WO2024070848A1 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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WO2024070848A1
WO2024070848A1 PCT/JP2023/034100 JP2023034100W WO2024070848A1 WO 2024070848 A1 WO2024070848 A1 WO 2024070848A1 JP 2023034100 W JP2023034100 W JP 2023034100W WO 2024070848 A1 WO2024070848 A1 WO 2024070848A1
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WO
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power
unit
plasma processing
processing apparatus
coil
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/034100
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English (en)
French (fr)
Inventor
望 永島
大祐 吉越
邦彦 山形
怜 照内
友隆 鋤柄
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • An exemplary embodiment of the present disclosure relates to a plasma processing apparatus.
  • a plasma processing apparatus is used in plasma processing.
  • the plasma processing apparatus includes a chamber and a substrate support (mounting table) disposed within the chamber.
  • the substrate support has a base (lower electrode) and an electrostatic chuck for holding the substrate.
  • a temperature adjustment element e.g., a heater
  • a filter is provided between the temperature adjustment element and the power supply for the temperature adjustment element to attenuate or block high-frequency noise that enters lines such as power supply lines and/or signal lines from the high-frequency electrodes and/or other electrical components in the chamber.
  • Patent Document 1 One type of such plasma processing apparatus is described in Patent Document 1 listed below.
  • An exemplary embodiment of the present disclosure provides a technology for supplying power through electromagnetic induction coupling without going through a power storage unit in accordance with the load resistance value of a power consuming component in a plasma processing apparatus.
  • a plasma processing apparatus in one exemplary embodiment, includes a plasma processing chamber, a substrate support, an electrode or antenna, a high frequency power source, at least one power consuming member, a receiving coil, a transmitting coil, a power transmitting unit, and a control unit.
  • the substrate support is disposed in the plasma processing chamber.
  • the electrode or antenna is disposed outside with respect to a plasma processing space in the plasma processing chamber.
  • the space in the plasma processing chamber is located between the electrode or antenna and the substrate support.
  • the high frequency power source is configured to generate high frequency power and is electrically connected to the substrate support, the electrode or antenna.
  • At least one power consuming member is disposed in the plasma processing chamber or in the substrate support.
  • the receiving coil is electrically connected to the at least one power consuming member.
  • the transmitting coil is electromagnetically inductively coupled to the receiving coil.
  • the transmitting unit is electrically connected to the transmitting coil to supply power to the transmitting coil.
  • the transmitting unit includes a voltage detector configured to detect an input voltage to the transmitting coil and a current detector configured to detect an input current to the transmitting coil.
  • the control unit is configured to determine a required power level according to parameter values including an input impedance calculated from an input voltage and an input current or a load resistance value of at least one power consuming component, and to control the power transmission unit to output output power having the required power level.
  • a technology that supplies power by electromagnetic induction coupling without going through a power storage unit according to the load resistance value of a power consuming component in a plasma processing apparatus.
  • 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.
  • 1 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a power transmission unit according to an exemplary embodiment.
  • 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.
  • 1 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment
  • FIG. 13 is
  • FIG. 2 illustrates a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a power transmitting coil section and a power receiving coil section according to an exemplary embodiment.
  • 11 is a graph illustrating impedance characteristics of a receiving coil section according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates an RF filter according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a rectifying and smoothing unit according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates an RF filter according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a communication unit of a power transmitting unit and a communication unit of a rectifying and smoothing unit according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a communication unit of a power transmitting unit and a communication unit of a rectifying and smoothing unit according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a voltage controlled converter according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a constant voltage controller according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a constant voltage controller according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • 4 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of a power transmitting coil section and a power receiving coil section;
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of at least one table.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of at least one table.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a timing chart showing an example of a load resistance value, an input impedance, a transmission power, and a state of a switching element.
  • 4 is a flow diagram of a power supply method according to an exemplary embodiment.
  • 4 is a flow diagram of a power supply method according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section in a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a power transmitting coil section and a power receiving coil section in a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 illustrates an immittance converter in a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a power transmitter that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates a power transmitter and an AC/DC converter that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates a power transmitter and an AC/DC converter that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • 1A-1C are diagrams illustrating a receiving coil section that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • 1A and 1B are diagrams illustrating configurations of a receiving coil and a transmitting coil that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • 1A and 1B are diagrams illustrating configurations of a receiving coil and a transmitting coil that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1A to 1C are diagrams showing configurations of a receiving coil section and a rectification/smoothing section that can be employed in plasma processing apparatuses according to various exemplary embodiments.
  • 1A to 1C are diagrams illustrating configurations of a power receiving coil section and a rectification/smoothing section that can be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an integrated power supply configuration that may be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • 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.
  • various types of plasma generating units may be used, including an AC (Alternating Current) plasma generating unit and a DC (Direct Current) plasma generating unit.
  • the AC signal (AC power) used in the AC plasma generation unit has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz.
  • the AC signal includes an RF (Radio Frequency) signal and a microwave signal.
  • the RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 150 MHz.
  • 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 CPU (Central Processing Unit).
  • the memory unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a HDD (Hard Disk Drive), a SSD (Solid State Drive), or a combination of these.
  • 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 a configuration example 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 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 shower head 13 and the substrate support unit 11 are 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 conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode.
  • the electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110.
  • the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode (also called an adsorption electrode, a chuck electrode, or a clamp electrode) 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
  • the ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an 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.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32 described later may be disposed in the ceramic member 1111a. In this case, the at least one RF/DC electrode functions as a lower electrode.
  • the RF/DC electrode is also called a bias electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and the at least one RF/DC electrode may function as multiple lower electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode.
  • the substrate support 11 includes at least one lower electrode.
  • 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 side wall 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 power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • the RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. This causes a plasma to be formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s.
  • the RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generating unit 12.
  • a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ion components in the formed plasma can be attracted to the substrate W.
  • the RF power supply 31 includes a first RF generating unit 31a and a second RF generating unit 31b.
  • the first RF generating unit 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation.
  • the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generating unit 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the second RF generator 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 60 MHz.
  • the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are provided to at least one lower electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
  • the power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to the plasma processing chamber 10.
  • the DC power supply 32 includes a first DC generator 32a and a second DC generator 32b.
  • the first DC generator 32a is connected to at least one lower electrode and configured to generate a first DC signal.
  • the generated first DC signal is applied to the at least one lower electrode.
  • the second DC generator 32b is connected to at least one upper electrode and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to the at least one upper electrode.
  • the first and second DC signals may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the voltage pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular or combination thereof pulse waveform.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the first DC generator 32a and at least one lower electrode.
  • the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator.
  • the second DC generator 32b and the waveform generator constitute a voltage pulse generator
  • the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulses may have a positive polarity or a negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may also include one or more positive polarity voltage pulses and one or more negative polarity voltage pulses within one period.
  • the first and second DC generating units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generating unit 32a may be provided in place of the second RF generating unit 31b.
  • 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 upper electrode is arranged so that a plasma processing space is located between the upper electrode and the substrate support 11.
  • a high frequency power source such as the first RF generating unit 31a is electrically connected to the upper electrode or the lower electrode in the substrate support 11.
  • the antenna is arranged so that a plasma processing space is located between the antenna and the substrate support 11.
  • a high frequency power source such as the first RF generating unit 31a is electrically connected to the antenna.
  • the antenna is arranged so that a plasma processing space is located between the antenna and the substrate support 11.
  • a high frequency power source such as the first RF generating unit 31a is electrically connected to the antenna via a waveguide.
  • Each of the plasma processing apparatuses described below is configured to supply power to at least one power consuming member in the chamber 10 via wireless power supply (electromagnetic induction coupling), and may have the same configuration as the plasma processing apparatus 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100A shown in FIG. 3 includes at least one high-frequency power source 300, a power receiving coil section 140, a power storage section 160, and at least one power consuming member 240 (see FIGS. 25 and 26).
  • the plasma processing apparatus 100A may further include a power transmitting section 120, a power transmitting coil section 130, a rectifying/smoothing section 150, a constant voltage control section 180 (an example of a voltage control section), a ground frame 110, and a matching section 301.
  • At least one high frequency power source 300 includes a first RF generating unit 31a and/or a second RF generating unit 31b. At least one high frequency power source 300 is electrically connected to the substrate support unit 11 via a matching unit 301.
  • the matching unit 301 includes at least one impedance matching circuit.
  • the ground frame 110 includes the chamber 10 and is electrically grounded.
  • the ground frame 110 electrically separates the internal space 110h (RF-Hot space) from the external space 110a (atmospheric space).
  • the ground frame 110 surrounds the substrate support section 11 disposed in the space 110h.
  • the rectifier/smoothing section 150, the power storage section 160, and the constant voltage control section 180 are disposed in the space 110h.
  • the power transmission section 120, the power transmission coil section 130, and the power receiving coil section 140 are disposed in the space 110a.
  • the space 110h includes a reduced pressure space (vacuum space) and a non-reduced pressure space (non-vacuum space).
  • the reduced pressure space is the space inside the chamber 10, and the non-reduced pressure space is the space outside the chamber 10.
  • the substrate support section 11 and the substrate W are disposed in the reduced pressure space.
  • the rectification/smoothing unit 150, the power storage unit 160, and the constant voltage control unit 180 are arranged in the non-reduced pressure space.
  • the devices arranged in the space 110a i.e., the power transmission unit 120, the power transmission coil unit 130, and the power receiving coil unit 140, are covered by a metal housing made of a metal such as aluminum, and the metal housing is grounded. This suppresses leakage of high-frequency noise caused by high-frequency power such as the first RF signal (source RF signal) and/or the second RF signal (bias RF signal). There is an insulation distance between the metal housing and each power supply line.
  • high-frequency power such as the first RF signal and/or the second RF signal that propagates toward the power transmission unit 120 may be referred to as high-frequency noise, common mode noise, or conductive noise.
  • the power transmission unit 120 is electrically connected between the AC power source 400 (e.g., a commercial AC power source) and the power transmission coil unit 130.
  • the power transmission unit 120 receives the frequency of AC power from the AC power source 400 and converts the frequency of the AC power to a transmission frequency, thereby generating AC power having the transmission frequency, i.e., transmission AC power.
  • the power transmission coil section 130 includes a power transmission coil 131 (see FIG. 9 ), which will be described later.
  • the power transmission coil 131 is electrically connected to the power transmission section 120.
  • the power transmission coil 131 receives the transmitted AC power from the power transmission section 120, and wirelessly transmits the transmitted AC power to the power receiving coil 141.
  • the receiving coil section 140 includes a receiving coil 141 (see FIG. 9) described later.
  • the receiving coil 141 is electromagnetically inductively coupled to the transmitting coil 131.
  • Electromagnetic inductive coupling includes magnetic field coupling and electric field coupling. Magnetic field coupling also includes magnetic field resonance (also called magnetic resonance).
  • the distance between the receiving coil 141 and the transmitting coil 131 is set so as to suppress common mode noise (conductive noise).
  • the distance between the receiving coil 141 and the transmitting coil 131 is set to a distance that allows power to be supplied.
  • the distance between the receiving coil 141 and the transmitting coil 131 is set so that the attenuation of high frequency power (i.e., high frequency noise) between the receiving coil 141 and the transmitting coil 131 is equal to or less than a threshold, and so that the receiving coil 141 can receive power from the transmitting coil 131.
  • the attenuation threshold is set to a value that can sufficiently prevent damage or malfunction of the transmitting section 120.
  • the attenuation threshold is, for example, -20 dB.
  • the transmitted AC power received by the receiving coil section 140 is output to the rectification and smoothing section 150.
  • the rectification/smoothing unit 150 is electrically connected between the receiving coil unit 140 and the power storage unit 160.
  • the rectification/smoothing unit 150 generates DC power by full-wave rectification and smoothing of the AC power transmitted from the receiving coil unit 140.
  • the DC power generated by the rectification/smoothing unit 150 is stored in the power storage unit 160.
  • the power storage unit 160 is electrically connected between the rectification/smoothing unit 150 and the constant voltage control unit 180.
  • the rectification/smoothing unit 150 may generate DC power by half-wave rectification and smoothing of the AC power transmitted from the receiving coil unit 140.
  • the rectification/smoothing unit 150 and the power transmission unit 120 are electrically connected to each other by a signal line 1250.
  • the rectification/smoothing unit 150 transmits an instruction signal to the power transmission unit 120 via the signal line 1250.
  • the instruction signal is a signal for instructing the power transmission unit 120 to supply or stop supplying the transmitted AC power.
  • the instruction signal may include a status signal, an abnormality detection signal, and a cooling control signal for the power transmission coil unit 130 and the power receiving coil unit 140.
  • the status signal is a value of the voltage, current, power magnitude and/or phase detected by the voltage detector 155v (see FIG. 14) and the current detector 155i (see FIG. 14) of the rectification/smoothing unit 150.
  • the abnormality detection signal is a signal for transmitting the occurrence of a failure and/or temperature abnormality in the rectification/smoothing unit 150 to the power transmission unit 120.
  • the cooling control signal controls the cooling mechanism provided in the power transmission coil unit 130 and the power receiving coil unit 140.
  • the cooling control signal controls, for example, the fan speed in the case of air cooling, or the flow rate and/or temperature of the refrigerant in the case of liquid cooling.
  • the constant voltage control unit 180 applies a voltage to at least the power consuming member 240 using the power stored in the power storage unit 160.
  • the constant voltage control unit 180 can control the application of voltage to at least the power consuming member 240 and the stopping of the application.
  • the receiving coil 141 functions as a filter against high-frequency noise caused by high-frequency power such as the first RF signal and/or the second RF signal. Therefore, the propagation of high-frequency noise to a power source external to the plasma processing apparatus is suppressed.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100B shown in FIG. 4 will be described below in terms of its differences from the plasma processing apparatus 100A.
  • the plasma processing apparatus 100B further includes a voltage control converter 170.
  • the voltage control converter 170 is a DC-DC converter, and is connected between the power storage unit 160 and the constant voltage control unit 180.
  • the voltage control converter 170 can be configured to input a constant output voltage to the constant voltage control unit 180 even if a voltage fluctuation occurs in the power storage unit 160.
  • the voltage fluctuation in the power storage unit 160 can occur as a voltage drop corresponding to the stored power, for example, when the power storage unit 160 is configured as an electric double layer.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100C shown in FIG. 5 will be described below in terms of its differences from the plasma processing apparatus 100B.
  • the plasma processing apparatus 100C further includes an RF filter 190.
  • the RF filter 190 is connected between the rectification/smoothing unit 150 and the power transmission unit 120.
  • the RF filter 190 constitutes part of the signal line 1250.
  • the RF filter 190 has a characteristic of suppressing the propagation of high-frequency power (high-frequency noise) via the signal line 1250.
  • the RF filter 190 includes a low-pass filter that has a high impedance to high-frequency noise (conductive noise) but has a characteristic of passing instruction signals of relatively low frequencies.
  • the power storage unit 160, the voltage control converter 170, and the constant voltage control unit 180 are integrated with each other. That is, the power storage unit 160, the voltage control converter 170, and the constant voltage control unit 180 are all disposed in a single metal housing or formed on a single circuit board. This shortens the length of each of the pair of power supply lines (positive and negative lines) connecting the power storage unit 160 and the voltage control converter 170 to each other. It is also possible to make the lengths of the pair of power supply lines connecting the power storage unit 160 and the voltage control converter 170 to each other equal. It is also possible to shorten the length of each of the pair of power supply lines (positive and negative lines) connecting the voltage control converter 170 and the constant voltage control unit 180 to each other.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100D shown in FIG. 6 will be described below from the viewpoint of the differences from the plasma processing apparatus 100C.
  • the plasma processing apparatus 100D does not include an RF filter 190.
  • the rectification/smoothing unit 150 includes a communication unit 151, which is a wireless unit.
  • the communication unit 151 is disposed in the non-reduced pressure space.
  • the power transmission unit 120 also includes a communication unit 121, which is a wireless unit.
  • the communication unit 121 is disposed in the space 110a.
  • the above-mentioned instruction signal is transmitted between the rectification/smoothing unit 150 and the power transmission unit 120 using the communication unit 151 and the communication unit 121. Details of the communication unit 121 and the communication unit 151 will be described later.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100E shown in FIG. 7 will be described below in terms of its differences from the plasma processing apparatus 100D.
  • the plasma processing apparatus 100E further includes an RF filter 200.
  • the RF filter 200 is connected between the receiving coil section 140 and the rectification and smoothing section 150.
  • the RF filter 200 has the characteristic of reducing or blocking high-frequency noise propagating from the receiving coil section 140 to the transmitting coil 131 and the transmitting section 120. Details of the RF filter 200 will be described later.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a power transmission unit according to one exemplary embodiment.
  • the power transmission unit 120 receives the frequency of AC power from the AC power source 400 and converts the frequency of the AC power to a transmission frequency, thereby generating transmission AC power having the transmission frequency.
  • the power transmission unit 120 includes a control unit 122, a rectification and smoothing unit 123, and an inverter 124.
  • the control unit 122 is composed of a processor such as a CPU or a programmable logic device such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the rectification/smoothing unit 123 includes a rectification circuit and a smoothing circuit.
  • the rectification circuit includes, for example, a diode bridge.
  • the smoothing circuit includes, for example, a line capacitor.
  • the rectification/smoothing unit 123 generates DC power by full-wave rectification and smoothing of the AC power from the AC power supply 400.
  • the rectification/smoothing unit 123 may also generate DC power by half-wave rectification and smoothing of the AC power from the AC power supply 400.
  • the inverter 124 generates transmission AC power having a transmission frequency from the DC power output by the rectification and smoothing unit 123.
  • the inverter 124 is, for example, a full-bridge inverter, and includes multiple triacs or multiple switching elements (for example, FETs).
  • the inverter 124 generates transmission AC power by ON/OFF control of the multiple triacs or multiple switching elements by the control unit 122.
  • the transmission AC power output from the inverter 124 is output to the power transmission coil unit 130.
  • the power transmission unit 120 may further include a voltage detector 125v, a current detector 125i, a voltage detector 126v, and a current detector 126i.
  • the voltage detector 125v detects a voltage value between a pair of power supply lines connecting the rectification and smoothing unit 123 and the inverter 124.
  • the current detector 125i detects a current value between the rectification and smoothing unit 123 and the inverter 124.
  • the voltage detector 126v detects a voltage value between a pair of power supply lines connecting the inverter 124 and the power transmission coil unit 130.
  • the current detector 126i detects a current value between the inverter 124 and the power transmission coil unit 130.
  • the voltage value detected by the voltage detector 125v, the current value detected by the current detector 125i, the voltage value detected by the voltage detector 126v, and the current value detected by the current detector 126i are notified to the control unit 122.
  • the power transmission unit 120 includes the communication unit 121 described above.
  • the communication unit 121 includes a driver 121d, a transmitter 121tx, and a receiver 121rx.
  • the transmitter 121tx is a transmitter of a wireless signal or a transmitter of an optical signal.
  • the receiver 121rx is a receiver of a wireless signal or a receiver of an optical signal.
  • the communication unit 121 drives the transmitter 121tx using the driver 121d to output a signal from the control unit 122 from the transmitter 121tx as a wireless signal or an optical signal.
  • the signal output from the transmitter 121tx is received by the communication unit 151 (see FIG. 14) described later.
  • the communication unit 121 receives a signal such as the instruction signal described above from the communication unit 151 using the receiver 121rx, and inputs the received signal to the control unit 122 via the driver 121d.
  • the control unit 122 switches between outputting and stopping the transmitted AC power by controlling the inverter 124 according to the instruction signal received from the communication unit 151 via the communication unit 121, the voltage value detected by the voltage detector 125v, the current value detected by the current detector 125i, the voltage value detected by the voltage detector 126v, and the current value detected by the current detector 126i.
  • FIG. 9 to FIG. 11 is a diagram showing a power transmission coil section and a power receiving coil section according to an exemplary embodiment.
  • the power transmission coil section 130 may include a resonant capacitor 132a and a resonant capacitor 132b in addition to the power transmission coil 131.
  • the resonant capacitor 132a is connected between one of a pair of power supply lines connecting the power transmission section 120 and the power transmission coil section 130 and one end of the power transmission coil 131.
  • the resonant capacitor 132b is connected between the other of the pair of power supply lines and the other end of the power transmission coil 131.
  • the power transmission coil 131, the resonant capacitor 132a, and the resonant capacitor 132b form a resonant circuit for the transmission frequency. That is, the power transmission coil 131, the resonant capacitor 132a, and the resonant capacitor 132b have a resonant frequency that is approximately equal to the transmission frequency. Note that the power transmission coil section 130 may not include either the resonant capacitor 132a or the resonant capacitor 132b.
  • the power transmission coil section 130 may further include a metal housing 130g.
  • the metal housing 130g has an open end and is grounded.
  • the power transmission coil 131 is arranged in the metal housing 130g with an insulating distance secured.
  • the power transmission coil section 130 may further include a heat sink 134, a ferrite material 135, and a thermally conductive sheet 136.
  • the heat sink 134 is arranged in the metal housing 130g and is supported by the metal housing 130g.
  • the ferrite material 135 is arranged on the heat sink 134.
  • the thermally conductive sheet 136 is arranged on the ferrite material 135.
  • the power transmission coil 131 is arranged on the thermally conductive sheet 136 and faces the power receiving coil 141 through the open end of the metal housing 130g.
  • a resonant capacitor 132a and a resonant capacitor 132b may further be accommodated in the metal housing 130g.
  • the receiving coil section 140 includes a receiving coil 141.
  • the receiving coil 141 is electromagnetically inductively coupled to the transmitting coil 131.
  • the receiving coil section 140 may include a resonant capacitor 142a and a resonant capacitor 142b in addition to the receiving coil 141.
  • the resonant capacitor 142a is connected between one of a pair of power supply lines extending from the receiving coil section 140 and one end of the receiving coil 141.
  • the resonant capacitor 142b is connected between the other of the pair of power supply lines and the other end of the receiving coil 141.
  • the receiving coil 141, the resonant capacitor 142a, and the resonant capacitor 142b form a resonant circuit for the transmission frequency.
  • the receiving coil 141, the resonant capacitor 142a, and the resonant capacitor 142b have a resonant frequency that is approximately equal to the transmission frequency.
  • the receiving coil section 140 may not include either the resonant capacitor 142a or the resonant capacitor 142b.
  • the receiving coil section 140 may further include a metal housing 140g.
  • the metal housing 140g has an open end and is grounded.
  • the receiving coil 141 is arranged in the metal housing 140g with an insulating distance secured.
  • the receiving coil section 140 may further include a spacer 143, a heat sink 144, a ferrite material 145, and a thermally conductive sheet 146.
  • the spacer 143 is arranged in the metal housing 140g and is supported by the metal housing 140g. The spacer 143 will be described later.
  • the heat sink 144 is arranged on the spacer 143.
  • the ferrite material 145 is arranged on the heat sink 144.
  • the thermally conductive sheet 146 is arranged on the ferrite material 145.
  • the receiving coil 141 is arranged on the thermally conductive sheet 146 and faces the transmitting coil 131 through the open end of the metal housing 140g. As shown in FIG. 11, resonant capacitor 142a and resonant capacitor 142b may be further housed within metal housing 140g.
  • the spacer 143 is made of a dielectric material and is provided between the receiving coil 141 and the metal housing 140g (ground).
  • the spacer 143 provides a spatial stray capacitance between the receiving coil 141 and the ground.
  • FIG. 12 is a graph showing impedance characteristics of the power receiving coil unit according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 12 shows impedance characteristics of the power receiving coil unit 140 according to the thickness of the spacer 143.
  • the thickness of the spacer 143 corresponds to the distance between the heat sink 144 and the metal housing 140g.
  • the power receiving coil unit 140 can adjust the impedance of each of the frequencies fH and fL according to the thickness of the spacer 143. Therefore, according to the power receiving coil unit 140, it is possible to provide a high impedance at each of the two frequencies of high frequency power used in the plasma processing apparatus, such as the first RF signal and the second RF signal.
  • a high impedance can be obtained in the power receiving coil unit 140, it is possible to suppress the loss of high frequency power and obtain a high processing rate (e.g., an etching rate).
  • FIG. 13 is a diagram showing an RF filter according to an exemplary embodiment.
  • the RF filter 200 is connected between the receiving coil section 140 and the rectification and smoothing section 150.
  • the RF filter 200 includes an inductor 201a, an inductor 201b, a termination capacitor 202a, and a termination capacitor 202b.
  • One end of the inductor 201a is connected to the resonant capacitor 142a, and the other end of the inductor 201a is connected to the rectification and smoothing section 150.
  • One end of the inductor 201b is connected to the resonant capacitor 142b, and the other end of the inductor 201b is connected to the rectification and smoothing section 150.
  • the termination capacitor 202a is connected between one end of the inductor 201a and the ground.
  • the termination capacitor 202b is connected between one end of the inductor 201b and the ground.
  • the inductor 201a and the termination capacitor 202a form a low-pass filter.
  • the inductor 201b and the termination capacitor 202b form a low-pass filter.
  • the RF filter 200 provides high impedance at each of the two high-frequency power frequencies used in the plasma processing apparatus, such as the first RF signal and the second RF signal. This suppresses the loss of high-frequency power, allowing a high processing rate (e.g., etching rate) to be obtained.
  • FIG. 14 is a diagram showing a rectifying/smoothing unit according to an exemplary embodiment.
  • the rectifying/smoothing unit 150 includes a control unit 152, a rectifying circuit 153, and a smoothing circuit 154.
  • the rectifying circuit 153 is connected between the receiving coil unit 140 and the smoothing circuit 154.
  • the smoothing circuit 154 is connected between the rectifying circuit 153 and the power storage unit 160.
  • the control unit 152 is composed of a processor such as a CPU or a programmable logic device such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array). Note that the control unit 152 may be the same as the control unit 122 or may be different.
  • the rectifier circuit 153 outputs power generated by full-wave rectification of the AC power from the power receiving coil unit 140.
  • the rectifier circuit 153 is, for example, a diode bridge.
  • the rectifier circuit 153 may also output power generated by half-wave rectification of the AC power from the power receiving coil unit 140.
  • the smoothing circuit 154 generates DC power by smoothing the power from the rectifier circuit 153.
  • the smoothing circuit 154 may include an inductor 1541a, a capacitor 1542a, and a capacitor 1542b.
  • One end of the inductor 1541a is connected to one of a pair of inputs of the smoothing circuit 154.
  • the other end of the inductor 1541a is connected to a positive output (V OUT+ ) of the rectifier/smoothing unit 150.
  • the positive output of the rectifier/smoothing unit 150 is connected to one end of each of one or more capacitors of the power storage unit 160 via a positive line 160p (see FIG. 23(a) and FIG. 23(b)) of a pair of power supply lines described later.
  • One end of the capacitor 1542a is connected to one of the pair of inputs of the smoothing circuit 154 and one end of the inductor 1541a.
  • the other end of the capacitor 1542a is connected to the other of the pair of outputs of the smoothing circuit 154 and the negative output (V OUT- ) of the rectifying and smoothing unit 150.
  • the negative output of the rectifying and smoothing unit 150 is connected to the other end of each of one or more capacitors of the power storage unit 160 via a negative line 160m (see FIG. 23(a) and FIG. 23(b)) of a pair of power supply lines described later.
  • One end of the capacitor 1542b is connected to the other end of the inductor 1541a.
  • the other end of the capacitor 1542b is connected to the other of the pair of outputs of the smoothing circuit 154 and the negative output (V OUT- ) of the rectifying and smoothing unit 150.
  • the rectification/smoothing unit 150 may further include a voltage detector 155v and a current detector 155i.
  • the voltage detector 155v detects a voltage value between the positive output and the negative output of the rectification/smoothing unit 150.
  • the current detector 155i detects a current value between the rectification/smoothing unit 150 and the power storage unit 160.
  • the voltage value detected by the voltage detector 155v and the current value detected by the current detector 155i are notified to the control unit 152.
  • the control unit 152 generates the above-mentioned instruction signal according to the power stored in the power storage unit 160.
  • the control unit 152 when the power stored in the power storage unit 160 is equal to or less than a first threshold, the control unit 152 generates an instruction signal for instructing the power transmission unit 120 to supply power, i.e., to output the transmitted AC power.
  • the first threshold is, for example, the power consumption at a load such as the power consumption member 240.
  • the first threshold may be a value obtained by multiplying the power consumption at a load such as the power consumption member 240 by a certain value (for example, a value in the range of 1 to 3) in consideration of a margin.
  • the control unit 152 when the power stored in the power storage unit 160 is greater than the second threshold, the control unit 152 generates an instruction signal to instruct the power transmission unit 120 to stop power supply, i.e., to stop outputting transmitted AC power.
  • the second threshold is a value that does not exceed the limit storage power of the power storage unit 160.
  • the second threshold is, for example, a value obtained by multiplying the limit storage power of the power storage unit 160 by a certain value (for example, a value equal to or less than 1).
  • the rectifying and smoothing unit 150 includes the communication unit 151 described above.
  • the communication unit 151 includes a driver 151d, a transmitter 151tx, and a receiver 151rx.
  • the transmitter 151tx is a wireless signal transmitter or an optical signal transmitter.
  • the receiver 151rx is a wireless signal receiver or an optical signal receiver.
  • the communication unit 151 drives the transmitter 151tx with the driver 151d to output a signal from the control unit 122, such as an instruction signal, as a wireless signal or an optical signal from the transmitter 151tx.
  • the signal output from the transmitter 151tx is received by the communication unit 121 of the power transmission unit 120.
  • the communication unit 151 also receives a signal from the communication unit 121 with the receiver 151rx, and inputs the received signal to the control unit 152 via the driver 151d.
  • FIG. 15 is a diagram showing an RF filter 190 according to an exemplary embodiment.
  • the signal line 1250 may include a first signal line electrically connecting the signal output (Tx) of the power transmission unit 120 and the signal input (Rx) of the rectification and smoothing unit 150, and a second signal line electrically connecting the signal input (Rx) of the power transmission unit 120 and the signal output (Tx) of the rectification and smoothing unit 150.
  • the signal line 1250 may include a signal line connecting the first reference voltage terminal (VCC) of the power transmission unit 120 and the first reference voltage terminal (VCC) of the rectification and smoothing unit 150, and a signal line connecting the second reference voltage terminal (GND) of the power transmission unit 120 and the second reference voltage terminal (GND) of the rectification and smoothing unit 150.
  • the signal line 1250 may be a shielded cable covered with a shield at ground potential. In this case, the multiple signal lines constituting the signal line 1250 may be individually covered with a shield, or may be collectively covered with a shield.
  • the RF filter 190 provides a low-pass filter for each of the multiple signal lines constituting the signal line 1250.
  • the low-pass filter may be an LC filter including an inductor and a capacitor.
  • the inductor of the low-pass filter constitutes a part of the corresponding signal line.
  • the capacitor is connected between one end of the inductor connected to the power transmission unit 120 and the ground.
  • the RF filter 190 makes it possible to suppress the propagation of high-frequency power (high-frequency noise) via the signal line 1250 between the rectification/smoothing unit 150 and the power transmission unit 120.
  • Figure 16 is a diagram showing a communication unit of the power transmission unit and a communication unit of the rectification and smoothing unit according to one exemplary embodiment.
  • Figures 17 and 18 are diagram showing a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the communication unit 121 and the communication unit 151 may be configured to transmit signals such as the above-mentioned instruction signal between each other via wireless communication.
  • the communication via wireless communication may be performed by optical communication.
  • the communication unit 121 and the communication unit 151 transmit signals between them via wireless communication, the communication unit 121 and the communication unit 151 may be disposed in any position as long as there is no shield between them.
  • the RF filter 190 is not required.
  • the signal line 1250 may be a shielded cable covered with a shield at ground potential.
  • the multiple signal lines that make up signal line 1250 may be individually covered with a shield or may be collectively covered with a shield.
  • Fig. 19 is a diagram showing a communication unit of the power transmission unit and a communication unit of the rectification and smoothing unit according to another exemplary embodiment.
  • Figs. 20 to 22 are each a diagram showing a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the communication unit 121 and the communication unit 151 may be configured to transmit a signal (optical signal) such as the above-mentioned instruction signal between them via the optical fiber 1260, that is, by optical fiber communication.
  • a signal optical signal
  • the communication unit 121 and the communication unit 151 transmit a signal between them via the optical fiber 1260
  • the communication unit 121 and the communication unit 151 may be disposed at any position as long as the bending radius of the optical fiber 1260 is within an allowable range.
  • the RF filter 190 is not required.
  • FIG. 23(a) and FIG. 23(b) are diagram showing a power storage unit according to an exemplary embodiment.
  • the power storage unit 160 includes a capacitor 161.
  • the capacitor 161 is connected between a pair of power supply lines, that is, a positive line 160p and a negative line 160m.
  • the positive line 160p extends from the positive output (V OUT+ ) of the rectifying and smoothing unit 150 toward the load.
  • the negative line 160m extends from the negative output (V OUT- ) of the rectifying and smoothing unit 150 toward the load.
  • the capacitor 161 may be a polarized capacitor.
  • the capacitor 161 may be an electric double layer or a lithium ion battery.
  • the power storage unit 160 may include a plurality of capacitors 161.
  • the plurality of capacitors 161 are connected in series between a positive line 160p and a negative line 160m.
  • the plurality of capacitors 161 may have the same capacitance or may have different capacitances.
  • Each of the plurality of capacitors 161 may be a polarized capacitor.
  • Each of the plurality of capacitors 161 may be an electric double layer or a lithium ion battery.
  • the power storage unit 160 must be used under conditions in which the sum of the input voltage and the line potential difference due to normal mode noise is lower than the allowable input voltage.
  • the power storage unit 160 includes a plurality of capacitors 161 connected in series, the allowable input voltage of the power storage unit 160 is increased. Therefore, according to the example shown in FIG. 23B, the noise resistance of the power storage unit 160 is improved.
  • FIG. 24 is a diagram showing a voltage controlled converter according to an exemplary embodiment.
  • the voltage controlled converter 170 is a DC-DC converter.
  • the voltage controlled converter 170 is connected between the power storage unit 160 and the constant voltage control unit 180.
  • a positive line 160p is connected to the positive input (V IN+ ) of the voltage controlled converter 170.
  • a negative line 160m is connected to the negative input (V IN- ) of the voltage controlled converter 170.
  • a positive output (V OUT+ ) of the voltage controlled converter 170 is connected to the positive input (V IN+ ) of the constant voltage control unit 180.
  • a negative output (V OUT- ) of the voltage controlled converter 170 is connected to the negative input (V IN- ) of the constant voltage control unit 180.
  • the voltage controlled converter 170 may include a control unit 172, a low-pass filter 173, a transformer 174, and a capacitor 175.
  • the low-pass filter 173 may include an inductor 1731a, a capacitor 1732a, and a capacitor 1732b.
  • One end of the inductor 1731a is connected to the positive input (V IN+ ) of the voltage controlled converter 170.
  • the other end of the inductor 1731a is connected to one end of the primary coil of the transformer 174.
  • One end of the capacitor 1732a is connected to one end of the inductor 1731a and the positive input (V IN+ ) of the voltage controlled converter 170.
  • the other end of the capacitor 1732a is connected to the negative input (V IN- ) of the voltage controlled converter 170.
  • One end of the capacitor 1732b is connected to the other end of the inductor 1731a.
  • the other end of the capacitor 1732b is connected to the negative input (V IN- ) of the voltage controlled converter
  • the transformer 174 includes a primary coil 1741, a secondary coil 1742, and a switch 1743.
  • the other end of the primary coil 1741 is connected to the negative input (V IN ⁇ ) of the voltage controlled converter 170 via the switch 1743.
  • One end of the secondary coil 1742 is connected to one end of the capacitor 175 and the positive output (V OUT+ ) of the voltage controlled converter 170.
  • the other end of the secondary coil 1742 is connected to the other end of the capacitor 175 and the negative output (V OUT ⁇ ) of the voltage controlled converter 170.
  • a driver 1744 is connected to the switch 1743.
  • the driver 1744 opens and closes the switch 1743.
  • the switch 1743 is closed, that is, when the other end of the primary coil 1741 and the negative input (V IN- ) are in a conductive state, the other end of the primary coil 1741 is connected to the negative input (V IN- ) of the voltage control converter 170, and DC power from the voltage control converter 170 is provided to the constant voltage control unit 180.
  • the voltage-controlled converter 170 may further include a voltage detector 176v and a current detector 176i.
  • the voltage detector 176v detects the voltage value between both ends of the secondary coil 1742 or the voltage value between the positive output and the negative output of the voltage-controlled converter 170.
  • the current detector 176i measures the current value between the other end of the secondary coil 1742 and the negative output of the voltage-controlled converter 170.
  • the voltage value detected by the voltage detector 176v and the current value detected by the current detector 176i are notified to the control unit 172.
  • the control unit 172 may be the same as at least one of the control unit 122 and the control unit 152, or may be different.
  • the control unit 172 controls the driver 1744 to cut off the supply of DC power from the voltage controlled converter 170 to the constant voltage control unit 180.
  • the voltage value between the positive output and negative output of the voltage controlled converter 170 is the sum of the output voltage value of the voltage controlled converter 170 and the line potential difference due to normal mode noise. In this embodiment, damage to the load of the voltage controlled converter 170 due to overvoltage caused by the line potential difference due to normal mode noise can be suppressed.
  • Figs. 25 and 26 are diagrams illustrating a constant voltage control unit according to some exemplary embodiments.
  • the constant voltage control unit 180 is connected between the power storage unit 160 and at least one power consuming member 240, and is configured to control application of voltage (application of DC voltage) to at least one power consuming member 240 and its stop.
  • the constant voltage control unit 180 includes a control unit 182 and at least one switch 183.
  • the positive input (V IN+ ) of the constant voltage control unit 180 is connected to the power consuming member 240 via the switch 183.
  • the negative input (V IN- ) of the constant voltage control unit 180 is connected to the power consuming member 240.
  • the switch 183 is controlled by the control unit 182. When the switch 183 is closed, a DC voltage from the constant voltage control unit 180 is applied to the power consuming member 240. When the switch 183 is opened, application of the DC voltage from the constant voltage control unit 180 to the power consuming member 240 is stopped.
  • the control unit 182 may be the same as or different from at least one of the control units 122, 152, and 172.
  • the plasma processing apparatus includes a plurality of power consuming members 240.
  • the constant voltage control unit 180 includes a control unit 182 and a plurality of switches 183.
  • the positive input (V IN+ ) of the constant voltage control unit 180 is connected to the plurality of power consuming members 240 via the plurality of switches 183.
  • the negative input (V IN ⁇ ) of the constant voltage control unit 180 is connected to the plurality of power consuming members 240.
  • the multiple power consumption members 240 may include multiple heaters (resistance heating elements).
  • the multiple heaters may be provided within the substrate support portion 11.
  • multiple resistors 260 are arranged near each of the multiple heaters.
  • Each of the multiple resistors 260 has a resistance value that changes with temperature.
  • Each of the multiple resistors 260 is, for example, a thermistor.
  • Each of the multiple resistors 260 is connected in series with a reference resistor (not shown).
  • the constant voltage control unit 180 includes multiple measurement units 184.
  • Each of the multiple measurement units 184 applies a reference voltage to the series connection of a corresponding resistor among the multiple resistors 260 and a reference resistor to detect the voltage value between both ends of the resistor.
  • Each of the multiple measurement units 184 notifies the control unit 182 of the detected voltage value.
  • the control unit 182 identifies the temperature of the area in which the corresponding heater is located from the notified voltage value, and controls the application of DC voltage to the corresponding heater so that the temperature of the area approaches the target temperature.
  • an optical fiber thermometer may be placed in place of the multiple resistors 260. In this case, wiring between the multiple resistors 260 and the multiple measuring units 184 is not required, and the effect of high-frequency conductive noise on the power consuming member 240 can be eliminated.
  • the constant voltage control unit 180 includes a voltage detector 185v and a plurality of current detectors 185i.
  • the voltage detector 185v detects the voltage value applied to each of the plurality of heaters.
  • the plurality of current detectors 185i measure the value of the current supplied to a corresponding one of the plurality of heaters, i.e., the current value.
  • the plurality of measurement units 184 identify the resistance value of a corresponding one of the plurality of heaters from the current value detected by the corresponding one of the plurality of current detectors 185i and the voltage value detected by the voltage detector 185v.
  • the control unit 182 identifies the temperature of each of the plurality of regions in which the plurality of heaters are disposed, from the detected resistance value of each of the plurality of heaters.
  • the control unit 182 controls the application of a DC voltage to each of the plurality of heaters so as to bring the temperature of each of the plurality of regions closer to the target temperature.
  • FIG. 27 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100G shown in FIG. 27 will be described below from the viewpoint of the differences from the plasma processing apparatus 100E shown in FIG. 7.
  • the plasma processing apparatus 100G does not include a power storage unit 160.
  • the rectification/smoothing unit 150 is connected to the constant voltage control unit 180 without passing through the power storage unit 160 and the voltage control converter 170. That is, in the plasma processing apparatus 100E, the power generated by the rectification/smoothing unit 150 is supplied from the constant voltage control unit 180 to at least one power consumption member 240 without passing through the power storage unit 160 and the voltage control converter 170.
  • the constant voltage control unit 180 controls application and stop of voltage to each of the plurality of power consuming members 240. Therefore, in the plasma processing apparatus 1, the load receiving power from the rectification/smoothing unit 150 via the constant voltage control unit 180 fluctuates. That is, the load resistance value R L fluctuates.
  • the control unit 122 of the power transmitting unit 120 detects the input impedance Z in of the power transmitting unit 120. As a result, the control unit 122 detects the load fluctuation, determines a required power level according to the input impedance Z in or the load resistance value R L , and adjusts the output power from the power transmitting unit 120.
  • Fig. 28 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of the power transmitting coil section and the power receiving coil section in a state where the power transmitted from the power transmitting section 120 is resonating at the transmission frequency and the phase difference between the input voltage Vin and the input current Iin is zero (power factor 100%). As shown in Fig.
  • the equivalent circuit of the power transmitting coil section and the power receiving coil includes, in one example, a power transmitting coil 131 having a self-inductance L1 , a load resistance of the power transmitting coil 131 having a load resistance value R1 , a resonant capacitor of the power transmitting coil section 130 having a capacitance C1 , three inductors between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 having a mutual inductance Lm , a power receiving coil 141 having a self-inductance L2 , a load resistance of the power receiving coil 141 having a load resistance value R2 , and a resonant capacitor of the power receiving coil section 140 having a capacitance C2 .
  • a power transmitting coil 131 having a self-inductance L1 a load resistance of the power transmitting coil 131 having a load resistance value R1
  • a resonant capacitor of the power transmitting coil section 130 having a capacitance C1
  • Zin is the input impedance of the power transmitting unit 120
  • Vin is the input voltage from the power transmitting unit 120 to the power transmitting coil unit 130
  • Iin is the input current from the power transmitting unit 120 to the power transmitting coil unit 130.
  • the input impedance Zin is defined by the following formula (1).
  • f is the transmission frequency of the power transmitted from power transmitting unit 120.
  • the control unit 122 determines the effective value of the input voltage Vin from the voltage measured by the voltage detector 126v, and determines the effective value of the input current Iin from the current measured by the current detector 126i.
  • the control unit 122 can determine the input impedance Zin from the input voltage Vin and the input current Iin using equation (1).
  • the control unit 122 may further determine the load resistance value RL from the input impedance Zin using equation (1).
  • the control unit 122 calculates a required power level according to a parameter value, which is the input impedance Zin or the load resistance value R L , by using at least one table.
  • the control unit 122 may specify a peak value V P of the output voltage V out of the power transmitting unit 120, a duty ratio Duty of the output voltage V out , and an amplitude I A of the output current I out as parameters for specifying a required power level of the output power from the power transmitting unit 120.
  • at least one table is stored in a storage device 122m (see FIG. 31 ), such as a memory device connected to the control unit 122.
  • the storage device 122m may be a part of the power transmitting unit 120.
  • Each of Fig. 29 and Fig. 30 is a diagram showing an example of at least one of the tables.
  • the control unit 122 can use a single table stored in the storage device 122m. As shown in Fig. 29, the table stores a peak value V P , a duty ratio Duty, and an amplitude I A in association with the input impedance Z in .
  • the control unit 122 can specify the required power level according to the input impedance Z in , that is, the peak value V P , the duty ratio Duty, and the amplitude I A , by referring to the table shown in Fig. 29 using the input impedance Z in as a key.
  • the control unit 122 controls each unit of the power transmitting unit 120 to output an output power having a peak value V P and a duty ratio Duty of the output voltage V out and an amplitude I A of the output current I out.
  • the control unit 122 may obtain the load resistance value R L by formula (1) based on the transmission frequency f, the mutual inductance Lm , the load resistance value R 1 , the load resistance value R 2 , and the input impedance Z in .
  • 2 ⁇ f may be stored in the storage device 122m instead of the transmission frequency f.
  • the storage device 122m may store the self-inductance L 1 of the power transmitting coil 131, the self-inductance L 2 of the power receiving coil 141, and the coupling coefficient k between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 instead of the mutual inductance L m, and the control unit 122 may calculate the mutual inductance L m from the self-inductance L 1 , the self-inductance L 2 , and the coupling coefficient k.
  • the storage device 122m may store 2 ⁇ fLm or ( 2 ⁇ fLm ) 2 instead of the transmission frequency f and the mutual inductance Lm .
  • the table stores a peak value V P , a duty ratio Duty, and an amplitude I A in association with a load resistance value R L.
  • the control unit 122 can specify the required power level according to the load resistance value R L , that is, the peak value V P , the duty ratio Duty, and the amplitude I A , by referring to the table shown in FIG. 30 using the load resistance value R L as a key.
  • the control unit 122 controls each unit of the power transmitting unit 120 to output output power having a peak value V P and a duty ratio Duty of the output voltage V out and an amplitude I A of the output current I out .
  • the distance (gap length) between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141 is variable as described below, multiple tables similar to the tables shown in FIG. 29 or FIG. 30 are stored in the memory device 122m. Each of the multiple tables is prepared for each of the multiple settable distances between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. The control unit 122 can select the table to use depending on the current distance between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141.
  • the plasma processing apparatus 100G is capable of supplying electric power by electromagnetic induction coupling without going through a power storage unit in accordance with the load resistance value R L of the power consuming member 240. That is, the plasma processing apparatus 100G is capable of supplying electric power in accordance with the fluctuation in the load resistance value R L of the power consuming member 240 (hereinafter sometimes referred to as "load fluctuation") by electromagnetic induction coupling without going through a power storage unit.
  • load fluctuation the fluctuation in the load resistance value R L of the power consuming member 240
  • the control unit 122 can specify the fluctuation of the load resistance value R L by calculating the input impedance Z in , it is not necessary to issue a power change instruction from the constant voltage control unit 180 via the communication unit 151 and the communication unit 121.
  • the power change instruction may be notified to the control unit 122 in advance via the communication unit 151 and the communication unit 121 before the load fluctuation occurs.
  • this load fluctuation may be performed by the constant voltage control unit 180 at a timing synchronized with the output power having the transmission frequency f output from the power receiving coil unit 140.
  • a synchronization signal synchronized with the output power having the transmission frequency f from the power receiving coil unit 140 may be generated by the rectification and smoothing unit 150, and the constant voltage control unit 180 may cause the load fluctuation at a timing synchronized with the output power using this synchronization signal.
  • the load fluctuation may be set not to occur simultaneously with the change in the distance between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141.
  • FIG. 31 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100G may include an excess power consumption circuit 500.
  • the excess power consumption circuit 500 may include a line capacitor 501, an excess power consumption load 502, and a switching element 503.
  • the line capacitor 501 can be connected via a switching element 503 between a pair of power supply lines, i.e., a positive line and a negative line, that connect the rectification and smoothing unit 150 and the constant voltage control unit 180 to each other. Specifically, one end of the line capacitor 501 is connected to the switching element 503, and the other end of the line capacitor 501 is connected to the negative line.
  • a pair of power supply lines i.e., a positive line and a negative line
  • the excess power consumption load 502 is a load for consuming the power stored in the line capacitor 501.
  • the excess power consumption load 502 can consume power by converting the power into heat.
  • the excess power consumption load 502 may be provided with a cooling mechanism such as a fan for cooling the excess power consumption load 502.
  • the excess power consumption load 502 can be selectively connected to the line capacitor 501 via the switching element 503. One end of the excess power consumption load 502 is connected to the switching element 503, and the other end of the excess power consumption load 502 is connected to the negative line.
  • the switching element 503 When the switching element 503 is in the ON state, it cuts off the connection between the line capacitor 501 and the excess power consumption load 502, and connects one end of the line capacitor 501 to the positive line. When the switching element 503 is in the OFF state, it cuts off the connection between one end of the line capacitor 501 and the positive line, and connects one end of the line capacitor 501 to one end of the excess power consumption load 502. From the viewpoint of high-speed response, a semiconductor switching element may be used as the switching element 503.
  • FIG. 32 is a timing chart showing an example of the load resistance value, input impedance, transmission power, and state of the switching element.
  • the control unit 182 of the constant voltage control unit 180 sets the state of the switching element 503 to ON when a load fluctuation occurs, particularly when the load resistance value R L is to be reduced.
  • the control unit 182 sets the state of the switching element 503 to OFF after the level of the power transmitted from the power transmitting unit 120 is changed to a power level corresponding to the load resistance value R L.
  • the load resistance value R L changes from the load resistance value R LA to the load resistance value R LB , and the state of the switching element 503 is changed from OFF to ON.
  • the input impedance Z in obtained in the control unit 122 of the power transmitting unit 120 before time t2 is Z inA corresponding to the load resistance value R LA . Therefore, the transmission power before time t2 is P inA .
  • the input impedance Zin obtained in the control unit 122 of the power transmitting unit 120 at time t2 becomes ZinB corresponding to the load resistance value RLB . Then, in the example of Fig. 32, when the input impedance ZinB is detected, the transmission power changes from PinA to PinB at a later time t3 , and the state of the switching element 503 is set to OFF.
  • the excess power consumption circuit 500 With the excess power consumption circuit 500, power is temporarily stored in the line capacitor 501 after a load fluctuation occurs and before the power level is changed. This prevents a large current from flowing into the constant voltage control unit 180 and the power consumption member 240, and can prevent damage to the constant voltage control unit 180 and the power consumption member 240. Furthermore, with the excess power consumption circuit 500, the power stored in the line capacitor 501 is consumed by the excess power consumption load 502.
  • Figs. 33 and 34 are flow charts of a power supply method according to one exemplary embodiment.
  • the power supply method shown in Figs. 33 and 34 (hereinafter referred to as "method MT") can be applied to plasma processing apparatus 100G and plasma processing apparatuses of various exemplary embodiments described below.
  • step STa of the method MT shown in FIG. 33 the power supply of the plasma processing apparatus is set to ON.
  • a standby power level that is, standby power having a voltage V Si (effective value) and a current I Si (effective value)
  • the control unit 122 obtains an input voltage V in (effective value) and an input current I in (effective value).
  • step STd it is determined whether or not the condition that the input voltage V in is equal to the voltage V Si and the input current I in is equal to the current I Si is satisfied. If the condition is not satisfied in step STd, the process from step STb is repeated.
  • step STd the standby power state continues. This activates the communication unit 151 of the rectification/smoothing unit 150, and communication is possible between the communication unit 151 and the communication unit 121 of the power transmitting unit 120. Furthermore, the control unit 182 of the constant voltage control unit 180 is started, making it possible to monitor the state of the heater and the like and to detect abnormalities.
  • the control unit 122 determines the input voltage Vin (effective value) and the input current Iin (effective value) in the subsequent step STf.
  • the subsequent step STg it is determined whether or not the condition that the input voltage Vin is equal to the voltage VSi and the input current Iin is equal to the current ISi is satisfied. If the condition is satisfied in the step STg, the step STf is repeated.
  • the input impedance Zin or the load resistance value R L is specified by the control unit 122.
  • the control unit 122 determines a required power level corresponding to the input impedance Zin or the load resistance value R L.
  • power having the required power level is transmitted from the power transmitting unit 120.
  • the power having the required power level has a voltage V SC (effective value) and a current I SC (effective value).
  • step STk the control unit 122 determines the input voltage V in (effective value) and the input current I in (effective value). Then, in step STm, it is determined whether or not the condition that the input voltage V in is equal to the voltage V SC and the input current I in is equal to the current I SC is satisfied. If the condition is not satisfied in step STm, the step STk is repeated. If the condition is satisfied in step STm, the transmission of power from the power transmitting unit 120 continues until an instruction to stop the transmission is given.
  • FIG. 35 to 38 and Fig. 41 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • Figs. 39 and 40 are diagrams showing a power transmission coil section and a power receiving coil section in a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • the exemplary embodiments shown in Figs. 39 to 41 will be described from the perspective of differences from the plasma processing apparatus 100G.
  • the fixing mechanism may include an insulating member 340i.
  • the insulating member 340i is fixed to the side wall of the metal housing 130g of the transmitting coil section 130 and the side wall of the metal housing 140g of the receiving coil section 140 using a fastening member such as a screw.
  • the screw may be, for example, an insulating resin screw.
  • the power transmission coil section 130 and the power receiving coil section 140 are integrated. Specifically, the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141 are housed in a single metal housing 340g. In one embodiment, the resonant capacitor of the power transmission coil section 130 and the resonant capacitor of the power receiving coil section 140 may also be housed in the metal housing 340g. In the plasma processing apparatus 100Gb, the metal housing 340g prevents high-frequency noise from leaking to the outside.
  • the plasma processing apparatus 100Gc shown in FIG. 37 differs from the plasma processing apparatus 100Gb in that the distance (gap length) between the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141 is variable. Specifically, the plasma processing apparatus 100Gc further includes a drive system 340d and a sensor 340m.
  • the drive system 340d is configured to change the distance (gap length) between the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141 by moving at least one of the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141. In one embodiment, the drive system 340d may move the power transmission coil 131.
  • the drive system 340d includes at least one actuator.
  • the at least one actuator is composed of a hydraulic or pneumatic cylinder, a motor, a piezoelectric element, or the like.
  • the drive system 340d may include multiple actuators.
  • the drive system 340d may detect the parallelism of the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141 using a sensor 340m, and at least one actuator may be controlled to keep the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141 parallel to each other according to the detection result of the sensor 340m.
  • the plasma processing apparatus 100Gc can change the distance between the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141, thereby improving the efficiency of power transmission between the power transmission coil 131 and the power receiving coil 141.
  • the space 110h includes the space inside the chamber 10 (plasma processing space 10s) and the space 110u, which is a non-reduced pressure space.
  • the receiving coil 141 is arranged in the space 110u together with the rectification/smoothing section 150 and the power storage section 160.
  • the transmitting coil 131 is arranged in the above-mentioned space 110a.
  • a circuit with high impedance is provided for the frequency of the high frequency power due to the stray capacitance caused by the space between the power transmitting coil 131 and the power receiving coil 141. This reduces leakage of high frequency power and improves the efficiency of use of the high frequency power. Therefore, if the process in the plasma processing apparatus 100Gd is etching, a high etching rate can be obtained.
  • the receiving coil 141 may be disposed within the space 110u at a distance equal to or greater than the insulation distance from the ground frame 110.
  • the potential of the receiving coil 141 is a potential that is close to the potential of the high-frequency power within the space 110h or the space 110u, and the influence of common node noise, i.e., conductive noise, is reduced depending on the coil-to-coil distance between the transmitting coil 131 and the receiving coil 141. Therefore, as shown in FIG. 38, the receiving coil 141 and the rectification/smoothing unit 150 may be directly connected without going through a filter such as the RF filter 200.
  • the receiving coil section 140 in the space 110u may have a housing 140c (insulating housing) made of an insulating material.
  • the receiving coil 141 is housed in the housing 140c.
  • the housing 140c extends on the rear side of the receiving coil 141 relative to the transmitting coil 131, and surrounds the outer periphery of the receiving coil 141.
  • the plasma processing apparatus 100Gd may further include a cooling mechanism 340f.
  • the cooling mechanism 340f may be a fan or a blower.
  • the cooling mechanism 340f is configured to cool the power transmission coil section 130.
  • the cooling mechanism 340f may be configured to further cool the power receiving coil section 140.
  • the power transmission coil section 130 and the power transmission section 120 may be electrically connected via an RF filter 200. In this case, the propagation of conductive noise to the power transmission section 120 is further suppressed.
  • the power transmission coil section 130 may include two or more power transmission coils 131 connected in series.
  • the power receiving coil section 140 may include two or more power receiving coils 141 connected in series.
  • the two or more power transmission coils 131 are electromagnetically coupled to the two or more power receiving coils 141.
  • the power transmission coil section 130 may include two power transmission coils 131.
  • the power receiving coil section 140 may include two power receiving coils 141.
  • the first of the two power transmission coils 131 is electromagnetically coupled to the first of the two power receiving coils 141.
  • the second of the two power transmission coils 131 is electromagnetically coupled to the second of the two power receiving coils 141.
  • One end of the first power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via one of the two resonant capacitors 132a and node 130Na.
  • the other end of the first power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via one of the two resonant capacitors 132b and node 130Nb.
  • One end of the second power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via the other of the two resonant capacitors 132a and node 130Na.
  • the other end of the second power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via the other of the two resonant capacitors 132b and node 130Nb.
  • One end of the first receiving coil is connected to the rectification and smoothing unit 150 via one of the two resonant capacitors 142a and node 140Na.
  • the other end of the first receiving coil is connected to the rectification and smoothing unit 150 via one of the two resonant capacitors 142b and node 140Nb.
  • One end of the second receiving coil is connected to the rectification and smoothing unit 150 via the other of the two resonant capacitors 142a and node 140Na.
  • the other end of the second receiving coil is connected to the rectification and smoothing unit 150 via the other of the two resonant capacitors 142b and node 140Nb.
  • a single resonant capacitor 132a may be connected between the node 130Na and the power transmission unit 120.
  • a single resonant capacitor 132b may be connected between the node 130Nb and the power transmission unit 120.
  • one end of the first power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via the node 130Na and the single resonant capacitor 132a, and the other end of the first power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via the node 130Nb and the single resonant capacitor 132b.
  • one end of the second power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via the node 130Na and the single resonant capacitor 132a, and the other end of the second power transmission coil is connected to the power transmission unit 120 via the node 130Nb and the single resonant capacitor 132b.
  • a single resonant capacitor 142a may be connected between the node 140Na and the rectifying/smoothing unit 150.
  • a single resonant capacitor 142b may be connected between the node 140Nb and the rectifying/smoothing unit 150.
  • one end of the first receiving coil is connected to the rectifying/smoothing unit 150 via the node 140Na and the single resonant capacitor 142a, and the other end of the first receiving coil is connected to the rectifying/smoothing unit 150 via the node 140Nb and the single resonant capacitor 142b.
  • one end of the second receiving coil is connected to the rectifying/smoothing unit 150 via the node 140Na and the single resonant capacitor 142a, and the other end of the second receiving coil is connected to the rectifying/smoothing unit 150 via the node 140Nb and the single resonant capacitor 142b.
  • the plasma processing apparatus 100Ge shown in FIG. 41 differs from the plasma processing apparatus 100Gc in that the rectification/smoothing unit 150 is disposed in the space 110a.
  • the rectification/smoothing unit 150 may be connected between the receiving coil unit 140 and the RF filter 200.
  • the RF filter 200 may be omitted.
  • the rectification/smoothing unit 150 is connected to the constant voltage control unit 180 without going through the RF filter 200.
  • Figure 42 is a diagram that shows a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • Figure 43 is a diagram that shows an immittance converter in a plasma processing apparatus according to yet another exemplary embodiment.
  • Plasma processing apparatuses of various exemplary embodiments that do not include a power storage unit 160 may further include an immittance converter 520.
  • the immittance converter 520 includes an immittance conversion circuit connected between the power transmission unit 120 and the power transmission coil unit 130.
  • the plasma processing apparatus 100Gf shown in Figure 42 will be described from the viewpoint of the differences from the plasma processing apparatus 100Gb.
  • the plasma processing apparatus 100Gf further includes an immittance converter 520.
  • the immittance conversion circuit of the immittance converter 520 includes an inductor 521, a capacitor 522, and an inductor 523.
  • a pair of power supply lines of the immittance conversion circuit connecting the power transmission unit 120 and the power transmission coil unit 130 to each other may include the same components and have the same line length in order to suppress the phase difference and potential difference of the conducted noise between them. Therefore, the pair of power supply lines each include an inductor 521 and an inductor 523. That is, the inductor 521 is connected between the power transmission unit 120 and one end of the power transmission coil 131. The inductor 523 is connected between the power transmission unit 120 and the other end of the power transmission coil 131.
  • a resonant capacitor 132a may be connected between the inductor 521 and one end of the power transmission coil 131.
  • a resonant capacitor 132b may be connected between the inductor 523 and the other end of the power transmission coil 131.
  • Each of the inductors 521 and 523 may be a coil configured by a winding using a Litz wire in order to suppress a decrease in power supply efficiency.
  • Each of the inductors 521 and 523 can be selected to have a withstand voltage against the sum of the transmission voltage and the conductive noise, and to have an allowable current equal to or greater than the transmission current. Note that the inductor 523 may be omitted. In this case, the other end of the power transmission coil 131 (or the resonant capacitor 132b) is connected to the power transmission unit 120 without going through the inductor 523.
  • the capacitor 522 is connected between a node on the power supply line connecting the inductor 521 and one end of the power transmission coil 131 (or the resonant capacitor 132a) to one node on the power supply line connecting the inductor 523 and the other end of the power transmission coil 131 (or the resonant capacitor 132b).
  • the capacitor 522 may be composed of one or more capacitors.
  • the capacitor 522 may have a capacitance selected to form a resonant circuit with the power transmission coil section 130.
  • Each of the one or more capacitors constituting the capacitor 522 may be a film capacitor or a ceramic capacitor (e.g., a multilayer ceramic capacitor) that does not have polarity.
  • each of the one or more capacitors constituting the capacitor 522 may be selected to have a withstand voltage against the sum of the transmission voltage and the conductive noise, and to have an allowable current equal to or greater than the transmission current.
  • the immittance converter 520 together with the power transmission unit 120, provides a constant current source, so that a constant current is supplied to the power transmission coil 131 and a constant voltage is supplied to the load. Therefore, the immittance converter 520 can perform constant voltage control on the load while responding to a wide range of load fluctuations, even in a configuration that does not include the power storage unit 160.
  • FIG. 44 is a diagram showing a power transmission unit that can be employed in plasma processing apparatuses according to various exemplary embodiments.
  • the rectifier/smoothing unit 123 of the power transmission unit 120 has a rectifier circuit that is a diode bridge and a smoothing circuit that includes a smoothing capacitor 123c.
  • the current detector 126i may also include a current transformer 126ct and a transmission current monitoring unit 126d.
  • the transmission current monitoring unit 126d is configured to monitor the transmission current by monitoring the current output from the current transformer 126ct.
  • the smoothing capacitor 123c may have a large capacity to reduce the ripple of the transmission voltage and thus the ripple of the transmission power.
  • the smoothing capacitor 123c may have a capacity of 0.1 mF or more, 0.5 mF or more, or 1 mF or more.
  • FIG. 45 is a diagram for explaining adjustment of the duty of the transmission voltage of the power transmitting unit that can be adopted in the plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • the waveform of the transmission voltage that can be transmitted from the power transmitting unit 120 is shown by a solid line, a dashed line, and a dashed line.
  • the period P TF is the period of the transmission voltage having a time length that is the reciprocal of the transmission frequency
  • Duty indicates the duty of the transmission voltage.
  • control unit 122 of the power transmission unit 120 may control the inverter 124 to adjust the duty of the transmission voltage so as to reduce the ripple of the transmission power output from the power transmission unit 120 even if the output voltage of the rectification and smoothing unit 123 contains ripple.
  • the control unit 122 sets the duty of the transmission voltage (see the dashed line in FIG. 45) at the peak of the ripple in accordance with the voltage detected by the voltage detector 125v to a value smaller than the duty of the transmission voltage (see the solid line in FIG. 45) when the ripple is at its intermediate value.
  • the control unit 122 also sets the duty of the transmission voltage (see the dashed line in FIG. 45) at the valley of the ripple in accordance with the voltage detected by the voltage detector 125v to a value larger than the duty of the transmission voltage when the ripple is at its intermediate value.
  • FIG. 46 is a diagram showing a power transmission unit and an AC/DC converter that can be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • the power transmission unit 120 does not include the rectification and smoothing unit 123, but includes a smoothing capacitor 123c that constitutes the above-mentioned smoothing circuit. That is, the power transmission unit 120 does not include the above-mentioned rectification circuit (e.g., a diode bridge).
  • an AC/DC converter 540 is connected between the AC power source 400 and the power transmission unit 120.
  • the AC/DC converter 540 may be a power source equipped with a PFC (Power Factor Correction) circuit.
  • PFC Power Factor Correction
  • the PFC circuit can suppress a decrease in power supply efficiency. According to the AC/DC converter 540, the ripple of the output voltage and the output power from the AC/DC converter 540 is reduced, so that the ripple of the transmission voltage output from the power transmission unit 120 is reduced, and the ripple of the transmission power is reduced. In addition, because the power transmission unit 120 does not include a smoothing circuit, it is possible to reduce the size of the power transmission unit 120.
  • FIG. 47 is a diagram showing a power receiving coil section 140 that can be employed in plasma processing apparatuses according to various exemplary embodiments.
  • the power receiving coil section 140 includes power receiving coils 141a and 141b.
  • One end of the power receiving coil 141a and one end of the power receiving coil 141b are connected to the rectification and smoothing section 150 via a resonant capacitor 142a.
  • the other end of the power receiving coil 141a and the other end of the power receiving coil 141b are connected to the rectification and smoothing section 150 via a resonant capacitor 142b.
  • two or more power receiving coils may be connected in parallel in the power receiving coil section 140. This increases the allowable current of the power receiving coil in the power receiving coil section 140.
  • FIGS. 48 and 49 are diagrams showing the configuration of a receiving coil and a transmitting coil that can be employed in plasma processing apparatuses according to various exemplary embodiments.
  • the first digit shown in the rectangles showing the wire of each of the receiving coil and the transmitting coil indicates the number of turns in the coil.
  • the first decimal place shown in the rectangle indicates that the wire of the coil is wound from the "0" position to the "5" position.
  • the example configurations shown in each of FIGS. 48 and 49 are employed in a receiving coil section 140 in which two receiving coils are connected in parallel, as in the example shown in FIG. 47.
  • the receiving coil 141a and the receiving coil 141b may be arranged such that one of the receiving coil 141a and the receiving coil 141b is located between the other of the receiving coil 141a and the receiving coil 141b and the transmitting coil 131.
  • the receiving coil 141a and the receiving coil 141b may be made of the same wire material, or may be made of different wire materials.
  • the rectifying/smoothing unit 150 is connected to the first turn located on the innermost side and the last turn located on the outermost side (e.g., the third turn) of each of the receiving coil 141a and the receiving coil 141b.
  • the immittance converter 520 is connected to the first turn located on the innermost side and the last turn located on the outermost side (e.g., the third turn) of each of the transmitting coils 131.
  • the multiple turns of each of the receiving coil 141a and the receiving coil 141b may be arranged in multiple stages (for example, in two stages).
  • the multiple stages of the receiving coil 141a and the multiple stages of the receiving coil 141b may be arranged alternately in the direction in which the multiple stages are arranged.
  • the receiving coil 141a and the receiving coil 141b may be made of the same wire material or different wire materials.
  • the multiple turns of the transmitting coil 131 may also be arranged in multiple stages (for example, in two stages). In the example shown in FIG.
  • the rectifying and smoothing unit 150 is connected to the first turn and the last turn (for example, the sixth turn) arranged on the innermost side of each of the receiving coil 141a and the receiving coil 141b.
  • the immittance converter 520 is connected to the first turn and the last turn (for example, the sixth turn) arranged on the innermost side of each of the transmitting coil 131. In this case, the phase difference and potential difference of the conductive noise propagating through the lead wires from the receiving coil 141a, the receiving coil 141b, and the transmitting coil 131 are reduced.
  • FIG. 50 and 51 is a diagram showing the configuration of a receiving coil section and a rectification and smoothing section that can be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • the receiving coil section 140 includes a single receiving coil 141.
  • the receiving coil section 140 includes multiple receiving coils connected in parallel, for example, receiving coil 141a and receiving coil 141b connected in parallel.
  • the rectifying/smoothing unit 150 includes a rectifying circuit 153a and a rectifying circuit 153b similar to the rectifying circuit 153, and includes a smoothing circuit 154a and a smoothing circuit 154b similar to the smoothing circuit 154.
  • the rectifying circuit 153a is connected to the smoothing circuit 154a
  • the rectifying circuit 153b is connected to the smoothing circuit 154b.
  • the rectifying circuit 153b and the smoothing circuit 154b are parallelized to the rectifying circuit 153a and the smoothing circuit 154a.
  • one end of the receiving coil 141 is connected to the rectifier circuit 153a and the rectifier circuit 153b via a resonant capacitor 142a.
  • the other end of the receiving coil 141 is connected to the rectifier circuit 153a and the rectifier circuit 153b via a resonant capacitor 142b.
  • one end of the receiving coil 141a and one end of the receiving coil 141b are connected to the rectifier circuit 153a and the rectifier circuit 153b via a resonant capacitor 142a.
  • the other end of the receiving coil 141a and the other end of the receiving coil 141b are connected to the rectifier circuit 153a and the rectifier circuit 153b via a resonant capacitor 142b.
  • each of the smoothing circuits 154a and 154b includes an inductor 1541a, an inductor 1541b, a capacitor 1542a, and a capacitor 1542b.
  • the inductor 1541a is connected between one of the pair of inputs of the smoothing circuit (154a or 154b) and one of the pair of outputs of the smoothing circuit.
  • the inductor 1541b is connected between the other of the pair of inputs of the smoothing circuit (154a or 154b) and the other of the pair of outputs of the smoothing circuit.
  • the smoothing circuit 154 shown in FIG. 14 may also further include an inductor 1541b, similar to the smoothing circuit 154a and the smoothing circuit 154b.
  • one end of the capacitor 1542a is connected to one of the pair of inputs of the smoothing circuit (154a or 154b) and one end of the inductor 1541a.
  • the other end of the capacitor 1542a is connected to the other of the pair of inputs of the smoothing circuit (154a or 154b) and one end of the inductor 1541b.
  • One end of the capacitor 1542b is connected to one of the pair of outputs of the smoothing circuit (154a or 154b) and the other end of the inductor 1541a.
  • the other end of the capacitor 1542b is connected to the other of the pair of outputs of the smoothing circuit (154a or 154b) and the other end of the inductor 1541b.
  • the allowable current is increased by paralleling the units including the rectifier circuit and the parallel circuit.
  • the inductance of the inductor 1541a and the inductor 1541b may be equal to each other or different.
  • the capacitance of the capacitor 1542a of the smoothing circuit 154a, the capacitance of the capacitor 1542b of the smoothing circuit 154a, the capacitance of the capacitor 1542a of the smoothing circuit 154b, and the capacitance of the capacitor 1542b of the smoothing circuit 154b may be equal to each other or different.
  • Each of the smoothing circuits 154a and 154b may not have the inductor 1541b.
  • the smoothing circuit 154a may not have the inductor 1541b
  • the smoothing circuit 154b may not have the inductor 1541a.
  • FIG. 52 to 56 is a diagram showing an integrated configuration related to power supply that can be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • Each of the configurations in Figures 52 to 56 is employed in a plasma processing apparatus including an immittance converter 520 and an AC/DC converter 540.
  • the power transmission coil section 130 and the power receiving coil section 140 are integrated by being disposed in a single metal housing 340g.
  • the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the RF filter 200 are also integrated in the space 110a.
  • the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the RF filter 200 are disposed, for example, in a single metal housing 341g.
  • the embodiment shown in FIG. 53 differs from the embodiment shown in FIG. 52 in that the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmitting coil section 130 are integrated with the immittance converter 520.
  • the resonant capacitors 132a and 132b may be disposed in a single housing together with the immittance conversion circuit of the immittance converter 520.
  • the unit constructed by integrating the power transmitting coil section 130, the power receiving coil section 140, and the RF filter 200 can be made smaller.
  • the embodiment shown in FIG. 54 differs from the embodiment shown in FIG. 52 in that the immittance converter 520 and the power transmission unit 120 are integrated.
  • the immittance converter 520 and the power transmission unit 120 may be disposed in a single housing 520g.
  • the wiring between the inverter of the power transmission unit 120 and the immittance converter 520 can be shortened. Therefore, the power supply efficiency can be improved.
  • the embodiment shown in FIG. 55 differs from the embodiment shown in FIG. 52 in that the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, and the power transmission section 120 are integrated.
  • the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, and the power transmission section 120 may be arranged in a single housing 520g.
  • the unit constructed by integrating the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the RF filter 200 can be made smaller.
  • the wiring between the inverter of the power transmission section 120 and the immittance converter 520 can be shortened. Therefore, the power supply efficiency can be improved.
  • the embodiment shown in FIG. 56 differs from the embodiment shown in FIG. 52 in that the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, the power transmission section 120, and the AC/DC converter 540 are integrated.
  • the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, the power transmission section 120, and the AC/DC converter 540 may be arranged in a single housing 520g.
  • the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the RF filter 200 are integrated to make the unit smaller.
  • the wiring between the inverter of the power transmission section 120 and the immittance converter 520 can be shortened. Therefore, the power supply efficiency can be improved.
  • the degree of freedom of layout between the AC power source 400 and the AC/DC converter 540 is increased.
  • FIG. 57 to 61 is a diagram showing an integrated configuration related to power supply that can be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • Each of the configurations in Figures 57 to 61 is employed in a plasma processing apparatus including an immittance converter 520 and an AC/DC converter 540.
  • each of the configurations in Figures 57 to 61 does not include an RF filter 200.
  • the rectification/smoothing section 150 is disposed in the space 110a.
  • the power transmission coil section 130 and the power receiving coil section 140 are integrated by being arranged in a single metal housing 340g.
  • the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the rectification/smoothing section 150 are also integrated in the space 110a.
  • the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the rectification/smoothing section 150 are arranged, for example, in a single metal housing 341g.
  • the embodiment shown in FIG. 58 differs from the embodiment shown in FIG. 57 in that the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmitting coil section 130 are integrated with the immittance converter 520.
  • the resonant capacitors 132a and 132b may be arranged in a single housing together with the immittance conversion circuit of the immittance converter 520.
  • the unit constructed by integrating the power transmitting coil section 130, the power receiving coil section 140, and the rectification and smoothing section 150 can be made smaller.
  • the embodiment shown in FIG. 59 differs from the embodiment shown in FIG. 57 in that the immittance converter 520 and the power transmission unit 120 are integrated.
  • the immittance converter 520 and the power transmission unit 120 may be disposed in a single housing 520g.
  • the wiring between the inverter of the power transmission unit 120 and the immittance converter 520 can be shortened. Therefore, the power supply efficiency can be improved.
  • the embodiment shown in FIG. 60 differs from the embodiment shown in FIG. 57 in that the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, and the power transmission section 120 are integrated.
  • the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, and the power transmission section 120 may be arranged in a single housing 520g.
  • the unit constructed by integrating the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the rectification and smoothing section 150 can be made smaller.
  • the wiring between the inverter of the power transmission section 120 and the immittance converter 520 can be shortened. Therefore, the power supply efficiency can be improved.
  • the embodiment shown in FIG. 61 differs from the embodiment shown in FIG. 57 in that the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, the power transmission section 120, and the AC/DC converter 540 are integrated.
  • the resonant capacitors 132a and 132b of the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, the power transmission section 120, and the AC/DC converter 540 may be arranged in a single housing 520g.
  • the power transmission coil section 130, the power receiving coil section 140, and the rectification and smoothing section 150 are integrated to reduce the size of the configured unit.
  • the wiring between the AC/DC converter 540 and the immittance converter 520 can be shortened. Therefore, the power supply efficiency can be improved. In addition, the degree of freedom of layout between the AC power source 400 and the AC/DC converter 540 is increased.
  • FIG. 62 to 65 is a diagram showing an integrated configuration related to power supply that can be employed in a plasma processing apparatus according to various exemplary embodiments.
  • Each of the configurations in Figures 62 to 65 is employed in a plasma processing apparatus including an immittance converter 520 and an AC/DC converter 540.
  • the receiving coil section 140 and the RF filter 200 are integrated in the space 110a.
  • the receiving coil section 140 and the RF filter 200 are arranged, for example, in a single metal housing 140gb.
  • the embodiment shown in FIG. 63 differs from the embodiment in FIG. 62 in that the power transmission coil section 130 and the immittance converter 520 are integrated.
  • the power transmission coil section 130 and the immittance converter 520 may be disposed in a single housing 520g (e.g., a metal housing) or in a metal housing 130g. According to this embodiment, it is possible to shorten the wiring between the immittance converter 520 and the power transmission coil 131. Therefore, the power supply efficiency can be improved.
  • the embodiment shown in FIG. 64 differs from the embodiment in FIG. 62 in that the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, and the power transmission section 120 are integrated.
  • the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, and the power transmission section 120 may be arranged in a single housing 520g (e.g., a metal housing) or in a metal housing 130g. According to this embodiment, it is possible to shorten the wiring between the inverter of the power transmission section 120 and the power transmission coil 131. Therefore, the power supply efficiency can be improved.
  • the embodiment shown in FIG. 65 differs from the embodiment in FIG. 62 in that the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, the power transmission section 120, and the AC/DC converter 540 are integrated.
  • the power transmission coil section 130, the immittance converter 520, the power transmission section 120, and the AC/DC converter 540 may be arranged in a single housing 520g (e.g., a metal housing) or in a metal housing 130g. According to this embodiment, it is possible to shorten the wiring between the AC/DC converter 540 and the power transmission coil 131. Therefore, the power supply efficiency can be improved. In addition, the degree of freedom in the layout between the AC power source 400 and the AC/DC converter 540 is increased.
  • the AC power supply 400 may be a three-phase AC power supply or a single-phase AC power supply.
  • a plasma processing chamber a substrate support disposed within the plasma processing chamber; an electrode or antenna disposed externally with respect to a plasma processing volume within the plasma processing chamber, the electrode or antenna being disposed such that a volume within the plasma processing chamber is located between the electrode or antenna and the substrate support; a high frequency power source configured to generate high frequency power and electrically connected to the substrate support, the electrode, or the antenna; at least one power consuming component disposed within the plasma processing chamber or within the substrate support; a receiving coil electrically connected to the at least one power consuming member; a power transmitting coil that is electromagnetically inductively coupled with the power receiving coil; a power transmitting unit electrically connected to the power transmitting coil to supply power to the power transmitting coil;
  • a control unit; Equipped with the power transmitting unit includes a voltage detector configured to detect an input voltage to the power transmitting coil and a current detector configured to detect an input current to the power transmitting coil; The control unit is configured to determine a required power level according to a parameter value including an input impedance calculated
  • the power transmitting unit is configured to output an output current having a transmission frequency, and to output an output voltage having a peak value and a duty ratio periodically at a time interval that is the reciprocal of the transmission frequency, thereby outputting power;
  • the plasma processing apparatus includes: a rectifying/smoothing unit having a rectifying circuit and a smoothing circuit connected between the receiving coil and the at least one power consuming member; a constant voltage control unit configured to change a load resistance value of the at least one power consuming member and connected between the rectifying and smoothing unit and the at least one power consuming member;
  • the plasma processing apparatus of E1 further comprising:
  • control unit has a table that stores, in correspondence with the parameter value, a peak value and a duty ratio of the output voltage and an amplitude of the output current corresponding to the parameter value, and is configured to cause the power transmission unit to output the output power having a peak value and a duty ratio of the output voltage and an amplitude value of the output current corresponding to the parameter value.
  • E4 A line capacitor; Excessive power consumption loads; A switching element configured to selectively connect the line capacitor between a pair of power supply lines connecting the rectification and smoothing unit and the constant voltage control unit to each other or to the excess power consumption load;
  • the immittance conversion circuit includes: an inductor connected between the power transmitting unit and the power transmitting coil; a capacitor connected between a pair of power supply lines connecting the power transmitting unit and the power transmitting coil to each other;
  • the power transmitting unit includes: a rectification/smoothing unit including a rectifier circuit and a smoothing capacitor connected between the power transmitting coil and the rectifier circuit; an inverter connected between the power transmission coil and the rectification and smoothing unit of the power transmission unit; A voltage monitoring unit configured to monitor a waveform of a voltage output from the rectification and smoothing unit of the power transmission unit; A control unit; Including, The control unit is configured to adjust the duty ratio of the output voltage output from the inverter in accordance with the waveform monitored by the voltage monitoring unit so as to suppress ripples in the output power.
  • the plasma processing apparatus according to E8.
  • the power transmitting unit includes: A smoothing unit including a smoothing capacitor and connected to the AC/DC converter; an inverter connected between the power transmitting coil and the smoothing unit of the power transmitting unit; A voltage monitoring unit configured to monitor a waveform of a voltage output from the smoothing unit of the power transmitting unit; A control unit; Including, The control unit is configured to adjust the duty ratio of the output voltage output from the inverter in accordance with the waveform monitored by the voltage monitoring unit so as to suppress ripples in the output power.
  • the plasma processing apparatus according to E8.
  • a power transmission coil unit including the power transmission coil and a resonance capacitor connected between the power transmission coil and the immittance conversion circuit, The power transmitting coil section and the immittance converter are accommodated in a single housing.
  • the plasma processing apparatus according to any one of E7 to E10.
  • a power transmission coil unit including the power transmission coil and a resonance capacitor connected between the power transmission coil and the immittance conversion circuit,
  • the power transmitting coil unit, the immittance converter, and the power transmitting unit are accommodated in a single housing.
  • the plasma processing apparatus according to any one of E7 to E10.
  • a power transmission coil unit including the power transmission coil and a resonance capacitor connected between the power transmission coil and the immittance conversion circuit,
  • the power transmitting coil unit, the AC/DC converter, the immittance converter, and the power transmitting unit are accommodated in a single housing.
  • 1...plasma processing apparatus 10...chamber, 11...substrate support section, 110...ground frame, 120...power transmission section, 130...power transmission coil section, 131...power transmission coil, 140...power receiving coil section, 141...power receiving coil, 150...rectification and smoothing section, 180...constant voltage control section, 240...power consumption member, 300...high frequency power source.

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Abstract

開示されるプラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ内に少なくとも一つの電力消費部材を含む。少なくとも一つの電力消費部材は、受電コイルと電気的に接続されている。受電コイルは、送電コイルと電磁誘導結合されている。送電コイルは、送電部からの電力を受ける。制御部が、制御部は、送電部から送電コイルへの入力電圧及び入力電流から求められる入力インピーダンス又は少なくとも一つの電力消費部材が有する負荷抵抗値を含むパラメータ値に応じた必要電力レベルを決定し、送電部を制御して必要電力レベルを有する出力電力を出力させる。

Description

プラズマ処理装置
　本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
　プラズマ処理装置が、プラズマ処理において用いられる。プラズマ処理装置は、チャンバ及びチャンバ内に配置される基板支持台（載置台）を備えている。基板支持台は、基台（下部電極）及び基板を保持する静電チャックを有している。静電チャックの内部には基板の温度を調整するための温度調整素子（例えば、ヒータ）が設けられている。また、温度調整素子と温度調整素子用電源との間には、チャンバ内の高周波電極及び／又はその他の電気的部材から給電ライン及び／又は信号線等の線路上に入ってくる高周波ノイズを減衰させるか阻止するフィルタが設けられている。このようなプラズマ処理装置の一種は、下記の特許文献１に記載されている。
特開２０１５－１７３０２７号公報
　本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置における電力消費部材の負荷抵抗値に応じて蓄電部を介することなく電磁誘導結合により電力を供給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、プラズマ処理チャンバ、基板支持部、電極又はアンテナ、高周波電源、少なくとも一つの電力消費部材、受電コイル、送電コイル、送電部、及び制御部を備える。基板支持部は、プラズマ処理チャンバ内に配置されている。電極又はアンテナは、プラズマ処理チャンバ内のプラズマ処理空間に対して外側に配置されている。プラズマ処理チャンバ内の空間は、電極又はアンテナと基板支持部との間に位置する。高周波電源は、高周波電力を発生するように構成されており、基板支持部、電極又はアンテナに電気的に接続されている。少なくとも一つの電力消費部材は、プラズマ処理チャンバ内又は基板支持部内に配置される。受電コイルは、少なくとも一つの電力消費部材と電気的に接続される。送電コイルは、受電コイルと電磁誘導結合される。送電部は、送電コイルに電力を供給するよう送電コイルに電気的に接続される。送電部は、送電コイルへの入力電圧を検出するように構成された電圧検出器及び送電コイルへの入力電流を検出するように構成された電流検出器を含む。制御部は、入力電圧及び入力電流から求められる入力インピーダンス又は少なくとも一つの電力消費部材が有する負荷抵抗値を含むパラメータ値に応じた必要電力レベルを決定し、送電部を制御して必要電力レベルを有する出力電力を出力させるように構成されている。
　一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置における電力消費部材の負荷抵抗値に応じて蓄電部を介することなく電磁誘導結合により電力を供給する技術が提供される。
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。 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。 別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。 更に別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。 更に別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。 更に別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送電部を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る受電コイル部のインピーダンス特性を示すグラフである。 一つの例示的実施形態に係るＲＦフィルタを示す図である。 一つの例示的実施形態に係る整流・平滑部を示す図である。 一つの例示的実施形態に係るＲＦフィルタを示す図である。 一つの例示的実施形態に係る送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部を示す図である。 更に別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。 更に別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。 別の例示的実施形態に係る送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部を示す図である。 更に別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。 更に別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。 更に別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２３の（ａ）及び図２３の（ｂ）の各々は、一つの例示的実施形態に係る蓄電部を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る電圧制御コンバータを示す図である。 一つの例示的実施形態に係る定電圧制御部を示す図である。 別の例示的実施形態に係る定電圧制御部を示す図である。 更に別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。 送電コイル部及び受電コイル部の一例の等価回路を示す図である。 少なくとも一つのテーブルの例を示す図である。 少なくとも一つのテーブルの例を示す図である。 更に別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。 負荷抵抗値、入力インピーダンス、伝送電力、及びスイッチング素子の状態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給電方法の流れ図である。 一つの例示的実施形態に係る給電方法の流れ図である。 更に別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。 更に別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。 更に別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。 更に別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。 更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置における送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。 更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置における送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。 更に別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。 更に別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。 更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置におけるイミタンス変換器を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る送電部を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る送電部の伝送電圧のデューティの調整を説明する図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る送電部及びＡＣ／ＤＣコンバータを示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイル部を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイルと送電コイルの構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイルと送電コイルの構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイル部及び整流・平滑部の構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイル部及び整流・平滑部の構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。 種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。
　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。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。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。
　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）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。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。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。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（吸着電極、チャック電極、又はクランプ電極ともいう）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。また、後述するＲＦ電源３１及び／又はＤＣ電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。
　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。
　電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
　一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。
　第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
　また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。
　種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
　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。
　なお、容量結合型のプラズマ処理装置１においては、上部電極は、当該上部電極と基板支持部１１との間にプラズマ処理空間が位置するように配置される。第１のＲＦ生成部３１ａのような高周波電源は、上部電極又は基板支持部１１内の下部電極に電気的に接続される。プラズマ処理装置１が誘導結合型のプラズマ処理装置である場合には、アンテナが、当該アンテナと基板支持部１１との間にプラズマ処理空間が位置するように配置される。第１のＲＦ生成部３１ａのような高周波電源は、アンテナに電気的に接続される。プラズマ処理装置１がマイクロ波のような表面波によりプラズマを生成するプラズマ処理装置である場合には、アンテナが、当該アンテナと基板支持部１１との間にプラズマ処理空間が位置するように配置される。第１のＲＦ生成部３１ａのような高周波電源は、導波路を介してアンテナに電気的に接続される。
　以下、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。以下に説明する各プラズマ処理装置は、チャンバ１０内の少なくとも一つの電力消費部材に無線給電（電磁誘導結合）により電力を供給するように構成されており、プラズマ処理装置１と同じ構成を有し得る。
　図３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。図３に示すプラズマ処理装置１００Ａは、少なくとも一つの高周波電源３００、受電コイル部１４０、蓄電部１６０、及び少なくとも一つの電力消費部材２４０（図２５及び図２６参照）を含んでいる。プラズマ処理装置１００Ａは、送電部１２０、送電コイル部１３０、整流・平滑部１５０、定電圧制御部１８０（一例の電圧制御部）、グランドフレーム１１０、整合部３０１を更に含んでいてもよい。
　少なくとも一つの高周波電源３００は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び／又は第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。少なくとも一つの高周波電源３００は、整合部３０１を介して基板支持部１１に電気的に接続されている。整合部３０１は、少なくとも一つのインピーダンス整合回路を含んでいる。
　グランドフレーム１１０は、チャンバ１０を含んでおり、電気的に接地されている。グランドフレーム１１０は、その内部の空間１１０ｈ（ＲＦ－Ｈｏｔ空間）と外側の空間１１０ａ（大気空間）とを電気的に分離している。グランドフレーム１１０は、空間１１０ｈ内に配置された基板支持部１１を囲んでいる。プラズマ処理装置１００Ａでは、整流・平滑部１５０、蓄電部１６０、及び定電圧制御部１８０は、空間１１０ｈ内に配置されている。また、プラズマ処理装置１００Ａでは、送電部１２０、送電コイル部１３０、及び受電コイル部１４０は、空間１１０ａに配置されている。なお、空間１１０ｈは、減圧空間（真空空間）と非減圧空間（非真空空間）を含む。減圧空間は、チャンバ１０内の空間であり、非減圧空間は、チャンバ１０外の空間である。基板支持部１１及び基板Ｗは、減圧空間内に配置される。整流・平滑部１５０、蓄電部１６０、及び定電圧制御部１８０は、非減圧空間内に配置される。
　空間１１０ａに配置されているデバイス、即ち、送電部１２０、送電コイル部１３０、及び受電コイル部１４０等は、アルミニウムのような金属から形成された金属筐体によって覆われており、当該金属筐体は接地されている。これにより、第１のＲＦ信号（ソースＲＦ信号）及び／又は第２のＲＦ信号（バイアスＲＦ信号）のような高周波電力に起因する高周波ノイズの漏洩が抑制される。かかる金属筐体と各給電ラインは、それらの間に絶縁距離を有している。なお、以下の説明において、第１のＲＦ信号及び／又は第２のＲＦ信号のような高周波電力であって送電部１２０に向けて伝搬する高周波電力を、高周波ノイズ、コモンモードノイズ、又は伝導性ノイズということがある。
　送電部１２０は、交流電源４００（例えば、商用交流電源）と送電コイル部１３０との間で電気的に接続されている。送電部１２０は、交流電源４００からの交流電力の周波数を受けて、当該交流電力の周波数を伝送周波数に変換することにより、伝送周波数を有する交流電力、即ち伝送交流電力を生成する。
　送電コイル部１３０は、後述する送電コイル１３１（図９参照）を含んでいる。送電コイル１３１は、送電部１２０に電気的に接続されている。送電コイル１３１は、送電部１２０からの伝送交流電力を受けて、当該伝送交流電力を受電コイル１４１に無線伝送する。
　受電コイル部１４０は、後述する受電コイル１４１（図９参照）を含んでいる。受電コイル１４１は、送電コイル１３１と電磁誘導結合されている。電磁誘導結合は、磁界結合及び電界結合を含む。また、磁界結合は、磁界共鳴（磁界共振ともいう）を含む。受電コイル１４１と送電コイル１３１との間の距離は、コモンモードノイズ（伝導性ノイズ）を抑制するように設定されている。また、受電コイル１４１と送電コイル１３１との間の距離は、給電可能な距離に設定されている。受電コイル１４１と送電コイル１３１との間の距離は、受電コイル１４１と送電コイル１３１との間での高周波電力（即ち、高周波ノイズ）の減衰量が閾値以下となり、且つ、送電コイル１３１からの電力を受電コイル１４１において受電可能なように設定される。減衰量の閾値は、送電部１２０の破損又は誤動作を十分に防止できる値に設定される。減衰量の閾値は、例えば、－２０ｄＢである。受電コイル部１４０によって受電された伝送交流電力は、整流・平滑部１５０に出力される。
　整流・平滑部１５０は、受電コイル部１４０と蓄電部１６０との間で電気的に接続されている。整流・平滑部１５０は、受電コイル部１４０からの伝送交流電力に対する全波整流及び平滑化により、直流電力を生成する。整流・平滑部１５０によって生成された直流電力は、蓄電部１６０において蓄電される。蓄電部１６０は、整流・平滑部１５０と定電圧制御部１８０との間で電気的に接続されている。なお、整流・平滑部１５０は、受電コイル部１４０からの伝送交流電力に対する半波整流及び平滑化により、直流電力を生成してもよい。
　整流・平滑部１５０と送電部１２０は、信号ライン１２５０により互いに電気的に接続されている。整流・平滑部１５０は、信号ライン１２５０を介して指示信号を送電部１２０に送信する。指示信号は、伝送交流電力の供給又は伝送交流電力の供給の停止を送電部１２０に指示するための信号である。指示信号は、ステータス信号、異常検知信号、並びに、送電コイル部１３０及び受電コイル部１４０の冷却制御信号を含み得る。ステータス信号は、整流・平滑部１５０の電圧検出器１５５ｖ（図１４参照）及び電流検出器１５５ｉ（図１４参照）が検出する電圧、電流、電力の大きさ及び／又は位相等の値である。異常検知信号は、整流・平滑部１５０の故障及び／又は温度異常の発生を送電部１２０に伝達するための信号である。冷却制御信号は、送電コイル部１３０及び受電コイル部１４０に設けられた冷却機構を制御する。冷却制御信号は、例えば、空冷の場合は、ファンの回転数を制御する。また、液冷の場合は、冷媒の流速及び／又は温度等を制御する。
　定電圧制御部１８０は、蓄電部１６０において蓄電される電力を用いて、少なくとも電力消費部材２４０に電圧を印加する。定電圧制御部１８０は、少なくとも電力消費部材２４０に対する電圧印加とその停止を制御し得る。
　プラズマ処理装置１００Ａにおいて、受電コイル１４１は、第１のＲＦ信号及び／又は第２のＲＦ信号のような高周波電力に起因する高周波ノイズに対するフィルタとして機能する。したがって、プラズマ処理装置の外部の電源への高周波ノイズの伝搬が抑制される。
　図４を参照する。図４は、別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。以下、図４に示すプラズマ処理装置１００Ｂについて、プラズマ処理装置１００Ａに対するその相違点の観点から説明する。
　プラズマ処理装置１００Ｂは、電圧制御コンバータ１７０を更に含んでいる。電圧制御コンバータ１７０は、ＤＣ－ＤＣコンバータであり、蓄電部１６０と定電圧制御部１８０との間で接続されている。電圧制御コンバータ１７０は、蓄電部１６０に電圧変動が生じた場合においても、一定の出力電圧を定電圧制御部１８０に入力するように構成され得る。なお、蓄電部１６０における電圧変動は、例えば、蓄電部１６０を電気二重層で構成した場合に蓄電電力に応じた電圧低下等として生じ得る。
　図５を参照する。図５は、更に別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。以下、図５に示すプラズマ処理装置１００Ｃについて、プラズマ処理装置１００Ｂに対するその相違点の観点から説明する。
　プラズマ処理装置１００Ｃは、ＲＦフィルタ１９０を更に備えている。ＲＦフィルタ１９０は、整流・平滑部１５０と送電部１２０との間で接続されている。ＲＦフィルタ１９０は、信号ライン１２５０の一部を構成する。ＲＦフィルタ１９０は、信号ライン１２５０を介した高周波電力（高周波ノイズ）の伝搬を抑制する特性を有する。即ち、ＲＦフィルタ１９０は、高周波ノイズ（伝導性ノイズ）に対して高いインピーダンスを有するが、比較的低い周波数の指示信号を通過させる特性を有するローパスフィルタを含む。
　プラズマ処理装置１００Ｃでは、蓄電部１６０、電圧制御コンバータ１７０、及び定電圧制御部１８０が、互いに一体化されている。即ち、蓄電部１６０、電圧制御コンバータ１７０、及び定電圧制御部１８０は共に、単一の金属筐体内に配置されているか、単一の回路基板上に形成されている。これにより、蓄電部１６０と電圧制御コンバータ１７０とを互いに接続する一対の給電ライン（プラスライン及びマイナスライン）の各々の長さが短くなる。また、蓄電部１６０と電圧制御コンバータ１７０とを互いに接続する一対の給電ラインの長さを互いに等しくすることが可能である。また。電圧制御コンバータ１７０と定電圧制御部１８０とを互いに接続する一対の給電ライン（プラスライン及びマイナスライン）の各々の長さが短くなる。また、電圧制御コンバータ１７０と定電圧制御部１８０とを互いに接続する一対の給電ラインの長さを互いに等しくすることが可能である。したがって、ノーマルモードノイズ（プラスラインとマイナスラインの線間の電位差）に起因するデバイスの誤動作及び破損が抑制される。なお、チャンバ１０内に当該筐体の周囲に電磁界を遮蔽する別の金属体が設けられている場合は、単一の筐体は、金属製でなくてもよい。
　図６を参照する。図６は、更に別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。以下、図６に示すプラズマ処理装置１００Ｄについて、プラズマ処理装置１００Ｃに対する相違点の観点から説明する。
　プラズマ処理装置１００Ｄは、ＲＦフィルタ１９０を含んでいない。プラズマ処理装置１００Ｄにおいて、整流・平滑部１５０は、無線部である通信部１５１を含む。通信部１５１は、非減圧空間内に配置されている。また、送電部１２０は、無線部である通信部１２１を含む。通信部１２１は、空間１１０ａに配置されている。上述の指示信号は、整流・平滑部１５０と送電部１２０との間で通信部１５１及び通信部１２１を用いて伝送される。通信部１２１及び通信部１５１の詳細については、後述する。
　図７を参照する。図７は、更に別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。以下、図７に示すプラズマ処理装置１００Ｅについて、プラズマ処理装置１００Ｄに対するその相違点の観点から説明する。
　プラズマ処理装置１００Ｅは、ＲＦフィルタ２００を更に含んでいる。ＲＦフィルタ２００は、受電コイル部１４０と整流・平滑部１５０との間で接続されている。ＲＦフィルタ２００は、受電コイル部１４０から送電コイル１３１及び送電部１２０へ伝搬する高周波ノイズを低減させるか遮断する特性を有する。ＲＦフィルタ２００の詳細については、後述する。
　以下、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置における無線給電のための各部の構成について詳細に説明する。
　［送電部の構成］
　図８は、一つの例示的実施形態に係る送電部を示す図である。送電部１２０は、上述したように、交流電源４００からの交流電力の周波数を受けて、当該交流電力の周波数を伝送周波数に変換することにより、伝送周波数を有する伝送交流電力を生成する。
　一実施形態において、送電部１２０は、制御部１２２、整流・平滑部１２３、及びインバータ１２４を含む。制御部１２２は、ＣＰＵのようなプロセッサ又は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る。
　整流・平滑部１２３は、整流回路と平滑回路を含む。整流回路は、例えばダイオードブリッジを含む。平滑回路は、例えば線間コンデンサを含む。整流・平滑部１２３は、交流電源４００からの交流電力に対する全波整流及び平滑化により、直流電力を生成する。なお、整流・平滑部１２３は、交流電源４００からの交流電力に対する半波整流及び平滑化により、直流電力を生成してもよい。
　インバータ１２４は、整流・平滑部１２３によって出力される直流電力から伝送周波数を有する伝送交流電力を生成する。インバータ１２４は、例えば、フルブリッジインバータであり、複数のトライアック又は複数のスイッチング素子（例えばＦＥＴ）を含む。インバータ１２４は、制御部１２２による複数のトライアック又は複数のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御により、伝送交流電力を生成する。インバータ１２４から出力された伝送交流電力は、送電コイル部１３０に出力される。
　送電部１２０は、電圧検出器１２５ｖ、電流検出器１２５ｉ、電圧検出器１２６ｖ、及び電流検出器１２６ｉを更に含んでいてもよい。電圧検出器１２５ｖは、整流・平滑部１２３とインバータ１２４とを互いに接続する一対の給電ラインの間の電圧値を検出する。電流検出器１２５ｉは、整流・平滑部１２３とインバータ１２４との間での電流値を検出する。電圧検出器１２６ｖは、インバータ１２４と送電コイル部１３０を互いに接続する一対の給電ラインの間の電圧値を検出する。電流検出器１２６ｉは、インバータ１２４と送電コイル部１３０との間での電流値を検出する。電圧検出器１２５ｖによって検出された電圧値、電流検出器１２５ｉによって検出された電流値、電圧検出器１２６ｖによって検出された電圧値、及び電流検出器１２６ｉによって検出された電流値は、制御部１２２に通知される。
　送電部１２０は、上述した通信部１２１を含んでいる。通信部１２１は、ドライバ１２１ｄ、送信器１２１ｔｘ、及び受信器１２１ｒｘを含む。送信器１２１ｔｘは、無線信号の送信器であるか、光信号の送信器である。受信器１２１ｒｘは、無線信号の受信器であるか、光信号の受信器である。通信部１２１は、ドライバ１２１ｄにより送信器１２１ｔｘを駆動して制御部１２２からの信号を無線信号又は光信号として送信器１２１ｔｘから出力させる。送信器１２１ｔｘから出力された信号は、後述する通信部１５１（図１４参照）において受信される。また、通信部１２１は、通信部１５１から上述の指示信号のような信号を受信器１２１ｒｘにより受信して、受信した信号をドライバ１２１ｄを介して制御部１２２に入力する。制御部１２２は、通信部１５１から通信部１２１を介して受信した指示信号、電圧検出器１２５ｖによって検出された電圧値、電流検出器１２５ｉによって検出された電流値、電圧検出器１２６ｖによって検出された電圧値、及び電流検出器１２６ｉによって検出された電流値に応じてインバータ１２４を制御することにより、伝送交流電力の出力及びその停止を切り替える。
　［送電コイル部及び受電コイル部］
　図９～図１１を参照する。図９～図１１の各々は、一つの例示的実施形態に係る送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。図９に示すように、送電コイル部１３０は、送電コイル１３１に加えて、共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂを含んでいてもよい。共振コンデンサ１３２ａは、送電部１２０と送電コイル部１３０とを互いに接続する一対の給電ラインのうち一方と送電コイル１３１の一端との間で接続されている。共振コンデンサ１３２ｂは、当該一対の給電ラインのうち他方と送電コイル１３１の他端との間で接続されている。送電コイル１３１、共振コンデンサ１３２ａ、及び共振コンデンサ１３２ｂは、伝送周波数に対して共振回路を構成する。即ち、送電コイル１３１、共振コンデンサ１３２ａ、及び共振コンデンサ１３２ｂは、伝送周波数に略一致する共振周波数を有する。なお、送電コイル部１３０は、共振コンデンサ１３２ａと共振コンデンサ１３２ｂの何れか一方を含んでいなくてもよい。
　図１０及び図１１に示すように、送電コイル部１３０は、金属筐体１３０ｇを更に含んでいてもよい。金属筐体１３０ｇは、開口端を有しており、接地されている。送電コイル１３１は、金属筐体１３０ｇ内に絶縁距離を確保して配置されている。送電コイル部１３０は、ヒートシンク１３４、フェライト材１３５、及び熱伝導シート１３６を更に含んでいてもよい。ヒートシンク１３４は、金属筐体１３０ｇ内に配置されており、金属筐体１３０ｇによって支持されている。フェライト材１３５は、ヒートシンク１３４上に配置されている。熱伝導シート１３６は、フェライト材１３５上に配置されている。送電コイル１３１は、熱伝導シート１３６上に配置されており、金属筐体１３０ｇの開口端を介して受電コイル１４１と対面している。図１１に示すように、金属筐体１３０ｇ内には、共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂが更に収容されていてもよい。
　図９に示すように、受電コイル部１４０は、受電コイル１４１を含む。受電コイル１４１は、送電コイル１３１と電磁誘導結合される。受電コイル部１４０は、受電コイル１４１に加えて、共振コンデンサ１４２ａ及び共振コンデンサ１４２ｂを含んでいてもよい。共振コンデンサ１４２ａは、受電コイル部１４０から延びる一対の給電ラインのうち一方と受電コイル１４１の一端との間で接続されている。共振コンデンサ１４２ｂは、当該一対の給電ラインのうち他方と受電コイル１４１の他端との間で接続されている。受電コイル１４１、共振コンデンサ１４２ａ、及び共振コンデンサ１４２ｂは、伝送周波数に対して共振回路を構成する。即ち、受電コイル１４１、共振コンデンサ１４２ａ、及び共振コンデンサ１４２ｂは、伝送周波数に略一致する共振周波数を有する。なお、受電コイル部１４０は、共振コンデンサ１４２ａと共振コンデンサ１４２ｂの何れか一方を含んでいなくてもよい。
　図１０及び図１１に示すように、受電コイル部１４０は、金属筐体１４０ｇを更に含んでいてもよい。金属筐体１４０ｇは、開口端を有しており、接地されている。受電コイル１４１は、金属筐体１４０ｇ内に絶縁距離を確保して配置されている。受電コイル部１４０は、スペーサ１４３、ヒートシンク１４４、フェライト材１４５、及び熱伝導シート１４６を更に含んでいてもよい。スペーサ１４３は、金属筐体１４０ｇ内に配置されており、金属筐体１４０ｇによって支持されている。スペーサ１４３については、後述する。ヒートシンク１４４は、スペーサ１４３上に配置されている。フェライト材１４５は、ヒートシンク１４４上に配置されている。熱伝導シート１４６は、フェライト材１４５上に配置されている。受電コイル１４１は、熱伝導シート１４６上に配置されており、金属筐体１４０ｇの開口端を介して送電コイル１３１と対面している。図１１に示すように、金属筐体１４０ｇ内には、共振コンデンサ１４２ａ及び共振コンデンサ１４２ｂが更に収容されていてもよい。
　スペーサ１４３は、誘電体から形成されており、受電コイル１４１と金属筐体１４０ｇ（グランド）との間に設けられている。スペーサ１４３は、受電コイル１４１とグランドとの間に空間浮遊容量を与えている。
　［受電コイル部のインピーダンス特性］
　図１２を参照する。図１２は、一つの例示的実施形態に係る受電コイル部のインピーダンス特性を示すグラフである。図１２は、スペーサ１４３の厚さに応じた受電コイル部１４０のインピーダンス特性を示している。スペーサ１４３の厚さは、ヒートシンク１４４と金属筐体１４０ｇとの間の距離に対応する。図１２に示すように、受電コイル部１４０は、スペーサ１４３の厚さに応じて周波数ｆＨ及び周波数ｆＬの各々のインピーダンスを調整することができる。したがって、受電コイル部１４０によれば、第１のＲＦ信号及び第２のＲＦ信号のようなプラズマ処理装置において使用される二つの高周波電力の周波数の各々において高いインピーダンスを提供することが可能である。また、受電コイル部１４０において高いインピーダンスを得ることができるので、高周波電力の損失を抑制して、高い処理レート（例えばエッチングレート）を得ることができる。
　［ＲＦフィルタ２００］
　図１３を参照する。図１３は、一つの例示的実施形態に係るＲＦフィルタを示す図である。図１３に示すように、ＲＦフィルタ２００は、受電コイル部１４０と整流・平滑部１５０との間で接続されている。ＲＦフィルタ２００は、インダクタ２０１ａ、インダクタ２０１ｂ、終端コンデンサ２０２ａ、及び終端コンデンサ２０２ｂを含む。インダクタ２０１ａの一端は、共振コンデンサ１４２ａに接続されており、インダクタ２０１ａの他端は、整流・平滑部１５０に接続されている。インダクタ２０１ｂの一端は、共振コンデンサ１４２ｂに接続されており、インダクタ２０１ｂの他端は、整流・平滑部１５０に接続されている。終端コンデンサ２０２ａは、インダクタ２０１ａの一端とグランドとの間で接続されている。終端コンデンサ２０２ｂは、インダクタ２０１ｂの一端とグランドとの間で接続されている。インダクタ２０１ａ及び終端コンデンサ２０２ａは、ローパスフィルタを形成する。また、インダクタ２０１ｂ及び終端コンデンサ２０２ｂは、ローパスフィルタを形成する。ＲＦフィルタ２００によれば、第１のＲＦ信号及び第２のＲＦ信号のようなプラズマ処理装置において使用される二つの高周波電力の周波数の各々において高インピーダンスが得られる。したがって、高周波電力の損失が抑制されて、高い処理レート（例えばエッチングレート）を得ることができる。
　［整流・平滑部］
　図１４を参照する。図１４は、一つの例示的実施形態に係る整流・平滑部を示す図である。一実施形態において、整流・平滑部１５０は、制御部１５２、整流回路１５３、及び平滑回路１５４を含む。整流回路１５３は、受電コイル部１４０と平滑回路１５４との間で接続されている。平滑回路１５４は、整流回路１５３と蓄電部１６０との間で接続されている。制御部１５２は、ＣＰＵのようなプロセッサ又は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る。なお、制御部１５２は、制御部１２２と同一であってもよく、異なっていてもよい。
　整流回路１５３は、受電コイル部１４０からの交流電力に対する全波整流により生成した電力を出力する。整流回路１５３は、例えばダイオードブリッジである。なお、整流回路１５３は、受電コイル部１４０からの交流電力に対する半波整流により生成した電力を出力してもよい。
　平滑回路１５４は、整流回路１５３からの電力に対する平滑化により直流電力を生成する。平滑回路１５４は、インダクタ１５４１ａ、コンデンサ１５４２ａ、及びコンデンサ１５４２ｂを含んでいてもよい。インダクタ１５４１ａの一端は、平滑回路１５４の一対の入力のうち一方に接続されている。インダクタ１５４１ａの他端は、整流・平滑部１５０の正出力（ＶＯＵＴ＋）に接続されている。整流・平滑部１５０の正出力は、後述する一対の給電ラインのうちプラスライン１６０ｐ（図２３の（ａ）及び図２３の（ｂ）を参照）を介して蓄電部１６０の一つ以上のコンデンサの各々の一端に接続されている。
　コンデンサ１５４２ａの一端は、平滑回路１５４の一対の入力のうち一方及びインダクタ１５４１ａの一端に接続されている。コンデンサ１５４２ａの他端は、平滑回路１５４の一対の出力のうち他方及び整流・平滑部１５０の負出力（ＶＯＵＴ－）に接続されている。整流・平滑部１５０の負出力は、後述する一対の給電ラインのうちマイナスライン１６０ｍ（図２３の（ａ）及び図２３の（ｂ）を参照）を介して蓄電部１６０の一つ以上のコンデンサの各々の他端に接続されている。コンデンサ１５４２ｂの一端は、インダクタ１５４１ａの他端に接続されている。コンデンサ１５４２ｂの他端は、平滑回路１５４の一対の出力のうち他方及び整流・平滑部１５０の負出力（ＶＯＵＴ－）に接続されている。
　整流・平滑部１５０は、電圧検出器１５５ｖ及び電流検出器１５５ｉを更に含んでいてもよい。電圧検出器１５５ｖは、整流・平滑部１５０の正出力と負出力との間の電圧値を検出する。電流検出器１５５ｉは、整流・平滑部１５０と蓄電部１６０との間での電流値を検出する。電圧検出器１５５ｖによって検出された電圧値及び電流検出器１５５ｉによって検出された電流値は、制御部１５２に通知される。制御部１５２は、蓄電部１６０において蓄えられている電力に応じて、上述の指示信号を生成する。例えば、制御部１５２は、蓄電部１６０において蓄えられている電力が第１の閾値以下である場合には、送電部１２０に給電、即ち伝送交流電力の出力を指示するための指示信号を生成する。第１の閾値は、例えば、電力消費部材２４０といった負荷での消費電力である。また、余裕度を考慮して電力消費部材２４０といった負荷での消費電力に一定の値（例えば、１以上、３以下の範囲内の値）を乗算した値でもよい。一方、制御部１５２は、蓄電部１６０において蓄えられている電力が第２の閾値よりも大きい場合には、送電部１２０に対して給電の停止、即ち伝送交流電力の出力の停止を指示するための指示信号を生成する。第２の閾値は、蓄電部１６０の限界蓄電電力を超えない値である。第２の閾値は、例えば、蓄電部１６０の限界蓄電電力に一定の値（例えば１以下の値）を乗算した値である。
　整流・平滑部１５０は、上述した通信部１５１を含んでいる。通信部１５１は、ドライバ１５１ｄ、送信器１５１ｔｘ、及び受信器１５１ｒｘを含む。送信器１５１ｔｘは、無線信号の送信器であるか、光信号の送信器である。受信器１５１ｒｘは、無線信号の受信器であるか、光信号の受信器である。通信部１５１は、ドライバ１５１ｄにより送信器１５１ｔｘを駆動して指示信号のような制御部１２２からの信号を送信器１５１ｔｘから無線信号又は光信号として出力させる。送信器１５１ｔｘら出力された信号は、送電部１２０の通信部１２１において受信される。また、通信部１５１は、通信部１２１からの信号を受信器１５１ｒｘにより受信して、受信した信号をドライバ１５１ｄを介して制御部１５２に入力する。
　［ＲＦフィルタ１９０］
　図１５を参照する。図１５は、一つの例示的実施形態に係るＲＦフィルタ１９０を示す図である。図１５に示すように、信号ライン１２５０は、送電部１２０の信号出力（Ｔｘ）と整流・平滑部１５０の信号入力（Ｒｘ）とを電気的に接続する第１の信号ライン、及び送電部１２０の信号入力（Ｒｘ）と整流・平滑部１５０の信号出力（Ｔｘ）とを電気的に接続する第２の信号ラインを含んでいてもよい。信号ライン１２５０は、送電部１２０の第１の基準電圧端子（ＶＣＣ）と整流・平滑部１５０の第１の基準電圧端子（ＶＣＣ）とを接続する信号ライン、及び送電部１２０の第２の基準電圧端子（ＧＮＤ）と整流・平滑部１５０の第２の基準電圧端子（ＧＮＤ）とを接続する信号ラインを含んでいてもよい。信号ライン１２５０は、グランド電位のシールドで覆われたシールドケーブルであってもよい。この場合には、信号ライン１２５０を構成する複数の信号ラインは、一つずつ個別にシールドで覆われてもよく、まとめてシールドで覆われてもよい。ＲＦフィルタ１９０は、信号ライン１２５０を構成する複数の信号ラインの各々にローパスフィルタを提供する。ローパスフィルタは、インダクタ及びコンデンサを含むＬＣフィルタであってもよい。ローパスフィルタのインダクタは、対応する信号ラインの一部を構成する。コンデンサは、送電部１２０に接続されたインダクタの一端とグランドとの間で接続されている。ＲＦフィルタ１９０によれば、整流・平滑部１５０と送電部１２０との間の信号ライン１２５０を介した高周波電力（高周波ノイズ）の伝搬を抑制することが可能となる。
　［送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部］
　図１６～図１８を参照する。図１６は、一つの例示的実施形態に係る送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部を示す図である。図１７及び図１８の各々は、更に別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６、図７、図１６、図１７、及び図１８に示すように、通信部１２１及び通信部１５１は、互いの間で無線通信を介して上述の指示信号のような信号の伝送を行うように構成されていてもよい。無線通信を介した通信は、光通信により行われてもよい。通信部１２１及び通信部１５１がそれらの間で無線通信を介して信号の伝送を行う場合には、通信部１２１及び通信部１５１は、それらの間に遮蔽物が介在しなければ、如何なる位置に配置されていてもよい。これらの図に示す例によれば、ＲＦフィルタ１９０が不要となる。なお、図１６～図１８に示す例を含む種々の例示的実施形態において、信号ライン１２５０は、グランド電位のシールドで覆われたシールドケーブルであってもよい。この場合には、信号ライン１２５０を構成する複数の信号ラインは、一つずつ個別にシールドで覆われてもよく、まとめてシールドで覆われてもよい。
　図１９～図２２を参照する。図１９は、別の例示的実施形態に係る送電部の通信部及び整流・平滑部の通信部を示す図である。図２０～図２２の各々は、更に別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１９～図２２に示すように、通信部１２１及び通信部１５１は、互いの間で光ファイバ１２６０を介して、即ち、光ファイバ通信により、上述の指示信号のような信号（光信号）の伝送を行うように構成されていてもよい。通信部１２１及び通信部１５１がそれらの間で光ファイバ１２６０を介して信号の伝送を行う場合には、通信部１２１及び通信部１５１は、光ファイバ１２６０の曲げ半径が許容される範囲内にあれば、如何なる位置に配置されていてもよい。これらの図に示す例においても、ＲＦフィルタ１９０が不要となる。
　［蓄電部］
　図２３の（ａ）及び図２３の（ｂ）を参照する。図２３の（ａ）及び図２３の（ｂ）の各々は、一つの例示的実施形態に係る蓄電部を示す図である。図２３の（ａ）に示すように、蓄電部１６０は、コンデンサ１６１を含んでいる。コンデンサ１６１は、一対の給電ライン、即ち、プラスライン１６０ｐとマイナスライン１６０ｍとの間で接続されている。プラスライン１６０ｐは、整流・平滑部１５０の正出力（ＶＯＵＴ＋）から負荷に向けて延びている。マイナスライン１６０ｍは、整流・平滑部１５０の負出力（ＶＯＵＴ－）から負荷に向けて延びている。コンデンサ１６１は、有極性のコンデンサであってもよい。コンデンサ１６１は、電気二重層又はリチウムイオンバッテリであってもよい。
　図２３の（ｂ）に示すように、蓄電部１６０は、複数のコンデンサ１６１を含んでいてもよい。複数のコンデンサ１６１は、プラスライン１６０ｐとマイナスライン１６０ｍとの間で直列接続されている。複数のコンデンサ１６１は、互いに同一の静電容量を有してもよいし、互いに異なる静電容量を有してもよい。複数のコンデンサ１６１の各々は、有極性のコンデンサであってもよい。複数のコンデンサ１６１の各々は、電気二重層又はリチウムイオンバッテリであってもよい。蓄電部１６０は、それに対する入力電圧とノーマルモードノイズによる線間電位差との合計値が許容入力電圧よりも低くなる条件で用いられる必要がある。蓄電部１６０が、複数のコンデンサ１６１の直列接続を含む場合には、蓄電部１６０の許容入力電圧が高くなる。したがって、図２３の（ｂ）に示す例によれば、蓄電部１６０のノイズ耐性が向上される。
　［電圧制御コンバータ］
　図２４を参照する。図２４は、一つの例示的実施形態に係る電圧制御コンバータを示す図である。電圧制御コンバータ１７０は、ＤＣ－ＤＣコンバータである。電圧制御コンバータ１７０は、蓄電部１６０と定電圧制御部１８０との間で接続されている。電圧制御コンバータ１７０の正入力（ＶＩＮ＋）には、プラスライン１６０ｐが接続されている。電圧制御コンバータ１７０の負入力（ＶＩＮ－）には、マイナスライン１６０ｍが接続されている。電圧制御コンバータ１７０の正出力（ＶＯＵＴ＋）は、定電圧制御部１８０の正入力（ＶＩＮ＋）に接続されている。電圧制御コンバータ１７０の負出力（ＶＯＵＴ－）は、定電圧制御部１８０の負入力（ＶＩＮ－）に接続されている。
　電圧制御コンバータ１７０は、制御部１７２、ローパスフィルタ１７３、トランス１７４、及びコンデンサ１７５を含んでいてもよい。ローパスフィルタ１７３は、インダクタ１７３１ａ、コンデンサ１７３２ａ、及びコンデンサ１７３２ｂを含んでいてもよい。インダクタ１７３１ａの一端は、電圧制御コンバータ１７０の正入力（ＶＩＮ＋）に接続されている。インダクタ１７３１ａの他端は、トランス１７４の一次側コイルの一端に接続されている。コンデンサ１７３２ａの一端は、インダクタ１７３１ａの一端及び電圧制御コンバータ１７０の正入力（ＶＩＮ＋）に接続されている。コンデンサ１７３２ａの他端は、電圧制御コンバータ１７０の負入力（ＶＩＮ－）に接続されている。コンデンサ１７３２ｂの一端は、インダクタ１７３１ａの他端に接続されている。コンデンサ１７３２ｂの他端は、電圧制御コンバータ１７０の負入力（ＶＩＮ－）に接続されている。
　トランス１７４は、一次側コイル１７４１、二次側コイル１７４２、及びスイッチ１７４３を含んでいる。一次側コイル１７４１の他端は、スイッチ１７４３を介して電圧制御コンバータ１７０の負入力（ＶＩＮ－）に接続されている。二次側コイル１７４２の一端は、コンデンサ１７５の一端及び電圧制御コンバータ１７０の正出力（ＶＯＵＴ＋）に接続されている。二次側コイル１７４２の他端は、コンデンサ１７５の他端及び電圧制御コンバータ１７０の負出力（ＶＯＵＴ－）に接続されている。
　スイッチ１７４３には、ドライバ１７４４が接続されている。ドライバ１７４４は、スイッチ１７４３を開閉する。スイッチ１７４３が閉じているとき、即ち、一次側コイル１７４１の他端と負入力（ＶＩＮ－）が導通状態にあるときには、一次側コイル１７４１の他端が電圧制御コンバータ１７０の負入力（ＶＩＮ－）に接続されて、電圧制御コンバータ１７０からの直流電力が定電圧制御部１８０に与えられる。一方、スイッチ１７４３が開いているとき、即ち、一次側コイル１７４１の他端と負入力（ＶＩＮ－）が非導通状態にあるときには、一次側コイル１７４１の他端と電圧制御コンバータ１７０の負入力（ＶＩＮ－）との接続が切断されて、電圧制御コンバータ１７０から定電圧制御部１８０への直流電力の供給が遮断される。
　電圧制御コンバータ１７０は、電圧検出器１７６ｖ及び電流検出器１７６ｉを更に含んでいてもよい。電圧検出器１７６ｖは、二次側コイル１７４２の両端間の電圧値又は電圧制御コンバータ１７０の正出力と負出力との間での電圧値を検出する。電流検出器１７６ｉは、二次側コイル１７４２の他端と電圧制御コンバータ１７０の負出力との間での電流値を測定する。電圧検出器１７６ｖによって検出された電圧値及び電流検出器１７６ｉによって検出された電流値は、制御部１７２に通知される。なお、制御部１７２は、制御部１２２及び制御部１５２の少なくとも何れか一つと同一であってもよく、異なっていてもよい。
　制御部１７２は、電圧検出器１７６ｖによって検出された電圧値が閾値以上である場合に、ドライバ１７４４を制御して、電圧制御コンバータ１７０から定電圧制御部１８０への直流電力の供給を遮断する。電圧制御コンバータ１７０の正出力と負出力との間の電圧値は、電圧制御コンバータ１７０の出力電圧値とノーマルモードノイズによる線間電位差の加算値である。この実施形態では、ノーマルモードノイズによる線間電位差に起因する過電圧による電圧制御コンバータ１７０の負荷の破損を抑制することができる。
　［定電圧制御部］
　図２５及び図２６を参照する。図２５及び図２６は、幾つかの例示的実施形態に係る定電圧制御部を示す図である。定電圧制御部１８０は、蓄電部１６０と少なくとも一つの電力消費部材２４０との間で接続されており、少なくとも一つの電力消費部材２４０への電圧印加（直流電圧の印加）及びその停止を制御するように構成されている。
　定電圧制御部１８０は、制御部１８２及び少なくとも一つのスイッチ１８３を含んでいる。定電圧制御部１８０の正入力（ＶＩＮ＋）は、スイッチ１８３を介して電力消費部材２４０に接続されている。定電圧制御部１８０の負入力（ＶＩＮ－）は、電力消費部材２４０に接続されている。スイッチ１８３は、制御部１８２によって制御される。スイッチ１８３が閉じられているときには、定電圧制御部１８０からの直流電圧が電力消費部材２４０に印加される。スイッチ１８３が開かれているときには、定電圧制御部１８０から電力消費部材２４０への直流電圧の印加が停止される。なお、制御部１８２は、制御部１２２、制御部１５２及び制御部１７２の少なくとも何れか一つと同一であってもよく、異なっていてもよい。
　図２５及び図２６に示す実施形態において、プラズマ処理装置は、複数の電力消費部材２４０を含んでいる。定電圧制御部１８０は、制御部１８２及び複数のスイッチ１８３を含んでいる。定電圧制御部１８０の正入力（ＶＩＮ＋）は、複数のスイッチ１８３を介して複数の電力消費部材２４０に接続されている。定電圧制御部１８０の負入力（ＶＩＮ－）は、複数の電力消費部材２４０に接続されている。
　図２５及び図２６に示す実施形態において、複数の電力消費部材２４０は複数のヒータ（抵抗加熱素子）を含んでいてもよい。複数のヒータは、基板支持部１１内に設けられていてもよい。図２５に示す実施形態では、複数の抵抗体２６０が複数のヒータそれぞれの近傍に配置されている。複数の抵抗体２６０の各々は、温度によって変化する抵抗値を有する。複数の抵抗体２６０の各々は、例えばサーミスタである。複数の抵抗体２６０の各々は、基準抵抗（図示せず）と直列接続されている。定電圧制御部１８０は、複数の測定部１８４を含んでいる。複数の測定部１８４の各々は、複数の抵抗体２６０のうち対応する抵抗体と基準抵抗の直列接続に基準電圧を印加して、当該抵抗体の両端間の電圧値を検出する。複数の測定部１８４の各々は、検出した電圧値を制御部１８２に通知する。制御部１８２は、通知された電圧値から複数のヒータのうち対応するヒータが配置されている領域の温度を特定し、当該領域の温度を目標温度に近づけるように、対応するヒータへの直流電圧の印加を制御する。なお、複数の抵抗体２６０の代わりに光ファイバ温度計を配置してもよい。この場合は、複数の抵抗体２６０と複数の測定部１８４との間の配線が不要になるため、電力消費部材２４０への高周波の伝導性ノイズの影響を無くすことができる。
　図２６に示す実施形態において、定電圧制御部１８０は、電圧検出器１８５ｖ及び複数の電流検出器１８５ｉを含む。電圧検出器１８５ｖは、複数のヒータの各々に印加されている電圧値を検出する。複数の電流検出器１８５ｉは、複数のヒータのうち対応するヒータに供給される電流の値、即ち電流値を測定する。複数の測定部１８４は、複数のヒータのうち対応するヒータの抵抗値を、複数の電流検出器１８５ｉのうち対応する電流検出器によって検出された電流値と電圧検出器１８５ｖによって検出された電圧値から特定する。制御部１８２は、複数のヒータそれぞれの検出された抵抗値から、複数のヒータそれぞれが配置されている複数の領域それぞれの温度を特定する。制御部１８２は、複数の領域それぞれの温度を目標温度に近づけるように、複数のヒータそれぞれへの直流電圧の印加を制御する。
　［蓄電部を利用しない給電］
　図２７を参照する。図２７は、更に別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。以下、図２７に示すプラズマ処理装置１００Ｇについて、図７に示すプラズマ処理装置１００Ｅに対する相違点の観点から説明する。
　プラズマ処理装置１００Ｇは、蓄電部１６０を備えていない。プラズマ処理装置１００Ｇでは、整流・平滑部１５０は、蓄電部１６０及び電圧制御コンバータ１７０を介することなく、定電圧制御部１８０に接続されている。即ち、プラズマ処理装置１００Ｅでは、整流・平滑部１５０によって生成された電力が、蓄電部１６０及び電圧制御コンバータ１７０を介することなく、定電圧制御部１８０から少なくとも一つの電力消費部材２４０に供給される。
　定電圧制御部１８０は、上述したように、複数の電力消費部材２４０の各々への電圧の印加及びその停止を制御する。したがって、プラズマ処理装置１では、整流・平滑部１５０から定電圧制御部１８０を介して電力を受ける負荷が変動する。即ち、負荷抵抗値ＲＬが変動する。負荷抵抗値ＲＬに応じた電力を負荷に供給するために、送電部１２０の制御部１２２は、送電部１２０の入力インピーダンスＺｉｎを検出する。これにより、制御部１２２は、負荷変動を検出して、入力インピーダンスＺｉｎ又は負荷抵抗値ＲＬに応じた必要電力レベルを決定し、送電部１２０からの出力電力を調整する。
　ここで、図２８を参照する。図２８は、送電部１２０から伝送される電力の伝送周波数における共振時であり、かつ入力電圧Ｖｉｎと入力電流Ｉｉｎの位相差がゼロ（力率１００％）である状態における送電コイル部及び受電コイル部の一例の等価回路を示す図である。送電コイル部及び受電コイルの等価回路は、一例では、図２８に示すように、自己インダクタンスＬ１を有する送電コイル１３１、負荷抵抗値Ｒ１を有する送電コイル１３１の負荷抵抗、静電容量Ｃ１を有する送電コイル部１３０の共振コンデンサ、相互インダクタンスＬｍを有する送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の三つのインダクタ、自己インダクタンスＬ２を有する受電コイル１４１、負荷抵抗値Ｒ２を有する受電コイル１４１の負荷抵抗、及び静電容量Ｃ２を有する受電コイル部１４０の共振コンデンサを含む。図２８の等価回路において、Ｚｉｎは、送電部１２０の入力インピーダンスであり、Ｖｉｎは送電部１２０から送電コイル部１３０への入力電圧であり、Ｉｉｎは、送電部１２０から送電コイル部１３０への入力電流である。図２８の等価回路によれば、入力インピーダンスＺｉｎは、下記の式（１）により定義される。
Ｚｉｎ＝Ｖｉｎ／Ｉｉｎ＝Ｒ１＋（２πｆＬｍ）２／（Ｒ２＋ＲＬ）　　　…（１）
式（１）において、ｆは、送電部１２０から伝送される電力の伝送周波数である。
　制御部１２２は、電圧検出器１２６ｖによって測定される電圧から入力電圧Ｖｉｎの実効値を求め、電流検出器１２６ｉによって測定される電流から入力電流Ｉｉｎの実効値を求める。制御部１２２は、入力電圧Ｖｉｎ及び入力電流Ｉｉｎに基づき式（１）により入力インピーダンスＺｉｎを求めることができる。制御部１２２は、式（１）に基づき入力インピーダンスＺｉｎから負荷抵抗値ＲＬを更に求めてもよい。
　制御部１２２は、少なくとも一つのテーブルを用いて入力インピーダンスＺｉｎ又は負荷抵抗値ＲＬであるパラメータ値に応じた必要電力レベルを算出する。制御部１２２は、送電部１２０からの出力電力の必要電力レベルを特定するパラメータとして、送電部１２０の出力電圧Ｖｏｕｔの波高値ＶＰ、出力電圧Ｖｏｕｔのデューティ比Ｄｕｔｙ、及び出力電流Ｉｏｕｔの振幅ＩＡを特定してもよい。なお、少なくとも一つのテーブルは、制御部１２２に接続されたメモリデバイスのような記憶装置１２２ｍ（図３１参照）に格納されている。記憶装置１２２ｍは、送電部１２０の一部であり得る。
　図２９及び図３０の各々は、上述の少なくとも一つのテーブルの例を示す図である。制御部１２２は、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の距離（ギャップ長）が固定されている場合には、記憶装置１２２ｍに格納されている単一のテーブルを利用し得る。テーブルは、図２９に示すように、入力インピーダンスＺｉｎに対応づけて、波高値ＶＰ、デューティ比Ｄｕｔｙ、及び振幅ＩＡを格納している。制御部１２２は、入力インピーダンスＺｉｎをキーとして用いて図２９に示すテーブル参照することにより、入力インピーダンスＺｉｎに応じた必要電力レベル、即ち波高値ＶＰ、デューティ比Ｄｕｔｙ、及び振幅ＩＡを特定し得る。制御部１２２は、出力電圧Ｖｏｕｔの波高値ＶＰ及びデューティ比Ｄｕｔｙを有し、且つ、出力電流Ｉｏｕｔの振幅ＩＡを有する出力電力を出力するよう、送電部１２０の各部を制御する。
　或いは、伝送周波数ｆ、相互インダクタンスＬｍ、負荷抵抗値Ｒ１、及び負荷抵抗値Ｒ２が記憶装置１２２ｍに格納されている場合には、制御部１２２は、伝送周波数ｆ、相互インダクタンスＬｍ、負荷抵抗値Ｒ１、負荷抵抗値Ｒ２、及び入力インピーダンスＺｉｎに基づき、式（１）により、負荷抵抗値ＲＬを求めてもよい。なお、記憶装置１２２ｍには、伝送周波数ｆに代えて、２πｆが格納されていてもよい。また、記憶装置１２２ｍには、相互インダクタンスＬｍに代えて、送電コイル１３１の自己インダクタンスＬ１、受電コイル１４１の自己インダクタンスＬ２、及び送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の結合係数ｋが格納されていてもよく、制御部１２２は、自己インダクタンスＬ１、自己インダクタンスＬ２、及び結合係数ｋから相互インダクタンスＬｍを算出してもよい。或いは、記憶装置１２２ｍには、伝送周波数ｆ及び相互インダクタンスＬｍに代えて、２πｆＬｍ又は（２πｆＬｍ）２が格納されていてもよい。
　また、テーブルは、図３０に示すように、負荷抵抗値ＲＬに対応づけて、波高値ＶＰ、デューティ比Ｄｕｔｙ、及び振幅ＩＡを格納している。制御部１２２は、負荷抵抗値ＲＬをキーとして用いて図３０に示すテーブル参照することにより、負荷抵抗値ＲＬに応じた必要電力レベル、即ち波高値ＶＰ、デューティ比Ｄｕｔｙ、及び振幅ＩＡを特定し得る。制御部１２２は、出力電圧Ｖｏｕｔの波高値ＶＰ及びデューティ比Ｄｕｔｙを有し、且つ、出力電流Ｉｏｕｔの振幅ＩＡを有する出力電力を出力するよう、送電部１２０の各部を制御する。
　なお、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の距離（ギャップ長）が、後述するように可変である場合には、記憶装置１２２ｍには、図２９又は図３０のようなテーブルと同様の複数のテーブルが格納される。複数のテーブルはそれぞれ、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の設定可能な複数の距離ごとに準備されている。制御部１２２は、現在の送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の距離に応じて利用するテーブルを選択し得る。
　以上説明したように、プラズマ処理装置１００Ｇによれば、電力消費部材２４０の負荷抵抗値ＲＬに応じて蓄電部を介することなく電磁誘導結合により電力を供給することが可能である。即ち、プラズマ処理装置１００Ｇによれば、電力消費部材２４０の負荷抵抗値ＲＬの変動（以下、「負荷変動」ということがある）に応じた電力を、蓄電部を介することなく電磁誘導結合により供給することが可能である。
　なお、制御部１２２は、入力インピーダンスＺｉｎを求めることにより負荷抵抗値ＲＬの変動を特定することができるので、定電圧制御部１８０から通信部１５１及び通信部１２１を経由することによる電力変更指示を行わなくてもよい。但し、定電圧制御部１８０によって負荷変動がもたらされるので、負荷変動が生じる前に定電圧制御部１８０から通信部１５１及び通信部１２１を経由して、制御部１２２に、電力変更指示が事前に通知されてもよい。また、この負荷変動は、受電コイル部１４０から出力される伝送周波数ｆを有する出力電力に同期したタイミングで定電圧制御部１８０によって行われてもよい。具体的には、受電コイル部１４０からの伝送周波数ｆを有する出力電力に同期する同期信号が整流・平滑部１５０にて生成され、この同期信号を用い当該出力電力に同期したタイミングで定電圧制御部１８０が負荷変動を生じさせてもよい。なお、負荷変動は、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の距離の変更と同時に行われないように設定されていてもよい。
　以下、図２７と共に図３１を参照する。図３１は、更に別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２７及び図３１に示すように、プラズマ処理装置１００Ｇは、超過電力消費回路５００を備えていてもよい。超過電力消費回路５００は、線間コンデンサ５０１、超過電力消費負荷５０２、及びスイッチング素子５０３を含んでいてもよい。
　線間コンデンサ５０１は、整流・平滑部１５０と定電圧制御部１８０とを互いに接続する一対の給電ライン、即ちプラスラインとマイナスラインとの間でスイッチング素子５０３を介して接続可能である。具体的に、線間コンデンサ５０１の一端は、スイッチング素子５０３に接続されており、線間コンデンサ５０１の他端は、マイナスラインに接続されている。
　超過電力消費負荷５０２は、線間コンデンサ５０１に蓄えられた電力を消費するための負荷である。超過電力消費負荷５０２は、電力を熱に変換することにより、電力を消費し得る。超過電力消費負荷５０２には、その冷却のためのファンのような冷却機構が設けられていてもよい。超過電力消費負荷５０２は、スイッチング素子５０３を介して選択的に線間コンデンサ５０１に接続可能である。超過電力消費負荷５０２の一端は、スイッチング素子５０３に接続されており、超過電力消費負荷５０２の他端は、マイナスラインに接続されている。
　スイッチング素子５０３は、その状態がＯＮであるときに、線間コンデンサ５０１と超過電力消費負荷５０２との間の接続を切断し、線間コンデンサ５０１の一端をプラスラインに接続する。スイッチング素子５０３は、その状態がＯＦＦであるときに、線間コンデンサ５０１の一端とプラスラインとの間の接続を切断し、線間コンデンサ５０１の一端を超過電力消費負荷５０２の一端に接続する。スイッチング素子５０３としては、その高速応答性の観点から、半導体スイッチング素子が用いられてもよい。
　スイッチング素子５０３の状態は、例えば定電圧制御部１８０の制御部１８２によって制御され得る。以下、スイッチング素子５０３に対する制御について、図３２を参照しつつ説明する。図３２は、負荷抵抗値、入力インピーダンス、伝送電力、及びスイッチング素子の状態の一例のタイミングチャートである。
　定電圧制御部１８０の制御部１８２は、負荷変動を生じさせるとき、特に負荷抵抗値ＲＬを低下させるときに、スイッチング素子５０３の状態をＯＮに設定する。制御部１８２は、送電部１２０から伝送される電力のレベルが負荷抵抗値ＲＬに応じた電力レベルに変更された時点以降に、スイッチング素子５０３の状態をＯＦＦに設定する。
　図３２の例では、時点ｔ１において、負荷抵抗値ＲＬが負荷抵抗値ＲＬＡから負荷抵抗値ＲＬＢに変化して、スイッチング素子５０３の状態がＯＦＦからＯＮに変更されている。図３２の例では、時点ｔ２よりも前に送電部１２０の制御部１２２において得られる入力インピーダンスＺｉｎは負荷抵抗値ＲＬＡに対応するＺｉｎＡである。したがって、時点ｔ２よりも前の伝送電力は、ＰｉｎＡである。
　図３２の例では、時点ｔ２において送電部１２０の制御部１２２において得られる入力インピーダンスＺｉｎは負荷抵抗値ＲＬＢに対応するＺｉｎＢとなる。そして、図３２の例では、入力インピーダンスＺｉｎＢが検出されると、後の時点ｔ３において、伝送電力がＰｉｎＡからＰｉｎＢに変化して、スイッチング素子５０３の状態がＯＦＦに設定される。
　かかる超過電力消費回路５００によれば、負荷変動が生じた後に電力のレベルを変更するまでの間に、電力が一時的に線間コンデンサ５０１に蓄えられる。したがって、定電圧制御部１８０及び電力消費部材２４０への大電流の流入が抑制され、定電圧制御部１８０及び電力消費部材２４０の破損が抑制され得る。また、超過電力消費回路５００によれば、線間コンデンサ５０１に蓄えられた電力は、超過電力消費負荷５０２において消費される。
　以下、図３３及び図３４を参照して、一つの例示的実施形態に係る給電方法について説明する。図３３及び図３４は、一つの例示的実施形態に係る給電方法の流れ図である。図３３及び図３４に示す給電方法（以下、「方法ＭＴ」という）は、プラズマ処理装置１００Ｇ及び後述する種々の例示的実施形態のプラズマ処理装置に適用され得る。
　図３３に示す方法ＭＴの工程ＳＴａでは、プラズマ処理装置の電源がＯＮに設定される。続く工程ＳＴｂでは、待機電力レベル、即ち電圧ＶＳｉ（実効値）及び電流ＩＳｉ（実効値）を有する待機電力が送電部１２０から伝送される。そして、工程ＳＴｃにおいて、制御部１２２によって入力電圧Ｖｉｎ（実効値）及び入力電流Ｉｉｎ（実効値）が求められる。そして、工程ＳＴｄにおいて、入力電圧Ｖｉｎが電圧ＶＳｉに等しく、且つ、入力電流Ｉｉｎが電流ＩＳｉに等しいとの条件が満たされるか否かが判定される。工程ＳＴｄにおいて条件が満たされない場合には、工程ＳＴｂからの処理が繰り返される。また、工程ＳＴｄにおいて条件が満たされる場合には、待機電力状態が継続する。これにより整流・平滑部１５０の通信部１５１が起動されて、通信部１５１と送電部１２０の通信部１２１との間で通信が可能になる。また、定電圧制御部１８０の制御部１８２が起動され、ヒータ等の状態監視及び異常検出が可能になる。
　図３４に示すように、待機電力状態の継続中の工程ＳＴｅにおいて負荷が変動すると、続く工程ＳＴｆにおいて、制御部１２２によって入力電圧Ｖｉｎ（実効値）及び入力電流Ｉｉｎ（実効値）が求められる。続く工程ＳＴｇにおいては、入力電圧Ｖｉｎが電圧ＶＳｉに等しく、且つ、入力電流Ｉｉｎが電流ＩＳｉに等しいとの条件が満たされるか否かが判定される。工程ＳＴｇにおいて条件が満たす場合には、工程ＳＴｆが繰り返される。
　一方、工程ＳＴｇにおいて条件が満たされない場合には、続く工程ＳＴｈにおいて、入力インピーダンスＺｉｎ又は負荷抵抗値ＲＬが制御部１２２によって特定される。続く工程ＳＴｉでは、入力インピーダンスＺｉｎ又は負荷抵抗値ＲＬに対応する必要電力レベルが制御部１２２によって決定される。続く工程ＳＴｊでは、必要電力レベルを有する電力が送電部１２０から伝送される。必要電力レベルを有する電力は、電圧ＶＳＣ（実効値）及び電流ＩＳＣ（実効値）を有する。
　続く工程ＳＴｋでは、制御部１２２によって入力電圧Ｖｉｎ（実効値）及び入力電流Ｉｉｎ（実効値）が求められる。そして、工程ＳＴｍにおいて、入力電圧Ｖｉｎが電圧ＶＳＣに等しく、且つ、入力電流Ｉｉｎが電流ＩＳＣに等しいとの条件が満たされるか否かが判定される。工程ＳＴｍにおいて、条件が満たされない場合には、工程ＳＴｋが繰り返される。また、工程ＳＴｍにおいて条件が満たされる場合には、送電部１２０からの電力の伝送が、その停止が指示されるまで、継続される。
　以下、プラズマ処理装置１００Ｇの種々の変形実施形態について説明する。図３５～図３８及び図４１の各々は、更に別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３９及び図４０は、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置における送電コイル部及び受電コイル部を示す図である。以下、図３９～図４１に示す例示的実施形態について、プラズマ処理装置１００Ｇに対する相違点の観点から説明する。
　図３５に示すプラズマ処理装置１００Ｇａでは、受電コイル部１４０及び送電コイル部１３０は、固定機構により互いに固定される。固定機構は、絶縁性部材３４０ｉを含んでいてもよい。一例においては、絶縁性部材３４０ｉが、送電コイル部１３０の金属筐体１３０ｇの側壁及び受電コイル部１４０の金属筐体１４０ｇの側壁にねじのような締結部材を用いて固定される。ねじは、例えば、絶縁性の樹脂ねじ等であってもよい。これにより、送電コイル１３１及び受電コイル１４１の相対的な位置関係が、固定される。プラズマ処理装置１００Ｇａによれば、固定機構により、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の相対的な位置合わせの精度が向上される。その結果、給電効率が改善される。
　図３６に示すプラズマ処理装置１００Ｇｂでは、送電コイル部１３０及び受電コイル部１４０が一体化されている。具体的には、単一の金属筐体３４０ｇの中に、送電コイル１３１及び受電コイル１４１が収容される。一実施形態では、金属筐体３４０ｇ内に、送電コイル部１３０の共振コンデンサ及び受電コイル部１４０の共振コンデンサが更に収容されていてもよい。プラズマ処理装置１００Ｇｂによれば、金属筐体３４０ｇにより、高周波ノイズの外部への漏れが抑制される。
　図３７に示すプラズマ処理装置１００Ｇｃは、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の距離（ギャップ長）が可変である点でプラズマ処理装置１００Ｇｂと異なっている。具体的に、プラズマ処理装置１００Ｇｃは、駆動系３４０ｄ及びセンサ３４０ｍを更に備えている。
　駆動系３４０ｄは、送電コイル１３１及び受電コイル１４１のうち少なくとも一方を移動させて、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の距離（ギャップ長）を変更するように構成されている。一実施形態において、駆動系３４０ｄは、送電コイル１３１を移動させてもよい。
　駆動系３４０ｄは、少なくとも一つのアクチュエータを含んでいる。少なくとも一つのアクチュエータは、油圧式又はエア圧式のシリンダ、モータ、又は圧電素子等から構成されている。駆動系３４０ｄは、複数のアクチュエータを含んでいてもよい。駆動系３４０ｄは、送電コイル１３１と受電コイル１４１の平行度をセンサ３４０ｍにより検出して、センサ３４０ｍの検出結果に応じて送電コイル１３１と受電コイル１４１を互いに平行に保つように、少なくとも一つのアクチュエータが制御されてもよい。
　プラズマ処理装置１００Ｇｃによれば、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の距離を変更することができるので、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の電力の伝送効率を向上させることができる。
　図３８を参照する。上述したように、空間１１０ｈは、チャンバ１０内の空間（プラズマ処理空間１０ｓ）と非減圧空間である空間１１０ｕを含む。図３８に示すプラズマ処理装置１００Ｇｄでは、受電コイル１４１は、整流・平滑部１５０及び蓄電部１６０と共に、空間１１０ｕ内に配置されている。一方、送電コイル１３１は、上述の空間１１０ａに配置されている。
　プラズマ処理装置１００Ｇｄでは、送電コイル１３１と受電コイル１４１との間の空間による浮遊容量により、高周波電力の周波数に対して高インピーダンスの回路が提供される。したがって、高周波電力の漏れが低減され、高周波電力の利用効率が高められる。故に、プラズマ処理装置１００Ｇｄでのプロセスがエッチングであれば、高いエッチングレートが得られる。
　一実施形態において、受電コイル１４１は、空間１１０ｕ内で、グランドフレーム１１０から絶縁距離以上離れて配置されていてもよい。プラズマ処理装置１００Ｇｄでは、受電コイル１４１の電位は、空間１１０ｈ又は空間１１０ｕ内での高周波電力の電位に近似した電位であり、送電コイル１３１と受電コイル１４１と間のコイル間距離に応じて、コモンノードノイズ、即ち伝導性ノイズの影響が低減される。したがって、図３８に示すように、受電コイル１４１と整流・平滑部１５０は、ＲＦフィルタ２００のようなフィルタを介することなく直結されてもよい。
　一実施形態において、空間１１０ｕ内の受電コイル部１４０は、絶縁性材料から形成された筐体１４０ｃ（絶縁性筐体）を有していてもよい。受電コイル１４１は、筐体１４０ｃの中に収容されている。筐体１４０ｃは、送電コイル１３１に対して受電コイル１４１の背面側で延在し、且つ、受電コイル１４１の外周を囲んでいる。
　一実施形態において、プラズマ処理装置１００Ｇｄは、冷却機構３４０ｆを更に備えていてもよい。冷却機構３４０ｆは、ファン又はブロアであってもよい。冷却機構３４０ｆは、送電コイル部１３０を冷却するように構成されている。冷却機構３４０ｆは、受電コイル部１４０を更に冷却するように構成されていてもよい。
　また、プラズマ処理装置１００Ｇｄでは、送電コイル部１３０と送電部１２０とは、ＲＦフィルタ２００を介して電気的に接続されていてもよい。この場合には、送電部１２０への伝導性ノイズの伝搬が更に抑制される。
　図３９に示すように、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、送電コイル部１３０は、直列接続された二つ以上の送電コイル１３１を含んでいてもよい。また、受電コイル部１４０は、直列接続された二つ以上の受電コイル１４１を含んでいてもよい。二つ以上の送電コイル１３１は、二つ以上の受電コイル１４１と電磁的に結合される。
　図４０に示すように、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、送電コイル部１３０は、二つの送電コイル１３１を含んでいてもよい。また、受電コイル部１４０は、二つの受電コイル１４１を含んでいてもよい。二つの送電コイル１３１のうち第１の送電コイルは、二つの受電コイル１４１のうち第１の受電コイルと電磁的に結合される。二つの送電コイル１３１のうち第２の送電コイルは、二つの受電コイル１４１のうち第２の受電コイルと電磁的に結合される。
　第１の送電コイルの一端は、二つの共振コンデンサ１３２ａのうち一方及びノード１３０Ｎａを介して送電部１２０に接続されている。第１の送電コイルの他端は、二つの共振コンデンサ１３２ｂのうち一方及びノード１３０Ｎｂを介して送電部１２０に接続されている。第２の送電コイルの一端は、二つの共振コンデンサ１３２ａのうち他方及びノード１３０Ｎａを介して送電部１２０に接続されている。第２の送電コイルの他端は、二つの共振コンデンサ１３２ｂのうち他方及びノード１３０Ｎｂを介して送電部１２０に接続されている。
　第１の受電コイルの一端は、二つの共振コンデンサ１４２ａのうち一方及びノード１４０Ｎａを介して整流・平滑部１５０に接続されている。第１の受電コイルの他端は、二つの共振コンデンサ１４２ｂのうち一方及びノード１４０Ｎｂを介して整流・平滑部１５０に接続されている。第２の受電コイルの一端は、二つの共振コンデンサ１４２ａのうち他方及びノード１４０Ｎａを介して整流・平滑部１５０に接続されている。第２の受電コイルの他端は、二つの共振コンデンサ１４２ｂのうち他方及びノード１４０Ｎｂを介して整流・平滑部１５０に接続されている。
　なお、単一の共振コンデンサ１３２ａが、ノード１３０Ｎａと送電部１２０との間で接続されていてもよい。また、単一の共振コンデンサ１３２ｂが、ノード１３０Ｎｂと送電部１２０との間で接続されていてもよい。この場合には、第１の送電コイルの一端は、ノード１３０Ｎａ及び単一の共振コンデンサ１３２ａを介して送電部１２０に接続され、第１の送電コイルの他端は、ノード１３０Ｎｂ及び単一の共振コンデンサ１３２ｂを介して送電部１２０に接続される。また、第２の送電コイルの一端は、ノード１３０Ｎａ及び単一の共振コンデンサ１３２ａを介して送電部１２０に接続され、第２の送電コイルの他端は、ノード１３０Ｎｂ及び単一の共振コンデンサ１３２ｂを介して送電部１２０に接続される。
　また、単一の共振コンデンサ１４２ａが、ノード１４０Ｎａと整流・平滑部１５０との間で接続されていてもよい。また、単一の共振コンデンサ１４２ｂが、ノード１４０Ｎｂと整流・平滑部１５０との間で接続されていてもよい。この場合には、第１の受電コイルの一端は、ノード１４０Ｎａ及び単一の共振コンデンサ１４２ａを介して整流・平滑部１５０に接続され、第１の受電コイルの他端は、ノード１４０Ｎｂ及び単一の共振コンデンサ１４２ｂを介して整流・平滑部１５０に接続される。また、第２の受電コイルの一端は、ノード１４０Ｎａ及び単一の共振コンデンサ１４２ａを介して整流・平滑部１５０に接続され、第２の受電コイルの他端は、ノード１４０Ｎｂ及び単一の共振コンデンサ１４２ｂを介して整流・平滑部１５０に接続される。
　図４１に示すプラズマ処理装置１００Ｇｅは、整流・平滑部１５０が空間１１０ａに配置されている点でプラズマ処理装置１００Ｇｃと異なっている。整流・平滑部１５０は、受電コイル部１４０とＲＦフィルタ２００との間で接続されていてもよい。なお、ＲＦフィルタ２００は省略されてもよい。この場合には、整流・平滑部１５０は、ＲＦフィルタ２００を介することなく、定電圧制御部１８０に接続される。
　［イミタンス変換器を備えるプラズマ処理装置］
　図４２及び図４３を参照する。図４２は、更に別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４３は、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置におけるイミタンス変換器を示す図である。蓄電部１６０を備えない種々の例示的実施形態のプラズマ処理装置は、イミタンス変換器５２０を更に含んでいてもよい。イミタンス変換器５２０は、送電部１２０と送電コイル部１３０との間で接続されたイミタンス変換回路を含む。以下、図４２に示すプラズマ処理装置１００Ｇｆについて、プラズマ処理装置１００Ｇｂに対する相違点の観点から説明する。
　図４２及び図４３に示すように、プラズマ処理装置１００Ｇｆは、イミタンス変換器５２０を更に含んでいる。イミタンス変換器５２０のイミタンス変換回路は、インダクタ５２１、コンデンサ５２２、及びインダクタ５２３を含んでいる。
　送電部１２０と送電コイル部１３０とを互いに接続するイミタンス変換回路の一対の給電ラインは、それらの間での伝導ノイズの位相差及び電位差を抑制するために、同一の部品を含み、同一のライン長を有し得る。このため、当該一対の給電ラインはそれぞれ、インダクタ５２１、インダクタ５２３を含む。即ち、インダクタ５２１は、送電部１２０と送電コイル１３１の一端との間で接続されている。インダクタ５２３は、送電部１２０と送電コイル１３１の他端との間で接続されている。インダクタ５２１と送電コイル１３１の一端との間には、共振コンデンサ１３２ａが接続されていてもよい。また、インダクタ５２３と送電コイル１３１の他端との間には、共振コンデンサ１３２ｂが接続されていてもよい。インダクタ５２１及びインダクタ５２３の各々は、給電効率の低下を抑制するために、リッツ線を用いた巻線により構成されるコイルであってもよい。インダクタ５２１及びインダクタ５２３の各々は、伝送電圧と伝導性ノイズの和に対する耐電圧を有し、且つ、伝送電流以上の許容電流を有するように選択され得る。なお、インダクタ５２３は省略されてもよい。この場合には、送電コイル１３１の他端（又は共振コンデンサ１３２ｂ）は、送電部１２０にインダクタ５２３を介することなく接続される。
　コンデンサ５２２は、インダクタ５２１と送電コイル１３１の一端（又は共振コンデンサ１３２ａ）とを互いに接続する給電ライン上のノードとインダクタ５２３と送電コイル１３１の他端（又は共振コンデンサ１３２ｂ）とを互いに接続する給電ライン上のノードとの間で接続されている。コンデンサ５２２は、一つ以上のコンデンサから構成されていてもよい。コンデンサ５２２は、送電コイル部１３０と共に共振回路を構成するように選択された容量を有し得る。コンデンサ５２２を構成する一つ以上のコンデンサの各々は、極性を有していないフィルムコンデンサ又はセラミックコンデンサ(例えば積層セラミックコンデンサ）であってもよい。また、コンデンサ５２２を構成する一つ以上のコンデンサの各々は、伝送電圧と伝導性ノイズの和に対する耐電圧を有し、且つ、伝送電流以上の許容電流を有するように選択され得る。
　イミタンス変換器５２０は送電部１２０と共に定電流源を提供するので、定電流が送電コイル１３１に供給されて、負荷には、定電圧が供給される。したがって、イミタンス変換器５２０によれば、蓄電部１６０を含まない構成においても、広い範囲の負荷変動に対応しつつ、負荷に対する定電圧制御を行うことが可能である。
　以下、図４４を参照する。図４４は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る送電部を示す図である。図４４に示すように、送電部１２０の整流・平滑部１２３は、ダイオードブリッジである整流回路及び平滑コンデンサ１２３ｃを含む平滑回路を有する。また、電流検出器１２６ｉは、カレントトランス１２６ｃｔ及び伝送電流監視部１２６ｄを含んでいてもよい。伝送電流監視部１２６ｄは、カレントトランス１２６ｃｔから出力される電流を監視することにより、伝送電流をモニタするように構成されている。
　一実施形態において、上述の平滑コンデンサ１２３ｃは、伝送電圧のリプルを低減して、伝送電力のリプルを低減するために、大きな容量を有していてもよい。例えば、平滑コンデンサ１２３ｃは、０．１ｍＦ以上、０．５ｍＦ以上、又は１ｍＦ以上の容量を有していてもよい。
　以下、図４４と共に図４５を参照する。図４５は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置おいて採用され得る送電部の伝送電圧のデューティの調整を説明する図である。図４５には、送電部１２０から送電され得る伝送電圧の波形が、実線、破線、及び一点鎖線で示されている。図４５において、周期ＰＴＦは、伝送周波数の逆数である時間長を有する伝送電圧の周期であり、Ｄｕｔｙは、伝送電圧のデューティを示している。
　一実施形態において、送電部１２０の制御部１２２は、整流・平滑部１２３の出力電圧がリプルを含んでいても、送電部１２０から出力される伝送電力のリプルを低減するように、インバータ１２４を制御して伝送電圧のデューティを調整してもよい。具体的には、制御部１２２は、電圧検出器１２５ｖによって検出された電圧に応じてリプルの山では伝送電圧のデューティ（図４５の破線を参照）を、リプルの中間値の場合の伝送電圧のデューティ（図４５の実線を参照）よりも小さい値に設定する。また、制御部１２２は、電圧検出器１２５ｖによって検出された電圧に応じてリプルの谷では伝送電圧のデューティ（図４５の一点鎖線を参照）を、リプルの中間値の場合の伝送電圧のデューティよりも大きい値に設定する。
　以下、図４６を参照する。図４６は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る送電部及びＡＣ／ＤＣコンバータを示す図である。図４６に示す実施形態において、送電部１２０は、整流・平滑部１２３を含んでいないが、上述の平滑回路を構成する平滑コンデンサ１２３ｃを含んでいる。即ち、送電部１２０は、上述の整流回路（例えば、ダイオードブリッジ）を含んでいない。また、図４６に示す実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ５４０が、交流電源４００と送電部１２０との間で接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ５４０は、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：力率改善）回路を搭載した電源等であってもよい。ＰＦＣ回路は、給電効率の低下を抑制し得る。ＡＣ／ＤＣコンバータ５４０によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ５４０からの出力電圧及び出力電力のリプルが低減されるので、送電部１２０から出力される伝送電圧のリプルが低減され、伝送電力のリプルが低減される。また、送電部１２０が平滑回路を含んでいないので、送電部１２０の小型化が可能である。
　図４７は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイル部１４０を示す図である。図４７に示す例では、受電コイル部１４０は、受電コイル１４１ａ及び１４１ｂを含んでいる。受電コイル１４１ａの一端及び受電コイル１４１ｂの一端は、共振コンデンサ１４２ａを介して整流・平滑部１５０に接続されている。受電コイル１４１ａの他端及び受電コイル１４１ｂの他端は、共振コンデンサ１４２ｂを介して整流・平滑部１５０に接続されている。図４７に示す例のように、受電コイル部１４０では、二つ以上の受電コイルが並列接続されていてもよい。これにより、受電コイル部１４０における受電コイルの許容電流が増加される。
　図４８及び図４９は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイルと送電コイルの構成を示す図である。図４８及び図４９において、受電コイル及び送電コイルの各々の線材を示す矩形内に示される一桁目の数値は、コイルにおけるターンの番号を示している。また、当該矩形内に示される小数点一桁目の数値は、「０」の位置から「５」の位置に向けてコイルの線材が巻かれていることを示している。図４８及び図４９の各々に示す構成の例は、図４７に示す例のように二つの受電コイルが並列接続される受電コイル部１４０において採用される。
　図４８に示すように、受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂは、受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂのうち一方が受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂのうち他方と送電コイル１３１との間に位置するように、配置されていてもよい。受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂは、互いに同じ線材から構成されていてもよく、異なる線材から構成されていてもよい。なお、図４８に示す例では、整流・平滑部１５０は、受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂの各々の最も内側に配置された１番目のターンと最も外側に配置された最終ターン（例えば３番目のターン）とに接続されている。また、イミタンス変換器５２０は、送電コイル１３１の各々の最も内側に配置された１番目のターンと最も外側に配置された最終ターン（例えば３番目のターン）とに接続されている。
　図４９に示すように、受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂの各々の複数のターンは、多段状に（例えば２段に）配置されていてもよい。また、受電コイル１４１ａの複数の段と受電コイル１４１ｂの複数の段は、それらの複数の段が配置されている方向において、交互に配置されていてもよい。図４９に示す例においても、受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂは、互いに同じ線材から構成されていてもよく、異なる線材から構成されていてもよい。また、送電コイル１３１の複数のターンも、多段状に（例えば２段に）配置されていてもよい。なお、図４９に示す例では、整流・平滑部１５０は、受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂの各々の最も内側に配置された１番目のターン及び最終ターン（例えば６番目のターン）に接続されている。また、イミタンス変換器５２０は、送電コイル１３１の各々の最も内側に配置された１番目のターンと最終ターン（６番目のターン）とに接続されている。この場合には、受電コイル１４１ａ、受電コイル１４１ｂ、及び送電コイル１３１の各々からの引き出し線を伝搬する伝導性ノイズの位相差及び電位差が低減される。
　以下、図５０及び図５１を参照する。図５０及び図５１の各々は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る受電コイル部及び整流・平滑部の構成を示す図である。図５０の実施形態では、受電コイル部１４０は、単一の受電コイル１４１を含む。図５１の実施形態では、受電コイル部１４０は、並列接続された複数の受電コイル、例えば並列接続された受電コイル１４１ａ及び受電コイル１４１ｂを含む。
　図５０及び図５１の各々の実施形態では、整流・平滑部１５０は、整流回路１５３と同様の整流回路１５３ａ及び整流回路１５３ｂを含み、平滑回路１５４と同様の平滑回路１５４ａ及び平滑回路１５４ｂを含んでいる。整流回路１５３ａは、平滑回路１５４ａに接続されており、整流回路１５３ｂは、平滑回路１５４ｂに接続されている。図５０及び図５１の各々の実施形態の整流・平滑部１５０では、整流回路１５３ａ及び平滑回路１５４ａに対して、整流回路１５３ｂ及び平滑回路１５４ｂが並列化されている。
　図５０の実施形態では、受電コイル１４１の一端は、共振コンデンサ１４２ａを介して整流回路１５３ａ及び整流回路１５３ｂに接続されている。受電コイル１４１の他端は、共振コンデンサ１４２ｂを介して整流回路１５３ａ及び整流回路１５３ｂに接続されている。図５１の実施形態では、受電コイル１４１ａの一端及び受電コイル１４１ｂの一端は、共振コンデンサ１４２ａを介して整流回路１５３ａ及び整流回路１５３ｂに接続されている。受電コイル１４１ａの他端及び受電コイル１４１ｂの他端は、共振コンデンサ１４２ｂを介して整流回路１５３ａ及び整流回路１５３ｂに接続されている。
　図５０及び図５１の各々の実施形態において、平滑回路１５４ａ及び平滑回路１５４ｂの各々は、インダクタ１５４１ａ、インダクタ１５４１ｂ、コンデンサ１５４２ａ、及びコンデンサ１５４２ｂを含んでいる。インダクタ１５４１ａは、平滑回路（１５４ａ又は１５４ｂ）の一対の入力のうち一方と当該平滑回路の一対の出力のうち一方との間で接続されている。インダクタ１５４１ｂは、平滑回路（１５４ａ又は１５４ｂ）の一対の入力のうち他方と当該平滑回路の一対の出力のうち他方との間で接続されている。平滑回路１５４ａ及び平滑回路１５４ｂの各々の一対の給電ラインのそれぞれにインダクタを設けることにより、当該一対の給電ラインの間での伝導ノイズの位相差及び電位差が抑制される。なお、図１４に示した平滑回路１５４も、平滑回路１５４ａ及び平滑回路１５４ｂと同様に、インダクタ１５４１ｂを更に含んでいてもよい。
　図５０及び図５１の各々の実施形態において、コンデンサ１５４２ａの一端は、平滑回路（１５４ａ又は１５４ｂ）の一対の入力のうち一方とインダクタ１５４１ａの一端に接続している。コンデンサ１５４２ａの他端は、平滑回路（１５４ａ又は１５４ｂ）の一対の入力のうち他方とインダクタ１５４１ｂの一端に接続している。コンデンサ１５４２ｂの一端は、平滑回路（１５４ａ又は１５４ｂ）の一対の出力のうち一方とインダクタ１５４１ａの他端に接続している。コンデンサ１５４２ｂの他端は、平滑回路（１５４ａ又は１５４ｂ）の一対の出力のうち他方とインダクタ１５４１ｂの他端に接続している。
　図５０及び図５１の各々の実施形態によれば、整流回路及び並列回路を含むユニットの並列化により、許容電流が増加される。なお、インダクタ１５４１ａのインダクタンスとインダクタ１５４１ｂのインダクタンスは互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。また、平滑回路１５４ａのコンデンサ１５４２ａの静電容量、平滑回路１５４ａのコンデンサ１５４２ｂの静電容量、平滑回路１５４ｂのコンデンサ１５４２ａの静電容量、及び平滑回路１５４ｂのコンデンサ１５４２ｂの静電容量は、互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。また、平滑回路１５４ａ及び平滑回路１５４ｂの各々は、インダクタ１５４１ｂを有していなくてもよい。或いは、平滑回路１５４ａはインダクタ１５４１ｂを有していなくてもよく、平滑回路１５４ｂはインダクタ１５４１ａを有していなくてもよい。
　［給電に関連する一体化構成］
　以下、図５２～図５６を参照する。図５２～図５６の各々は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。図５２～図５６の各々の構成は、イミタンス変換器５２０及びＡＣ／ＤＣコンバータ５４０を備えるプラズマ処理装置において採用される。
　図５２に示す実施形態において、送電コイル部１３０及び受電コイル部１４０は、単一の金属筐体３４０ｇの中に配置されることで一体化されている。また、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及びＲＦフィルタ２００も、空間１１０ａにおいて一体化されている。送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及びＲＦフィルタ２００は、例えば、単一の金属筐体３４１ｇの中に配置されている。
　図５３に示す実施形態は、送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂが、イミタンス変換器５２０と一体化されている点で、図５２に示す実施形態と異なっている。共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂは、イミタンス変換器５２０のイミタンス変換回路と共に単一の筐体内に配置されていてもよい。図５３の実施形態によれば、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及びＲＦフィルタ２００を一体化することにより構成されたユニットの小型化が可能となる。
　図５４に示す実施形態は、イミタンス変換器５２０と送電部１２０が一体化されている点で、図５２に示す実施形態と異なっている。イミタンス変換器５２０と送電部１２０は、単一の筐体５２０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態では、送電部１２０のインバータとイミタンス変換器５２０との間の配線を短くすることができる。したがって、給電効率が改善され得る。
　図５５に示す実施形態は、送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、並びに送電部１２０が一体化されている点で、図５２に示す実施形態と異なっている。送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、並びに送電部１２０は、単一の筐体５２０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態では、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及びＲＦフィルタ２００を一体化することにより構成されたユニットの小型化が可能となる。また、この実施形態では、送電部１２０のインバータとイミタンス変換器５２０との間の配線を短くすることができる。したがって、給電効率が改善され得る。
　図５６に示す実施形態は、送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、送電部１２０、並びにＡＣ／ＤＣコンバータ５４０が一体化されている点で、図５２に示す実施形態と異なっている。送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、送電部１２０、並びにＡＣ／ＤＣコンバータ５４０は、単一の筐体５２０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態では、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及びＲＦフィルタ２００を一体化することにより構成されたユニットの小型化が可能となる。また、この実施形態では、送電部１２０のインバータとイミタンス変換器５２０との間の配線を短くすることができる。したがって、給電効率が改善され得る。また、交流電源４００とＡＣ／ＤＣコンバータ５４０との間のレイアウトの自由度が高くなる。
　以下、図５７～図６１を参照する。図５７～図６１の各々は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。図５７～図６１の各々の構成は、イミタンス変換器５２０及びＡＣ／ＤＣコンバータ５４０を備えるプラズマ処理装置において採用される。図５７～図６１の各々の構成は、図５２～図５６の各々の構成と異なり、ＲＦフィルタ２００を備えいてない。また、図５７～図６１の各々の構成では、整流・平滑部１５０は、空間１１０ａに配置されている。
　図５７に示す実施形態において、送電コイル部１３０及び受電コイル部１４０は、単一の金属筐体３４０ｇの中に配置されることで一体化されている。また、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及び整流・平滑部１５０も、空間１１０ａにおいて一体化されている。送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及び整流・平滑部１５０は、例えば、単一の金属筐体３４１ｇの中に配置されている。
　図５８に示す実施形態は、送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂが、イミタンス変換器５２０と一体化されている点で、図５７に示す実施形態と異なっている。共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂは、イミタンス変換器５２０のイミタンス変換回路と共に単一の筐体内に配置されていてもよい。図５８の実施形態によれば、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及び整流・平滑部１５０を一体化することにより構成されたユニットの小型化が可能となる。
　図５９に示す実施形態は、イミタンス変換器５２０と送電部１２０が一体化されている点で、図５７に示す実施形態と異なっている。イミタンス変換器５２０と送電部１２０は、単一の筐体５２０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態では、送電部１２０のインバータとイミタンス変換器５２０との間の配線を短くすることができる。したがって、給電効率が改善され得る。
　図６０に示す実施形態は、送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、並びに送電部１２０が一体化されている点で、図５７に示す実施形態と異なっている。送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、並びに送電部１２０は、単一の筐体５２０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態では、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及び整流・平滑部１５０を一体化することにより構成されたユニットの小型化が可能となる。また、この実施形態では、送電部１２０のインバータとイミタンス変換器５２０との間の配線を短くすることができる。したがって、給電効率が改善され得る。
　図６１に示す実施形態は、送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、送電部１２０、並びにＡＣ／ＤＣコンバータ５４０が一体化されている点で、図５７に示す実施形態と異なっている。送電コイル部１３０の共振コンデンサ１３２ａ及び共振コンデンサ１３２ｂ、イミタンス変換器５２０、送電部１２０、並びにＡＣ／ＤＣコンバータ５４０は、単一の筐体５２０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態では、送電コイル部１３０、受電コイル部１４０、及び整流・平滑部１５０を一体化することにより構成されたユニットの小型化が可能となる。また、この実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ５４０とイミタンス変換器５２０との間の配線を短くすることができる。したがって、給電効率が改善され得る。また、交流電源４００とＡＣ／ＤＣコンバータ５４０との間のレイアウトの自由度が高くなる。
　以下、図６２～図６５を参照する。図６２～図６５の各々は、種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において採用され得る給電に関連する一体化構成を示す図である。図６２～図６５の各々の構成は、イミタンス変換器５２０及びＡＣ／ＤＣコンバータ５４０を備えるプラズマ処理装置において採用される。
　図６２に示す実施形態において、受電コイル部１４０及びＲＦフィルタ２００は、空間１１０ａにおいて一体化されている。受電コイル部１４０及びＲＦフィルタ２００は、例えば、単一の金属筐体１４０ｇｂの中に配置されている。
　図６３に示す実施形態は、送電コイル部１３０とイミタンス変換器５２０が一体化されている点で、図６２の実施形態と異なる。送電コイル部１３０とイミタンス変換器５２０は、単一の筐体５２０ｇ（例えば金属筐体）又は金属筐体１３０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態によれば、イミタンス変換器５２０と送電コイル１３１との間の配線を短くすることが可能である。したがって、給電効率が改善され得る。
　図６４に示す実施形態は、送電コイル部１３０、イミタンス変換器５２０、及び送電部１２０が一体化されている点で、図６２の実施形態と異なる。送電コイル部１３０、イミタンス変換器５２０、及び送電部１２０は、単一の筐体５２０ｇ（例えば金属筐体）又は金属筐体１３０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態によれば、送電部１２０のインバータと送電コイル１３１との間の配線を短くすることが可能である。したがって、給電効率が改善され得る。
　図６５に示す実施形態は、送電コイル部１３０、イミタンス変換器５２０、送電部１２０、及びＡＣ／ＤＣコンバータ５４０が一体化されている点で、図６２の実施形態と異なる。送電コイル部１３０、イミタンス変換器５２０、送電部１２０、及びＡＣ／ＤＣコンバータ５４０は、単一の筐体５２０ｇ（例えば金属筐体）又は金属筐体１３０ｇ内に配置されていてもよい。この実施形態によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ５４０と送電コイル１３１との間の配線を短くすることが可能である。したがって、給電効率が改善され得る。また、交流電源４００とＡＣ／ＤＣコンバータ５４０との間のレイアウトの自由度が高くなる。
　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。
　例えば、交流電源４００は、３相交流電源であってもよく、単相の交流電源であってもよい。
　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］～［Ｅ１７］に記載する。
［Ｅ１］
　プラズマ処理チャンバと、
　前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部と、
　前記プラズマ処理チャンバ内のプラズマ処理空間に対して外側に配置された電極又はアンテナであり、該電極又は該アンテナと前記基板支持部との間に前記プラズマ処理チャンバ内の空間が位置するように配置された、該電極又は該アンテナと、
　高周波電力を発生するように構成されており、前記基板支持部、前記電極、又は前記アンテナに電気的に接続された高周波電源と、
　前記プラズマ処理チャンバ内又は前記基板支持部内に配置される少なくとも一つの電力消費部材と、
　前記少なくとも一つの電力消費部材と電気的に接続される受電コイルと、
　前記受電コイルと電磁誘導結合される送電コイルと、
　前記送電コイルに電力を供給するよう前記送電コイルに電気的に接続される送電部と、
　制御部と、
を備え、
　前記送電部は、前記送電コイルへの入力電圧を検出するように構成された電圧検出器及び前記送電コイルへの入力電流を検出するように構成された電流検出器を含み、
　前記制御部は、前記入力電圧及び前記入力電流から求められる入力インピーダンス又は前記少なくとも一つの電力消費部材が有する負荷抵抗値を含むパラメータ値に応じた必要電力レベルを決定し、前記送電部を制御して該必要電力レベルを有する出力電力を出力させるように構成されている、
プラズマ処理装置。
［Ｅ２］
　前記送電部は、伝送周波数を有する出力電流を出力し、且つ、波高値及びデューティ比を有する出力電圧を該伝送周波数の逆数の時間間隔で周期的に出力することにより、電力を出力するように構成されており、
　該プラズマ処理装置は、
　　前記受電コイルと前記少なくとも一つの電力消費部材との間で接続された整流回路及び平滑回路を有する整流・平滑部と、
　　前記少なくとも一つの電力消費部材の負荷抵抗値を変化させるように構成されており、前記整流・平滑部と前記少なくとも一つの電力消費部材との間で接続された定電圧制御部と、
　を更に備えるＥ１に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ３］
　前記制御部は、前記パラメータ値に対応づけて、該パラメータ値に応じた前記出力電圧の波高値及びデューティ比並びに前記出力電流の振幅を格納したテーブルを有し、前記送電部に前記パラメータ値に応じた前記出力電圧の波高値及びデューティ比並びに前記出力電流の振幅値を有する前記出力電力を出力させるように構成されている、Ｅ２に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ４］
　線間コンデンサと、
　超過電力消費負荷と、
　前記線間コンデンサを、選択的に、前記整流・平滑部と前記定電圧制御部とを互いに接続する一対の給電ラインの間で接続させるか又は前記超過電力消費負荷に選択的に接続させるように構成されたスイッチング素子と、
を更に備える、Ｅ２又はＥ３に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ５］
　前記定電圧制御部は、前記少なくとも一つの電力消費部材の負荷抵抗値を変化させ、且つ、前記スイッチング素子を制御するように構成された制御部を含む、Ｅ４に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ６］
　前記定電圧制御部の前記制御部は、
　　前記少なくとも一つの電力消費部材の負荷抵抗値が低くなるように変化するときに、前記スイッチング素子を制御して前記一対の給電ラインに前記線間コンデンサを接続し、
　　次いで、前記線間コンデンサに蓄電された電力を前記超過電力消費負荷に放電するために、前記スイッチング素子を制御して前記線間コンデンサを前記超過電力消費負荷に接続する、
　ように構成されている、Ｅ５に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ７］
　前記送電部と前記送電コイルとの間に接続されたイミタンス変換回路を含むイミタンス変換器を更に備える、Ｅ２～Ｅ６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ８］
　前記イミタンス変換回路は、
　　前記送電部と前記送電コイルとの間で接続されたインダクタと、
　　前記送電部と前記送電コイルとを互いに接続する一対の給電のラインの間で接続されたコンデンサと、
　を含むＥ７に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ９］
　前記送電部は、
　　整流回路、前記送電コイルと該整流回路との間で接続された平滑コンデンサを含む整流・平滑部と、
　　前記送電コイルと該送電部の前記整流・平滑部との間で接続されたインバータと、
　　前記送電部の前記整流・平滑部から出力される電圧の波形を監視するように構成された電圧監視部と、
　　制御部と、
　を含み、
　前記制御部は、前記出力電力のリプルを抑制するよう、前記電圧監視部によって監視された前記波形に応じて前記インバータから出力される前記出力電圧の前記デューティ比を調整するように構成されている、
Ｅ８に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１０］
　ＡＣ／ＤＣコンバータを更に備え、
　前記送電部は、
　　平滑コンデンサを含み、前記ＡＣ／ＤＣコンバータに接続された平滑部と、
　　前記送電コイルと該送電部の前記平滑部との間で接続されたインバータと、
　　前記送電部の前記平滑部から出力される電圧の波形を監視するように構成された電圧監視部と、
　　制御部と、
　を含み、
　前記制御部は、前記出力電力のリプルを抑制するよう、前記電圧監視部によって監視された前記波形に応じて前記インバータから出力される前記出力電圧の前記デューティ比を調整するように構成されている、
Ｅ８に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１１］
　前記送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを更に備え、
　前記共振コンデンサは、前記イミタンス変換器内に設けられている、
請求項Ｅ７～Ｅ１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１２］
　前記イミタンス変換器及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、Ｅ７～Ｅ１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１３］
　前記送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを更に備え、
　前記共振コンデンサ、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
Ｅ７～Ｅ１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１４］
　前記送電コイル及び該送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを含む送電コイル部を備え、
　前記送電コイル部及び前記イミタンス変換器は、単一の筐体内に収容されている、
Ｅ７～Ｅ１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１５］
　前記送電コイル及び該送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを含む送電コイル部を備え、
　前記送電コイル部、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
Ｅ７～Ｅ１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１６］
　前記送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを更に備え、
　前記共振コンデンサ、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
Ｅ１０に記載のプラズマ処理装置。
［Ｅ１７］
　前記送電コイル及び該送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを含む送電コイル部を備え、
　前記送電コイル部、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
Ｅ１０に記載のプラズマ処理装置。
　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、１１０…グランドフレーム、１２０…送電部、１３０…送電コイル部、１３１…送電コイル、１４０…受電コイル部、１４１…受電コイル、１５０…整流・平滑部、１８０…定電圧制御部、２４０…電力消費部材、３００…高周波電源。

Claims (17)

  1. 　プラズマ処理チャンバと、
    　前記プラズマ処理チャンバ内に配置された基板支持部と、
    　前記プラズマ処理チャンバ内のプラズマ処理空間に対して外側に配置された電極又はアンテナであり、該電極又は該アンテナと前記基板支持部との間に前記プラズマ処理チャンバ内の空間が位置するように配置された、該電極又は該アンテナと、
    　高周波電力を発生するように構成されており、前記基板支持部、前記電極、又は前記アンテナに電気的に接続された高周波電源と、
    　前記プラズマ処理チャンバ内又は前記基板支持部内に配置される少なくとも一つの電力消費部材と、
    　前記少なくとも一つの電力消費部材と電気的に接続される受電コイルと、
    　前記受電コイルと電磁誘導結合される送電コイルと、
    　前記送電コイルに電力を供給するよう前記送電コイルに電気的に接続される送電部と、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記送電部は、前記送電コイルへの入力電圧を検出するように構成された電圧検出器及び前記送電コイルへの入力電流を検出するように構成された電流検出器を含み、
    　前記制御部は、前記入力電圧及び前記入力電流から求められる入力インピーダンス又は前記少なくとも一つの電力消費部材が有する負荷抵抗値を含むパラメータ値に応じた必要電力レベルを決定し、前記送電部を制御して該必要電力レベルを有する出力電力を出力させるように構成されている、
    プラズマ処理装置。
  2. 　前記送電部は、伝送周波数を有する出力電流を出力し、且つ、波高値及びデューティ比を有する出力電圧を該伝送周波数の逆数の時間間隔で周期的に出力することにより、電力を出力するように構成されており、
    　該プラズマ処理装置は、
    　　前記受電コイルと前記少なくとも一つの電力消費部材との間で接続された整流回路及び平滑回路を有する整流・平滑部と、
    　　前記少なくとも一つの電力消費部材の負荷抵抗値を変化させるように構成されており、前記整流・平滑部と前記少なくとも一つの電力消費部材との間で接続された定電圧制御部と、
    　を更に備える請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記制御部は、前記パラメータ値に対応づけて、該パラメータ値に応じた前記出力電圧の波高値及びデューティ比並びに前記出力電流の振幅を格納したテーブルを有し、前記送電部に前記パラメータ値に応じた前記出力電圧の波高値及びデューティ比並びに前記出力電流の振幅値を有する前記出力電力を出力させるように構成されている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　線間コンデンサと、
    　超過電力消費負荷と、
    　前記線間コンデンサを、選択的に、前記整流・平滑部と前記定電圧制御部とを互いに接続する一対の給電ラインの間で接続させるか又は前記超過電力消費負荷に選択的に接続させるように構成されたスイッチング素子と、
    を更に備える、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記定電圧制御部は、前記少なくとも一つの電力消費部材の負荷抵抗値を変化させ、且つ、前記スイッチング素子を制御するように構成された制御部を含む、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記定電圧制御部の前記制御部は、
    　　前記少なくとも一つの電力消費部材の負荷抵抗値が低くなるように変化するときに、前記スイッチング素子を制御して前記一対の給電ラインに前記線間コンデンサを接続し、
    　　次いで、前記線間コンデンサに蓄電された電力を前記超過電力消費負荷に放電するために、前記スイッチング素子を制御して前記線間コンデンサを前記超過電力消費負荷に接続する、
    　ように構成されている、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記送電部と前記送電コイルとの間に接続されたイミタンス変換回路を含むイミタンス変換器を更に備える、請求項２～６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記イミタンス変換回路は、
    　　前記送電部と前記送電コイルとの間で接続されたインダクタと、
    　　前記送電部と前記送電コイルとを互いに接続する一対の給電のラインの間で接続されたコンデンサと、
    　を含む請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記送電部は、
    　　整流回路、前記送電コイルと該整流回路との間で接続された平滑コンデンサを含む整流・平滑部と、
    　　前記送電コイルと該送電部の前記整流・平滑部との間で接続されたインバータと、
    　　前記送電部の前記整流・平滑部から出力される電圧の波形を監視するように構成された電圧監視部と、
    　　制御部と、
    　を含み、
    　前記制御部は、前記出力電力のリプルを抑制するよう、前記電圧監視部によって監視された前記波形に応じて前記インバータから出力される前記出力電圧の前記デューティ比を調整するように構成されている、
    請求項８に記載のプラズマ処理装置。
  10. 　ＡＣ／ＤＣコンバータを更に備え、
    　前記送電部は、
    　　平滑コンデンサを含み、前記ＡＣ／ＤＣコンバータに接続された平滑部と、
    　　前記送電コイルと該送電部の前記平滑部との間で接続されたインバータと、
    　　前記送電部の前記平滑部から出力される電圧の波形を監視するように構成された電圧監視部と、
    　　制御部と、
    　を含み、
    　前記制御部は、前記出力電力のリプルを抑制するよう、前記電圧監視部によって監視された前記波形に応じて前記インバータから出力される前記出力電圧の前記デューティ比を調整するように構成されている、
    請求項８に記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを更に備え、
    　前記共振コンデンサは、前記イミタンス変換器内に設けられている、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  12. 　前記イミタンス変換器及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  13. 　前記送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを更に備え、
    　前記共振コンデンサ、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  14. 　前記送電コイル及び該送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを含む送電コイル部を備え、
    　前記送電コイル部及び前記イミタンス変換器は、単一の筐体内に収容されている、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  15. 　前記送電コイル及び該送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを含む送電コイル部を備え、
    　前記送電コイル部、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  16. 　前記送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを更に備え、
    　前記共振コンデンサ、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
    請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
  17. 　前記送電コイル及び該送電コイルと前記イミタンス変換回路との間で接続された共振コンデンサを含む送電コイル部を備え、
    　前記送電コイル部、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ、前記イミタンス変換器、及び前記送電部は、単一の筐体内に収容されている、
    請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
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