波電力の反射の度合いの変化との関係を特定することが可能である。したがって、パルス間フィードバックによれば、反射の度合いの変化に応じて、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）において用いられるソース周波数を、反射の度合いを低減するように調整することが可能である。また、パルス内フィードバックによれば、複数の重複期間ＯＰの各々の中の複数の波形周期ＣＹの各々において、高速に反射の度合いを低減することが可能である。

一実施形態において、重複期間ＯＰ（ｋ）の前の二つ以上の重複期間ＯＰは、（ｋ－Ｋ_１）番目の重複期間ＯＰ（ｋ－Ｋ_１）と（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間ＯＰ（ｋ－Ｋ_２）を含む。ここで、Ｋ_１及びＫ_２は、Ｋ_１＞Ｋ_２を満たす自然数である。

一実施形態においては、重複期間ＯＰ（ｋ－Ｋ_１）は、重複期間ＯＰ（ｋ－２）である。重複期間ＯＰ（ｋ－Ｋ_２）は、重複期間ＯＰ（ｋ－Ｋ_１）の後の重複期間であり、一実施形態においては、重複期間ＯＰ（ｋ－１）である。即ち、一実施形態において、Ｋ_２、Ｋ_１はそれぞれ、１、２である。

制御部３０ｃは、位相期間ＳＰ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）におけるソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に、位相期間ＳＰ（ｋ－Ｋ_１，ｍ，ｎ）におけるソース周波数からの一方の周波数シフトを与える。ここで、ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）で用いられるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を表す。ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）＝ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）＋Δ（ｋ，ｍ，ｎ）で表される。Δ（ｋ，ｍ，ｎ）は、周波数シフトの量を表す。一方の周波数シフトは、周波数の減少及び周波数の増加のうち一方である。一方の周波数シフトが周波数の減少であれば、Δ（ｋ，ｍ，ｎ）は負の値を有する。一方の周波数シフトが周波数の増加であれば、Δ（ｋ，ｍ，ｎ）は正の値を有する。

なお、図８において、波形周期ＣＹ（２，１）内の複数の位相期間ＳＰのそれぞれにおけるソース周波数は、互いに同一であり、周波数ｆ０から減少された周波数に設定されているが、周波数ｆ０から増加されてもよい。

パルス間フィードバックにおいて、一方の周波数シフトにより得られたソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）を用いた場合に反射の度合いが低下した場合には、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に対して一方の周波数シフトを有する周波数に設定する。例えば、一方の周波数シフトによりパワーレベルＰｒ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）がパワーレベルＰｒ（ｋ－Ｋ_１，ｍ，ｎ）から減少した場合には、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に対して一方の周波数シフトを有する周波数に設定する。なお、Ｐｒ（ｋ，ｍ，ｎ）は、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）におけるソース高周波電力ＲＦの反射波のパワーレベルＰｒを表している。なお、重複期間ＯＰ（ｋ）の前の二つ以上の重複期間の各々の位相期間ＳＰ（ｍ，ｎ）のソース周波数が、その前の重複期間の位相期間ＳＰ（ｍ，ｎ）のソース周波数に対して一方の周波数シフトを有するように更新されてもよい。この場合において、当該二つ以上の重複期間の位相期間ＳＰ（ｍ，ｎ）それぞれの反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ）又はそれらの平均値が増加傾向にある場合には、他方の周波数シフトが、重複期間ＯＰ（ｋ）の位相期間ＳＰ（ｍ，ｎ）のソース周波数に与えられてもよい。例えば、重複期間ＯＰ（ｋ）の位相期間ＳＰ（ｍ，ｎ）のソース周波数は、当該二つ以上の重複期間のうち最も早い重複期間のソース周波数に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定されてもよい。

一実施形態において、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）における一方の周波数シフトの量Δ（ｍ，ｎ）は、位相期間ＳＰ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）における一方の周波数シフトの量Δ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）と同一であってもよい。即ち、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、周波数シフトの量Δ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）の絶対値と同一であってもよい。或いは、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、周波数シフトの量Δ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）の絶対値よりも大きくてもよい。或いは、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、位相期間ＳＰ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）における反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ））が大きいほど大きくなるように、設定されてもよい。例えば、周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値は、反射の度合い（反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ－１，ｍ，ｎ））の関数により決定されてもよい。

パルス間フィードバックでは、一方の周波数シフトによって得られたソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）を用いることにより反射の度合いが増大する場合が生じ得る。例えば、一方の周波数シフトにより反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ－１，ｍ，ｎ）が反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ－２，ｍ，ｎ）から増加する場合が生じ得る。この場合に、制御部３０ｃは、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を、ソース周波数ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定してもよい。

また、パルス間フィードバックでは、一方の周波数シフトにより得られたソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）を用いた場合に、反射の度合いが増大する場合が生じ得る。例えば、一方の周波数シフトにより反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ，ｍ，ｎ）が反射波のパワーレベルＰｒ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）から増加する場合が生じ得る。この場合には、制御部３０ｃは、位相期間ＳＰ（ｋ＋Ｋ_３，ｍ，ｎ）におけるソース周波数を中間の周波数に設定してもよい。即ち、この場合には、重複期間ＯＰ（ｋ＋Ｋ_３）内の波形周期ＣＹ（ｍ）内の位相期間ＳＰ（ｎ）におけるソース周波数を中間の周波数に設定してもよい。重複期間ＯＰ（ｋ＋Ｋ_３）は、重複期間ＯＰ（ｋ）の後の期間である。Ｋ_３は、自然数であり、Ｋ_３＝Ｋ_２を満たしてもよい。位相期間ＳＰ（ｋ＋Ｋ_３，ｍ，ｎ）において設定され得る中間の周波数は、ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）とｆ（ｋ，ｍ，ｎ）との間の周波数であり、ｆ（ｋ－Ｋ_２，ｍ，ｎ）とｆ（ｋ，ｍ，ｎ）の平均値であってもよい。

また、パルス間フィードバックでは、位相期間ＳＰ（ｋ＋Ｋ_３，ｍ，ｎ）において上記中間の周波数を用いた場合の反射の度合い（例えば、パワーレベルＰｒ）が所定の閾値よりも大きくなる場合が生じ得る。この場合に、制御部３０ｃは、位相期間ＳＰ（ｋ＋Ｋ_４，ｍ，ｎ）におけるソース周波数を、中間の周波数に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定してもよい。即ち、この場合には、重複期間ＯＰ（ｋ＋Ｋ_４）内の波形周期ＣＹ（ｍ）内の位相期間ＳＰ（ｎ）におけるソース周波数に、他方の周波数シフトを与えてもよい。重複期間ＯＰ（ｋ＋Ｋ_４）は、重複期間ＯＰ（ｋ＋Ｋ_３）の後の期間である。Ｋ_４は、Ｋ_４＞Ｋ_３を満たす自然数であり、Ｋ_４＝Ｋ_１を満たしてもよい。閾値は、予め定められている。他方の周波数シフトの量Δ（ｋ＋Ｋ_４，ｍ，ｎ）の絶対値は、一方の周波数シフトの量Δ（ｋ，ｍ，ｎ）の絶対値よりも大きい。この場合には、反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ）をローカルな極小値から減少させることができなくなることを回避することが可能となる。なお、複数の重複期間ＯＰ内の複数の波形周期ＣＹの各々における複数の位相期間ＳＰのそれぞれのための閾値は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。

プラズマ処理装置１は、各位相期間における反射の度合いとして、各位相期間における測定値の代表値を用いてもよい。代表値は、各位相期間における測定値の平均値又は最大値であってもよい。また、プラズマ処理装置１は、上述した反射波のパワーレベルＰｒ、ソース高周波電力ＲＦの出力パワーレベルに対する反射波のパワーレベルＰｒの比の値（以下、「反射率」という）、電圧Ｖと電流Ｉとの間の位相差θ、及び高周波電源３１の負荷側のインピーダンスＺのうち少なくとも一つを測定値として用いてもよい。

プラズマ処理装置１は、上述したセンサ３１ｓと共に、或いは、センサ３１ｓに代えて、ＶＩセンサを備えていてもよい。ＶＩセンサは、高周波電源３１と高周波電極との間のソース高周波電力ＲＦの給電路における電圧Ｖ及び電流Ｉを測定する。ＶＩセンサは、高周波電源３１と整合器３１ｍとの間で接続されていてもよい。ＶＩセンサは、整合器３１ｍと高周波電極との間で接続されていてもよい。例えば、ＶＩセンサは、整合器３１ｍからバイアス電極に向けて延びる電気的パスと整合器３２ｍからバイアス電極に向けて延びる電気的パスとの合流点とバイアス電極との間で接続されていてもよい。或いは、ＶＩセンサは、当該合流点と整合器３１ｍとの間で接続されていてもよい。ＶＩセンサは、整合器３１ｍの一部であってもよい。

各波形周期ＣＹの複数の位相期間ＳＰの各々のためのソース周波数は、高周波電源３１の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに近づけるように、電圧Ｖ、電流Ｉ、及び電圧Ｖと電流Ｉとの間の位相差θに応じて変更されてもよい。また、整合器３１ｍの可変インピーダンスが、高周波電源３１の負荷側のインピーダンスＺを整合ポイントに近づけるように、電圧Ｖ、電流Ｉ、及び位相差θに応じて調整されてもよい。なお、ソース高周波電力ＲＦの給電路の特性インピーダンスが５０Ωである場合には、整合ポイントの実抵抗成分は５０Ωであり、位相差θは０°である。

以下、図９を参照して、一つの例示的実施形態に係るソース高周波電力のソース周波数を制御する方法について説明する。図９は、一つの例示的実施形態に係るソース高周波電力のソース周波数を制御する方法の流れ図である。図９に示す方法ＭＴは、工程ＳＴａ又は工程ＳＴｂで開始する。工程ＳＴａでは、バイアスエネルギーＢＥのパルスＢＥＰが、プラズマ処理装置１の基板支持部１１のバイアス電極に与えられる。バイアスエネルギーＢＥのパルスＢＥＰは、複数のパルス期間ＰＰのそれぞれにおいて、バイアス電極に与えられる。

工程ＳＴｂでは、ソース高周波電力ＲＦが、チャンバ内でプラズマを生成するために高周波電源（例えば高周波電源３１）から供給される。ソース高周波電力ＲＦは、図３の（ａ）、図３の（ｂ）、図４の（ａ）、及び図４の（ｂ）に例示したように、供給される。

工程ＳＴｃでは、複数の重複期間ＯＰの各々に含まれる複数の波形周期ＣＹの各々の中の複数の位相期間ＳＰの各々において用いられるソース高周波電力ＲＦのソース周波数が設定される。パルス間フィードバックでは、重複期間ＯＰ（ｋ）内の波形周期ＣＹ（ｍ）内の位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）におけるソース周波数は、ソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて調整される。パルス間フィードバックでは、反射の度合い（例えば、反射波のパワーレベルＰｒ）の変化は、重複期間ＯＰ（ｋ）の前の二つ以上の重複期間それぞれにおける波形周期ＣＹ（ｍ）内の対応の位相期間ＳＰ（ｎ）において互いに異なるソース周波数を用いることにより、特定される。パルス間フィードバックについては、上述した説明を参照されたい。

以下、図１０の（ａ）～図１０（ｄ）を参照する。図１０の（ａ）～図１０の（ｄ）の各々は、バイアスエネルギーの更に別の例のタイミングチャートである。一実施形態において、複数の重複期間ＯＰは、１番目からＫ_ａ番目の重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｋ_ａ）を含んでいてもよい。ここで、Ｋ_ａは２以上の自然数である。

高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｋ_ａ）の各々に含まれる複数の波形周期ＣＹのうち１番目からＭ_ａ番目の波形周期ＣＹ（１）～ＣＹ（Ｍ_ａ）の各々において、初期処理を行ってもよい。ここで、Ｍ_ａは、自然数である。初期処理においては、波形周期ＣＹ（１）～ＣＹ（Ｍ_ａ）それぞれのための複数の周波数セットを含む周波数セット群が用いられてもよく、当該周波数セット群に含まれる複数の周波数セットは互いに異なっていてもよい。また、重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｋ_ａ）のそれぞれのための複数の周波数セット群が用いられてもよく、これら複数の周波数セット群は互いに異なっていてもよい。なお、複数の周波数セット並びに複数の周波数セット群は、制御部２又は制御部３０ｃの記憶部に記憶されていてもよい。

高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｋ_ａ）の各々において、複数の波形周期ＣＹのうち波形周期ＣＹ（Ｍ_ａ）の後に、上述のパルス内フィードバックを行ってもよい。即ち、高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（１）～ＯＰ（Ｋ_ａ）の各々に含まれる波形周期ＣＹ（Ｍ_ａ＋１）～ＣＹ（Ｍ）において、上述のパルス内フィードバックを行ってもよい。

一実施形態において、複数の重複期間ＯＰは、（Ｋ_ａ＋１）番目からＫ_ｂ番目の重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～ＯＰ（Ｋ_ｂ）を更に含んでいてもよい。ここで、Ｋ_ｂは、（Ｋ_ａ＋１）以上の自然数であり、Ｋ_ｂ＝Ｋ_ａ＋１を満たしてもよい。

高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～ＯＰ（Ｋ_ｂ）の各々に含まれる複数の波形周期ＣＹのうち１番目からＭ_ｂ１番目の波形周期ＣＹ（１）～ＣＹ（Ｍ_ｂ１）の各々において上記の初期処理を行いってもよい。ここで、Ｍ_ｂ１は、自然数である。Ｍ_ｂ１及びＭ_ａは、Ｍ_ｂ１＜Ｍ_ａを満たしてもよい。

高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～ＯＰ（Ｋ_ｂ）の各々に含まれる複数の波形周期ＣＹのうち（Ｍ_ｂ１＋１）番目～からＭ_ｂ２番目の波形周期ＣＹ（Ｍ_ｂ１＋１）～ＣＹ（Ｍ_ｂ２）において、上述のパルス間フィードバックを行ってもよい。ここで、Ｍ_ｂ２は、Ｍ_ｂ２＞Ｍ_ｂ１を満たす自然数である。

高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～ＯＰ（Ｋ_ｂ）の各々において、波形周期ＣＹ（Ｍ_ｂ２）の後に、上述のパルス内フィードバックを行ってもよい。即ち、高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ａ＋１）～ＯＰ（Ｋ_ｂ）の各々に含まれる波形周期ＣＹ（Ｍ_ｂ２＋１）～ＣＹ（Ｍ）において、上述のパルス内フィードバックを行ってもよい。

また、高周波電源３１は、（Ｋ_ｂ＋１）番目から最後の重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ＋１）～ＯＰ（Ｋ）の各々に含まれる１番目からＭ_ｃ番目の波形周期ＣＹ（１）～ＣＹ（Ｍ_ｃ）において、上述のパルス間フィードバックを行ってもよい。ここで、Ｍ_ｃは、自然数である。また、高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ＋１）～ＯＰ（Ｋ）の各々において、波形周期ＣＹ（Ｍ_ｃ）の後に、上述のパルス内フィードバックを行ってもよい。即ち、高周波電源３１は、重複期間ＯＰ（Ｋ_ｂ＋１）～ＯＰ（Ｋ）の各々に含まれる波形周期ＣＹ（Ｍ_ｃ＋１）～ＣＹ（Ｍ）において、上述のパルス内フィードバックを行ってもよい。

一実施形態において、高周波電源３１は、２番目から最後の重複期間ＯＰ（２）～ＯＰ（Ｋ）の少なくとも一つの重複期間において、波形周期ＣＹ（Ｍ_Ｆ）内の位相期間ＳＰ（ｎ）におけるソース周波数を、当該少なくとも一つの重複期間の直前の重複期間に含まれる最後の波形周期ＣＹ（Ｍ）内の同一の位相期間ＳＰ（ｎ）のソース周波数に設定してもよい。波形周期ＣＹ（Ｍ_Ｆ）は、当該少なくとも一つの重複期間内の複数の波形周期ＣＹのうちパルス内フィードバックが最初に適用される波形周期である。或いは、高周波電源３１は、当該少なくとも一つの重複期間において、波形周期ＣＹ（Ｍ_Ｆ）内の位相期間ＳＰ（ｎ）におけるソース周波数を、当該少なくとも一つの重複期間の直前の重複期間に含まれる最後の波形周期ＣＹ（Ｍ）を含む二つ以上の波形周期の同一の位相期間ＳＰ（ｎ）のソース周波数の平均値に設定してもよい。当該二つ以上の波形周期は、当該少なくとも一つの重複期間の直前の重複期間に含まれる波形周期ＣＹ（Ｍ－Ｍ_Ｌ＋１）～ＣＹ（Ｍ）であってもよい。ここで、Ｍ_Ｌは当該二つ以上の波形周期の個数である。

一実施形態において、上述のＭ_ａ、Ｍ_ｂ１、Ｍ_ｂ２、及びＭ_ｃの各々は、事前に設定された値であってもよい。即ち、初期処理が適用される波形周期の個数であるＭ_ａ及びＭ_ｂ１、並びにパルス間フィードバックが適用される波形周期の個数であるＭ_ｂ２及びＭ_ｃは、事前に設定されていてもよい。

或いは、高周波電源３１は、初期処理を行っているときに反射の度合いを反映するモニタ値が指定された範囲内に入ったときに、該初期処理を終了するように構成されていてもよい。また、高周波電源３１は、パルス間フィードバックを行っているときに反射の度合いを反映するモニタ値が指定された範囲内に入ったときに、該初期処理を終了するように構成されていてもよい。

モニタ値としては、一つ以上の測定値が用いられてもよい。或いは、モニタ値として、一つ以上の測定値の各々の同一の位相期間における平均値の波形周期間での変化量（変化率又は差分）が用いられてもよい。或いは、モニタ値として、一つ以上の測定値の各々の数周期分の波形周期の同一の位相期間における平均値の経時的変化量（変化率又は差分）が用いられてもよい。或いは、モニタ値として、一つ以上の測定値の各々の同一の位相期間における平均値の波形周期間での変化量（変化率又は差分）が用いられてもよい。或いは、モニタ値として、一つ以上の測定値の各々の一つ以上の波形周期におけるバラツキ又は一つ以上の測定値の各々の数周期分の波形周期の同一の位相期間におけるバラツキが用いられてもよい。一つ以上の測定値は、反射波のパワーレベルＰｒ、上述した反射率、電圧Ｖと電流Ｉの位相差θ、インピーダンスＺ、バイアス電極のＶｐｐ（Ｐｅａｋ－ｔｏ－Ｐｅａｋ Ｖｏｌｔａｇｅ）、バイアス電極の自己バイアス電圧Ｖｄｃ、及びプラズマの発光状態のうち一つ以上を含んでいてもよい。

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。

上述したように、別の実施形態においては、プラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、ＥＣＲプラズマ処理装置、ヘリコン波励起プラズマ処理装置、又は表面波プラズマ処理装置であってもよい。何れのプラズマ処理装置においても、ソース高周波電力ＲＦは、プラズマの生成のために用いられ、複数の波形周期ＣＹの複数の位相期間ＳＰにおいて用いられるソース周波数は、プラズマ処理装置１に関して上述したように、調整される。

また、パルス内フィードバイックにおいて、位相期間ＳＰ（ｋ，ｍ，ｎ）におけるソース高周波電力ＲＦのソース周波数は、重複期間ＯＰ（ｋ）内で波形周期ＣＹ（ｋ，ｍ）の前の二つ以上の波形周期ＣＹそれぞれにおける対応の位相期間ＳＰ（ｎ）において互いに異なるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を用いることにより得られる二つ以上の反射の度合い（例えば、パワーレベルＰｒ）から、反射の度合いを最小化する周波数として求められてもよい。反射の度合いを最小化する周波数は、当該互いに異なる周波数のそれぞれと対応の反射の度合いとを用いた最小自乗化法により求められてもよい。

また、パルス間フィードバイックにおいて、ソース周波数ｆ（ｋ，ｍ，ｎ）は、重複期間ＯＰ（ｋ）の前の二つ以上の重複期間ＯＰ内の波形周期ＣＹ（ｍ）内の対応の位相期間ＳＰ（ｎ）において互いに異なるソース高周波電力ＲＦのソース周波数を用いることにより得られる二つ以上の反射の度合い（例えば、パワーレベルＰｒ）から、反射の度合いを最小化する周波数として求められてもよい。反射の度合いを最小化する周波数は、当該互いに異なる周波数のそれぞれと対応の反射の度合いとを用いた最小自乗化法により求められてもよい。

また、本開示は、以下の更なる実施形態Ｅ１～Ｅ９を含む。
［Ｅ１］
チャンバと、
バイアス電極を有し、前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
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発生するように構成された高周波電源と、
複数のパルス期間のそれぞれにおいてバイアスエネルギーのパルスをバイアス電極に与えるように構成されたバイアス電源と、
前記高周波電源の負荷から戻される前記高周波電力の反射波を出力するように構成されたセンサと、
前記高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記バイアス電源は、前記複数のパルス期間の各々の中の複数の周期の各々において前記バイアスエネルギーを前記バイアス電極に与えるように構成されており、
前記制御部は、
前記複数のパルス期間において前記高周波電力が供給される期間である複数の重複期間の各々に含まれる複数の周期の各々の中の複数の位相期間の各々における前記高周波電力の周波数を設定するように構成されており、
前記複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間内のｍ番目の周期内のｎ番目の位相期間における前記高周波電力の周波数を、前記複数の重複期間のうち該ｋ番目の重複期間の前の二つ以上の重複期間それぞれにおけるｍ番目の周期内の対応の位相期間において互いに異なる前記高周波電力の周波数を用いた場合に前記センサから出力される前記反射波のパワーレベルの変化に応じて、調整するように構成されている、
プラズマ処理装置。
［Ｅ２］
前記二つ以上の重複期間は、第１の重複期間と該第１の重複期間の後の第２の重複期間を含み、
前記制御部は、前記第２の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数に、前記第１の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数からの減少及び増加のうち一方の周波数シフトを与えることにより前記反射波のパワーレベルが減少した場合に、前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数を、前記第２の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数に対して前記一方の周波数シフトを有する周波数に設定するように構成されている、実施形態Ｅ１のプラズマ処理装置。
［Ｅ３］
前記制御部は、前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数を、前記第２の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数に対して前記一方の周波数シフトを有する前記周波数に設定することにより、前記反射波のパワーレベルが増加した場合には、前記複数の重複期間内のうち前記ｋ番目の重複期間の後の第３の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の周波数を、前記第２の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の周波数と前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の周波数との間の中間の周波数に設定するように構成されている、
実施形態Ｅ２のプラズマ処理装置。
［Ｅ４］
前記制御部は、前記第３の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間において前記中間の周波数を用いた場合の前記反射波のパワーレベルが閾値よりも大きい場合に、前記複数の重複期間のうち前記第３の重複期間の後の第４の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の周波数を、前記一方の周波数シフトの量の絶対値よりも大きい絶対値の量を有する他方の周波数シフトを前記中間の周波数に対して有する周波数に設定するように構成されている、実施形態Ｅ３のプラズマ処理装置。
［Ｅ５］
前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数の前記一方の周波数シフトの量の絶対値は、前記第２の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数の前記一方の周波数シフトの量の絶対値よりも大きい、実施形態Ｅ２のプラズマ処理装置。
［Ｅ６］
前記二つ以上の重複期間は、第１の重複期間と該第１の重複期間の後の第２の重複期間を含み、
前記制御部は、前記第２の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数に、前記第１の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数からの減少及び増加のうち一方の周波数シフトを与えることにより前記反射波のパワーレベルが増加した場合に、前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数を、前記第２の重複期間内の前記ｍ番目の周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記高周波電力の前記周波数に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定するように構成されている、
実施形態Ｅ１のプラズマ処理装置。
［Ｅ７］
前記バイアスエネルギーは、前記複数の周期を規定するバイアス周波数を有する高周波電力であるか、該バイアス周波数で規定される前記複数の周期の各々において前記バイアス電極に与えられる電圧のパルスを含む、実施形態Ｅ１～Ｅ６の何れかのプラズマ処理装置。
［Ｅ８］
高周波電力の周波数を制御する方法であって、
複数のパルス期間のそれぞれにおいて、プラズマ処理装置のチャンバ内に設けられた基板支持部のバイアス電極にバイアスエネルギーのパルスを与える工程であり、該バイアスエネルギーのパルスは、前記複数のパルス期間の各々の中の複数の周期の各々において前記バイアス電極に与えられるバイアスエネルギーを含む、該工程と、
前記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前記高周波電力を供給する工程と、
前記複数のパルス期間において前記高周波電力が供給される期間である複数の重複期間の各々に含まれる複数の周期の各々の中の複数の位相期間の各々における前記高周波電力の周波数を設定する工程と、
を含み、
前記複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間内のｍ番目の周期内のｎ番目の位相期間における前記高周波電力の周波数が、前記複数の重複期間のうち該ｋ番目の重複期間の前の二つ以上の重複期間それぞれにおけるｍ番目の周期内の対応の位相期間において互いに異なる前記高周波電力の周波数を用いた場合の前記高周波電力の反射波のパワーレベルの変化に応じて、調整される、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…プラズマ処理チャンバ、１１…基板支持部、３１…高周波電源、３２…バイアス電源、３１ｓ…センサ、３０ｃ…制御部。

Claims (13)

1. チャンバと、
   バイアス電極を有し、前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
   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発生するように構成された高周波電源と、
   複数のパルス期間のそれぞれにおいてバイアスエネルギーのパルスをバイアス電極に与えるように構成されたバイアス電源と、
   を備え、
   前記バイアス電源は、前記複数のパルス期間の各々において波形周期を有する前記バイアスエネルギーを前記バイアス電極に周期的に与えるように構成されており、
   前記高周波電源は、
   前記複数のパルス期間とそれぞれ重複する複数の重複期間の各々に含まれる前記バイアスエネルギーの複数の波形周期の各々の中の複数の位相期間の各々における前記ソース高周波電力のソース周波数を設定するように構成されており、
   前記複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間内の前記バイアスエネルギーのｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、前記複数の重複期間のうち該ｋ番目の重複期間の前の二つ以上の重複期間それぞれにおける該ｍ番目の波形周期内の該ｎ番目の位相期間において互いに異なる前記ソース周波数を用いた場合の前記ソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて調整するパルス間フィードバックを行うように構成されている、
   プラズマ処理装置。
2. 前記二つ以上の重複期間は、（ｋ－Ｋ_１）番目の重複期間と（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間を含み、ここで、Ｋ_１及びＫ_２はＫ_１＞Ｋ_２を満たす自然数であり、
   前記パルス間フィードバックは、前記（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数に、前記（ｋ－Ｋ_１）の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数からの減少及び増加のうち一方の周波数シフトを与えることにより前記反射の度合いが低下した場合に、前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、前記（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数に対して前記一方の周波数シフトを有する周波数に設定することを含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記パルス間フィードバックは、前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、前記（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数に対して前記一方の周波数シフトを有する前記周波数に設定することにより、前記反射の度合いが増大した場合には、前記複数の重複期間内のうち前記ｋ番目の重複期間の後の（ｋ＋Ｋ_３）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、前記（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数と前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数との間の中間の周波数に設定することを更に含む、
   請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記パルス間フィードバックは、前記（ｋ＋Ｋ_３）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間において前記中間の周波数を用いた場合の前記反射の度合いが閾値よりも大きい場合に、前記複数の重複期間のうち前記（ｋ＋Ｋ_３）番目の重複期間の後の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、前記一方の周波数シフトの量の絶対値よりも大きい絶対値の量を有する他方の周波数シフトを前記中間の周波数に対して有する周波数に設定することを更に含む、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数の前記一方の周波数シフトの量の絶対値は、前記（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数の前記一方の周波数シフトの量の絶対値よりも大きい、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記二つ以上の重複期間は、（ｋ－Ｋ_１）番目の重複期間と（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間を含み、ここで、Ｋ_１及びＫ_２は自然数であり、Ｋ_１＞Ｋ_２であり、
   前記パルス間フィードバックは、前記（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数に、前記（ｋ－Ｋ_１）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数からの減少及び増加のうち一方の周波数シフトを与えることにより前記反射の度合いが増大した場合に、前記ｋ番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、前記（ｋ－Ｋ_２）番目の重複期間内の前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数に対して他方の周波数シフトを有する周波数に設定することを含む、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記バイアスエネルギーは、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るか、該バイアス周波数の逆数である時間長を各々が有する前記複数の波形周期の各々において前記バイアス電極に与えられる電圧のパルスを含む、請求項１～６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記複数の重複期間は、１番目からＫ_ａ番目の重複期間を含み、ここで、Ｋ_ａは２以上の自然数であり、
   前記高周波電源は、
   前記１番目から前記Ｋ_ａ番目の重複期間の各々に含まれる前記複数の波形周期のうち１番目からＭ_ａ番目の波形周期の各々において、前記複数の位相期間における前記ソース周波数を予め準備された周波数セットに含まれる複数の周波数にそれぞれ設定する初期処理を行い、
   前記１番目から前記Ｋ_ａ番目の重複期間の各々において、前記複数の波形周期のうちＭ_ａ番目の波形周期の後に、前記ｍ番目の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、該ｍ番目の波形周期の前の二つ以上の波形周期それぞれにおける該ｎ番目の位相期間において互いに異なる前記ソース周波数を用いた場合の前記ソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて調整するパルス内フィードバックを行う、
   ように更に構成されている、
   請求項１～７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記複数の重複期間は、（Ｋ_ａ＋１）番目からＫ_ｂ番目の重複期間を更に含み、ここで、Ｋ_ｂは、（Ｋ_ａ＋１）以上の自然数であり、
   前記高周波電源は、
   前記（Ｋ_ａ＋１）番目から前記Ｋ_ｂ番目の重複期間の各々に含まれる前記複数の波形周期のうち１番目からＭ_ｂ１番目の波形周期の各々において前記初期処理を行い、
   前記（Ｋ_ａ＋１）番目から前記Ｋ_ｂ番目の重複期間の各々に含まれる前記複数の波形周期のうち（Ｍ_ｂ１＋１）番目からＭ_ｂ２番目の波形周期において、前記パルス間フィードバックを行い、
   前記（Ｋ_ａ＋１）番目から前記Ｋ_ｂ番目の重複期間の各々において、前記Ｍ_ｂ２番目の波形周期の後に、前記パルス内フィードバックを行う、
   ように構成されており、
   ここで、前記Ｍ_ｂ１及び前記Ｍ_ａはＭ_ｂ１＜Ｍ_ａを満たす、
   請求項８に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記高周波電源は、
    前記複数の重複期間のうち（Ｋ_ｂ＋１）番目から最後の重複期間の各々に含まれる前記複数の波形周期のうち１番目からＭ_ｃ番目の波形周期において、前記パルス間フィードバックを行い、
    前記（Ｋ_ｂ＋１）番目から前記最後の重複期間の各々において、前記Ｍ_ｃ番目の波形周期の後に、前記パルス内フィードバックを行う、
    ように構成されている、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記高周波電源は、前記複数の重複期間のうち２番目から最後の重複期間の少なくとも一つの重複期間において、前記複数の波形周期のうち前記パルス内フィードバックが最初に適用される波形周期内の前記ｎ番目の位相期間における前記ソース周波数を、前記複数の重複期間のうち該少なくとも一つの重複期間の直前の重複期間に含まれる複数の波形周期のうち最後の波形周期内の前記ｎ番目の位相期間の前記ソース周波数又は該最後の波形周期を含む二つ以上の波形周期の前記ｎ番目の位相期間の前記ソース周波数の平均値に設定するように構成されている、請求項８～１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記高周波電源は、前記初期処理を行っているときに前記反射の度合いを反映するモニタ値が指定された範囲内に入ったときに、該初期処理を終了するように構成されている、請求項８～１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
13. ソース高周波電力のソース周波数を制御する方法であって、
    複数のパルス期間のそれぞれにおいて、プラズマ処理装置のチャンバ内に設けられた基板支持部のバイアス電極にバイアスエネルギーのパルスを与える工程であり、該バイアスエネルギーは、波形周期を有し、前記複数のパルス期間の各々において前記バイアス電極に周期的に与えられる、該工程と、
    前記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前記ソース高周波電力を供給する工程と、
    前記複数のパルス期間とそれぞれ重複する複数の重複期間の各々に含まれる前記バイアスエネルギーの複数の波形周期の各々の中の複数の位相期間の各々における前記ソース高周波電力のソース周波数を設定する工程と、
    を含み、
    前記複数の重複期間のうちｋ番目の重複期間内の前記バイアスエネルギーのｍ番目の波形周期内のｎ番目の位相期間における前記ソース周波数が、前記複数の重複期間のうち該ｋ番目の重複期間の前の二つ以上の重複期間それぞれにおける該ｍ番目の波形周期内の該ｎ番目の位相期間において互いに異なる前記ソース周波数を用いた場合の前記ソース高周波電力の反射の度合いの変化に応じて、調整される、方法。

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