成膜装置，匹配器以及阻抗控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供成膜装置，匹配器以及阻抗控制方法。用于实现避免在紧接等离子体着火后发生的以负荷阻抗的急剧变化为起因的等离子的消失的阻抗控制。本发明专利技术的成膜装置包括：包括：电源；匹配电路；电极，经由所述匹配电路从所述电源接收电力，通过所述电力在容纳成膜对象的成膜室的内部产生等离子体；以及控制单元，控制所述匹配电路的阻抗，所述控制单元，在从所述电源向所述电极开始提供所述电力的第１时刻开始的第１期间内将所述匹配电路的阻抗保持一定，在从所述第１期间结束的第２时刻开始的第２期间内，响应来自所述电极的反射波电力而控制所述匹配电路的阻抗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成膜装置，匹配器以及匹配电路阻抗控制方法，特别涉及，采用等离子 体放电而进行成膜的成膜装置、被安装在该成膜装置上的匹配器、以及控制该匹配器的匹 配电路的阻抗的匹配电路阻抗控制方法。
技术介绍
低温下形成薄膜的技术之一，是利用通过高频电力或微波电力产生的等离子体放 电的等离子体CVD法。等离子体CVD法，由于可以通过等离子体放电激发与成膜相关联的 化学种，从而可以降低成膜温度。对于等离子体CVD法必不可少的技术之一，是发生等离子体放电的电力系统中阻 抗的匹配。阻抗的匹配，对于准确实行等离子体着火并且为使等离子体稳定非常重要。一 般来讲，阻抗的匹配，通过连接在发生高频电力或微波电力的电源和被设置在成膜室的电 极之间的匹配器来实行。形成成膜室的膛室(chamber)自身被作为电极使用的时候，在该 膛室与电源之间设置匹配器。通过适当地控制该匹配器的阻抗，实现阻抗的匹配。根据这样的背景，提出了各种各样的用于适当地控制匹配器的阻抗的技术。例如， 特开平9460096号公报上，公开了用于通过阻抗的变化，即使等离子体的着火点偏离也能 自动地进行阻抗匹配，使等离子体准确的着火的技术。该公报上公开的阻抗匹配方法具有 以预先设定的阻抗作为基准搜索等离子体着火的阻抗的匹配点的工序；如果等离子体的着 火被确认，则自动过渡到成为形成稳定的等离子体放电而预先设定的基准的阻抗的匹配点 的工序；自动搜索使以过渡后的匹配点作为基准而形成的等离子体放电稳定的阻抗的匹配 点的工序。这样的阻抗匹配方法，因为对等离子体着火自动实行最佳的阻抗匹配，可以在短 时间进行稳定的等离子体的着火。而且，可以防止处理室内的阻抗的变化导致的等离子体 的未着火或到等离子体着火为止的长时间。特开平8-96992号公报上，公开了通过匹配器的阻抗的控制的最佳化，使等离子 体处理位置的运转稳定的技术。该公报上公开的等离子体处理位置的运转方法，只在成膜 被开始后的规定的时间内控制匹配器的阻抗，该时间经过后维持匹配器的阻抗为一定。通 过使用这种运转方法，因为不频繁改变匹配器的阻抗，对等离子体的输入功率稳定，从而， 等离子体处理装置的运转稳定。特开2003-249454号公报上，公开了对于等离子体处理中的异常放电等为起因的 负荷阻抗的突发的变化而适当处理的等离子体处理方法。该公报中记载的等离子体处理方 法，仅在预先设定的阻抗可变范围内进行匹配器的阻抗调整。这种等离子体处理方法，即使 负荷阻抗发生大的变化，由于匹配器的阻抗与正常时的阻抗没有大的偏离，所以可以抑制 促进异常放电、或在异常放电安定后阻抗恢复到最佳值为止有长时间等问题。实现阻抗匹配应该考虑的事项之一，是在紧接等离子体着火之后的匹配器的阻抗 的控制。在紧接等离子体着火之后，负荷阻抗(即，通过等离子体、电极以及成膜室形成的 阻抗)急剧变化。如果要响应该负荷阻抗的急剧变化来自动匹配阻抗，则有时由于匹配动 作的延迟阻抗的控制系统的动作发散，反而会招致等离子体的消失。进行紧接等离子体着 火之后的匹配器的阻抗的控制，使得避免以负荷阻抗的突变为起因的等离子体的消失是重 要的。在紧接等离子体着火之后的匹配器的阻抗的控制的最佳化，在如数秒那样极短的 时间的成膜多次反复实行的时候特别重要。例如，适合于在如PET瓶那样的树脂制的容器 的表面，形成用于防止氧气和二氧化碳气体透过的透过防止膜的情况。由于树脂制的容器 耐热性差，在树脂制的容器上形成透过防止膜的时候，必须在短时间完成透过防止膜的成 膜而防止容器的温度的上升。成膜时间是极短时间的情况下的困难性之一，是在加快对阻抗控制的响应上有极 限。阻抗匹配，一般来讲，由于通过机械地控制可变电容器的容量来进行，所以在加快对阻 抗控制的响应上有极限。但是，如果阻抗控制的响应对于成膜时间不是充分高速，则在负荷 阻抗的急剧变化后到结束控制动作为止的必要时间对于成膜时间的比例变大。这样，由于 招致膜质的不均勻性，不令人满意。此外，阻抗匹配技术中，对于成膜被多次反复时负荷阻抗的变动的对策非常重 要。如果成膜被多次反复，则由于在成膜室内膜的堆积负荷阻抗逐渐变动。阻抗匹配，必须 可以对应这种负荷阻抗的缓慢的变动。专利文献1 特开平9460096号公报专利文献2 特开平8-96992号公报专利文献3 特开2003-M94M号公报
技术实现思路
本专利技术是基于这种背景完成的。本专利技术的一个目的是提供阻抗控制，能够避免在紧接等离子体着火后发生的以负 荷阻抗的急剧变化为起因的等离子体的消失。本专利技术的其他目的是提供阻抗控制，用于应对多次反复成膜导致的负荷阻抗的缓 慢的变动。在本专利技术的一个观点中，成膜装置包括电源；匹配电路；电极，经由匹配电路从 电源接收电力，通过电力在容纳成膜对象的成膜室的内部产生等离子体；以及控制单元，控 制匹配电路的阻抗，控制单元，在从电源向电极开始提供电力的第1时刻开始的第1期间内 将匹配电路的阻抗保持一定，在从第1期间结束的第2时刻开始的第2期间内，响应来自电 极的反射波电力而控制匹配电路的阻抗。在这种成膜装置中，开始从电源向电极的提供电力后，由于仅在规定时间固定匹 配电路的阻抗，所以即使产生负荷阻抗的急剧变化，阻抗的控制动作也不会发散。因此，可 以防止以阻抗的控制动作的发散为起因的等离子体的消失。优选的是，控制单元响应作为在电源停止电力提供的第3时刻的匹配电路阻抗的 结束时阻抗，从而决定下期阻抗，并且，把匹配电路的阻抗设定为下期阻抗，电源从匹配电路的阻抗被设定为下期阻抗后的第4时刻开始经由匹配电路向电极开始提供电力。作为在 第3时刻的匹配电路阻抗的结束阻抗，是表示之前成膜室的状态的良好的参数。通过使用 有关结束时阻抗来设定下期阻抗，可以对应于多次反复成膜导致的负荷阻抗的缓慢的变动 而适当地决定下期阻抗。优选控制单元把仅偏离结束时阻抗预定偏移量的阻抗决定为下期阻抗。另外，优选控制单元响应从外部被输入的选择指令而从多个偏移量中选择一个 偏移量，并且，把从结束时阻抗仅偏离被选择的一个偏移量的阻抗决定作为下期阻抗。在本专利技术另一个观点中，匹配器包括被连接到电源上的输入端子、被连接到成 膜室内部发生等离子体的电极上的输出端子、被连接在输入端子和输出端子之间的匹配电 路、为控制匹配电路的阻抗的控制单元。控制单元，在从输入端子向输出端子的行波电力超 过第1阈值的第1时刻起开始的第1期间内把匹配电路的阻抗保持一定，在第1期间结束 第2时刻起开始的第2期间内，响应从输出端子向输入端子的反射波电力而控制匹配电路 的阻抗。控制单元，在第2时刻之后，行波电力从第2阈值降低时，响应作为在行波电力从 第2阈值降低的第3时刻的匹配电路的阻抗的结束时阻抗而决定下期阻抗，并且，把匹配电 路的阻抗设定为下期阻抗。第1阈值和第2阈值有可能一致，也有可能不同。在本专利技术更进一步的其他观点中，阻抗匹配方法用于成膜装置，该成膜装置包括 匹配电路；以及经由匹配电路接收电力，通过电力在容纳成膜对象的成膜室的内部产生等 离子体的电极，该阻抗控制方法，包括(A)把匹配电路的阻抗设定为第1阻抗的步骤；(B)在㈧步骤后，经由匹配电路开始向电极提供电力的步骤；(C)从开始提供电力起开始的第1期间内把阻抗保持一定的步骤；(D)在接着第1期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置，包括：电源；匹配电路；电极，经由所述匹配电路从所述电源接收电力，通过所述电力在容纳成膜对象的成膜室的内部产生等离子体；以及控制单元，控制所述匹配电路的阻抗，所述控制单元，在从所述电源向所述电极开始提供所述电力的第１时刻开始的第１期间内将所述匹配电路的阻抗保持一定，在从所述第１期间结束的第２时刻开始的第２期间内，响应来自所述电极的反射波电力而控制所述匹配电路的阻抗。

【技术特征摘要】
JP 2005-2-3 028307/051.一种成膜装置，包括 电源；匹配电路；电极，经由所述匹配电路从所述电源接收电力，通过所述电力在容纳成膜对象的成膜 室的内部产生等离子体；以及控制单元，控制所述匹配电路的阻抗，所述控制单元，在从所述电源向所述电极开始提供所述电力的第1时刻开始的第1期 间内将所述匹配电路的阻抗保持一定，在从所述第1期间结束的第2时刻开始的第2期间 内，响应来自所述电极的反射波电力而控制所述匹配电路的阻抗。2.如权利要求1所述的成膜装置，所述电源在所述第2时刻之后的第3时刻停止所述电力的提供， 所述控制单元响应作为所述第3时刻的所述匹配电路的阻抗的结束时阻抗而决定下 期阻抗，并且，把所述匹配电路的阻抗设定为所述下期阻抗，所述电源在从所述匹配电路的阻抗被设定为所述下期阻抗之后的第4时刻起开始经 由所述匹配电路向所述电极提供电力。3.如权利要求2所述的成膜装置，所述控制单元将从所述结束时阻抗仅偏离了预先决定的偏移量后的阻抗，决定为所述 下期阻抗。4.如权利要求2所述的成膜装置，所述控制单元响应从外部输入的选择指令而从多个 偏移量中选择一个偏移量，并且，将从所述结束时阻抗仅偏离了所述被选择的一个偏移量 后的阻抗，决定为所述下期阻抗。5.如权利要求1所述的成膜装置，在所述第1期间及所述第2期间内，在所述成膜室内容纳成膜对象，并且导入在所述成 膜对象上形成的膜的原料气体。6.如权利要求2所述的成膜装置，所述控制单元在从所述第4时刻起开始的第3期间内将所述匹配电路的阻抗保持一定，在所述第1期间及所述第2期间内，在所述成膜室内容纳第1成膜对象，并且导入在所 述第1成膜对象上形成的膜的原料气体，在所述第3期间内，在成膜室内容纳与所述第1成膜对象不同的第2成膜对象，并且导 入在所述第2成膜对象上形成的膜的原料气体。7.一种成膜装置，包括 电源；匹配电路；电极，经由所述匹配电路从所述电源接收电力，通过所述电力在容纳成膜对象的成膜 室的内部产生等离子体；以及控制单元，控制所述匹配电路的阻抗，所述控制单元在从第2时刻起...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田聪，浅原裕司，山越英男，后藤征司，
申请(专利权)人：三菱重工食品包装机械株式会社，麒麟麦酒株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]