(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置の第１の整合器及び第２の整合器の整合動作を比較的簡単に実現する。【解決手段】一実施形態において、プラズマ処理装置の第１の高周波電源及び第２の高周波電源の各々が、連続波、変調波、及び、二重変調波を選択的に出力する。一実施形態の方法では、第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスを決定する第１の平均値及び第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスを決定する第２の平均値が、第１の高周波電源から出力される第１の高周波と第２の高周波電源から出力される第２の高周波に応じて、二つの平均化手法のうち何れかを用いて求められる。これら第１の平均値及び第２の平均値に基づいて、第１の整合器及び第２の整合器によるインピーダンス整合が行われる。【選択図】図１
2018073904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバ本体と、
それらの間に前記チャンバ本体内の空間が介在するように設けられた第１電極及び第２電極と、
プラズマ生成用の第１の高周波を出力する第１の高周波電源であり、該第１の高周波は第１の基本周波数を有する、該第１の高周波電源と、
イオン引き込み用の第２の高周波を出力する第２の高周波電源であり、該第２の高周波は前記第１の基本周波数よりも低い第２の基本周波数を有する、該第２の高周波電源と、
前記第１電極又は前記第２電極と前記第１の高周波電源を電気的に接続する第１の給電ラインと、
前記第２電極と前記第２の高周波電源を電気的に接続する第２の給電ラインと、
前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスを調整するための第１の整合器と、
前記第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスを調整するための第２の整合器と、
を備え、
前記第１の高周波電源は、前記第１の高周波として、
前記第１の基本周波数を有する第１の連続波、
変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間におけるレベルが該二つの期間のうち他方の期間におけるレベルよりも高くなるように連続波のレベルを変調する第１の変調を用いて、前記第１の基本周波数を有する連続波のレベルを変調することによって生成される第１の変調波、及び、
第１の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間と該第１の変調周波数よりも低い第２の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間とが重複する期間におけるレベルが該第１の変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間のうち他方の期間及び該第２の変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間のうち他方の期間におけるレベルよりも高くなるように連続波のレベルを変調する第２の変調を用いて、前記第１の基本周波数を有する連続波のレベルを変調することによって生成される第１の二重変調波、
のうち一つを選択的に出力するよう構成されており、
前記第２の高周波電源は、前記第２の高周波として、
前記第２の基本周波数を有する第２の連続波、
前記第２の基本周波数を有する連続波を前記第１の変調を用いて変調することによって生成される第２の変調波、及び、
前記第２の基本周波数を有する連続波を前記第２の変調を用いて変調することによって生成される第２の二重変調波、
のうち一つを選択的に出力するよう構成されており、
該方法は、
平均化処理を実行する工程であり、前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの第１の平均値、又は、前記第１の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値を含む第１の平均値群、並びに、前記第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスの第２の平均値、又は、前記第２の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値を含む第２の平均値群を求める、該工程と、
第１の移動平均値及び第２の移動平均値を求める工程であり、該第１の移動平均値は、平均化処理を実行する前記工程の実行により求められた所定個の第１の平均値又は所定個の第１の平均値群から求められる前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの移動平均値であり、該第２の移動平均値は、平均化処理を実行する前記工程の実行により求められた所定個の第２の平均値又は所定個の第２の平均値群から求められる前記第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスの移動平均値である、該工程と、
前記第１の移動平均値及び前記第２の移動平均値を整合ポイントに近づけるように、前記第１の整合器の可変リアクタンス素子及び前記第２の整合器の可変リアクタンス素子を調整する工程と、
を含み、
平均化処理を実行する前記工程において、
前記第１の高周波及び前記第２の高周波の生成に用いられている最も低い変調周波数が、前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源のうち一方の高周波電源から出力される高周波の生成においてのみ利用されている場合に、
該最も低い変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間のうち前記一方の期間における複数の時点での該一方の高周波電源の負荷側のインピーダンスから平均値を求め、該最も低い変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間の双方における複数の時点での他方の高周波電源の負荷側のインピーダンスから平均値を求めることにより、前記第１の平均値及び前記第２の平均値が求められるか、又は、
該最も低い変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間のうち前記一方の期間における複数の時点での、前記第１の給電ライン及び前記第２の給電ラインのうち該一方の高周波電源からの高周波の伝送に利用される一方の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値を求め、該最も低い変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間の双方における複数の時点での他方の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値を求めることにより、前記第１の平均値群及び前記第２の平均値群が求められ、
前記第１の高周波及び前記第２の高周波の生成に用いられている最も低い変調周波数が該第１の高周波及び該第２の高周波の生成において共用されている場合に、
該最も低い変調周波数で規定される前記第１の高周波の変調周期中の前記二つの期間のうち前記一方の期間における複数の時点での前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスから前記第１の平均値が求められ、該最も低い変調周波数で規定される前記第２の高周波の変調周期中の前記二つの期間のうち前記一方の期間における複数の時点での前記第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスから前記第２の平均値が求められるか、又は、
該最も低い変調周波数で規定される前記第１の高周波の変調周期中の前記二つの期間のうち前記一方の期間における複数の時点での前記第１の給電ライン上の電圧及び電流から前記第１の平均値群が求められ、該最も低い変調周波数で規定される前記第２の高周波の変調周期中の前記二つの期間のうち前記一方の期間における複数の時点での前記第２の給電ライン上の電圧及び電流から前記第２の平均値群が求められる、
方法。
【請求項２】
前記第１の高周波電源が前記第１の変調波を出力し、前記第２の高周波電源が前記第２の二重変調波を出力し、該第１の変調波の生成に用いられている変調周波数と前記第２の二重変調波の生成に用いられている前記第１の変調周波数とが同一である場合に、前記第２の二重変調波の生成に用いられている前記第２の変調周波数で規定される変調周期に含まれる複数の変調周期であって、前記第１の変調波の生成に用いられている変調周波数によって規定される該複数の変調周期それぞれにおける前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの平均値から前記第１の平均値が求められるか、又は、該複数の変調周期それぞれにおける前記第１の給電ライン上の電流の複数の平均値及び電圧の複数の平均値から前記第１の平均値群が求められる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の高周波電源が前記第１の二重変調波を出力し、前記第２の高周波電源が前記第１の二重変調波と同期した前記第２の変調波を出力し、該第１の二重変調波の生成に用いられている前記第２の変調周波数が該第２の変調波の生成に用いられている変調周波数と同一である場合に、前記第１の二重変調波の生成に用いられている前記第２の変調周波数で規定される変調周期に含まれる複数の変調周期であって、該第１の二重変調波の生成に用いられている前記第１の変調周波数によって規定される該複数の変調周期のそれぞれにおける前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの複数の平均値から前記第１の平均値が求められるか、又は、該複数の変調周期それぞれにおける前記第１の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値から前記第１の平均値群が求められる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の高周波電源が前記第１の二重変調波を出力し、前記第２の高周波電源が前記第１の二重変調波と同期した前記第２の変調波を出力し、該第１の二重変調波の生成に用いられる前記第２の変調周波数が該第２の変調波の生成に用いられた変調周波数と同一である場合に、前記第１の二重変調波の生成に用いられている前記第２の変調周波数によって規定される変調周期内の前記二つの期間のうち前記一方の期間と前記第２の変調波の生成に用いられている前記変調周波数によって規定される対応の変調周期内の前記二つの期間のうち前記一方の期間とが重複する期間における、前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスから前記第１の平均値が求められるか、又は、前記第１の二重変調波の生成に用いられている前記第２の変調周波数によって規定される変調周期内の前記二つの期間のうち前記一方の期間と前記第２の変調波の生成に用いられている前記変調周波数によって規定される対応の変調周期内の前記二つの期間のうち前記一方の期間とが重複する期間における、前記第１の給電ライン上の電圧及び電流から前記第１の平均値群が求められる、請求項１又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の高周波は、前記第１の変調に用いられる変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間のうち前記一方の期間、又は、前記第２の変調に用いられる前記第１の変調周波数で交互に繰り返す前記二つの期間のうち前記一方の期間に含まれる異なる複数の期間において異なるレベルを有するように変調され、
前記複数の期間それぞれにおける前記第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの複数の平均値から前記第１の平均値が求められるか、又は、該複数の期間それぞれにおける前記第１の給電ライン上の電圧の複数の平均値及び電流の複数の平均値から前記第１の平均値群が求められる、
請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては、被処理体に対するプラズマ処理、例えば、プラズマエッチングが行われる。プラズマ処理には、プラズマ処理装置が用いられている。
【０００３】
プラズマ処理装置は、一般的に、チャンバ本体、第１の電極、第２の電極、第１の高周波電源、第１の整合器、第２の高周波電源、及び、第２の整合器を備えている。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供している。第１の電極及び第２の電極は、それらの間にチャンバ内の空間が介在するように配置されている。第２の電極は、下部電極であり、被加工物がその上に載置される載置台に含まれている。第１の高周波電源は、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する。第１の高周波は、第１の電極及び第２の電極のうち一方に供給される。第２の高周波電源は、イオン引き込み用の第２の高周波を発生する。第２の高周波は、第２の電極に供給される。プラズマ処理装置では、第１の高周波電源の出力インピーダンスとその負荷側のインピーダンスとを整合させるために、第１の整合器の可変リアクタンス素子が調整される。また、第２の高周波電源の出力インピーダンスとその負荷側のインピーダンスとを整合させるために、第２の整合器の可変リアクタンス素子が調整される。プラズマ処理装置では、チャンバに供給されたガスが、第１の電極と第２の電極との間に発生する高周波電界により解離し、イオン又はラジカルといった活性種によって被加工物が処理される。
【０００４】
プラズマ処理装置では、第１の高周波電源及び第２の高周波電源のうち少なくとも一方の高周波電源から、そのレベルが変調された高周波が供給されることがある。即ち、交互の二つの期間のうち一方の期間におけるレベルよりも他方の期間のレベルが低くなるようにそのレベルが変調された変調波が利用されることがある。プラズマ処理装置において高周波を利用する技術については、下記の特許文献１〜３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７１２９２号公報
【特許文献２】特開２００９−３３０８０号公報
【特許文献３】特開２０１２−９５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラズマ処理装置では、第１の高周波電源から出力される第１の高周波と第２の高周波電源から出力される第２の高周波の組み合わせとして、種々の組み合わせが考えられる。例えば、第１の組み合わせでは、第１の高周波が変調波であり、第２の高周波が連続波である。第２の組み合わせでは、第１の高周波が連続波であり、第２の高周波が変調波である。第３の組み合わせでは、第１の高周波及び第２の高周波の双方が変調波である。第３の組み合わせでは、第１の高周波及び第２の高周波の変調周波数が同一であることもあり、互いに異なることもある。
【０００７】
上述したように、第１の高周波及び第２の高周波の組み合わせとして多数の組み合わせが一つのプラズマ処理装置において選択的に用いられる場合には、第１の整合器及び第２の整合器のそれぞれの整合動作のためのインピーダンスの演算が複雑化する。したがって、第１の高周波及び第２の高周波の種々の組み合わせに対して、第１の整合器及び第２の整合器の整合動作のための比較的単純なインピーダンスの演算を実現することが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様においては、プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ本体、第１電極及び第２電極、第１の高周波電源、第２の高周波電源、第１の給電ライン、第２の給電ライン、第１の整合器、並びに、第２の整合器を備えている。第１電極及び第２電極は、それらの間にチャンバ本体内の空間が介在するように設けられている。第１の高周波電源は、プラズマ生成用の第１の高周波を出力する電源である。第１の高周波は第１の基本周波数を有する。第２の高周波電源は、イオン引き込み用の第２の高周波を出力する電源である。第２の高周波は第１の基本周波数よりも低い第２の基本周波数を有する。第１の給電ラインは、第１電極又は第２電極と第１の高周波電源を電気的に接続する。第２の給電ラインは、第２電極と第２の高周波電源を電気的に接続する。第１の整合器は、第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスを調整するよう構成されている。第２の整合器は、第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスを調整するよう構成されている。
【０００９】
第１の高周波電源は、第１の高周波として、第１の基本周波数を有する第１の連続波、第１の変調波、及び、第１の二重変調波のうち一つを選択的に出力するように構成されている。第１の変調波は、第１の変調を用いて、第１の基本周波数を有する連続波のレベルを変調することによって生成される。第１の変調は、変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間におけるレベルが該二つの期間のうち他方の期間におけるレベルよりも高くなるように連続波のレベルを変調する変調である。第１の二重変調波は、第２の変調を用いて、第１の基本周波数を有する連続波のレベルを変調することによって生成される。第２の変調は、第１の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間と該第１の変調周波数よりも低い第２の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間とが重複する期間におけるレベルが該第１の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち他方の期間及び該第２の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち他方の期間におけるレベルよりも高くなるように連続波のレベルを変調する変調である。第２の高周波電源は、第２の高周波として、第２の基本周波数を有する第２の連続波、第２の基本周波数を有する連続波を第１の変調を用いて変調することによって生成される第２の変調波、第２の基本周波数を有する連続波を第２の変調を用いて変調することによって生成される第２の二重変調波のうち一つを選択的に出力するよう構成されている。
【００１０】
一態様に係る方法は、（ｉ）平均化処理を実行する工程であり、第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの第１の平均値、又は、第１の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値を含む第１の平均値群、並びに、第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスの第２の平均値、又は、第２の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値を含む第２の平均値群を求める、該工程と、（ｉｉ）第１の移動平均値及び第２の移動平均値を求める工程であり、該第１の移動平均値は、平均化処理を実行する工程の実行により求められた所定個の第１の平均値又は所定個の第１の平均値群から求められる第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの移動平均値であり、第２の移動平均値は、平均化処理を実行する工程の実行により求められた所定個の第２の平均値又は所定個の第２の平均値群から求められる第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスの移動平均値である、該工程と、（ｉｉｉ）第１の移動平均値及び第２の移動平均値を整合ポイントに近づけるように、第１の整合器の可変リアクタンス素子及び第２の整合器の可変リアクタンス素子を調整する工程と、を含む。
【００１１】
第１の高周波及び第２の高周波の生成に用いられている最も低い変調周波数が、第１の高周波電源及び第２の高周波電源のうち一方の高周波電源から出力される高周波の生成においてのみ利用されている場合に、該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間における複数の時点での該一方の高周波電源の負荷側のインピーダンスから平均値を求め、該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間の双方における複数の時点での他方の高周波電源の負荷側のインピーダンスから平均値を求めることにより、第１の平均値及び第２の平均値が求められるか、或いは、該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間における複数の時点での、第１の給電ライン及び第２の給電ラインのうち該一方の高周波電源からの高周波の伝送に利用される一方の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値を求め、該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間の双方における複数の時点での他方の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値を求めることにより、第１の平均値群及び第２の平均値群が求められる。
【００１２】
第１の高周波及び第２の高周波の生成に用いられている最も低い変調周波数が該第１の高周波及び該第２の高周波の生成において共用されている場合に、該最も低い変調周波数で規定される第１の高周波の変調周期中の二つの期間のうち一方の期間における複数の時点での第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスから第１の平均値が求められ、該最も低い変調周波数で規定される第２の高周波の変調周期中の二つの期間のうち一方の期間における複数の時点での第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスから第２の平均値が求められるか、或いは、該最も低い変調周波数で規定される第１の高周波の変調周期中の二つの期間のうち一方の期間における複数の時点での第１の給電ライン上の電圧及び電流から第１の平均値群が求められ、該最も低い変調周波数で規定される第２の高周波の変調周期中の二つの期間のうち一方の期間における複数の時点での第２の給電ライン上の電圧及び電流から第２の平均値群が求められる。
【００１３】
一態様に係る方法では、所定個の第１の平均値又は所定個の第１の平均値群から第１の移動平均値が求められ、所定個の第２の平均値又は所定個の第２の平均値群から第２の移動平均値が求められる。第１の整合器の可変リアクタンス素子の調整は第１の移動平均値に基づいて行われ、第２の整合器の可変リアクタンス素子の調整は、第２の移動平均値に基づいて行われる。この方法では、第１の高周波及び第２の高周波の生成に用いられている最も低い変調周波数が第１の高周波及び第２の高周波の生成において共用されているか否かによって、第１の平均値又は第１の平均値群、及び、第２の平均値又は第２の平均値群の算出において参照する期間に関して異なる選択を行う二つの平均化処理のうち一つが選択的に用いられる。即ち、第１の高周波の変調及び第２の高周波の変調の種々の組み合わせに対して、二つの平均化処理のみによって、第１の平均値又は第１の平均値群、及び、第２の平均値又は第２の平均値群が求められる。したがって、第１の整合器及び第２の整合器の整合動作のための比較的単純なインピーダンスの演算が実現される。
【００１４】
一実施形態では、第１の高周波電源が第１の変調波を出力し、第２の高周波電源が第２の二重変調波を出力し、第１の変調波の生成に用いられている変調周波数と第２の二重変調波の生成に用いられている第１の変調周波数とが同一である場合に、第２の二重変調波の生成に用いられている第２の変調周波数で規定される変調周期に含まれる複数の変調周期であって、第１の変調波の生成に用いられている変調周波数によって規定される該複数の変調周期それぞれにおける第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの複数の平均値から第１の平均値が求められるか、又は、当該複数の変調周期それぞれにおける第１の給電ライン上の電流の複数の平均値及び電圧の複数の平均値から第１の平均値群が求められる。この実施形態によれば、第１の平均値によって表される第１の高周波電源の負荷側のインピーダンス、又は、第１の平均値群によって表される第１の給電ライン上の電圧及び電流がより高精度に求められる。
【００１５】
一実施形態では、第１の高周波電源が第１の二重変調波を出力し、第２の高周波電源が第１の二重変調波と同期した第２の変調波を出力し、第１の二重変調波の生成に用いられている第２の変調周波数が第２の変調波の生成に用いられている変調周波数と同一である場合に、第１の平均値は、第１の二重変調波の生成に用いられている第２の変調周波数で規定される変調周期に含まれる複数の変調周期であって、第１の二重変調波の生成に用いられている第１の変調周波数によって規定される該複数の変調周期のそれぞれにおける第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの複数の平均値から第１の平均値が求められるか、又は、当該複数の変調周期それぞれにおける第１の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値から第１の平均値群が求められる。この実施形態によれば、第１の平均値によって表される第１の高周波電源の負荷側のインピーダンス、又は、第１の平均値群によって表される第１の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値がより高精度に求められる。
【００１６】
一実施形態では、第１の高周波電源が第１の二重変調波を出力し、第２の高周波電源が第１の二重変調波と同期した第２の変調波を出力し、第１の二重変調波の生成に用いられる第２の変調周波数が第２の変調波の生成に用いられた変調周波数と同一である場合に、第１の二重変調波の生成に用いられている第２の変調周波数によって規定される変調周期内の二つの期間のうち一方の期間と第２の変調波の生成に用いられている変調周波数によって規定される対応の変調周期内の二つの期間のうち一方の期間とが重複する期間における、第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスから第１の平均値が求められるか、又は、第１の二重変調波の生成に用いられている第２の変調周波数によって規定される変調周期内の二つの期間のうち一方の期間と第２の変調波の生成に用いられている変調周波数によって規定される対応の変調周期内の二つの期間のうち一方の期間とが重複する期間における、第１の給電ライン上の電圧及び電流から第１の平均値群が求められる。
【００１７】
一実施形態では、第１の高周波は、第１の変調に用いられる変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間、又は、第２の変調に用いられる第１の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間に含まれる異なる複数の期間において異なるレベルを有するように変調される。この実施形態では、当該複数の期間それぞれにおける第１の高周波電源の負荷側のインピーダンスの複数の平均値から第１の平均値が求められるか、又は、当該複数の期間それぞれにおける第１の給電ライン上の電圧の複数の平均値及び電流の複数の平均値から第１の平均値群が求められる。この実施形態によれば、第１の高周波のレベルが、変調周期中の二つの期間のうち一方の期間中で変更されても、第１の平均値によって表される第１の高周波電源の負荷側のインピーダンス、又は、第１の平均値群によって表される第１の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値がより高精度に求められる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、第１の高周波及び第２の高周波の種々の組み合わせに対して、第１の整合器及び第２の整合器の整合動作のための比較的単純なインピーダンスの演算が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法を示す流れ図である。
【図２】図１に示す方法が適用され得る一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】第１のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【図４】第２のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【図５】第３のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【図６】第４のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【図７】第５のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【図８】第６のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【図９】第７のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【図１０】第１の高周波電源の構成と第１の整合器の構成を例示する図である。
【図１１】第１の整合器のインピーダンスセンサの構成を例示する図である。
【図１２】第２の高周波電源の構成と第２の整合器の構成を例示する図である。
【図１３】第２の整合器のインピーダンスセンサの構成を例示する図である。
【図１４】第１のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【図１５】第２のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【図１６】第３のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【図１７】第４のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【図１８】第５のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【図１９】第６のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【図２０】第７のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【図２１】第７のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波の変形例を示す図である。
【図２２】第７のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波の別の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して種々の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。
【００２１】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置のインピーダンス整合のための方法を示す流れ図である。図１に示す方法ＭＴは、プラズマ処理装置の第１の高周波電源の負荷側のインピーダンス及び第２の高周波電源の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに一致させるか又は近づけるための方法である。
【００２２】
図２は、図１に示す方法が適用され得る一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２に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ本体１０を備えている。チャンバ本体１０は、略円筒形状を有している。チャンバ本体１０は、その内部空間をチャンバ１０ｃとして提供している。チャンバ本体１０は、アルミニウムといった材料から形成されている。チャンバ本体１０の内壁面には、陽極酸化処理が施されている。また、チャンバ本体１０は、接地されている。
【００２３】
チャンバ本体１０の底部上には、絶縁板１２が設けられている。絶縁板１２は、例えば、セラミックから形成されている。この絶縁板１２上には、支持台１４が設けられている。支持台１４は、略円柱形状を有している。この支持台１４上にはサセプタ１６が設けられている。サセプタ１６は、アルミニウムといった導電性の材料から形成されており、下部電極、即ち、第２電極を構成している。
【００２４】
サセプタ１６上には、静電チャック１８が設けられている。静電チャック１８は、絶縁層、及び、当該絶縁層内に設けられた電極２０を有している。静電チャック１８の電極２０には、スイッチ２２を介して直流電源２４が電気的に接続されている。この静電チャック１８は、直流電源２４からの直流電圧により静電吸着力を発生し、当該静電チャック１８上に載置された被加工物Ｗを静電吸着力により保持するようになっている。被加工物Ｗは、例えば、ウエハのように略円盤形状を有し得る。静電チャック１８の周囲、且つ、サセプタ１６上には、フォーカスリング２６が配置されている。また、サセプタ１６及び支持台１４の外周面には、円筒状の内壁部材２８が取り付けられている。この内壁部材２８は、例えば、石英から形成されている。
【００２５】
支持台１４の内部には、流路３０が形成されている。流路３０は、例えば、鉛直方向に延びる中心軸線に対して渦巻状に延在している。この流路３０には、チャンバ本体１０の外部に設けられたチラーユニットから配管３２ａを介して冷媒ｃｗ（例えば、冷却水）が供給される。流路３０に供給された冷媒ｃｗは、配管３２ｂを介してチラーユニットに回収される。この冷媒の温度がチラーユニットによって調整されることにより、被加工物Ｗの温度が調整され。さらに、プラズマ処理装置１では、ガス供給ライン３４を介して供給される伝熱ガス（例えば、Ｈｅガス）が、静電チャック１８の上面と被加工物Ｗの裏面との間に供給されるようになっている。
【００２６】
サセプタ１６には、導体４４（例えば、給電棒）が接続されている。この導体４４には、高周波電源３６（第１の高周波電源）が整合器４０（第１の整合器）を介して接続されており、高周波電源３８（第２の高周波電源）が整合器４２（第２の整合器）を介して接続されている。高周波電源３６は、プラズマ生成用の第１の高周波、即ち高周波ＲＦ１を出力する。高周波ＲＦ１は、第１の基本周波数、即ち基本周波数ｆＢ１を有する高周波である。基本周波数ｆＢ１は、例えば、１００ＭＨｚである。高周波電源３８は、プラズマから被加工物Ｗにイオンを引き込むための第２の高周波、即ち高周波ＲＦ２を出力する。高周波ＲＦ２は、第２の基本周波数、即ち基本周波数ｆＢ２を有する高周波である。基本周波数ｆＢ２は、例えば、１３．５６ＭＨｚである。
【００２７】
整合器４０及び導体４４は、高周波電源３６からの高周波ＲＦ１をサセプタ１６に伝送する第１の給電ライン、即ち給電ライン４３の一部を構成している。整合器４２及び導体４４は、高周波電源３８からの高周波ＲＦ２をサセプタ１６に伝送する第２の給電ライン、即ち給電ライン４５の一部を構成している。
【００２８】
チャンバ本体１０の天部には、第１電極、即ち上部電極４６が設けられている。上部電極４６とサセプタ１６の間には、プラズマが生成されるチャンバ１０ｃ内の空間ＰＳが介在している。上部電極４６は、天板４８及び支持体５０を含んでいる。天板４８には、複数のガス噴出孔４８ａが形成されている。天板４８は、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣといったシリコン系の材料から形成されている。支持体５０は、天板４８を着脱可能に支持する部材であり、アルミニウムから形成されており、その表面には陽極酸化処理が施されている。
【００２９】
支持体５０の内部には、ガスバッファ室５２が形成されている。また、支持体５０には、複数の孔５０ａが形成されている。複数の孔５０ａは、ガスバッファ室５２から下方に延びて、ガス噴出孔４８ａに連通している。ガスバッファ室５２には、ガス供給管５４を介して一以上のガスソース５６が接続されている。一以上のガスソース５６は、マスフローコントローラといった一以上の流量制御器５８のうち対応の流量制御器、及び、一以上のバルブ６０のうち対応のバルブを介して、ガスバッファ室５２に接続されている。一以上のガスソース５６の各々からのガスは、対応の流量制御器５８によってその流量が調整された後に、ガスバッファ室５２に導入される。ガスバッファ室５２に導入されたガスは、複数のガス噴出孔４８ａから空間ＰＳに噴出される。
【００３０】
サセプタ１６とチャンバ本体１０の側壁との間、及び、支持台１４とチャンバ本体１０の側壁との間には、平面視において環状の空間が形成されており、当該空間の底部はチャンバ本体１０の排気口６２に繋がっている。チャンバ本体１０の底部には、排気口６２に連通する排気管６４が接続されている。この排気管６４は、排気装置６６に接続されている。排気装置６６は、圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。排気装置６６は、チャンバ１０ｃを減圧する。また、チャンバ本体１０の側壁には被加工物Ｗの搬入及び搬出のための通路６８が形成されている。チャンバ本体１０の側壁には、通路６８を開閉するためのゲートバルブ７０が取り付けられている。
【００３１】
プラズマ処理装置１は、主制御部７２を更に備えている。主制御部７２は、例えばコンピュータ装置であり、プロセッサ、及び、メモリといった記憶装置を有している。記憶装置には、プロセッサによって実行されるソフトウェア（プログラム）及びレシピ情報が記憶されている。主制御部７２は、当該ソフトウェア及びレシピ情報に従って、プラズマ処理装置１の各部、例えば、高周波電源３６，３８、整合器４０，４２、一以上の流量制御器５８、一以上のバルブ６０、排気装置６６等の個々の動作及び当該プラズマ処理装置１の装置全体の動作を制御する。
【００３２】
このプラズマ処理装置１によるプラズマ処理時には、まず、ゲートバルブ７０が開かれて、被加工物Ｗが通路６８を経由してチャンバ本体１０内に搬入される。チャンバ本体１０内に搬入された被加工物Ｗは、静電チャック１８の上に載置される。次いで、一以上のガスソースのうち選択されたガスソースからのガスがチャンバ１０ｃに導入され、排気装置６６が作動されて、チャンバ１０ｃが減圧される。さらに、高周波電源３６からの高周波ＲＦ１がサセプタ１６に供給され、高周波電源３８からの高周波ＲＦ２がサセプタ１６に供給される。また、直流電源２４からの直流電圧が静電チャック１８の電極２０に印加され、被加工物Ｗが静電チャック１８によって保持される。そして、チャンバ本体１０内に供給されたガスが、サセプタ１６と上部電極４６との間に形成された高周波電荷により励起される。このように生成されたプラズマからのラジカル及び／又はイオンによって被加工物Ｗが処理される。
【００３３】
以下、図３〜図９を参照し、高周波電源３６から出力される高周波ＲＦ１、及び、高周波電源３８から出力される高周波ＲＦ２について説明する。図３〜図９はそれぞれ、第１〜第７のモードにおいて出力される第１の高周波及び第２の高周波を例示する図である。
【００３４】
プラズマ処理装置１では、高周波電源３６は、高周波ＲＦ１として、第１の連続波（連続波ＣＷ１）、第１の変調波（変調波ＭＷ１）、及び、第１の二重変調波（二重変調波ＤＷ１）のうち一つを選択的に出力する。図４に示すように、連続波ＣＷ１は、基本周波数ｆＢ１を有し、連続的に一定のレベル（パワー）を有する高周波である。
【００３５】
変調波ＭＷ１は、基本周波数ｆＢ１を有する連続波のレベルを第１の変調により変調することにより生成される変調波である。第１の変調は、変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（以下、一方の期間を「高レベル期間」ということがある）におけるレベル（パワー）が当該二つの期間のうち他方の期間におけるレベル（パワー）よりも高くなるように、連続波のレベル（パワー）を変調する。
【００３６】
図３、図５、図６、図７、及び、図８に示すように、交互に繰り返す二つの期間Ｐ１ａ，Ｐ１ｂのうち一方の期間Ｐ１ａにおける変調波ＭＷ１のレベルは、他方の期間Ｐ１ｂにおける当該変調波ＭＷ１のレベルよりも高くなっている。期間Ｐ１ｂにおける変調波ＭＷ１のレベルは、ゼロであってもよい。なお、変調波ＭＷ１の変調周波数ｆＭ１は、変調周期Ｐ１の逆数であり、変調周期Ｐ１は、一つの期間Ｐ１ａとこれに連続する期間Ｐ１ｂを含む。変調周波数ｆＭ１は、基本周波数ｆＢ２よりも低い周波数である。
【００３７】
二重変調波ＤＷ１は、基本周波数ｆＢ１を有する連続波のレベルを第２の変調により変調することにより生成される変調波である。第２の変調は、第１の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（以下、一方の期間を「高レベル期間」ということがある）と当該第１の変調周波数よりも低い第２の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（以下、一方の期間を「高レベル期間」ということがある）とが重複する期間におけるレベル（パワー）が当該第１の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち他方の期間及び当該第２の変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち他方の期間におけるレベル（パワー）よりも高くなるように、連続波（パワー）のレベルを変調する。
【００３８】
図９に示すように、交互に繰り返す二つの期間Ｐ１１ａとＰ１１ｂのうち一方の期間Ｐ１１ａ、及び、交互に繰り返す二つの期間Ｐ１２ａとＰ１２ｂのうち一方の期間Ｐ１２ａが重複する期間における二重変調波ＤＷ１のレベルは、期間Ｐ１１ｂ及び期間Ｐ１２ｂにおける二重変調波ＤＷ１のレベルよりも高くなっている。期間Ｐ１１ｂ及び期間Ｐ１２ｂにおける二重変調波ＤＷ１のレベルは、ゼロであってもよい。なお、二重変調波ＤＷ１の第１の変調周波数ｆＤ１１は、変調周期Ｐ１１の逆数であり、変調周期Ｐ１１は、一つの期間Ｐ１１ａとこれに連続する期間Ｐ１１ｂを含む。二重変調波ＤＷ１の第２の変調周波数ｆＤ１２は、変調周期Ｐ１２の逆数であり、変調周期Ｐ１２は、一つの期間Ｐ１２ａとこれに連続する期間Ｐ１２ｂを含む。第２の変調周波数ｆＤ１２は、第１の変調周波数ｆＤ１１よりも低い。また、第１の変調周波数ｆＤ１１及び第２の変調周波数ｆＤ１２は、基本周波数ｆＢ２よりも低い周波数である。
【００３９】
高周波電源３８は、高周波ＲＦ２として、第２の連続波（連続波ＣＷ２）、第２の変調波（変調波ＭＷ２）、及び、第２の二重変調波（二重変調波ＤＷ２）のうち一つを選択的に出力する。図３に示すように、連続波ＣＷ２は、基本周波数ｆＢ２を有する連続波である。
【００４０】
変調波ＭＷ２は、基本周波数ｆＢ２を有する連続波のレベルを第１の変調により変調することにより生成される変調波である。図４、図５、図６、図７、及び、図９に示すように、交互に繰り返す二つの期間Ｐ２ａ，Ｐ２ｂのうち一方の期間Ｐ２ａにおける変調波ＭＷ２のレベルは、他方の期間Ｐ２ｂにおける当該変調波ＭＷ２のレベルよりも高くなっている。期間Ｐ２ｂにおける変調波ＭＷ２のレベルは、ゼロであってもよい。なお、変調波ＭＷ２の変調周波数ｆＭ２は、変調周期Ｐ２の逆数であり、変調周期Ｐ２は、一つの期間Ｐ２ａとこれに連続する期間Ｐ２ｂを含む。変調周波数ｆＭ２は、基本周波数ｆＢ２よりも低い周波数である。
【００４１】
二重変調波ＤＷ２は、基本周波数ｆＢ２を有する連続波のレベルを第２の変調により変調することにより生成される変調波である。図８に示すように、交互に繰り返す二つの期間Ｐ２１ａとＰ２１ｂのうち一方の期間Ｐ２１ａ、及び、交互に繰り返す二つの期間Ｐ２２ａとＰ２２ｂのうち一方の期間Ｐ２２ａが重複する期間における二重変調波ＤＷ２のレベルは、期間Ｐ２１ｂ及び期間Ｐ２２ｂにおける二重変調波ＤＷ２のレベルよりも高くなっている。期間Ｐ２１ｂ及び期間Ｐ２２ｂにおける二重変調波ＤＷ２のレベルは、ゼロであってもよい。なお、二重変調波ＤＷ２の第１の変調周波数ｆＤ２１は、変調周期Ｐ２１の逆数であり、変調周期Ｐ２１は、一つの期間Ｐ２１ａとこれに連続する期間Ｐ２１ｂを含む。二重変調波ＤＷ２の第２の変調周波数ｆＤ２２は、変調周期Ｐ２２の逆数であり、変調周期Ｐ２２は、一つの期間Ｐ２２ａとこれに連続する期間Ｐ２２ｂを含む。第２の変調周波数ｆＤ２２は、第１の変調周波数ｆＤ２１よりも低い。また、第１の変調周波数ｆＤ２１及び第２の変調周波数ｆＤ２２は、基本周波数ｆＢ２よりも低い周波数である。
【００４２】
図３に示すように、第１のモードにおいて、高周波電源３６は変調波ＭＷ１を出力し、高周波電源３８は連続波ＣＷ２を出力する。図４に示すように、第２のモードにおいて、高周波電源３６は連続波ＣＷ１を出力し、高周波電源３８は変調波ＭＷ２を出力する。
【００４３】
図５に示すように、第３のモードにおいて、高周波電源３６は変調波ＭＷ１を出力し、高周波電源３８は変調波ＭＷ２を出力する。第３のモードにおいて、変調周波数ｆＭ１は、変調周波数ｆＭ２よりも高く、例えば１０ｋＨｚ以上である。
【００４４】
図６に示すように、第４のモードにおいて、高周波電源３６は変調波ＭＷ１を出力し、高周波電源３８は変調波ＭＷ２を出力する。第４のモードにおいて、変調周波数ｆＭ１と変調周波数ｆＭ２は同一であり、例えば、１０Ｈｚ以上である。第４のモードにおいて、変調波ＭＷ１と変調波ＭＷ２は同期している。図７に示すように、第５のモードにおいて、高周波電源３６は変調波ＭＷ１を出力し、高周波電源３８は変調波ＭＷ２を出力する。第５のモードにおいて、変調周波数ｆＭ１と変調周波数ｆＭ２は同一であり、例えば、１０Ｈｚ以上である。第５のモードにおいて、変調波ＭＷ１と変調波ＭＷ２は非同期である。即ち、変調波ＭＷ１の変調周期Ｐ１と変調波ＭＷ２の変調周期Ｐ２の間には位相差がある。一例では、図７に示すように、変調周期Ｐ１の途中から変調周期Ｐ２が開始しており、当該変調周期Ｐ１の終了後に当該変調周期Ｐ２が終了している。
【００４５】
図８に示すように、第６のモードにおいて、高周波電源３６は変調波ＭＷ１を出力し、高周波電源３８は二重変調波ＤＷ２を出力する。第６のモードにおいて、変調周波数ｆＭ１と第１の変調周波数ｆＤ２１は同一であり、例えば、１０ｋＨｚ以上である。第６のモードでは、変調波ＭＷ１と二重変調波ＤＷ２は同期している。即ち、第６のモードにおいて、変調周期Ｐ１と変調周期Ｐ２１は同期している。また、期間Ｐ１ａと期間Ｐ２１ａは同期しており、期間Ｐ１ｂと期間Ｐ２１ｂも同期している。
【００４６】
図９に示すように、第７のモードにおいて、高周波電源３６は二重変調波ＤＷ１を出力し、高周波電源３８は変調波ＭＷ２を出力する。第７のモードにおいて、第２の変調周波数ｆＤ１２と変調周波数ｆＭ２は同一である。第７のモードでは、変調波ＭＷ１と二重変調波ＤＷ２は同期している。即ち、第７のモードにおいて、変調周期Ｐ２と変調周期Ｐ１２は同期している。また、期間Ｐ１２ａと期間Ｐ２ａは同期しており、期間Ｐ１２ｂと期間Ｐ２ｂも同期している。
【００４７】
以下、図１０〜図２０を参照して、高周波電源３６、高周波電源３８、整合器４０、及び、整合器４２について詳細に説明する。図１０は、第１の高周波電源の構成と第１の整合器の構成を例示する図である。図１１は、第１の整合器のインピーダンスセンサの構成を例示する図である。図１２は、第２の高周波電源の構成と第２の整合器の構成を例示する図である。図１３は、第２の整合器のインピーダンスセンサの構成を例示する図である。図１４〜図２０はそれぞれ、第１〜第７のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波を、インピーダンスのモニタリング期間と共に示す図である。
【００４８】
図１０に示すように、一実施形態において、高周波電源３６は、発振器３６ａ、パワーアンプ３６ｂ、パワーセンサ３６ｃ、及び、電源制御部３６ｅを有している。電源制御部３６ｅは、ＣＰＵといったプロセッサから構成されており、主制御部７２から与えられる信号、及び、パワーセンサ３６ｃから与えられる信号を利用して、発振器３６ａ、パワーアンプ３６ｂ、及び、パワーセンサ３６ｃのそれぞれに制御信号を与えて、発振器３６ａ、パワーアンプ３６ｂ、及び、パワーセンサ３６ｃを制御する。
【００４９】
主制御部７２から電源制御部３６ｅに与えられる信号は、基本周波数特定信号、モード特定信号、及び、パラメータ特定信号を含む。基本周波数特定信号は、基本周波数ｆＢ１を特定する。モード特定信号は、上述した第１〜第７のモードのうち利用されるモードを特定する。パラメータ特定信号は、高周波ＲＦ１のレベルの設定又はレベルの変調に関連する各種パラメータを特定する。具体的に、高周波ＲＦ１が連続波ＣＷ１である場合には、パラメータ特定信号は、連続波ＣＷ１のレベル（パワー）を特定する。高周波ＲＦ１が変調波ＭＷ１である場合には、パラメータ特定信号は、変調波ＭＷ１の位相、変調周波数ｆＭ１、変調周期Ｐ１において期間Ｐ１ａが占める割合、即ちデューティ比、期間Ｐ１ａにおける変調波ＭＷ１のレベル（パワー）、及び、期間Ｐ１ｂにおける変調波ＭＷ１のレベル（パワー）を特定する。高周波ＲＦ１が二重変調波ＤＷ１である場合には、パラメータ特定信号は、第１の変調周波数ｆＤ１１、変調周期Ｐ１１において期間Ｐ１１ａが占める割合、即ちデューティ比、第２の変調周波数ｆＤ１２、変調周期Ｐ１２において期間Ｐ１２ａが占める割合、即ちデューティ比、期間Ｐ１１ａと期間Ｐ１２ａとが重複する期間における二重変調波ＤＷ１のレベル（パワー）、期間Ｐ１１ｂ及び期間Ｐ１２ｂにおける二重変調波ＤＷ１のレベル（パワー）を特定する。
【００５０】
電源制御部３６ｅは、基本周波数特定信号から特定される基本周波数ｆＢ１の高周波を出力するように発振器３６ａを制御する。発振器３６ａの出力は、パワーアンプ３６ｂの入力に接続されている。電源制御部３６ｅは、モード特定信号によって特定されるモード及びパラメータ特定信号によって特定される各種パラメータに応じて、発振器３６ａによって出力された高周波のレベルを設定又は変調するよう、パワーアンプ３６ｂを制御する。これにより、パワーアンプ３６ｂから、高周波ＲＦ１として、連続波ＣＷ１、変調波ＭＷ１、又は、二重変調波ＤＷ１が出力される。
【００５１】
パワーアンプ３６ｂの出力は、パワーセンサ３６ｃを介して給電ライン４３に接続されている。パワーセンサ３６ｃは、方向性結合器、進行波パワー検出部、及び、反射波パワー検出部を有している。方向性結合器は、高周波ＲＦ１の進行波の一部を進行波パワー検出部に与え、反射波を反射波パワー検出部に与える。パワーセンサ３６ｃには、基本周波数ｆＢ１を特定する周波数特定信号が電源制御部３６ｅから与えられる。進行波パワー検出部は、進行波の全周波数成分のうち基本周波数ｆＢ１の成分のパワーの測定値、即ち、進行波パワー測定値を生成する。進行波パワー測定値は、パワーフィードバック用に電源制御部３６ｅに与えられる。
【００５２】
反射波パワー検出部は、反射波の全周波数成分のうち基本周波数ｆＢ１の成分のパワーの測定値、即ち第１の反射波パワー測定値、及び、反射波の全周波数成分のトータルパワーの測定値、即ち第２の反射波パワー測定値を生成する。第１の反射波パワー測定値は、モニタ表示用に主制御部７２に与えられる。第２の反射波パワー測定値は、パワーアンプ３６ｂの保護用に、電源制御部３６ｅに与えられる。
【００５３】
電源制御部３６ｅは、高周波電源３６が変調波ＭＷ１を出力する場合には、変調波ＭＷ１のレベル（パワー）の変調に同期してそのレベルが変調されたパルス信号を、整合器４０のマッチングコントローラ４０ｃに送信する。電源制御部３６ｅは、高周波電源３６が二重変調波ＤＷ１を出力する場合には、二重変調波ＤＷ１のレベル（パワー）の変調に同期してそのレベルが変調されたパルス信号を、整合器４０のマッチングコントローラ４０ｃに送信する。
【００５４】
整合器４０は、整合回路４０ａ、インピーダンスセンサ４０ｂ、マッチングコントローラ４０ｃ、並びに、アクチュエータ４０ｄ及び４０ｅを有している。整合回路４０ａは、可変リアクタンス素子４０ｇ及び４０ｈを含んでいる。可変リアクタンス素子４０ｇ及び４０ｈは、例えば、可変コンデンサである。なお、整合回路４０ａは、インダクタ等を更に含んでいてもよい。
【００５５】
マッチングコントローラ４０ｃは、ＣＰＵといったプロセッサから構成されており、主制御部７２の制御の下で動作する。マッチングコントローラ４０ｃは、高周波電源３６の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに一致させるか又は近づけるように、アクチュエータ４０ｄ及び４０ｅを制御して、可変リアクタンス素子４０ｇ及び４０ｈそれぞれのリアクタンスを調整するようになっている。アクチュエータ４０ｄ及び４０ｅは、例えば、モータである。
【００５６】
マッチングコントローラ４０ｃは、高周波電源３６の負荷側のインピーダンスのモニタリング期間を特定する期間特定信号をインピーダンスセンサ４０ｂに与える。このために、一実施形態では、マッチングコントローラ４０ｃには、上述したパルス信号が電源制御部３６ｅから与えられる。また、マッチングコントローラ４０ｃには、主制御部７２からモード特定信号及びパラメータ特定信号が与えられる。マッチングコントローラ４０ｃは、与えられたパルス信号、モード特定信号、及び、パラメータ特定信号を用いて、期間特定信号を生成する。
【００５７】
具体的に、マッチングコントローラ４０ｃは、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されているか否かをモード特定信号から判定する。換言すると、マッチングコントローラ４０ｃは、第１のモード、第２のモード、第３のモード、及び、第６のモードのうち何れかが用いられている場合には、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されていないものと判定する。一方、第４のモード、第５のモード、及び、第７のモードのうち何れかが用いられている場合には、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されているものと判定する。
【００５８】
高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されておらず、当該最も低い変調周波数が高周波電源３６から出力される高周波ＲＦ１の生成においてのみ利用されている場合には、マッチングコントローラ４０ｃは、当該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（高レベル期間）内にモニタリング期間を設定する期間特定信号を生成する。また、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されておらず、且つ、当該最も低い変調周波数が高周波電源３８から出力される高周波ＲＦ２の生成においてのみ利用されている場合には、マッチングコントローラ４０ｃは、当該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のそれぞれにモニタリング期間を設定する期間特定信号を生成する。
【００５９】
第１のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ１であり、図１４に示すように、期間Ｐ１ａ内にモニタリング期間Ｐ６１が設定される。モニタリング期間Ｐ６１は、期間Ｐ１ａ内において当該期間Ｐ１ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００６０】
第２のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ２であり、図１５に示すように、期間Ｐ２ａ内にモニタリング期間Ｐ６２１が設定され、期間Ｐ２ｂ内にモニタリング期間Ｐ６２２が設定される。モニタリング期間Ｐ６２１は、期間Ｐ２ａ内において当該期間Ｐ２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。モニタリング期間Ｐ６２２は、期間Ｐ２ｂ内において当該期間Ｐ２ｂの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００６１】
第３のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ２であり、図１６に示すように、期間Ｐ２ａ内にモニタリング期間Ｐ６３１が設定され、期間Ｐ２ｂ内にモニタリング期間Ｐ６３２が設定される。モニタリング期間Ｐ６３１は、期間Ｐ２ａ内において当該期間Ｐ２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。モニタリング期間Ｐ６３２は、期間Ｐ２ｂ内において当該期間Ｐ２ｂの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００６２】
第６のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は第２の変調周波数ｆＤ２２であり、図１９に示すように、期間Ｐ２２ａ内にモニタリング期間Ｐ６６１が設定され、期間Ｐ２２ｂ内にモニタリング期間Ｐ６６２が設定される。モニタリング期間Ｐ６６１は、期間Ｐ２２ａ内において当該期間Ｐ２２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。モニタリング期間Ｐ６６２は、期間Ｐ２２ｂ内において当該期間Ｐ２２ｂの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。なお、インピーダンスセンサ４０ｂのフィルタ１０６Ａ及びフィルタ１０８Ａが高いレートでサンプリングを実行できる場合には、モニタリング期間Ｐ６６１及びモニタリング期間Ｐ６６２内に、モニタリング期間Ｐ６６３が設定されてもよい。各モニタリング期間Ｐ６６３は、期間Ｐ１ａ内において当該期間Ｐ１ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。モニタリング期間Ｐ６６３は期間特定信号において指定され得る。
【００６３】
高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されている場合には、マッチングコントローラ４０ｃは、当該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（高レベル期間）内にモニタリング期間を設定する期間特定信号を生成する。
【００６４】
第４のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ１及び変調周波数ｆＭ２であり、図１７に示すように、期間Ｐ１ａ内にモニタリング期間Ｐ６４が設定される。モニタリング期間Ｐ６４は、期間Ｐ１ａ内において当該期間Ｐ１ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００６５】
第５のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ１及び変調周波数ｆＭ２であり、図１８に示すように、期間Ｐ１ａ内にモニタリング期間Ｐ６５が設定される。モニタリング期間Ｐ６５は、期間Ｐ１ａ内において当該期間Ｐ１ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００６６】
第７のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は第２の変調周波数ｆＤ１２及び変調周波数ｆＭ２であり、図２０に示すように、期間Ｐ１２ａ内にモニタリング期間Ｐ６７が設定される。モニタリング期間Ｐ６７は、期間Ｐ１２ａ内において当該期間Ｐ１２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。なお、インピーダンスセンサ４０ｂのフィルタ１０６Ａ及びフィルタ１０８Ａが高いレートでサンプリングを実行できる場合には、モニタリング期間Ｐ６７内に、複数のモニタリング期間Ｐ６７１が設定されてもよい。各モニタリング期間Ｐ６７１は、期間Ｐ１１ａ内において当該期間Ｐ１１ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。モニタリング期間Ｐ６７１は期間特定信号において指定され得る。
【００６７】
図１１に示すように、インピーダンスセンサ４０ｂは、電流検出器１０２Ａ、電圧検出器１０４Ａ、フィルタ１０６Ａ、フィルタ１０８Ａ、平均値演算器１１０Ａ、平均値演算器１１２Ａ、平均値演算器１１４Ａ、平均値演算器１１６Ａ、移動平均値演算器１１８Ａ、移動平均値演算器１２０Ａ、及び、インピーダンス演算器１２２Ａを有している。なお、インピーダンスセンサ４０ｂは、平均値演算器１１４Ａ及び平均値演算器１１６Ａを有していなくてもよい。
【００６８】
電圧検出器１０４Ａは、給電ライン４３上で伝送される高周波ＲＦ１の電圧波形を検出し、当該電圧波形を表す電圧波形アナログ信号を出力する。この電圧波形アナログ信号は、フィルタ１０６Ａに入力される。フィルタ１０６Ａは、入力された電圧波形アナログ信号から基本周波数ｆＢ１の成分を抽出し、そして、抽出された成分のサンプリングを実行することにより、濾過電圧波形信号を生成する。フィルタ１０６Ａは、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。
【００６９】
フィルタ１０６Ａによって生成された濾過電圧波形信号は、平均値演算器１１０Ａに出力される。平均値演算器１１０Ａには、上述の期間特定信号がマッチングコントローラ４０ｃから与えられる。平均値演算器１１０Ａは、単独で、或いは、平均値演算器１１４Ａと協働して、期間特定信号によって特定されるモニタリング期間における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１を求める。平均値ＶＡ１は、第１の平均値群に含まれる電圧の平均値である。
【００７０】
第１のモードにおいて、平均値演算器１１０Ａは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ６１における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ１を算出する。第２のモードにおいて、平均値演算器１１０Ａは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ６２１及びモニタリング期間Ｐ６２２における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ１を算出する。第３のモードにおいて、平均値演算器１１０Ａは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ６３１及びモニタリング期間Ｐ６３２における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ１を算出する。第４のモードにおいて、平均値演算器１１０Ａは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ６４における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ１を算出する。第５のモードにおいて、平均値演算器１１０Ａは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ６５における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ１を算出する。
【００７１】
第６のモードにおいて、平均値演算器１１０Ａは、各変調周期Ｐ２２内のモニタリング期間Ｐ６６１及びモニタリング期間Ｐ６６２における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ１を算出する。なお、平均値演算器１１０Ａは、モニタリング期間Ｐ６６１内に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６６３それぞれにおける濾過電圧波形信号の電圧の複数の平均値ＶＡ１１と、モニタリング期間Ｐ６６２内に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６６３ぞれぞれにおける濾過電圧波形信号の電圧の複数の平均値ＶＡ１２を求め、平均値演算器１１４Ａが、これら平均値ＶＡ１１及び平均値ＶＡ１２の平均値を、平均値ＶＡ１として求めてもよい。
【００７２】
第７のモードにおいて、平均値演算器１１０Ａは、各変調周期Ｐ１２内のモニタリング期間Ｐ６７における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ１を算出する。なお、平均値演算器１１０Ａは、モニタリング期間Ｐ６７内に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６７１それぞれにおける濾過電圧波形信号の電圧の複数の平均値ＶＡ１７を求め、平均値演算器１１４Ａが、複数の平均値ＶＡ１７の平均値を平均値ＶＡ１として求めてもよい。平均値演算器１１０Ａ及び平均値演算器１１４Ａは、例えば、ＦＰＧＡから構成され得る。
【００７３】
平均値ＶＡ１は、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数と同じ周波数で周期的に求められる。移動平均値演算器１１８Ａは、周期的に求められる所定個（複数）の平均値ＶＡ１から移動平均値ＶＭＡ１を求める。移動平均値演算器１１８Ａは、例えば、通常のＣＰＵから構成され得る。移動平均値ＶＭＡ１は、インピーダンス演算器１２２Ａに出力される。
【００７４】
電流検出器１０２Ａは、給電ライン４３上で伝送される高周波ＲＦ１の電流波形を検出し、当該電流波形を表す電流波形アナログ信号を出力する。この電流波形アナログ信号は、フィルタ１０８Ａに入力される。フィルタ１０８Ａは、入力された電流波形アナログ信号から基本周波数ｆＢ１の成分を抽出し、そして、抽出された成分のサンプリングを実行することにより、濾過電流波形信号を生成する。フィルタ１０８Ａは、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。
【００７５】
フィルタ１０８Ａによって生成された濾過電流波形信号は、平均値演算器１１２Ａに出力される。平均値演算器１１２Ａには、上述の期間特定信号がマッチングコントローラ４０ｃから与えられる。平均値演算器１１２Ａは、単独で、或いは、平均値演算器１１６Ａと協働して、期間特定信号によって特定されるモニタリング期間における給電ライン４３上の電流の平均値ＩＡ１を求める。平均値ＩＡ１は、第１の平均値群に含まれる電流の平均値である。
【００７６】
第１のモードにおいて、平均値演算器１１２Ａは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ６１における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ１を算出する。第２のモードにおいて、平均値演算器１１２Ａは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ６２１及びモニタリング期間Ｐ６２２における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ１を算出する。第３のモードにおいて、平均値演算器１１２Ａは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ６３１及びモニタリング期間Ｐ６３３における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ１を算出する。第４のモードにおいて、平均値演算器１１２Ａは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ６４における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ１を算出する。第５のモードにおいて、平均値演算器１１２Ａは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ６５における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ１を算出する。
【００７７】
第６のモードにおいて、平均値演算器１１２Ａは、各変調周期Ｐ２２内のモニタリング期間Ｐ６６１及びモニタリング期間Ｐ６６２における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ１を算出する。なお、平均値演算器１１２Ａは、モニタリング期間Ｐ６６１内に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６６３それぞれにおける濾過電流波形信号の電流の複数の平均値ＩＡ１１と、モニタリング期間Ｐ６６２内に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６６３それぞれにおける濾過電流波形信号の電流の複数の平均値ＩＡ１２を求め、平均値演算器１１６Ａが、これら平均値ＩＡ１１及び平均値ＩＡ１２の平均値を、平均値ＩＡ１として求めてもよい。
【００７８】
第７のモードにおいて、平均値演算器１１２Ａは、各変調周期Ｐ１２内のモニタリング期間Ｐ６７における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ１を算出する。なお、平均値演算器１１２Ａは、モニタリング期間Ｐ６７内に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６７１それぞれにおける濾過電流波形信号の電流の複数の平均値ＩＡ１７を求め、平均値演算器１１６Ａが、複数の平均値ＩＡ１７の平均値を平均値ＩＡ１として求めてもよい。平均値演算器１１２Ａ及び平均値演算器１１６Ａは、例えば、ＦＰＧＡから構成され得る。
【００７９】
平均値ＩＡ１は、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数と同じ周波数で周期的に求められる。移動平均値演算器１２０Ａは、周期的に求められる所定個（複数）の平均値ＩＡ１から移動平均値ＩＭＡ１を求める。移動平均値演算器１２０Ａは、例えば、通常のＣＰＵから構成され得る。移動平均値ＩＭＡ１は、インピーダンス演算器１２２Ａに出力される。
【００８０】
インピーダンス演算器１２２Ａは、移動平均値ＩＭＡ１及び移動平均値ＶＭＡ１から、高周波電源３６の負荷側のインピーダンスの第１の移動平均値を求める。第１の移動平均値は、絶対値と位相成分を含む。インピーダンス演算器１２２Ａによって求められた第１の移動平均値はマッチングコントローラ４０ｃに出力される。マッチングコントローラ４０ｃは、第１の移動平均値を用いて、インピーダンス整合を行う。具体的に、マッチングコントローラ４０ｃは、第１の移動平均値によって特定される高周波電源３６の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに近づけるか又は一致させるように、アクチュエータ４０ｄ及び４０ｅを通じて、可変リアクタンス素子４０ｇ及び４０ｈそれぞれのリアクタンスを調整する。
【００８１】
図１２に示すように、一実施形態において、高周波電源３８は、発振器３８ａ、パワーアンプ３８ｂ、パワーセンサ３８ｃ、及び、電源制御部３８ｅを有している。電源制御部３８ｅは、ＣＰＵといったプロセッサから構成されており、主制御部７２から与えられる信号、及び、パワーセンサ３８ｃから与えられる信号を利用して、発振器３８ａ、パワーアンプ３８ｂ、及び、パワーセンサ３８ｃのそれぞれに制御信号を与えて、発振器３８ａ、パワーアンプ３８ｂ、及び、パワーセンサ３８ｃを制御する。
【００８２】
主制御部７２から電源制御部３８ｅに与えられる信号は、基本周波数特定信号、モード特定信号、及び、パラメータ特定信号を含む。基本周波数特定信号は、基本周波数ｆＢ１を特定する。モード特定信号は、上述した第１〜第７のモードのうち利用されるモードを特定する。パラメータ特定信号は、高周波ＲＦ２のレベルの設定又はレベルの変調に関連する各種パラメータを特定する。具体的に、高周波ＲＦ２が連続波ＣＷ２である場合には、パラメータ特定信号は、連続波ＣＷ２のレベル（パワー）を特定する。高周波ＲＦ２が変調波ＭＷ２である場合には、パラメータ特定信号は、変調波ＭＷ２の位相、変調周波数ｆＭ２、変調周期Ｐ２において期間Ｐ２ａが占める割合、即ちデューティ比、期間Ｐ２ａにおける変調波ＭＷ２のレベル（パワー）、及び、期間Ｐ２ｂにおける変調波ＭＷ２のレベル（パワー）を特定する。高周波ＲＦ２が二重変調波ＤＷ２である場合には、パラメータ特定信号は、第１の変調周波数ｆＤ２１、変調周期Ｐ２１において期間Ｐ２１ａが占める割合、即ちデューティ比、第２の変調周波数ｆＤ２２、変調周期Ｐ２２において期間Ｐ２２ａが占める割合、即ちデューティ比、期間Ｐ２１ａと期間Ｐ２２ａとが重複する期間における二重変調波ＤＷ１のレベル（パワー）、期間Ｐ２１ｂ及び期間Ｐ２２ｂにおける二重変調波ＤＷ１のレベル（パワー）を特定する。
【００８３】
電源制御部３８ｅは、基本周波数特定信号から特定される基本周波数ｆＢ２の高周波を出力するように発振器３８ａを制御する。発振器３８ａの出力は、パワーアンプ３８ｂの入力に接続されている。電源制御部３８ｅは、モード特定信号によって特定されるモード及びパラメータ特定信号によって特定される各種パラメータに応じて、発振器３８ａによって出力された高周波のレベルを設定又は変調するよう、パワーアンプ３８ｂを制御する。これにより、パワーアンプ３８ｂから、高周波ＲＦ１として、連続波ＣＷ１、変調波ＭＷ１、又は、二重変調波ＤＷ１が出力される。
【００８４】
パワーアンプ３８ｂの出力は、パワーセンサ３８ｃを介して給電ライン４５に接続されている。パワーセンサ３８ｃは、方向性結合器、進行波パワー検出部、及び、反射波パワー検出部を有している。方向性結合器は、高周波ＲＦ２の進行波の一部を進行波パワー検出部に与え、反射波を反射波パワー検出部に与える。パワーセンサ３８ｃには、基本周波数ｆＢ２を特定する周波数特定信号が電源制御部３８ｅから与えられる。進行波パワー検出部は、進行波の全周波数成分のうち基本周波数ｆＢ２の成分のパワーの測定値、即ち、進行波パワー測定値を生成する。進行波パワー測定値は、パワーフィードバック用に電源制御部３８ｅに与えられる。
【００８５】
反射波パワー検出部は、反射波の全周波数成分のうち基本周波数ｆＢ２の成分のパワーの測定値、即ち第３の反射波パワー測定値、及び、反射波の全周波数成分のトータルパワーの測定値、即ち第４の反射波パワー測定値を生成する。第３の反射波パワー測定値は、モニタ表示用に主制御部７２に与えられる。第４の反射波パワー測定値は、パワーアンプ３８ｂの保護用に、電源制御部３８ｅに与えられる。
【００８６】
電源制御部３８ｅは、高周波電源３８が変調波ＭＷ２を出力する場合には、変調波ＭＷ２のレベル（パワー）の変調に同期してそのレベルが変調されたパルス信号を、整合器４２のマッチングコントローラ４２ｃに送信する。電源制御部３８ｅは、高周波電源３８が二重変調波ＤＷ２を出力する場合には、二重変調波ＤＷ２のレベル（パワー）の変調に同期してそのレベルが変調されたパルス信号を、整合器４２のマッチングコントローラ４２ｃに送信する。
【００８７】
整合器４２は、整合回路４２ａ、インピーダンスセンサ４２ｂ、マッチングコントローラ４２ｃ、並びに、アクチュエータ４２ｄ及び４２ｅを有している。整合回路４２ａは、可変リアクタンス素子４２ｇ及び４２ｈを含んでいる。可変リアクタンス素子４２ｇ及び４２ｈは、例えば、可変コンデンサである。なお、整合回路４２ａは、インダクタ等を更に含んでいてもよい。
【００８８】
マッチングコントローラ４２ｃは、ＣＰＵといったプロセッサから構成されており、主制御部７２の制御の下で動作する。マッチングコントローラ４２ｃは、高周波電源３８の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに一致させるか又は近づけるように、アクチュエータ４２ｄ及び４２ｅを制御して、可変リアクタンス素子４２ｇ及び４２ｈそれぞれのリアクタンスを調整するようになっている。アクチュエータ４２ｄ及び４２ｅは、例えば、モータである。
【００８９】
マッチングコントローラ４２ｃは、高周波電源３８の負荷側のインピーダンスのモニタリング期間を特定する期間特定信号をインピーダンスセンサ４２ｂに与える。このために、一実施形態では、マッチングコントローラ４２ｃには、上述したパルス信号が電源制御部３８ｅから与えられる。また、マッチングコントローラ４２ｃには、主制御部７２からモード特定信号及びパラメータ特定信号が与えられる。マッチングコントローラ４２ｃは、与えられたパルス信号、モード特定信号、及び、パラメータ特定信号を用いて、期間特定信号を生成する。
【００９０】
具体的に、マッチングコントローラ４２ｃは、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されているか否かをモード特定信号から判定する。換言すると、マッチングコントローラ４２ｃは、第１のモード、第２のモード、第３のモード、及び、第６のモードのうち何れかが用いられている場合には、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されていないものと判定する。一方、第４のモード、第５のモード、及び、第７のモードのうち何れかが用いられている場合には、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されているものと判定する。
【００９１】
高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されておらず、当該最も低い変調周波数が高周波電源３８から出力される高周波ＲＦ２の生成においてのみ利用されている場合には、マッチングコントローラ４２ｃは、当該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（高レベル期間）内にモニタリング期間を設定する期間特定信号を生成する。また、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されておらず、当該最も低い変調周波数が高周波電源３６から出力される高周波ＲＦ１の生成においてのみ利用されている場合には、マッチングコントローラ４２ｃは、当該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のそれぞれにモニタリング期間を設定する期間特定信号を生成する。
【００９２】
第１のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ１であり、図１４に示すように、期間Ｐ１ａ内にモニタリング期間Ｐ８１１が設定され、期間Ｐ１ｂ内にモニタリング期間Ｐ８１２が設定される。モニタリング期間Ｐ８１１は、期間Ｐ１ａ内において当該期間Ｐ１ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。モニタリング期間Ｐ８１２は、期間Ｐ１ｂ内において当該期間Ｐ１ｂの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００９３】
第２のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ２であり、図１５に示すように、期間Ｐ２ａ内にモニタリング期間Ｐ８２が設定される。モニタリング期間Ｐ８２は、期間Ｐ２ａ内において当該期間Ｐ２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００９４】
第３のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ２であり、図１６に示すように、期間Ｐ２ａ内にモニタリング期間Ｐ８３が設定される。モニタリング期間Ｐ８３は、期間Ｐ２ａ内において当該期間Ｐ２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００９５】
第６のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は第２の変調周波数ｆＤ２２であり、図１９に示すように、期間Ｐ２２ａ内にモニタリング期間Ｐ８６が設定される。一実施形態では、モニタリング期間Ｐ８６は、期間Ｐ２２ａ内の一つの期間Ｐ２１ａ内に設定される。モニタリング期間Ｐ８６は、当該一つの期間Ｐ２１ａ内において、当該一つの期間Ｐ２１ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。なお、期間Ｐ２２ａ内の複数の期間Ｐ２１ａのそれぞれの中に、モニタリング期間Ｐ８６が設定されてもよい。
【００９６】
高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されている場合には、マッチングコントローラ４２ｃは、当該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（高レベル期間）内にモニタリング期間を設定する期間特定信号を生成する。
【００９７】
第４のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ１及び変調周波数ｆＭ２であり、図１７に示すように、期間Ｐ２ａ内にモニタリング期間Ｐ８４が設定される。モニタリング期間Ｐ８４は、期間Ｐ２ａ内において当該期間Ｐ２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００９８】
第５のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は変調周波数ｆＭ１及び変調周波数ｆＭ２であり、図１８に示すように、期間Ｐ２ａ内にモニタリング期間Ｐ８５が設定される。モニタリング期間Ｐ８５は、期間Ｐ２ａ内において当該期間Ｐ２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【００９９】
第７のモードにおいては、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数は第２の変調周波数ｆＤ１２及び変調周波数ｆＭ２であり、図２０に示すように、期間Ｐ２ａ内にモニタリング期間Ｐ８７が設定される。モニタリング期間Ｐ８７は、期間Ｐ２ａ内において当該期間Ｐ２ａの開始時点から所定時間長の期間を除いた期間であり得る。
【０１００】
図１３に示すように、インピーダンスセンサ４２ｂは、電流検出器１０２Ｂ、電圧検出器１０４Ｂ、フィルタ１０６Ｂ、フィルタ１０８Ｂ、平均値演算器１１０Ｂ、平均値演算器１１２Ｂ、平均値演算器１１４Ｂ、平均値演算器１１６Ｂ、移動平均値演算器１１８Ｂ、移動平均値演算器１２０Ｂ、及び、インピーダンス演算器１２２Ｂを有している。なお、インピーダンスセンサ４２ｂは、平均値演算器１１４Ｂ及び平均値演算器１１６Ｂを有していなくてもよい。
【０１０１】
電圧検出器１０４Ｂは、給電ライン４５上で伝送される高周波ＲＦ２の電圧波形を検出し、当該電圧波形を表す電圧波形アナログ信号を出力する。この電圧波形アナログ信号は、フィルタ１０６Ｂに入力される。フィルタ１０６Ｂは、入力された電圧波形アナログ信号から基本周波数ｆＢ２の成分を抽出し、そして、抽出された成分のサンプリングを実行することにより、濾過電圧波形信号を生成する。フィルタ１０６Ｂは、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。
【０１０２】
フィルタ１０６Ｂによって生成された濾過電圧波形信号は、平均値演算器１１０Ｂに出力される。平均値演算器１１０Ｂには、上述の期間特定信号がマッチングコントローラ４２ｃから与えられる。平均値演算器１１０Ｂは、単独で、或いは、平均値演算器１１４Ｂと協働して、期間特定信号によって特定されるモニタリング期間における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２を求める。平均値ＶＡ２は、第２の平均値群に含まれる電圧の平均値である。
【０１０３】
第１のモードにおいて、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ８１１及びモニタリング期間Ｐ８１２における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ２を算出する。第２のモードにおいて、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８２における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ２を算出する。第３のモードにおいて、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８３における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ２を算出する。第４のモードにおいて、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８４における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ２を算出する。第５のモードにおいて、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８５における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ２を算出する。
【０１０４】
第６のモードにおいて、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ２２内のモニタリング期間Ｐ８６における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ２を算出する。なお、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ２２内に複数のモニタリング期間Ｐ８６が設定されている場合には、当該複数のモニタリング期間Ｐ８６それぞれにおける濾過電圧波形信号の電圧の複数の平均値ＶＡ２６を求め、平均値演算器１１４Ｂが、求められた複数の平均値ＶＡ２６の平均値を、平均値ＶＡ２として求めてもよい。第７のモードにおいて、平均値演算器１１０Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８７における濾過電圧波形信号の電圧の平均値ＶＡ２を算出する。
【０１０５】
平均値ＶＡ２は、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数と同じ周波数で周期的に求められる。移動平均値演算器１１８Ｂは、周期的に求められる所定個（複数）の平均値ＶＡ２から移動平均値ＶＭＡ２を求める。移動平均値演算器１１８Ｂは、例えば、通常のＣＰＵから構成され得る。移動平均値ＶＭＡ２は、インピーダンス演算器１２２Ｂに出力される。
【０１０６】
電流検出器１０２Ｂは、給電ライン４５上で伝送される高周波ＲＦ２の電流波形を検出し、当該電流波形を表す電流波形アナログ信号を出力する。この電流波形アナログ信号は、フィルタ１０８Ｂに入力される。フィルタ１０８Ｂは、入力された電流波形アナログ信号から基本周波数ｆＢ２の成分を抽出し、そして、抽出された成分のサンプリングを実行することにより、濾過電流波形信号を生成する。フィルタ１０８Ｂは、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲートアレイ）から構成され得る。
【０１０７】
フィルタ１０８Ｂによって生成された濾過電流波形信号は、平均値演算器１１２Ｂに出力される。平均値演算器１１２Ｂには、上述の期間特定信号がマッチングコントローラ４２ｃから与えられる。平均値演算器１１２Ｂは、単独で、或いは、平均値演算器１１６Ｂと協働して、期間特定信号によって特定されるモニタリング期間における給電ライン４５上の電流の平均値ＩＡ２を求める。平均値ＩＡ２は、第２の平均値群に含まれる電流の平均値である。
【０１０８】
第１のモードにおいて、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ１内のモニタリング期間Ｐ８１１及びモニタリング期間Ｐ８１２における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ２を算出する。第２のモードにおいて、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８２における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ２を算出する。第３のモードにおいて、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８３における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ２を算出する。第４のモードにおいて、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８４における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ２を算出する。第５のモードにおいて、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８５における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ２を算出する。
【０１０９】
第６のモードにおいて、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ２２内のモニタリング期間Ｐ８６における濾過電流波形信号の電流の平均値ＩＡ２を算出する。なお、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ２２内に複数のモニタリング期間Ｐ８６が設定されている場合には、当該複数のモニタリング期間Ｐ８６それぞれにおける濾過電流波形信号の電流の複数の平均値ＩＡ２６を求め、平均値演算器１１６Ｂが、求められた複数の平均値ＩＡ２６の平均値を、平均値ＩＡ２として求めてもよい。第７のモードにおいて、平均値演算器１１２Ｂは、各変調周期Ｐ２内のモニタリング期間Ｐ８７における濾過電流波形信号の電流の平均値ＶＡ２を算出する。
【０１１０】
平均値ＩＡ２は、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数と同じ周波数で周期的に求められる。移動平均値演算器１２０Ｂは、周期的に求められる所定個（複数）の平均値ＩＡ２から移動平均値ＩＭＡ２を求める。移動平均値演算器１１８Ｂは、例えば、通常のＣＰＵから構成され得る。移動平均値ＩＭＡ２は、インピーダンス演算器１２２Ｂに出力される。
【０１１１】
インピーダンス演算器１２２Ｂは、移動平均値ＩＭＡ２及び移動平均値ＶＭＡ２から、高周波電源３８の負荷側のインピーダンスの第２の移動平均値を求める。第２の移動平均値は、絶対値と位相成分を含む。インピーダンス演算器１２２Ｂによって求められた第２の移動平均値はマッチングコントローラ４２ｃに出力される。マッチングコントローラ４２ｃは、第２の移動平均値を用いて、インピーダンス整合を行う。具体的に、マッチングコントローラ４２ｃは、第２の移動平均値によって特定される高周波電源３８の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに近づけるか又は一致させるように、アクチュエータ４２ｄ及び４２ｅを通じて、可変リアクタンス素子４２ｇ及び４２ｈそれぞれのリアクタンスを調整する。
【０１１２】
以下、再び図１を参照する。図１に示すように、方法ＭＴでは、工程ＳＴ１が実行される。工程ＳＴ１では、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において最も低い変調周波数が共用されているか否かが判定される。工程ＳＴ１の判定は、マッチングコントローラ４０ｃ及びマッチングコントローラ４２ｃによって実行される。一例において、マッチングコントローラ４０ｃ及びマッチングコントローラ４２ｃは、第１のモード、第２のモード、第３のモード、及び、第６のモードのうち何れかが用いられている場合には、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されていないものと判定する。一方、マッチングコントローラ４０ｃ及びマッチングコントローラ４２ｃは、第４のモード、第５のモード、及び、第７のモードのうち何れかが用いられている場合には、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されているものと判定する。
【０１１３】
高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において最も低い変調周波数が共用されていない場合、即ち、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が、高周波電源３６及び高周波電源３８のうち一方の高周波電源から出力される高周波の生成においてのみ利用されている場合には、工程ＳＴ２において、第１の平均化処理による平均値演算が周期的に実行される。
【０１１４】
第１の平均化処理では、当該最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間のうち一方の期間（高レベル期間）における複数の時点での、給電ライン４３及び給電ライン４５のうち一方の高周波電源からの高周波の伝送に利用される一方の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値が求められる。また、第１の平均化処理では、最も低い変調周波数で交互に繰り返す二つの期間の双方における複数の時点での他方の給電ライン上の電流の平均値及び電圧の平均値が求められる。これにより、第１の平均値群（平均値ＶＡ１と平均値ＩＡ１）及び第２の平均値群（平均値ＶＡ２と平均値ＩＡ２）が求められる。
【０１１５】
具体的に、第１のモードでは、図１４に示すように、各変調周期Ｐ１内の期間Ｐ１ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６１における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１及び電流の平均値ＩＡ１が算出される。また、第１のモードでは、各変調周期Ｐ１内の期間Ｐ１ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８１１及び期間Ｐ１ｂ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８１２における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２が算出される。
【０１１６】
第２のモードでは、図１５に示すように、各変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６２１及び期間Ｐ２ｂ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６２２における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１及び電流の平均値ＩＡ１が算出される。また、第２のモードでは、各変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８２における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２が算出される。
【０１１７】
第３のモードでは、図１６に示すように、各変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６３１及び期間Ｐ２ｂ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６３２における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１及び給電ライン４３上の電流の平均値ＩＡ１が算出される。また、第３のモードでは、各変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８３における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２が算出される。
【０１１８】
第６のモードでは、図１９に示すように、各変調周期Ｐ２２内の期間Ｐ２２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６６１及び期間Ｐ２２ｂ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６６２における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１及び電流の平均値ＩＡ１が算出される。なお、モニタリング期間Ｐ６６１及びモニタリング期間Ｐ６６２の双方に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６６３それぞれにおける給電ライン４３上の電圧の複数の平均値から平均値ＶＡ１が求められ、当該複数のモニタリング期間Ｐ６６３それぞれにおける給電ライン４３上の電流の複数の平均値から平均値ＩＡ１が求められてもよい。また、第６のモードでは、各変調周期Ｐ２２内の期間Ｐ２２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８６における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２が算出される。なお、各変調周期Ｐ２２内の期間Ｐ２２ａ内に複数のモニタリング期間Ｐ８６が設定されている場合には、当該複数のモニタリング期間Ｐ８６それぞれにおける給電ライン４５上の電圧の複数の平均値から平均値ＶＡ２が求められ、当該複数のモニタリング期間Ｐ８６それぞれにおける給電ライン４５上の電流の複数の平均値から平均値ＩＡ２が求められてもよい。
【０１１９】
続く工程ＳＴ３では、所定個の第１の平均値群から高周波電源３６の負荷側のインピーダンスの第１の移動平均値が求められ、所定個の第２の平均値群から高周波電源３８の負荷側のインピーダンスの第２の移動平均値が求められる。続く工程ＳＴ４では、第１の移動平均値によって特定される高周波電源３６の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに近づけるか、又は、一致させるように、整合器４０の可変リアクタンス素子４０ｇ及び４０ｈそれぞれのリアクタンスが調整される。また、第２の移動平均値によって特定される高周波電源３８の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに近づけるか、又は、一致させるように、整合器４２の可変リアクタンス素子４２ｇ及び４２ｈそれぞれのリアクタンスが調整される。工程ＳＴ２〜工程ＳＴ４は、工程ＳＴ５において高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の利用が終了するものと判定されるまで、繰り返し実行される。
【０１２０】
高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において最も低い変調周波数が共用されている場合には、工程ＳＴ６において、第２の平均化処理による平均値演算が周期的に実行される。第２の平均化処理では、当該最も低い変調周波数で規定される高周波ＲＦ１の変調周期中の二つの期間のうち一方の期間（高レベル期間）における複数の時点での給電ライン４３上の電圧の平均値及び電流の平均値が求められ、当該最も低い変調周波数で規定される高周波ＲＦ２の変調周期中の二つの期間のうち一方の期間（高レベル期間）における複数の時点での給電ライン４５上の電圧の平均値及び電流の平均値が求められる。これにより、第１の平均値群（平均値ＶＡ１と平均値ＩＡ１）及び第２の平均値群（平均値ＶＡ２と平均値ＩＡ２）が求められる。
【０１２１】
具体的に、第４のモードでは、図１７に示すように、各変調周期Ｐ１内の期間Ｐ１ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６４における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１及び電流の平均値ＩＡ１が算出される。また、第４のモードでは、各変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８４における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２が算出される。
【０１２２】
第５のモードでは、図１８に示すように、各変調周期Ｐ１内の期間Ｐ１ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６５における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１及び電流の平均値ＩＡ１が算出される。また、第５のモードでは、各変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８５における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２が算出される。
【０１２３】
第７のモードでは、図２０に示すように、各変調周期Ｐ１２内の期間Ｐ１２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ６７における給電ライン４３上の電圧の平均値ＶＡ１及び電流の平均値ＩＡ１が算出される。なお、モニタリング期間Ｐ６７内に設定された複数のモニタリング期間Ｐ６７１それぞれにおける給電ライン４３上の電圧の複数の平均値から平均値ＶＡ１が求められ、当該複数のモニタリング期間Ｐ６７１それぞれにおける給電ライン４３上の電流の複数の平均値から平均値ＩＡ１が求められてもよい。また、第７のモードでは、各変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａ内に設定されたモニタリング期間Ｐ８７における給電ライン４５上の電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２が算出される。
【０１２４】
続く工程ＳＴ７では、工程ＳＴ３と同様に、所定個の第１の平均値群から高周波電源３６の負荷側のインピーダンスの第１の移動平均値が求められ、所定個の第２の平均値群から高周波電源３８の負荷側のインピーダンスの第２の移動平均値が求められる。続く工程ＳＴ８では、工程ＳＴ４と同様に、第１の移動平均値によって特定される高周波電源３６の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに近づけるか、又は、一致させるように、整合器４０の可変リアクタンス素子４０ｇ及び４０ｈそれぞれのリアクタンスが調整される。また、第２の移動平均値によって特定される高周波電源３８の負荷側のインピーダンスを整合ポイントに近づけるか、又は、一致させるように、整合器４２の可変リアクタンス素子４２ｇ及び４２ｈそれぞれのリアクタンスが調整される。工程ＳＴ６〜工程ＳＴ８は、工程ＳＴ９において高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の利用が終了するものと判定されるまで、繰り返し実行される。
【０１２５】
方法ＭＴでは、上述したように、高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成に用いられている最も低い変調周波数が高周波ＲＦ１及び高周波ＲＦ２の生成において共用されているか否かによって、第１の平均値群及び第２の平均値群の算出において参照する期間に関して異なる選択を行う二つの平均化処理のうち一つが選択的に用いられる。即ち、高周波ＲＦ１の変調及び高周波ＲＦ２の変調の種々の組み合わせに対して、二つの平均化処理のみによって、第１の平均値群及び第２の平均値群が求められる。したがって、整合器４０及び整合器４２の整合動作のための比較的単純なインピーダンスの演算が実現される。
【０１２６】
また、複数のモニタリング期間Ｐ６６３それぞれにおける給電ライン４３上の電圧の複数の平均値及び電流の複数の平均値から平均値ＶＡ１及び平均値ＩＡ１が求められる場合には、第１の平均値群（平均値ＶＡ１及び平均値ＩＡ１）によって表される第１の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値がより高精度に求められる。
【０１２７】
また、複数のモニタリング期間Ｐ６７１それぞれにおける給電ライン４３上の電圧の複数の平均値及び電流の複数の平均値から平均値ＶＡ１及び平均値ＩＡ１が求められる場合には、第１の平均値群（平均値ＶＡ１及び平均値ＩＡ１）によって表される第１の給電ライン上の電圧の平均値及び電流の平均値がより高精度に求められる。
【０１２８】
なお、上述した実施形態では、電圧の平均値ＶＡ１及び電流の平均値ＩＡ１を含む第１の平均値群、並びに、電圧の平均値ＶＡ２及び電流の平均値ＩＡ２を含む第２の平均値群が利用されている。しかしながら、第１〜第７のモードの各々に関して上述したモニタリング期間における高周波電源３６の負荷側のインピーダンスの平均値が第１の平均値として求められ、第１〜第７のモードの各々に関して上述したモニタリング期間における高周波電源３８の負荷側のインピーダンスの平均値が第２の平均値として求められてもよい。そして、所定個の第１の平均値から第１の移動平均値が求められ、所定個の第２の平均値から第２の移動平均値が求められてもよい。
【０１２９】
第１の平均値及び第２の平均値が利用される場合には、インピーダンスセンサ４０ｂは、フィルタ１０６Ａから出力される濾過電圧波形信号及びフィルタ１０８Ａから出力される濾過電流波形信号から高周波電源３６の負荷側のインピーダンスを演算するインピーダンス演算器、当該インピーダンス演算器から出力されるインピーダンスの、モニタリング期間における平均値（第１の平均値）を演算する平均値演算器、並びに、当該平均値演算器から出力される所定個の平均値（第１の平均値）から移動平均値（第１の移動平均値）を求める移動平均値演算器を有する。また、インピーダンスセンサ４２ｂは、フィルタ１０６Ｂから出力される濾過電圧波形信号及びフィルタ１０８Ｂから出力される濾過電流波形信号から高周波電源３８の負荷側のインピーダンスを演算するインピーダンス演算器、当該インピーダンス演算器から出力されるインピーダンスの、モニタリング期間における平均値（第２の平均値）を演算する平均値演算器、並びに、当該平均値演算器から出力される所定個の平均値（第２の平均値）から移動平均値（第２の移動平均値）を求める移動平均値演算器を有する。
【０１３０】
以下、図２１を参照する。図２１は、第７のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波の変形例を示す図である。高周波ＲＦ１の変調周期と高周波ＲＦ２の変調周期が同期していても、高周波ＲＦ１の当該変調周期において高レベル期間が占めるデューティ比と、高周波ＲＦ２の当該変調周期において高レベル期間が占めるデューティ比が異なることがある。この場合には、高周波ＲＦ１の変調周期内の高レベル期間の終了時点と高周波ＲＦ２の変調周期内の高レベル期間の終了時点が異なる。例えば第７のモードでは、図２１に示すように、高周波ＲＦ１（二重変調波ＤＷ１）の第２の変調周波数ｆＤ１２と高周波ＲＦ２（変調波ＭＷ２）の変調周波数ｆＭ２は同一であり、高周波ＲＦ１の変調周期Ｐ１２と高周波ＲＦ２の変調周期Ｐ２は同期しているが、変調周期Ｐ１２内の期間Ｐ１２ａの終了時点と変調周期Ｐ２内の期間Ｐ２ａの終了時点が一致しない。図２１に示すこのような状況では、モニタリング期間Ｐ６７は、期間Ｐ１２ａと対応の期間Ｐ２ａとが重複する期間内に設定される。即ち、期間Ｐ１２ａと対応の期間Ｐ２ａとが重複する期間における第１の平均値又は第１の平均値群が求められる。なお、第７のモードに限定されることなく、高周波ＲＦ１の変調周期と高周波ＲＦ２の変調周期が同期しており、高周波ＲＦ１の当該変調周期内の高レベル期間の終了時点と高周波ＲＦ２の当該変調周期内の対応の高レベル期間の終了時点とが異なる場合には、高周波ＲＦ１の当該変調周期内の高レベル期間と高周波ＲＦ２の当該変調周期内の対応の高レベル期間とが重複する期間内に、モニタリング期間が設定され得る。
【０１３１】
以下、図２２を参照する。図２２は、第７のモードにおける第１の高周波及び第２の高周波の別の変形例を示す図である。図２２に示す高周波ＲＦ１（二重変調波ＤＷ１）では、期間Ｐ１１ａ内に設定された複数の期間Ｐ１ｎそれぞれにおける当該高周波ＲＦ１のレベル（パワー）が互いに異なっている。図２２に示す状況では、複数の期間Ｐ１ｎのそれぞれに設定される複数のモニタリング期間Ｐ７５それぞれにおける給電ライン４３上の電圧の複数の平均値及び電流の複数の平均値から、第１の平均値群（平均値ＶＡ１及び平均値ＩＡ１）が算出されてもよい。或いは、複数のモニタリング期間Ｐ７５それぞれにおける高周波電源３６の負荷側のインピーダンスの複数の平均値から第１の平均値が算出されてもよい。このように、高レベル期間内に設定された複数の期間それぞれにおけるレベルが互いに異なる高周波ＲＦ１が用いられてもよい。また、高レベル期間内の当該複数の期間に設定される複数のモニタリング期間それぞれにおける給電ライン４３上の電圧の複数の平均値及び電流の複数の平均値から第１の平均値群が求められてもよく、或いは、複数のモニタリング期間それぞれにおける高周波電源３６の負荷側のインピーダンスの複数の平均値から第１の平均値が求められてもよい。この場合には、第１の平均値によって表される高周波電源３６の負荷側のインピーダンス、又は、第１の平均値群によって表される給電ライン４３上の電圧１及び電流がより高精度に求められる。
【０１３２】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、高周波電源３６は、整合器４０を介して上部電極４６に接続されていてもよい。
【０１３３】
また、移動平均値ＶＭＡ１，ＩＭＡ１，ＶＭＡ２，ＩＭＡ２、高周波電源３６の負荷側のインピーダンスの所定個の平均値から得られる第１の移動平均値、並びに、高周波電源３８の負荷側のインピーダンスの所定個の平均値から得られる第２の移動平均値の算出手法は、単純移動平均、加重移動平均、指数移動平均といった任意の移動平均値算出手法であり得る。なお、整合器４０及び整合器４２の各々の整合回路が高速な整合動作を実現できる場合には、移動平均値の算出に用いられる所定個の平均値のうち最も直近に求められた平均値に最大の重みを適用する加重移動平均、及び、指数移動平均が用いられてもよい。高速な整合動作を実現できる整合回路としては、複数のコンデンサのうち整合回路において機能するコンデンサの個数をスイッチング素子（例えば、電界効果素子）によって切り替える整合回路が例示される。
【符号の説明】
【０１３４】
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ本体、１０ｃ…チャンバ、１６…サセプタ、１８…静電チャック、３６…高周波電源、３８…高周波電源、４０…整合器、４２…整合器、４３…給電ライン、４５…給電ライン、４６…上部電極、７２…主制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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