CN103014637A - 等离子体控制装置、流量控制装置及流量控制用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供等离子体控制装置、流量控制装置及流量控制用方法，即使应导入真空室内的导入气体的流量值大，也能在所述流量值附近的狭窄区间内高速地控制流量，例如能将真空室内的等离子体持续保持在所希望的状态，能维持用于成膜等的最佳状态。等离子体控制装置包括：第一阀，设在第一流路上，导入真空室内的导入气体流过第一流路；第一阀控制部，控制第一阀的开度，使得经由第一阀导入真空室内的导入气体的流量成为第一流量；等离子体监测器；第二阀，设于导入气体流过的第二流路上；第二阀控制部，根据由等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定等离子体强度的偏差，对第二阀的开度进行控制。

Description

等离子体控制装置、流量控制装置及流量控制用方法

技术领域

本发明涉及用于对通过例如溅射法形成膜时生成的等离子体的状态进行控制的等离子体控制装置及流量控制装置、流量控制用程序。

背景技术

在用于触摸面板的功能性膜及有机EL照明等的制造中，为了避免成膜时对膜造成损伤，使用与其他成膜方法相比可以在低温下成膜的反应性溅射法。

如专利文献1所示，所述反应性溅射法是在真空室内使Al、ITO、Si等靶材与在其表面形成膜的基板或膜等基体材料相对配置，并且边使氩气Ar等稀有气体和作为反应性气体的氧气、氮气等气体流入真空室内边在靶材与基板之间施加强磁场，由此产生等离子体来进行成膜的方法。由此，通过等离子体将构成靶材的物质作为离子冲击出来，使被冲击出来的离子与反应性气体反应而生成的氧化物、氮化物等堆积在基板的表面，从而可以进行成膜。

然而，公知的是，所述的反应性溅射法由于流入真空室内的反应性气体的流量，会使等离子体的状态发生变化，从而导致形成在基体材料上的氧化膜等的成膜速度及成膜方式等也会发生变化。更具体地讲，如果边将氩气Ar的流量保持为一定的流量边增加反应性气体的流量，则如图5所示，成膜速度与成膜方式会按照金属模式、过渡区域、反应性模式的顺序发生变化。

下面对各反应方式进行说明，在反应性气体处于小流量期间所表现的金属模式，虽然成膜速度高，但由于反应性气体的流量相对于从靶材冲击出来的离子过小，所以是未发生化学反应的靶材自身堆积在基体材料上的成膜方式。换言之，金属模式接近于通常的溅射状态，不能进行所希望的化合物的成膜。

另一方面，在反应性气体处于大流量期间所表现的反应性模式，由于反应性气体的流量相对于从靶材冲击出来的离子过剩，所以不仅会有从靶材冲击出来的离子与反应性气体反应，而且靶材的表面自身也会与反应性气体反应。因此，尽管通过使靶材与反应性气体反应生成的化合物堆积于基体材料的表面而能够成膜，但其成膜速度会变成低速。

从图5可知，相对于所述的模式，处于金属模式与反应性模式之间的过渡区域，虽然作为反应性气体的流量的区间是非常狭窄的区间，但由于过渡区域是仅有从靶材冲击出来的离子与反应性气体进行反应的区域，所以与所述反应性模式相比，能够以5～6倍的速度使所希望的化合物成膜。

因此，在反应性溅射法中，要求控制反应性气体流入真空室的流量，持续进行在所述过渡区域的成膜。以保持这样的在过渡区域的成膜状态为目的，以往采用了图4所示的等离子体控制装置100A。该等离子体控制装置100A包括：质量流量控制器1A，设置于用于将反应性气体导入真空室VC内的流路L1上，对导入气体的流量进行控制；以及等离子体监测器3A，测量真空室VC内的等离子体强度。此外，通过所述质量流量控制器1A对导入气体的流量进行反馈控制，使得过渡区域中的等离子体强度成为设定等离子体强度，并且使在等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与所述设定等离子体强度之间的偏差变小。

但是，如图5所示，由于成为过渡区域的反应性气体的流量的区间非常狭窄，并且作为流量值又是较大的值，所以在等离子体的状态发生了变动的情况下，难以将反应性气体的流量持续保持为最佳值，从而难以持续保持过渡区域的状态。更具体而言，由于应该流过的反应性气体的流量大，所以就不得不选用可控制范围大的质量流量控制器，这样的质量流量控制器难以实现将实际流过的流量持续保持在成为过渡区域的狭窄流量区间的高响应性。另一方面，在仅使用了具有在成为过渡区域的狭窄的流量区间内能够进行流量控制的高响应性的阀的情况下，由于阀的可动范围过小，所以根本不能流过需要的流量值。

此外，如图5所示，由于在反应性气体的流量与成膜方式之间的关系中存在滞后现象，所以如果质量流量控制器的响应性不够、跟随失败，导致即使只有一次过剩的反应性气体导入真空室内，要恢复到原来的状态就必须绕反应路径一周，所以会花费非常长的时间。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开平2-290966号

发明内容

鉴于所述的问题，本发明的目的在于提供一种等离子体控制装置、流量控制装置及流量控制用方法，即使应导入真空室内的导入气体的流量值大，也能够在所述流量值附近的狭窄区间高速地控制流量，例如能够以所希望的状态持续保持真空室内的等离子体，从而能够维持用于成膜等的最佳状态。

即，本发明提供一种等离子体控制装置，其包括：第一阀，设置在第一流路上，所述第一流路与生成等离子体的真空室连接，导入所述真空室内的导入气体流过所述第一流路；第一阀控制部，控制所述第一阀的开度，使得经由所述第一阀导入所述真空室内的所述导入气体的流量成为第一流量；等离子体监测器，测量在所述真空室内生成的等离子体的等离子体强度；第二阀，设置在第二流路上，所述第二流路与比所述第一阀位于下游的所述第一流路连接或者与所述真空室连接，所述导入气体流过所述第二流路；以及第二阀控制部，根据由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定等离子体强度的偏差，对所述第二阀的开度进行控制。在此，所谓“真空室”是不仅包括完全真空的室，也包括为了产生等离子体而减压至适当的压力的室的概念。

按照所述的等离子体控制装置，能够通过设置在所述第一流路上的所述第一阀，首先确保第一流量作为导入真空室内的导入气体的流量，并且通过设置在所述第二流路上的所述第二阀，仅控制与由所述等离子体监测器测量到的等离子体强度的偏差部分对应的流量。因此，第二阀仅控制与测量的等离子体强度中可能产生的偏差对应的导入气体的流量即可，所以控制范围被限定在一定的范围，因此能够选择可动范围窄但却具有高响应性的阀。因此，即使在用于成为所希望的等离子体强度所必须的最佳流量值是比较大的值，而且可容许的流量误差小的情况下，通过所述第一流量实现接近最佳流量的值，通过所述第二流量控制变动部分，由此也能够实现高速控制。

此外，本发明的等离子体控制装置，由于具有所述的流量控制特性，所以在例如通过反应性溅射法成膜的情况下，即使是应导入的反应性气体的流量值比较大、且容许的流量值的范围窄的过渡区域，也能够持续维持在该过渡区域。因此，与以往的装置相比，能够使成膜速度提高到5～6倍。

为了防止仅通过所述第一流量却导入过剩的导入气体从而不能实现所希望的设定等离子体强度，或者防止第二阀在全关闭状态下被固定等问题，优选的是：设定所述第一流量，使得在仅以所述第一流量将所述导入气体导入所述真空室时，由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度成为比所述设定等离子体强度小的值。按照该等离子体控制装置，特别是在所述导入气体为反应性气体，使用反应性溅射法的情况下，能够使等离子体状态从金属模式向过渡区域转移，能够在更短的时间内进行成膜。

为了容易地选定高响应性的所述第二阀，并且容易地提高向所述真空室导入的导入气体的流量控制的精度，所述第一阀控制部对所述第一阀的开度进行控制，使得第二流量成为比所述第一流量小的值，所述第二流量是经由所述第二流路导入所述真空室的所述导入气体的流量，所述第二阀和所述第二阀控制部具有比所述第一阀和所述第一阀控制部高的响应性。即，所述第二阀的可动范围可以小于所述第一阀的可动范围，可以选定注重响应性的阀。在此，所谓各阀和各阀控制部的响应性是与针对开环或闭环的目标值的输出值的跟随性能相关的特性，例如根据超调量及稳定时间等控制评价值来进行比较。

例如，作为具有适用于维持反应性溅射法的过渡区域的高响应性的第二阀的具体例子，可以举出压电阀。

作为能够正确地测量所述等离子体强度、容易地保持所希望的等离子体状态的具体实施方式，可以举出下述的等离子体控制装置，所述等离子体监测器根据从所述真空室内的等离子体放射的光的强度，测量所述等离子体强度。

作为针对以往就存在的等离子体控制装置，能够提高向真空室导入的导入气体的流量控制能力，并能够持续控制成例如反应性溅射法的过渡区域等所希望的等离子体状态的流量控制装置可以是下述的流量控制装置，该流量控制装置用于等离子体控制装置，所述等离子体控制装置包括：第一阀，设置在第一流路上，所述第一流路与生成等离子体的真空室连接，导入所述真空室内的导入气体流过所述第一流路；第一阀控制部，控制所述第一阀的开度，使得经由所述第一阀导入所述真空室内的所述导入气体的流量成为第一流量；以及等离子体监测器，测量在所述真空室内生成的等离子体的等离子体强度，所述流量控制装置包括：第二阀，设置在第二流路上，所述第二流路与比所述第一阀位于下游的所述第一流路连接或者与所述真空室连接，所述导入气体流过所述第二流路；以及第二阀控制部，根据由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定离子体强度的偏差，对所述第二阀的开度进行控制。

按照所述的流量控制装置，通过仅把包括所述第二阀和所述第二阀控制部的流量控制装置附加于以往就存在的等离子体控制装置，就能够维持反应性溅射法的过渡区域。

例如，为了可以仅通过把控制程序重写在构成已有的等离子体控制装置的计算机等中，就能够高精度地控制等离子体的状态，只要采用下述的流量控制用方法即可，该流量控制用方法用于等离子体控制装置，所述等离子体控制装置包括：第一阀，设置在第一流路上，所述第一流路与生成等离子体的真空室连接，导入所述真空室内的导入气体流过所述第一流路；等离子体监测器，测量在所述真空室内生成的等离子体的等离子体强度；以及第二阀，设置在第二流路上，所述第二流路与位于所述第一阀的下游的所述第一流路连接或者与所述真空室连接，所述导入气体流过所述第二流路，所述流量控制用方法使第一阀控制部控制所述第一阀的开度，使得经由所述第一阀导入所述真空室内的所述导入气体的流量成为第一流量，并且所述流量控制用方法使第二阀控制部根据由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定等离子体强度的偏差，对所述第二阀的开度进行控制。此外，如果有记录有所述流量控制用程序的存储介质，则通过将新的流量控制用程序安装在构成各种等离子体控制装置的计算机中，就能够获得所述的效果。

按照本发明的等离子体控制装置及流量控制装置，通过所述第一阀流过规定的流量，并且通过所述第二阀控制由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与设定等离子体强度的偏差部分的流量，所以所述第二阀可以使用尽管可动范围窄但却具有高响应性的阀。因此，即使在应流入真空室内的导入气体的流量为大流量、且可容许的流量误差小的情况下，也能够以高速进行导入气体的流量控制，例如，可以持续维持以往难以维持的反应性溅射法的过渡区域。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的等离子体控制装置结构的示意图。

图2是表示与图1为相同实施方式的流量控制概念的示意图。

图3是表示将本发明的另一实施方式的流量控制装置附加于已有的等离子体控制装置的情况的示意图。

图4是表示以往的等离子体控制装置的一个例子的示意图。

图5是表示反应性溅射法的成膜方式与成膜速度相对于反应性气体的流量而变化的示意图。

附图标记说明

100…等离子体控制装置

200…流量控制装置

11…流量控制阀（第一阀）

12…流量控制器（第一阀控制部）

21…压电阀（第二阀）

22…压电阀控制部（第二阀控制部）

3…等离子体监测器

L1…第一流路

L2…第二流路

VC…真空室

具体实施方式

参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

本实施方式的等离子体控制装置100用于通过反应性溅射法，在放置于真空室VC内的晶片或膜等基体材料B的表面堆积靶材T与反应性气体的化合物进行成膜。例如，作为所述靶材T的例子，可以列举出Al、ITO、Si等，作为所述反应性气体的例子，可以列举出氧气与氮气等。此外，使用该等离子体控制装置100，在所述基体材料B的表面形成构成靶材T的物质的氧化物、氮化物的膜，进行用于触摸面板等的材料的成膜。

更具体地说，如图1所示，所述等离子体控制装置100在向生成等离子体的真空室VC内导入的作为导入气体的氩气Ar等稀有气体和氧气等反应性气体之中，主要控制反应性气体的流量。即，所述等离子体控制装置100包括：流体控制机构FC，设置于与所述真空室VC连接的稀有气体管路NGL和反应性气体管路RGL中的所述反应性气体管路RGL上；等离子体监测器3，对作为内部保持为减压状态的室的所述真空室VC内的等离子体的状态进行监测；以及控制部C，根据来自所述等离子体监测器3的输出信号，对所述流体控制机构FC进行控制。

下面对各部分进行说明。此外，在下面的说明中，所谓流量是作为包括质量流量和体积流量中的任何一个的概念而记载的术语。

所述真空室VC的内部保持高真空，在真空室VC的内部容纳有：靶材T，是要作为膜附上的铝等金属、ITO、Si等的块；以及基体材料B，与所述靶材T相对设置。在所述靶材T与所述基体材料B之间，从所述稀有气体管路NGL与所述反应性气体管路RGL，分别流入氩气Ar与反应性气体。此外，通过对所述靶材T和所述基体材料B之间施加高电压的电压施加部等，从导入的气体生成等离子体。

在构成所述稀有气体管路NGL的配管上设置有质量流量控制器4，使得以一定的流量向所述真空室VC内导入氩气Ar。

所述反应性气体管路RGL与真空室VC连接，反应性气体管路RGL包括：第一流路L1，流过向所述真空室VC内导入的反应性气体；以及第二流路L2，相对于所述第一流路L1以并联的方式形成。

所述第一流路L1上设置有质量流量控制器1，该质量流量控制器1用于始终以一定的流量持续流过规定的第一流量。所述质量流量控制器1的内部至少包括：流量传感器13；相当于第一阀的流量控制阀11；以及流量控制器12，控制所述流量控制阀11的开度，所述质量流量控制器1构成一个组件。所述流量控制器12，相当于第一阀控制部，例如通过微型计算机或控制板等发挥其功能。更具体地说，所述流量控制器12对所述流量控制阀11的开度进行反馈控制，使得由所述流量传感器13测量到的测量流量与作为预先设定的设定流量的第一流量之间的偏差变小。此外，在流量控制器12中设定的设定流量，可以通过所述质量流量控制器1自身输入，也可以通过例如来自后述的控制部C的外部输入进行适当的变更。这样，设置在第一流路L1上的质量流量控制器1能够进行流量控制，使得通过自身的流量控制阀11的反应性气体的流量成为第一流量，所以可以使至少第一流量的反应性气体以大体一定的流量持续流入所述真空室VC内。

所述第二流路L2相对于所述第一流路，从质量流量控制器1的上游分支，并且在该质量流量控制器1的下游再次合流。在所述第二流路L2上设置有相当于第二阀的压电阀21。所述压电阀21与所述流量控制阀11相比，可动范围窄，能够流过的流量范围小。但是，所述压电阀21与后述的压电阀控制部22的组合，比所述流量控制阀11与所述流量控制器12的组合具有更高的响应性。即，设置于所述第二流路L2上的压电阀21，使得与通过所述流量控制阀11的第一流量相比，使少量的第二流量流过，并且仅对想要流入所述真空室VC的目标流量与第一流量的差异部分进行流量控制。

这样，通过设置于所述第一流路L1上的所述质量流量控制器1与设置于所述第二流路L2上的所述压电阀21，构成流体控制机构FC，该流体控制机构FC用于对导入所述真空室VC的反应性气体的流量进行控制。

所述等离子体监测器3以与所述靶材T和所述基体材料B之间相对的方式设置在所述真空室VC内，等离子体监测器3包括：光获取部（采光部），获取来自生成的等离子体的光；光电倍增管33，通过光纤32与所述采光部31连接，将来自等离子体的光转换为与其强度对应的电信号；以及等离子体强度计算部，根据来自所述光电倍增管33的电信号，输出所述等离子体的等离子体强度。

所述控制部C通过所谓的计算机来实现其功能，所述计算机包括CPU、存储器、A/D、D/A转换器、输入输出接口等，控制部C根据存储在所述存储器中的程序，至少发挥作为压电阀控制部22的功能。

所述压电阀控制部22相当于第二阀控制部，根据由所述等离子体监测器3测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定等离子体强度的偏差，控制所述压电阀21的开度。

所述设定等离子体强度是在实际产品的制造开始之前的预先准备中进行预先测量而确定的值。更具体地说，使从所述反应性气体管路RGL向所述真空室VC内导入的反应性气体的流量一点点地增加，将成膜方式成为从金属模式到反应性模式中途的过渡区域时的等离子体强度定为设定等离子体强度。例如，在如果反应性气体的流量变成适合于成为过渡区域的流量，则由所述等离子体监测器3测量到的等离子体强度成为最大值的情况下，将在预先准备中观测到的最大的等离子体强度作为所述设定等离子体强度来设定。此外，作为所述质量流量控制器1中应流过的流量而设定的第一流量值，是比作为成为最大等离子体强度时的反应性气体的流量的恰当流量小的值，即，使第一流量值为比成为设定等离子体强度时的反应性气体的流量略小的值。更优选的是，只要将所述第一流量与成为所述设定等离子体强度的恰当流量之间的差，设定成小于能够通过所述压电阀21经由所述第二流路L2流入所述真空室VC内的最大流量即可。换言之，设定第一流量，使得所述恰当流量与所述第一流量之差的流量，收敛在根据所述压电阀21的可动范围所决定的能够进行流量控制的范围内。

下面对于在成为了所述过渡区域的情况下，等离子体强度成为最大值时的所述压电阀控制部22的动作进行更具体地说明。从通过所述质量流量控制器1保持在仅使第一流量的反应性气体流入所述真空室VC内的状态起，所述压电阀控制部22使所述压电阀21的开度仅增加针对所述测量等离子体强度与所述设定等离子体强度的偏差进行PID计算后得到的反馈量。在真空室VC内的等离子体强度成为设定强度之后，在所述测量等离子体强度与所述设定等离子体强度之间再次发生了偏差的情况下，所述压电阀控制部22根据再次发生偏差之前的所述压电阀21的增减倾向，改变使所述压电阀21的开度变化的方向。即，所述压电阀控制部22，在所述压电阀21的开度处于增加倾向的状态下由所述等离子体监测器3测量到的测量等离子体强度成为设定等离子体强度之后，再次产生偏差的情况下，使所述压电阀21的开度仅减小针对偏差进行PID计算后得到的反馈量。反之，在所述压电阀21的开度处于减小倾向的状态下由所述等离子体监测器3测量到的测量等离子体强度成为设定等离子体强度之后，再次产生偏差的情况下，所述压电阀控制部22使所述压电阀21的开度仅增加针对偏差进行PID计算后得到的反馈量。例如，可以根据时间变化量或时间微分获得与所述压电阀21的开度相关的增减倾向，所述压电阀控制部22对所述压电阀21的开度进行控制。

接着，在从金属模式经由过渡区域到反应性模式期间生成了等离子体，对于从在所述期间生成的等离子体观察到的等离子体强度为单调增加或单调减少情况下的所述压电阀控制部22的动作进行说明。例如，可以考虑到下述情况，在金属模式中，针对流入真空室VC内的反应性气体的流量的等离子体强度的增加率小，在过渡区域中，等离子体强度的增加率急剧上升，在反应性模式中等离子体强度的增加率再次变小。

在等离子体强度相对于流入真空室VC内的反应性气体的流量单调增加或单调减小的情况下，仅通过将利用实验预先获得的过渡区域的任意的等离子体强度设定为设定等离子体强度，该设定等离子体强度与测量等离子体强度的偏差就会出现正或负的任意一种值，从而能够唯一地决定所述压电阀21的控制方向。因此，无需检查所述的增减倾向，所述压电阀控制部22通过通常的反馈控制就能够控制所述压电阀21的开度。

按照所述结构的等离子体控制装置100，如图2的图所示，通过设置于所述第一流路L1上的所述质量流量控制器1，作为第一流量以一定的流量流过用于以设定等离子体强度生成等离子体所必须的反应性气体的流量的、难以发生变动的大部分，同时通过设置在所述第二流路L2上的具有高响应性的压电阀21，将因等离子体状态的变动而产生的反应性气体的必要量的变动部分作为第二流量进行控制，由此能够将用于以设定等离子体强度生成等离子体所必须的反应性气体导入真空室VC。因此，按照本实施方式的等离子体控制装置100，在反应性溅射法中持续进行在过渡区域中的成膜的情况下，由于向真空室VC内应流入的反应性气体的流量大，所以流量控制范围必须设定得很大，并且相对于流量控制范围的数量级（オーダ），流量控制误差的容许量非常小，即使在这样严格的流量控制条件下，也能够使反应性气体的流量高速地响应，从而能够将成膜方式保持在过渡区域。

此外，由于根据由所述等离子体监测器3实际测量到的测量等离子体强度与设定等离子体强度的偏差对所述压电阀21进行控制，所以能够根据直接表示等离子体状态的量进行流量控制，从而能够容易地将成膜方式持续保持在过渡状态。此外，由于以对所述质量流量控制器1不反馈测量等离子体强度与设定等离子体强度的偏差的方式持续流过一定流量的气体，所以能够容易地保持反应性气体的流量控制系统的稳定性。

此外，在本实施方式的等离子体控制装置100中，对于反应性气体的流量而言，将通过所述质量流量控制器1以一定流量流过的第一流量设定为比成为设定等离子体强度的流量小的流量，进而进行控制使得利用通过压电阀21流过的第二流量使等离子强度成为设定等离子体强度，所以能够将成膜方式控制成从金属模式转移到过渡区域。假设反应性气体过剩地导入真空室VC内，如果要使成膜方式从反应性模式向过渡区域转移，则靶材T自身与反应性气体发生反应，在靶材T上形成氧化膜等，导致难以从靶材T冲击出来离子，成膜速度也会在很长一段时间内变慢。另一方面，本实施方式由于能够使成膜方式从金属模式转移到过渡区域，并且能够使成膜方式稳定在该状态，所以与以往的稳定在反应性模式的情况相比，能够以5～6倍的成膜速度使由靶材T的离子与反应性气体的反应而生成的化合物堆积在基体材料B上进行成膜。

下面对本发明的其他实施方式进行说明。在下面的说明中，与所述实施方式对应的部件都赋予相同的附图标记。

在图3所示的实施方式中，通过将流量控制装置附加于已有的等离子体控制装置100A，能够提高流量控制性能，并能够将成膜方式保持在过渡区域。

如在背景技术中说明过的图4所示，所述已有的等离子体控制装置100A包括：稀有气体管路NGL，向生成等离子体的真空室VC内导入稀有气体；反应性气体管路RGL，向所述真空室VC内导入反应性气体；等离子体监测器3A，对在所述真空室VC内产生的等离子体的强度进行测量；以及控制部C，根据从所述等离子体监测器3A输出的等离子体强度，控制在所述反应性气体管路RGL中流动的反应性气体的流量。在此，以往的等离子体控制装置100A的所述反应性气体管路RGL仅有一个流路，在该流路上设置有用于控制反应性气体的流量的质量流量控制器1A。此外，所述控制部C根据由所述等离子体监测器3A测量到的测量等离子体强度与设定等离子体强度的偏差进行PID计算，把流量指令值输入所述质量流量控制器1A。根据该流量指令值与测量到的测量流量值之间的偏差，对所述质量流量控制器1A内部的流量控制阀的开度进行控制。

为了在所述的已有的等离子体控制装置100A上追加具备第二阀和第二阀控制部的本发明的流量控制装置200，如图3所示，将设置有所述质量流量控制器1A的流路作为第一流路L1，并且形成有第二流路L2，该第二流路L2与所述第一流路L1并联设置，在所述质量流量控制器1A的下游与所述第一流路L1合流。此外，在所述第二流路L2上设置有作为第二阀的压电阀21，在所述控制部C的存储器中存储新的程序，由此构成第二阀控制部，该第二阀控制部根据从所述等离子体监测器3输出的测量等离子体强度与设定等离子体强度的偏差，对所述压电阀21的开度进行控制。此外，解除所述质量流量控制器1A与所述控制部C之间的连接，使得所述质量流量控制器1A与所述控制部C之间不进行与等离子体强度相关的交流，并且设定成在所述流量控制器1A中以第一流量持续地流过一定流量的反应性气体。

针对已有的等离子体控制装置100A，仅通过压电阀21以及安装用于控制该压电阀21的程序而构成的压电阀控制部22，就能够实现与所述实施方式大体相同的功能。即，通过在已有的等离子体控制装置中使用本发明的流量控制装置，能够将成膜方式持续保持在过渡区域，并且能够使成膜速度成为以往的5～6倍。

下面对另外的实施方式进行说明。

在所述实施方式中，以进行反应性溅射法为前提，对导入真空室内的反应性气体的流量进行控制的情况进行了说明，但是，本发明的结构也可以用于对导入的氩气Ar等稀有气体的流量进行控制。此外，本发明的等离子体控制装置及流量控制装置也不特别只限于用于反应性溅射法，也可以用于通常的溅射法的等离子体控制。换言之，所谓导入气体，并不特别限定于反应性气体，只要是用于通过导入真空室内的流量来控制真空室内的等离子体的状态，则什么样的气体的控制都可以使用本发明。

在所述实施方式中，以与第一流路合流的方式设有第二流路，但是例如也可以使流过第一流路的导入气体与流过第二流路的导入气体在真空室内合流。此外，所述第二流路与第一流路的合流点只要位于所述第一阀的下游即可，进而通过使所述合流点接近真空室，能够使实际上导入真空室内的导入气体流量的精度更好。此外，所述第二阀也不限于压电阀，例如，只要第二阀是响应性高于设在所述第一流路上的第一阀的阀即可。

此外，所述第一流路上的质量流量控制器这样的进行流量控制的设备也可以不是形成组件的设备，而可以是各个设备以独立的方式安装。即，可以将第一阀和流量测量传感器分别独立地设置在第一流路上，由所述控制部发挥作为第一阀控制部的功能。此外，所述第一阀控制部和第二阀控制部可以是利用计算机在一处构成的，所述第一阀控制部和第二阀控制部也可以通过设置于各个不同设置场所的微型计算机等来实现所述功能。

此外，所述等离子体监测器可以不仅是根据从等离子体放射的光的强度来测量等离子体强度的装置，还可以是根据用于产生等离子体而施加电压的电源的阻抗的变化等来测量等离子体的强度的装置。

在所述实施方式的动作中，以按照等离子体的状态从金属模式向过渡区域、反应性模式的顺序变化的方式进行了导入气体的流量控制，但是相反地，也可以使用从反应性模式到过渡区域、金属模式的路径来保持等离子体的状态。即，可以最初将比成为过渡区域的流量稍多的导入气体导入真空室内，根据测量到的等离子体强度，通过第二阀逐渐减少导入气体的流量。

此外，在所述实施方式中，进行反馈控制，使得设于第一流路上的质量流量控制器使经由其自身流过的流量总是以第一流量保持为一定，但是也可以根据成膜工序及导入气体的种类等，按照时间改变第一流量。此外，设于第一流路上的第一阀也并非一定需要进行反馈控制，例如，也可以通过前馈控制进行流量控制，使得保持为第一流量。此外，所述第一阀的开度可以只持续维持成与第一流量对应的规定开度。例如，所述第一阀控制部可以在将所述第一阀的开度控制为规定开度之后，不进行任何的控制，将所述第一阀的开度固定在规定开度。

此外，只要不违反本发明的宗旨，当然可以进行各种各样的变形和实施方式的组合。

Claims (11)

1.一种等离子体控制装置，其特征在于包括：

第一阀，设置在第一流路上，所述第一流路与生成等离子体的真空室连接，导入所述真空室内的导入气体流过所述第一流路；

第一阀控制部，控制所述第一阀的开度，使得经由所述第一阀导入所述真空室内的所述导入气体的流量成为第一流量；

等离子体监测器，测量在所述真空室内生成的等离子体的等离子体强度；

第二阀，设置在第二流路上，所述第二流路与比所述第一阀位于下游的所述第一流路连接或者与所述真空室连接，所述导入气体流过所述第二流路；以及

第二阀控制部，根据由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定等离子体强度的偏差，对所述第二阀的开度进行控制。

2.根据权利要求1所述的等离子体控制装置，其特征在于：设定所述第一流量，使得在仅以所述第一流量将所述导入气体导入所述真空室时，由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度成为比所述设定等离子体强度小的值。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体控制装置，其特征在于：所述第一阀控制部对所述第一阀的开度进行控制，使得第二流量成为比所述第一流量小的值，所述第二流量是经由所述第二流路导入所述真空室的所述导入气体的流量，

所述第二阀和所述第二阀控制部具有比所述第一阀和所述第一阀控制部高的响应性。

4.根据权利要求1或2所述的等离子体控制装置，其特征在于：所述第二阀是压电阀。

5.根据权利要求3所述的等离子体控制装置，其特征在于：所述第二阀是压电阀。

6.根据权利要求1或2所述的等离子体控制装置，其特征在于：所述等离子体监测器根据从所述真空室内的等离子体放射的光的强度，测量所述等离子体强度。

7.根据权利要求3所述的等离子体控制装置，其特征在于：所述等离子体监测器根据从所述真空室内的等离子体放射的光的强度，测量所述等离子体强度。

8.根据权利要求4所述的等离子体控制装置，其特征在于：所述等离子体监测器根据从所述真空室内的等离子体放射的光的强度，测量所述等离子体强度。

9.根据权利要求5所述的等离子体控制装置，其特征在于：所述等离子体监测器根据从所述真空室内的等离子体放射的光的强度，测量所述等离子体强度。

10.一种流量控制装置，其特征在于：该流量控制装置用于等离子体控制装置，所述等离子体控制装置包括：第一阀，设置在第一流路上，所述第一流路与生成等离子体的真空室连接，导入所述真空室内的导入气体流过所述第一流路；第一阀控制部，控制所述第一阀的开度，使得经由所述第一阀导入所述真空室内的所述导入气体的流量成为第一流量；以及等离子体监测器，测量在所述真空室内生成的等离子体的等离子体强度，

所述流量控制装置包括：

第二阀，设置在第二流路上，所述第二流路与比所述第一阀位于下游的所述第一流路连接或者与所述真空室连接，所述导入气体流过所述第二流路；以及

第二阀控制部，根据由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定离子体强度的偏差，对所述第二阀的开度进行控制。

11.一种流量控制用方法，其特征在于：该流量控制用方法用于等离子体控制装置，所述等离子体控制装置包括：第一阀，设置在第一流路上，所述第一流路与生成等离子体的真空室连接，导入所述真空室内的导入气体流过所述第一流路；等离子体监测器，测量在所述真空室内生成的等离子体的等离子体强度；以及第二阀，设置在第二流路上，所述第二流路与位于所述第一阀的下游的所述第一流路连接或者与所述真空室连接，所述导入气体流过所述第二流路，

所述流量控制用方法使第一阀控制部控制所述第一阀的开度，使得经由所述第一阀导入所述真空室内的所述导入气体的流量成为第一流量，并且所述流量控制用方法使第二阀控制部根据由所述等离子体监测器测量到的测量等离子体强度与预先设定的设定等离子体强度的偏差，对所述第二阀的开度进行控制。

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