JP4170260B2 - Plasma assist vapor deposition apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、均一な膜質の蒸着膜を成膜するためのプラズマアシスト蒸着装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a plasma assisted vapor deposition apparatus for forming a vapor deposition film having a uniform film quality and a control method thereof.
従来、プラズマを使用した成膜装置であるプラズマアシスト蒸着装置に関する技術として、特許文献１や特許文献２に記載されている技術が知られている。絶縁物の蒸着物質を基板上に成膜する場合、プラズマアシスト蒸着装置の内壁は金属であるため、成膜処理が進むにつれてプラズマアシスト蒸着装置の内壁にも絶縁物である蒸着物質が付着していく。
プラズマアシスト蒸着装置の内壁に蒸着物質が付着すると、装置内の電磁場の状態が変化してしまう。プラズマの分布は、周囲の電磁場等の状態によって大きく影響されるため、成膜が進むにつれてプラズマの状態が変化すると、成膜している蒸着膜の性質（屈折率など）にも影響を与え、所望の膜質が得られないという問題があった。
When the deposition material adheres to the inner wall of the plasma assist vapor deposition apparatus, the state of the electromagnetic field in the apparatus changes. Since the plasma distribution is greatly affected by the surrounding electromagnetic field and other conditions, changing the plasma state as the film progresses affects the properties of the deposited film (refractive index, etc.) There was a problem that desired film quality could not be obtained.
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、プラズマアシスト蒸着装置内のプラズマの状態を種々の方法により検出することによって、酸素のガス流量を制御するプラズマアシスト蒸着装置及びその制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma assisted vapor deposition apparatus that controls the gas flow rate of oxygen by detecting the plasma state in the plasma assisted vapor deposition apparatus by various methods, and It is in providing the control method.
請求項１に記載の発明は、プラズマガンのアノード付近における発光の発光強度を測定する発光モニタと、蒸着物質が基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板に接続される抵抗に流れる電流の電流値を測定する電流値測定手段と、プラズマガンからプラズマを放電する際の放電電圧の値と放電電流の値に基づいてインピーダンスの値を測定するインピーダンス測定手段とを有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法であって、前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、前記発光モニタにより前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１を測定するステップと、前記電流値測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１を測定するステップと、前記インピーダンス測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１を測定するステップと、前記第１の蒸着膜の成膜以降に成膜される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を前記発光モニタにより測定し、前記発光強度ｌ１及びｌ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を前記電流値測定手段により測定し、前記電流値ａ１及びａ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を前記インピーダンス測定手段により測定し、前記インピーダンスｒ１及びｒ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ３ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより算出するステップと、算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップとを有する。
The invention described in
請求項２に記載の発明は、プラズマガンのアノード付近における発光の発光強度を測定する発光モニタと、蒸着物質が基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板に接続される抵抗に流れる電流の電流値を測定する電流値測定手段とを有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法であって、前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、前記発光モニタにより前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１を測定するステップと、前記電流値測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１を測定するステップと、前記第１の蒸着膜の成膜以降に成膜される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を前記発光モニタにより測定し、前記発光強度ｌ１及びｌ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を前記電流値測定手段により測定し、前記電流値ａ１及びａ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ３ の平均を取ることにより算出するステップと、算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップとを有する。
The invention described in
請求項３に記載の発明は、蒸着物質が基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板に接続される抵抗に流れる電流の電流値を測定する電流値測定手段と、プラズマガンからプラズマを放電する際の放電電圧の値と放電電流の値に基づいてインピーダンスの値を測定するインピーダンス測定手段とを有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法であって、前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、前記電流値測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１を測定するステップと、前記インピーダンス測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１を測定するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を前記電流値測定手段により測定し、前記電流値ａ１及びａ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を前記インピーダンス測定手段により測定し、前記インピーダンスｒ１及びｒ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ３ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより算出するステップと、算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップとを有する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through a resistor connected to an adhesion-preventing plate installed to prevent a vapor deposition material from being deposited on other than the substrate, and plasma A control method of a plasma assisted vapor deposition apparatus having an impedance measuring means for measuring an impedance value based on a discharge voltage value and a discharge current value when discharging plasma from a gun, wherein measuring the gas flow rate X 1 before the oxygen forming a deposited film, the current value a 1 of the current flowing in the resistance before forming the first deposition layer by the current value measuring means measuring steps and, the steps of measuring the impedance r 1 before forming the first deposition layer by the impedance measuring means, electrodeposition flowing to the resistance before the deposition of the second deposition film Measuring a current value a 2 by the current value measuring means, the current value a 1 and a 2, the gas flow rate X 1 of the gas flow rate from the value X 3 and X 3 = (a 2 / a 1) wherein the X 1 calculating by the impedance r 2 prior to depositing the second deposition film was measured by the impedance measuring means, wherein the impedance r 1 and r 2, the gas flow rate X 4 from the value of the gas flow X 1 X 4 = (r 1 / r 2 ) The step of calculating by the formula of X 1 , the oxygen gas flow rate X 5 when forming the second vapor deposition film, and the average of the oxygen flow rates X 3 and X 4 calculating by taking, on the basis of the calculated gas flow rate X 5, and a step of controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port.
請求項４に記載の発明は、プラズマガンのアノード付近における発光の発光強度を測定する発光モニタと、プラズマガンからプラズマを放電する際の放電電圧の値と放電電流の値に基づいてインピーダンスの値を測定するインピーダンス測定手段とを有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法であって、前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、前記発光モニタにより前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１を測定するステップと、前記インピーダンス測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１を測定するステップと、前記第１の蒸着膜の成膜以降に成膜される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を前記発光モニタにより測定し、前記発光強度ｌ１及びｌ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を前記インピーダンス測定手段により測定し、前記インピーダンスｒ１及びｒ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより算出するステップと、算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップとを有する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light emission monitor for measuring the light emission intensity in the vicinity of the anode of the plasma gun, and the impedance value based on the discharge voltage value and the discharge current value when the plasma is discharged from the plasma gun. a control method of a plasma-assisted deposition apparatus having an impedance measuring means for measuring, and measuring the gas flow rate X 1 before the oxygen forming the first deposition layer on the substrate, the light emitting monitor Measuring the emission intensity l 1 before forming the first vapor deposition film, measuring the impedance r 1 before forming the first vapor deposition film by the impedance measuring means, the luminous intensity l 2 before the deposition of the second deposition film deposited after the deposition of the first deposition film was measured by the light-emitting monitor, the luminous intensity l 1及l 2, the gas flow rate X 2 from the value of the gas flow X 1 X 2 = (l 2 / l 1) calculating by the formula X 1, impedance r 2 prior to depositing the second deposition film Is calculated by the impedance measuring means, and the gas flow rate X 4 is calculated from the values of the impedances r 1 and r 2 and the gas flow rate X 1 by the formula X 4 = (r 1 / r 2 ) X 1 , A step of calculating an oxygen gas flow rate X 5 when forming the second vapor deposition film by taking an average of the oxygen flow rates X 2 and X 4 , and an oxygen supply port based on the calculated gas flow rate X 5 And controlling the gas flow rate.
請求項５に記載の発明は、前記第１の蒸着膜が、前記基板上に成膜される１層目の蒸着膜である。 According to a fifth aspect of the present invention, the first vapor deposition film is a first vapor deposition film formed on the substrate.
請求項６に記載の発明は、プラズマガンを用いて基板上に蒸着物質を蒸着するプラズマアシスト蒸着装置において、前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するガス流量測定手段と、前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１、及び、前記第１の蒸着膜の成膜以降に形成される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を測定する発光モニタと、前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を測定する電流値測定手段と、プラズマ放電時の放電電流及び放電電圧から、前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を測定するインピーダンス測定手段と、前記発光強度ｌ１及びｌ２と前記ガス流量Ｘ１の値を用いて酸素のガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出する第１のガス流量演算手段と、前記電流値ａ１及びａ２と前記ガス流量Ｘ１の値を用いて酸素のガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出する第２のガス流量演算手段と、前記インピーダンスｒ１及びｒ２と前記ガス流量Ｘ１の値を用いて酸素のガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出する第３のガス流量演算手段と、前記第１〜第３のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ３ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を求める第４のガス流量演算手段と、前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ５の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ５により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段とを有する。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a plasma assisted vapor deposition apparatus for depositing a vapor deposition material on a substrate using a plasma gun, and a gas flow rate of oxygen before forming a first vapor deposition film formed on the substrate. gas flow measuring means for measuring X 1, luminous intensity l 1 before forming the first deposition layer, and, the second deposition film formed after deposition of the first deposition film connecting a light-emitting monitor for measuring the luminous intensity l 2 before the deposition, the deposition preventing plate, wherein the deposition material is placed in order to prevent the evaporation in addition to the substrate, to one terminal the deposition preventing plate And the other terminal is connected to the ground, the current value a 1 of the current flowing through the resistor before forming the first vapor deposition film, and the film before forming the second vapor deposition film Current value measuring means for measuring a current value a 2 of the current flowing through the resistor, and plasma Impedance measuring means for measuring an impedance r 1 before forming the first vapor deposition film and an impedance r 2 before forming the second vapor deposition film from a discharge current and a discharge voltage at the time of discharge; The first gas flow rate calculation that calculates the oxygen gas flow rate X 2 by the equation of X 2 = (l 2 / l 1 ) X 1 using the emission intensity l 1 and l 2 and the value of the gas flow rate X 1. Means, and the second gas for calculating the oxygen gas flow rate X 3 by the equation X 3 = (a 2 / a 1 ) X 1 using the current values a 1 and a 2 and the value of the gas flow rate X 1. and flow rate calculating means, the impedance r 1 and r 2 and the gas flow rate X 1 value oxygen gas flow rate X 4 with X 4 = (r 1 / r 2) third calculating by the formula X 1 of Calculated by the gas flow rate calculation means and the first to third gas flow rate calculation means And the oxygen flow rate X 2, X 3, fourth gas flow rate calculation means for calculating a gas flow rate X 5 oxygen in forming the second vapor-deposited film by taking the average of X 4 and the fourth based on the value of the gas flow X 5 where the gas flow rate calculation means is determined, and the gas flow rate control means for controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port, the gas flow rate X 5 where the gas flow rate control means controls the substrate And a film forming means for forming the second vapor deposition film.
請求項７に記載の発明は、プラズマガンを用いて基板上に蒸着物質を蒸着するプラズマアシスト蒸着装置において、前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ １ を測定するガス流量測定手段と、前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ １ 、及び、前記第１の蒸着膜の成膜以降に形成される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ ２ を測定する発光モニタと、前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ １ 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ ２ を測定する電流値測定手段と、前記発光強度ｌ １ 及びｌ ２ と前記ガス流量Ｘ １ の値を用いて酸素のガス流量Ｘ ２ をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出する第１のガス流量演算手段と、前記電流値ａ １ 及びａ ２ と前記ガス流量Ｘ １ の値を用いて酸素のガス流量Ｘ ３ をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出する第２のガス流量演算手段と、前記第１及び第２のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ３ の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ ５ を求める第４のガス流量演算手段と、前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ ５ の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ ５ により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段とを有する。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plasma assisted vapor deposition apparatus for depositing a vapor deposition material on a substrate using a plasma gun, and a gas flow rate of oxygen before forming a first vapor deposition film formed on the substrate. gas flow measuring means for measuring X 1, luminous intensity l 1 before forming the first deposition layer, and, the second deposition film formed after deposition of the first deposition film connecting a light-emitting monitor for measuring the luminous intensity l 2 before the deposition, the deposition preventing plate, wherein the deposition material is placed in order to prevent the evaporation in addition to the substrate, to one terminal the deposition preventing plate And the other terminal is connected to the ground, the current value a 1 of the current flowing through the resistor before forming the first vapor deposition film, and the film before forming the second vapor deposition film a current value measurement means for measuring a current value a 2 of the current flowing through the resistor, the light emitting First gas flow rate calculation means for calculating the oxygen gas flow rate X 2 by the formula of X 2 = (l 2 / l 1 ) X 1 using the intensity l 1 and l 2 and the value of the gas flow rate X 1 ; Second gas flow rate calculation means for calculating the oxygen gas flow rate X 3 by the formula X 3 = (a 2 / a 1 ) X 1 using the current values a 1 and a 2 and the value of the gas flow rate X 1. When, the determined gas flow X 5 oxygen in forming the second vapor-deposited film by taking the average of the oxygen flow rate X 2, X 3, wherein the first and second gas flow rate calculation means has calculated 4 and the gas flow rate calculation means based on the value of the fourth gas flow rate calculation means gas flow X 5 obtained, the gas flow rate control means for controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port, the gas flow rate the gas flow rate X 5 which control means controls, formed for forming a film of said second deposition film on a substrate And membrane means.
請求項８に記載の発明は、プラズマガンを用いて基板上に蒸着物質を蒸着するプラズマアシスト蒸着装置において、前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ １ を測定するガス流量測定手段と、前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ １ 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ ２ を測定する電流値測定手段と、プラズマ放電時の放電電流及び放電電圧から、前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ １ 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ ２ を測定するインピーダンス測定手段と、前記電流値ａ １ 及びａ ２ と前記ガス流量Ｘ １ の値を用いて酸素のガス流量Ｘ ３ をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出する第２のガス流量演算手段と、前記インピーダンスｒ １ 及びｒ ２ と前記ガス流量Ｘ １ の値を用いて酸素のガス流量Ｘ ４ をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出する第３のガス流量演算手段と、前記第２及び第３のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ ３ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ ５ を求める第４のガス流量演算手段と、前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ ５ の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ ５ により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段とを有する。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a plasma assisted vapor deposition apparatus for depositing a vapor deposition material on a substrate using a plasma gun, and a gas flow rate of oxygen before forming a first vapor deposition film formed on the substrate. gas flow measuring means for measuring X 1, and deposition preventing plate, wherein the deposition material is placed in order to prevent the evaporation in addition to the substrate, and the other terminal is one terminal connected to the deposition preventing plate A resistance connected to the ground, a current value a 1 of a current flowing through the resistor before forming the first vapor deposition film , and a current flowing through the resistance before forming the second vapor deposition film Current value measuring means for measuring the current value a 2 , the impedance r 1 before forming the first vapor deposition film , and the second vapor deposition film from the discharge current and discharge voltage during plasma discharge. Lee to measure the impedance r 2 before the deposition And impedance measuring means, the gas flow rate X 3 oxygen using the current values a 1 and a 2 values of the gas flow X 1 X 3 = (a 2 / a 1) second calculating by the formula X 1 the to the calculated gas flow rate calculation means, by the impedance r 1 and r oxygen
請求項９に記載の発明は、プラズマガンを用いて基板上に蒸着物質を蒸着するプラズマアシスト蒸着装置において、前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ １ を測定するガス流量測定手段と、前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ １ 、及び、前記第１の蒸着膜の成膜以降に形成される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ ２ を測定する発光モニタと、前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、プラズマ放電時の放電電流及び放電電圧から、前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ １ 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ ２ を測定するインピーダンス測定手段と、前記発光強度ｌ １ 及びｌ ２ と前記ガス流量Ｘ １ の値を用いて酸素のガス流量Ｘ ２ をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出する第１のガス流量演算手段と、前記インピーダンスｒ １ 及びｒ ２ と前記ガス流量Ｘ １ の値を用いて酸素のガス流量Ｘ ４ をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出する第３のガス流量演算手段と、前記第１及び第３のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ ５ を求める第４のガス流量演算手段と、前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ ５ の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ ５ により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段とを有する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a plasma assisted vapor deposition apparatus for depositing a vapor deposition material on a substrate using a plasma gun, and a gas flow rate of oxygen before forming a first vapor deposition film formed on the substrate. gas flow measuring means for measuring X 1, luminous intensity l 1 before forming the first deposition layer, and, the second deposition film formed after deposition of the first deposition film connecting a light-emitting monitor for measuring the luminous intensity l 2 before the deposition, the deposition preventing plate, wherein the deposition material is placed in order to prevent the evaporation in addition to the substrate, to one terminal the deposition preventing plate The other terminal is connected to the ground, and the discharge current and discharge voltage during plasma discharge are used to form the impedance r 1 before forming the first vapor deposition film and the second vapor deposition film. impedance to measure the impedance r 2 before the film First , the oxygen gas flow rate X 2 is calculated by the formula of X 2 = (l 2 / l 1 ) X 1 using the values of the emission intensity l 1 and l 2 and the gas
請求項１に記載の発明によれば、第１の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量、及び、プラズマガンのアノード付近の発光強度、防着板に接続された抵抗に流れる電流の電流値、プラズマガンによるプラズマ放電時のインピーダンスの値を測定し、それらの値を用いて第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量を求めるようにした。よって、第１の蒸着膜の成膜を行う際の成膜条件を、第２の蒸着膜の成膜を行う際により正確に反映させることができ、第２の蒸着膜以降の膜質を第１の蒸着膜の膜質と均一にすることができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、酸素のガス流量Ｘ２〜Ｘ４を、それぞれＸ２＝（ｌ２／ｌ１）Ｘ１、Ｘ３＝（ａ２／ａ１）Ｘ１、Ｘ４＝（ｒ１／ｒ２）Ｘ１の式により、求めることにしたので、第２の蒸着膜を成膜する際の条件を第１の蒸着膜の成膜を行う際の条件と同一にすることができる。よって、第１の蒸着膜と第２の蒸着膜の膜質を均一にすることができ、基板上に形成する光学多層膜フィルタの完成度を向上させることができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、発光モニタにより測定した発光強度から算出した酸素流量、電流値測定手段により測定した電流値から算出した酸素流量、インピーダンス測定手段により測定したインピーダンスから算出した各酸素流量の平均値を取って、２層目の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量を決定するようにした。よって、プラズマアシスト蒸着装置内部の状態をより正確に把握することが可能となり、第２の蒸着膜以降の膜質が第１の蒸着膜の膜質と均一になるように、酸素のガス流量を制御することが可能となる。
また、請求項１に記載の発明によれば、コントロールガスとして酸素を使用するようにした。よって、基板上に質のよい酸化膜を形成することができる。
According to the first aspect of the present invention, the oxygen gas flow rate when forming the first vapor deposition film, the light emission intensity near the anode of the plasma gun, and the current flowing through the resistance connected to the deposition preventing plate The current value and the impedance value at the time of plasma discharge by the plasma gun were measured, and the gas flow rate of oxygen at the time of forming the second vapor deposition film was obtained using these values. Therefore, the film formation conditions for forming the first vapor deposition film can be more accurately reflected when the second vapor deposition film is formed, and the film quality after the second vapor deposition film can be reflected in the first. The film quality of the deposited film can be made uniform.
According to the first aspect of the present invention, the oxygen gas flow rates X 2 to X 4 are set to X 2 = (l 2 / l 1 ) X 1 and X 3 = (a 2 / a 1 ) X 1, respectively. , X 4 = (r 1 / r 2 ) X 1 , so that the conditions for forming the second vapor deposition film are the same as the conditions for forming the first vapor deposition film. Can be the same. Therefore, the film quality of the first vapor deposition film and the second vapor deposition film can be made uniform, and the completeness of the optical multilayer filter formed on the substrate can be improved.
According to the first aspect of the present invention, the oxygen flow rate calculated from the luminescence intensity measured by the luminescence monitor, the oxygen flow rate calculated from the current value measured by the current value measuring means, and the impedance measured by the impedance measuring means are calculated. The average value of the respective oxygen flow rates was taken to determine the oxygen gas flow rate when the second vapor deposition film was formed. Therefore, the state inside the plasma assisted vapor deposition apparatus can be grasped more accurately, and the oxygen gas flow rate is controlled so that the film quality after the second vapor deposition film is uniform with the film quality of the first vapor deposition film. It becomes possible.
According to the first aspect of the invention, oxygen is used as the control gas. Therefore, a high-quality oxide film can be formed on the substrate.
請求項２〜４に記載の発明によれば、プラズマガンのアノード付近の発光強度を測定する発光モニタ、防着板に接続された抵抗に流れる電流の電流値を測定する電流値測定手段、プラズマガンによるプラズマ放電時のインピーダンスの値を測定するインピーダンス測定手段のうち、いずれか２つを用いて第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量を求めるようにした。よって、上記のいずれか１つの測定手段を用いて酸素のガス流量を算出するよりも、第１の蒸着膜の成膜を行う際の成膜条件を、第２の蒸着膜の成膜を行う際により正確に反映させることができ、第２の蒸着膜以降の膜質を第１の蒸着膜の膜質と均一にすることができる。
According to the invention described in
また、請求項５に記載の発明によれば、第１の蒸着膜を、基板上に成膜される１層目の蒸着膜としたので、１層目以降の成膜の全工程において、同一の条件で成膜することが可能となる。よって、基板上に形成する光学多層膜フィルタの完成度を更に向上させることができる。
According to the invention described in
図２は、本実施形態によるプラズマアシスト蒸着装置１の構造を示す断面図である。
プラズマアシスト蒸着装置１は、プラズマガン２、ルツボ３ａ及び３ｂ、回転機構部４、基板ドーム５、防着板７、ビューポート８、発光モニタ９、抵抗１０により構成される。
本実施形態では、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の２つの蒸着膜を交互に基板６上に成膜する場合について説明する。
プラズマアシスト蒸着装置１の下部には、プラズマガン２が設置される。プラズマアシスト蒸着装置１外のプラズマガン２内部では、Ａｒ（アルゴン）ガスのプラズマが生成される。生成されたＡｒプラズマは、プラズマアシスト蒸着装置１外のプラズマガン２内部のコイル、及び、プラズマアシスト蒸着装置１内のプラズマガン２内部のコイル２ａを用いて磁場を制御することにより、アノード２ｂを介してプラズマアシスト蒸着装置１内に導かれる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the plasma-assisted
The plasma assist
In the present embodiment, a case where two vapor deposition films of SiO 2 and TiO 2 are alternately formed on the substrate 6 will be described.
A
プラズマアシスト蒸着装置１の下部には、基板６にＳｉＯ２（二酸化ケイ素）膜を成膜する際の原料となる蒸着材料（例えばＳｉＯ２など）が入ったルツボ３ａと、ＴｉＯ２（二酸化チタン）膜を成膜する際の原料となる蒸着材料（例えばＴｉ３Ｏ５など）が入ったルツボ３ｂがそれぞれ設置されている。
ルツボ（３ａ、３ｂ）内の蒸着材料は、ＥＢ（Electron-Beam）ガン（図示省略）から発せられる電子により熱せられ、プラズマアシスト蒸着装置１内に蒸発して拡散していく。なお、ルツボ３ａ、３ｂの上部には、それぞれシャッタ３ｃ、３ｄが設けられている。シャッタ３ｃ、３ｄを開閉することによりルツボ３ａ、３ｂ内の蒸着物質をプラズマアシスト蒸着装置１内に拡散させるかどうかを制御することができるようになっている。
Below the plasma-assisted
The vapor deposition material in the crucibles (3a, 3b) is heated by electrons emitted from an EB (Electron-Beam) gun (not shown) and is evaporated and diffused in the plasma assist
一方、プラズマアシスト蒸着装置１の上部には、回転機構部４が設けられる。また、回転機構部４の先端には、基板ドーム５が取り付けられる。基板ドーム５には、蒸着膜を形成する基板６が複数取り付けられる。基板ドーム５は、回転機構部４を軸として回転できるようになっている。このような構成にすることにより、基板６を取り付ける基板ドーム５の位置の違いによる蒸着膜の成膜条件の差を是正することができる。
なお、プラズマアシスト蒸着装置１の側面は、金属で形成されるが、蒸着膜を形成する際に蒸着物質がプラズマアシスト蒸着装置１の側壁に付着するという問題がある。この問題を解決するために、プラズマアシスト蒸着装置１の側壁には防着板７が取り付けられている。
On the other hand, a
In addition, although the side surface of the plasma assist
防着板７にも蒸着物質が付着するが、防着板７は、プラズマアシスト蒸着装置１の側壁とは異なり取り外せるようになっているため、防着板７を交換することにより付着した蒸着物質のクリーニングを行うことが可能となっている。
また、プラズマアシスト蒸着装置１の側面であって、プラズマガン２のアノード２ｂの高さに相当する部分には、プラズマアシスト蒸着装置１内部におけるプラズマガン２のアノード２ｂ付近の発光状態を観察するためのビューポート８が形成される。
Although the deposition material adheres to the
Further, in order to observe the light emission state in the vicinity of the
また、本実施形態によるプラズマアシスト蒸着装置１には、プラズマアシスト蒸着装置１内に供給するコントロールガスのガス流量を制御することが可能なガス供給口（図示省略）が設けられる。
なお、本実施形態では、ガス供給口からプラズマアシスト蒸着装置１に供給するコントロールガスとしてＯ２（酸素）を使用する場合について説明する。
Moreover, the plasma assist
In the present embodiment, a case where O 2 (oxygen) is used as a control gas supplied from the gas supply port to the plasma assist
始めに、ビューポート８からプラズマアシスト蒸着装置１内におけるプラズマガン２のアノード２ｂ付近の特定波長の発光強度を測定することにより、プラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度を把握して、酸素流量を算出する方法について説明する。
プラズマアシスト蒸着装置１のビューポート８の外側には、プラズマガン２のアノード２ｂ付近の発光における特定波長の光を観測するための発光モニタ９が設置される。発光モニタ９では、発光モニタ９に入射する７７７ｎｍの波長の光の発光強度を測定できるようになっている。
First, by measuring the emission intensity of a specific wavelength near the
A light emission monitor 9 for observing light of a specific wavelength in light emission near the
プラズマガン２のアノード２ｂからは、プラズマアシスト蒸着装置１内に電子が放出される。アノード２ｂから放出される電子は、基板６が取り付けられる基板ドーム５及び防着板７に到達する。また、アノード２ｂから放出される電子の一部は、基板ドーム５及び防着板７には到達せずにプラズマガン２のアノード２ｂに戻る。
フローティング電極となる基板ドーム５、防着板７、アノード電極であるアノード２ｂそれぞれに対する蒸着膜の着膜による絶縁化が進むに従って、インピーダンスは変化する。着膜による絶縁化が進むと電子が流れ込みにくくなり、電流が流れにくくなるため、電子の行き場がなくなる。その結果、プラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度が上昇する。
なお、プラズマガン２のアノード２ｂ付近の発光強度は、プラズマアシスト蒸着装置１の他の部分の領域の発光強度に比べて大きいため、アノード２ｂ付近の発光強度を観測することにより、プラズマアシスト蒸着装置１内の状態を容易に把握することができる。
Electrons are emitted from the
As the insulation by deposition of the deposited film on the
Since the emission intensity in the vicinity of the
プラズマアシスト蒸着装置１で、基板６上に成膜処理を行う際に、ビューポート８を介して、発光モニタ９で観測される発光スペクトルの例を図３に示す。図３からわかるように、７７７ｎｍに特徴的なピークが現れている。このピークは酸素ラジカルに起因するピークであり、以下の式（１）の生成式に基づくものであると考えられる。
FIG. 3 shows an example of an emission spectrum observed by the emission monitor 9 via the view port 8 when the plasma assist
ここで、プラズマアシスト蒸着装置１から発光される光のうち、７７７ｎｍの光に着目して、酸素流量をいろいろと変化させた場合の関係を図４に示す。図４からわかるように、発光強度は、酸素流量にほぼ比例して増加している。よって、酸素流量を制御することにより、式（１）で表される酸素ラジカルの生成を制御することができ、結果としてプラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度を把握することが可能となる。
Here, FIG. 4 shows the relationship when the oxygen flow rate is changed in various ways by paying attention to the light of 777 nm out of the light emitted from the plasma assist
次に、酸素流量を決定する方法について説明する。第１層目を成膜する直前の酸素流量をＸ１（ｓｃｃｍ）とし、その時の発光強度をｌ１とする。また、第ｎ層目（ｎは２以上の整数）を成膜する直前の酸素流量をＸ２（ｓｃｃｍ）とし、その時の発光強度をｌ２とする。第１層目と第ｎ層目の膜質を均一にするためには、第ｎ層目における酸素流量を以下の式（２）により求めればよい。 Next, a method for determining the oxygen flow rate will be described. Let the oxygen flow rate immediately before forming the first layer be X 1 (sccm), and the emission intensity at that time be l 1 . Further, the oxygen flow rate immediately before forming the n-th layer (n is an integer of 2 or more) is X 2 (sccm), and the emission intensity at that time is l 2 . In order to make the film quality of the first layer and the n-th layer uniform, the oxygen flow rate in the n-th layer may be obtained by the following equation (2).
上記の式（２）を用いてＳｉＯ２膜の４層と、ＴｉＯ２膜の３層とを交互に成膜した場合の測定データを図５（Ａ）、（Ｂ）に示す。
ＳｉＯ２成膜時においては、ＳｉＯ２の１層目を成膜する直前の発光強度と酸素流量を測定しておき、２〜４層目のＳｉＯ２を成膜する際に、１層目のＳｉＯ２成膜直前の発光強度と酸素流量のデータを参照して、式（２）を用いてそれぞれ酸素流量Ｘ２を算出し、制御を行う。
Measurement data in the case where four layers of SiO 2 film and three layers of TiO 2 film are alternately formed using the above formula (2) are shown in FIGS.
At the time of forming the SiO 2 film, the emission intensity and the oxygen flow rate immediately before forming the first layer of SiO 2 are measured, and when the second to fourth layers of SiO 2 are formed, the first layer is formed. With reference to the data of the emission intensity and the oxygen flow rate immediately before the SiO 2 film formation, the oxygen flow rate X 2 is calculated using the equation (2), and control is performed.
一方、ＴｉＯ２成膜時においては、ＴｉＯ２の１層目を成膜する直前の発光強度と酸素流量を測定しておき、２、３層目のＴｉＯ２を成膜する際に、１層目のＴｉＯ２成膜直前の発光強度と酸素流量のデータを参照して、式（２）を用いてそれぞれ酸素流量Ｘ２を算出し、制御を行う。
このように、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜の成膜する際の酸素流量Ｘ２を、それぞれの膜の１層目成膜直前における条件を基準として算出することにより、１層目と同じ膜質の蒸着膜を形成することができ、各層で膜質にばらつきのない均質な膜を基板６上に成膜することが可能となる。
On the other hand, when forming the TiO 2 film, the emission intensity and the oxygen flow rate immediately before forming the first layer of TiO 2 are measured, and when forming the second and third layers of TiO 2 , one layer is formed. With reference to the data of the light emission intensity and the oxygen flow rate immediately before the formation of the TiO 2 of the eye, the oxygen flow rate X 2 is calculated using the equation (2), and control is performed.
Thus, by calculating the oxygen flow rate X 2 when forming the SiO 2 film and the TiO 2 film on the basis of the conditions immediately before the first film formation of each film, the same film quality as the first layer is obtained. A vapor deposition film can be formed, and a uniform film with no variation in film quality can be formed on the substrate 6 in each layer.
次に、抵抗１０に流れる電流の電流値を測定することにより、プラズマアシスト蒸着装置１内の基板ドーム５付近の電子密度を把握して、コントロールガス供給口から供給されるコントロールガスの流量を算出する方法について説明する。
本実施形態によるプラズマアシスト蒸着装置１の防着板７には、抵抗１０が取り付けられる。抵抗１０の一方の端子は防着板７に接続されるとともに、抵抗１０の他方の端子はアースに接続される。防着板７を抵抗１０を介してアースに接続することにより、抵抗１０を介さないで防着板７を直接アースに接続する場合に比べて、プラズマアシスト蒸着装置１内に生成するプラズマの状態が不安定となることを防止することができる。
なお、基板ドーム５はフローティング電位に保たれるとともに、プラズマアシスト蒸着装置１の内壁、プラズマガン２のアノード２ｂはアース電位に保たれる。
Next, by measuring the current value of the current flowing through the
A
The
プラズマガン２のアノード２ｂから、プラズマアシスト蒸着装置１内に放出された電子の一部は、防着板７に到達する。防着板７に到達した電子は、抵抗１０を介してアースに流れる。
抵抗１０に流れる電流の電流値は、電流計など（図示省略）を用いて測定することができる。抵抗１０に流れる電流の電流値を測定し、その電流値に基づいてプラズマアシスト蒸着装置１内に供給するコントロールガスの流量を制御することにより、基板ドーム５付近の電子密度を把握することができる。
Some of the electrons emitted from the
The value of the current flowing through the
プラズマアシスト蒸着装置１内の状態に応じて、防着板７に到達する電子数は変化する。防着板７に到達する電子数が変化すれば、抵抗１０を流れる電流の電流値が変化する。抵抗１０を流れる電流を電流計などによって測定することにより、プラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度を把握することが可能となる。測定した電流値に基づいて、コントロールガス供給口から供給するコントロールガスの流量を制御するようにすれば、基板６上に成膜する膜質を制御することが可能となる。
Depending on the state in the plasma-assisted
次に、酸素流量を決定する方法について説明する。第１層目を成膜する直前の酸素流量をＸ１（ｓｃｃｍ）とし、その時の抵抗１０を流れる電流の電流値をａ１とする。また、第ｎ層目（ｎは２以上の整数）を成膜する直前の酸素流量をＸ３（ｓｃｃｍ）とし、その時の抵抗１０を流れる電流の電流値をａ２とする。第１層目と第ｎ層目の膜質を均一にするためには、第ｎ層目における酸素流量を以下の式（３）により求めればよい。
Next, a method for determining the oxygen flow rate will be described. Let the oxygen flow rate immediately before forming the first layer be X 1 (sccm), and let the current value of the current flowing through the
上記の式（３）を用いてＳｉＯ２膜の４層と、ＴｉＯ２膜の３層とを交互に成膜した場合の測定データを図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。
なお、図６（Ａ）、（Ｂ）の表に記載されているシャント電圧とは、プラズマアシスト蒸着装置１を用いて成膜する際に、抵抗１０を流れる電流を電圧値として測定した値を意味する。
ＳｉＯ２成膜時においては、ＳｉＯ２の１層目を成膜する直前の抵抗１０を流れる電流の電圧変換値であるシャント電圧ａ１と酸素流量Ｘ１を測定しておき、２〜４層目のＳｉＯ２を成膜する際に、抵抗１０を流れる電流の電圧変換値であるシャント電圧ａ２を測定して、式（３）を用いてそれぞれ酸素流量Ｘ３を算出し、制御を行う。
FIG. 6A and FIG. 6B show measurement data when four layers of SiO 2 film and three layers of TiO 2 film are alternately formed using the above formula (3).
Note that the shunt voltage described in the tables of FIGS. 6A and 6B is a value obtained by measuring the current flowing through the
During SiO 2 film formation, measured beforehand shunt voltage a 1 and the oxygen flow rate X 1 is a voltage conversion value of the current flowing through the
一方、ＴｉＯ２成膜時においては、ＴｉＯ２の１層目を成膜する直前の抵抗１０を流れる電流の電圧変換値であるシャント電圧ａ１と酸素流量Ｘ１を測定しておき、２、３層目のＴｉＯ２を成膜する際に、抵抗１０を流れる電流の電圧変換値であるシャント電圧ａ２を測定して、式（３）を用いてそれぞれ酸素流量Ｘ３を算出する。
このように、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜の成膜する際の酸素流量を、それぞれの膜の１層目成膜直前における条件を基準として算出することにより、１層目と同じ膜質の蒸着膜を形成することができ、各層で膜質にばらつきのない均質な膜を基板６上に成膜することが可能となる。
On the other hand, at the time of TiO 2 film formation, the shunt voltage a 1 and the oxygen flow rate X 1 , which are voltage conversion values of the current flowing through the
Thus, by calculating the oxygen flow rate when forming the SiO 2 film and the TiO 2 film on the basis of the conditions immediately before the first layer of each film, the deposited film having the same film quality as the first layer is obtained. It is possible to form a uniform film on the substrate 6 with no variation in film quality in each layer.
次に、プラズマガン２によりプラズマを生成する際のインピーダンスの値を測定することにより、プラズマアシスト蒸着装置１内の基板ドーム５付近の電子密度を把握して、コントロールガス供給口から供給されるコントロールガスの流量を決定する方法について説明する。
Next, by measuring the impedance value when the plasma is generated by the
プラズマガン２によりプラズマを生成する際のパラメータとして、放電電圧Ｖと放電電流Ｉを測定する。この放電電圧Ｖと放電電流Ｉの値を用いることにより、以下の式（４）に示すように、理論的なインピーダンスの値を計算することができる。ただし、式（４）において、Ｒはインピーダンスを表すものとする。
As parameters for generating plasma by the
プラズマガン２の放電電圧Ｖと放電電流Ｉの値は、プラズマアシスト蒸着装置１内の状態によって変化するので、式（４）によりインピーダンスの値Ｒを求め、そのインピーダンスの値Ｒを考慮して、コントロールガス供給口から供給するコントロールガスの流量を制御するようにすれば、基板６上に成膜する膜質を制御することが可能となる。
Since the values of the discharge voltage V and the discharge current I of the
次に、酸素流量を決定する方法について説明する。第１層目を成膜する直前の酸素流量をＸ１（ｓｃｃｍ）とし、その時のインピーダンスの値をｒ１とする。また、第ｎ層目（ｎは２以上の整数）を成膜する直前の酸素流量をＸ４（ｓｃｃｍ）とし、その時のインピーダンスの値をｒ２とする。
前述したように、インピーダンスが上昇するとプラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度も上昇するため、プラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度を一定に制御するためには、酸素流量を減少させればよい。すなわち、第１層目と第ｎ層目の膜質を均一にするためには、第ｎ層目における酸素流量を以下の式（５）により求めればよい。
Next, a method for determining the oxygen flow rate will be described. The oxygen flow rate immediately before forming the first layer is X 1 (sccm), and the impedance value at that time is r 1 . Further, an oxygen flow rate immediately before forming the n-th layer (n is an integer of 2 or more) is X 4 (sccm), and the impedance value at that time is r 2 .
As described above, since the electron density in the plasma assisted
上記の式（５）を用いてＳｉＯ２膜の４層と、ＴｉＯ２膜の３層とを交互に成膜した場合の測定データを図７（Ａ）、（Ｂ）に示す。
図７は、基板６上にＳｉＯ２膜の各層を成膜する場合（図７（Ａ））と、ＴｉＯ２膜の各層をそれぞれ成膜する場合（図７（Ｂ））のそれぞれの場合について、放電電圧０〜３００Vを０〜５Vに変換した値として測定した放電電圧信号と、放電電流０〜３００Aを０〜６Vに変換した値として測定した放電電流信号を示している。
なお、図７（Ａ）、（Ｂ）の表におけるインピーダンスの値は、放電電圧信号と放電電流信号の値から式（４）を用いて算出した値である。また、１層目以降の酸素流量の値Ｘ４は、インピーダンスの値と、１層目の酸素流量の値から式（５）を用いて算出した値である。
ＳｉＯ２成膜時においては、ＳｉＯ２の１層目を成膜する直前のインピーダンスの値ｒ１を測定するとともに、酸素流量Ｘ１を測定しておく。そして、２〜４層目のＳｉＯ２を成膜する際に、インピーダンスの値ｒ２を測定して、式（５）を用いてそれぞれ酸素流量Ｘ４を算出する。
FIG. 7A and FIG. 7B show measurement data when four layers of SiO 2 film and three layers of TiO 2 film are alternately formed using the above formula (5).
FIG. 7 shows a case where each layer of the SiO 2 film is formed on the substrate 6 (FIG. 7A) and a case where each layer of the TiO 2 film is formed (FIG. 7B). The discharge voltage signal measured as the value which converted discharge voltage 0-300V into 0-5V, and the discharge current signal measured as the value which converted discharge current 0-300A into 0-6V are shown.
The impedance values in the tables of FIGS. 7A and 7B are values calculated from the values of the discharge voltage signal and the discharge current signal using Equation (4). Further, the first layer value X 4 subsequent oxygen flow rate, the value of the impedance is a value calculated using equation (5) from the value of the oxygen flow rate of the first layer.
At the time of forming the SiO 2 film, the impedance value r 1 immediately before forming the first SiO 2 film is measured, and the oxygen flow rate X 1 is measured. Then, when forming the second to fourth layers of SiO 2 , the impedance value r 2 is measured, and the oxygen flow rate X 4 is calculated using Equation (5).
一方、ＴｉＯ２成膜時においては、ＴｉＯ２の１層目を成膜する直前のインピーダンスの値ｒ１を測定するとともに、酸素流量Ｘ１を測定しておく。そして、２、３層目のＴｉＯ２を成膜する際に、インピーダンスの値ｒ２を測定して、式（５）を用いてそれぞれ酸素流量Ｘ４を算出する。
このように、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜の成膜する際の酸素流量Ｘ４を、それぞれの膜の１層目成膜直前における条件を基準として算出することにより、１層目と同じ膜質の蒸着膜を形成することができ、各層で膜質にばらつきのない均質な膜を基板６上に成膜することが可能となる。
On the other hand, at the time of forming the TiO 2 film, the impedance value r 1 immediately before forming the first layer of TiO 2 is measured, and the oxygen flow rate X 1 is measured. Then, when the second and third layers of TiO 2 are formed, the impedance value r 2 is measured, and the oxygen flow rate X 4 is calculated using Equation (5).
Thus, by calculating the oxygen flow rate X 4 when forming the SiO 2 film and the TiO 2 film on the basis of the conditions immediately before the first layer formation of each film, the same film quality as the first layer is obtained. A vapor deposition film can be formed, and a uniform film with no variation in film quality can be formed on the substrate 6 in each layer.
本実施形態において説明したように、プラズマガン２のアノード２ｂ付近の発光強度から式（２）を用いて算出した酸素流量Ｘ２、防着板７に接続した抵抗１０に流れる電流の電流値から式（３）を用いて算出した酸素流量Ｘ３、プラズマガン２のプラズマ発生時の理論的なインピーダンスから式（５）を用いて算出した酸素流量Ｘ４をまとめた表を図８（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図８（Ａ）、（Ｂ）の表中の酸素流量Ｘ５は以下の式（６）を用いることにより算出した。
As described in the present embodiment, the oxygen flow rate X 2 calculated from the light emission intensity in the vicinity of the
このように、基板６上に蒸着膜を成膜する際の酸素流量を、酸素流量Ｘ２のみ、酸素流量Ｘ３のみ、酸素流量Ｘ４のみにより決定するのではなく、酸素流量Ｘ２〜Ｘ４を総合的に考慮して酸素流量Ｘ５を決定ることにより、より正確にプラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度の状態を把握することができる。よって、基板６上に成膜する蒸着膜の膜質を均一に保つことができる。
なお、本実施形態では、酸素流量Ｘ５を決定するにあたり、酸素流量Ｘ２〜Ｘ４の平均を取ったが、これに限定されるものではなく、酸素流量Ｘ２〜Ｘ４を考慮する割合いを変化させるて酸素流量Ｘ５を決定するようにしても構わない。
Thus, the oxygen flow rate when forming the vapor deposition film on the substrate 6 is not determined by only the oxygen flow rate X 2, only the oxygen flow rate X 3, and only the oxygen flow rate X 4, but not the oxygen flow rates X 2 to X by 4 Ru comprehensively determine the oxygen flow rate X 5 in mind, it is possible to more accurately grasp the electron density state of the plasma-assisted
In the present embodiment, when determining the oxygen flow rate X 5, but were averaged oxygen flow X 2 to X 4, is not limited thereto, the ratio considers the oxygen flow rate X 2 to X 4 may be determined the oxygen flow rate X 5 and changing the household.
次に、本実施形態によるプラズマアシスト蒸着装置１を使用して成膜する場合の制御の流れを図１のフローチャートを参照して説明する。
１層目をＳｉＯ２とする場合には、始めに、ＳｉＯ２膜を成膜する直前の酸素供給口から供給される酸素流量Ｘ１ａ、及び、発光強度ｌ１ａ、シャント電圧として測定した電流値ａ１ａ、インピーダンスｒ１ａのそれぞれの値を記録しておく（ステップＳ０１）。
そして、図示していないＥＢガンによりルツボ３ａ内のＳｉＯ２成膜用の蒸着材料を蒸気化した後で、ルツボ３ａのシャッタ３ｃを開くことにより、基板６上にＳｉＯ２膜の成膜を開始する（ステップＳ０２）。
第１層目のＳｉＯ２膜を所定の膜厚に成膜した後で、ＳｉＯ２成膜用の蒸着材料のルツボ３ａのシャッタ３ｃを閉じる。
Next, the flow of control when forming a film using the plasma-assisted
When the first layer is made of SiO 2 , first, the oxygen flow rate X 1a supplied from the oxygen supply port immediately before forming the SiO 2 film, the emission intensity l 1a , and the current value measured as the shunt voltage The values of a 1a and impedance r 1a are recorded (step S01).
Then, after vaporizing the deposition material for SiO 2 film formation in the
After the first layer of SiO 2 film is formed to a predetermined thickness, the shutter 3c of the
次に、基板６上に成膜した第１層目のＳｉＯ２膜の上にＴｉＯ２膜を成膜する場合について説明する。始めに、ＴｉＯ２膜を成膜する直前の酸素供給口から供給される酸素流量Ｘ１ｂ、及び、発光強度ｌ１ｂ、シャント電圧として測定した電流値ａ１ｂ、インピーダンスｒ１ｂのそれぞれの値を記録しておく（ステップＳ０３）。
そして、ＥＢガンによりルツボ３ｂ内のＴｉＯ２成膜用の蒸着材料を蒸気化した後で、ルツボ３ｂのシャッタ３ｄを開くことにより、基板６上にＴｉＯ２膜の成膜を開始する（ステップＳ０４）。
Next, a case where a TiO 2 film is formed on the first SiO 2 film formed on the substrate 6 will be described. First, the oxygen flow rate X 1b supplied from the oxygen supply port immediately before forming the TiO 2 film, the emission intensity l 1b , the current value a 1b measured as the shunt voltage, and the impedance r 1b are recorded. (Step S03).
Then, after an evaporation material for the TiO 2 film in the
第１層目のＴｉＯ２膜を所定の膜厚に成膜した後で、ＴｉＯ２成膜用の蒸着材料のルツボ３ｂのシャッタ３ｄを閉じる。
次に、成膜を終了するかの判断を行う（ステップＳ０５）。成膜を終了する場合には、ステップＳ０５において「ＹＥＳ」と判断され、プラズマアシスト蒸着装置１の運転を止め、成膜処理を終了する。一方、ＳｉＯ２膜を複数積層する場合には、ステップＳ０５において「ＮＯ」と判断され、ステップＳ０６に進む。
After the first layer of TiO 2 film is formed to a predetermined thickness, the
Next, it is determined whether or not film formation is to be terminated (step S05). When the film formation is to be ended, “YES” is determined in step S05, the operation of the plasma assist
成膜を続ける場合には、再度ＥＢガンによりルツボ３ａ内のＳｉＯ２成膜用の蒸着材料を蒸気化した後で、ＳｉＯ２成膜用の蒸着材料のルツボ３ａのシャッタ３ｃを開き、基板６上にＳｉＯ２膜の成膜を開始する。この時、発光強度ｌ２ａ、シャント電圧として測定した電流値ａ２ａ、インピーダンスｒ２ａを測定するとともに、ステップＳ０１で記録しておいた、１層目のＳｉＯ２膜を生成する直前の酸素流量Ｘ１ａと、発光強度ｌ１ａ、シャント電圧として測定した電流値ａ１ａ、インピーダンスｒ１ａのデータを用いて、式（２）、（３）、（５）、（６）から酸素流量Ｘ２ａ〜Ｘ４ａを決定する。その後、式（６）と酸素流量Ｘ２ａ〜Ｘ４ａの値を用いて、２層目のＳｉＯ２膜を形成する際の酸素流量Ｘ５ａを算出する（ステップＳ０６）。
ステップＳ０６で決定した酸素流量Ｘ５ａをプラズマアシスト蒸着装置１内に流して、プラズマアシスト蒸着装置１内の電子密度を一定に保つことにより、１層目のＳｉＯ２膜と同質な膜質のＳｉＯ２膜を成膜する（ステップＳ０７）。
When the film formation is continued, the vapor deposition material for SiO 2 film formation in the
Flowing the oxygen flow rate X 5a determined in step S06 to the plasma-assisted
次に、成膜を終了するかの判断を行う（ステップＳ０８）。成膜を終了する場合には、ステップＳ０８において「ＹＥＳ」と判断され、プラズマアシスト蒸着装置１の運転を止め、成膜処理を終了する。一方、ＴｉＯ２膜を複数積層する場合には、ステップＳ０８において「ＮＯ」と判断され、ステップＳ０９に進む。
成膜を続ける場合には、ＳｉＯ２成膜用の蒸着材料が入っているルツボ３ａのシャッタ３ｃを閉じ、再度ＥＢガンによりルツボ３ｂ内のＴｉＯ２成膜用の蒸着材料を蒸気化した後で、ＴｉＯ２成膜用の蒸着材料が入っているルツボ３ｂのシャッタ３ｄを開き、基板６上にＴｉＯ２膜の成膜を開始する。この時、発光強度ｌ２ｂ、シャント電圧として測定した電流値ａ２ｂ、インピーダンスｒ２ｂを測定するとともに、ステップＳ０３で記録しておいた、１層目のＴｉＯ２膜を生成する直前の酸素流量Ｘ１ｂと、発光強度ｌ１ｂ、シャント電圧として測定した電流値ａ１ｂ、インピーダンスｒ１ｂのデータとを用いて、式（２）、（３）、（５）、（６）から酸素流量Ｘ２ｂ〜Ｘ４ｂを決定する。その後、式（６）と酸素流量Ｘ２ｂ〜Ｘ４ｂの値を用いて、２層目のＴｉＯ２膜を形成する際の酸素流量Ｘ５ｂを算出する（ステップＳ０６）。
Next, it is determined whether or not film formation is to be terminated (step S08). When the film formation is to be ended, “YES” is determined in step S08, the operation of the plasma assist
When continuing the film formation, the shutter 3c of the
ステップＳ０９で決定した酸素流量Ｘ５ｂをプラズマアシスト蒸着装置１内に流して基板ドーム５の近辺の電子密度を一定に保つことにより、１層目のＴｉＯ２膜と同質な膜質のＴｉＯ２膜を成膜する（ステップＳ１０）。
以後、ＳｉＯ２膜を成膜する工程（ステップＳ０６、Ｓ０７）と、ＴｉＯ２膜を成膜する工程（ステップＳ０９、Ｓ１０）を繰り返す。基板６上に所望の多層膜が形成されたところで、ステップＳ０５又はＳ０８で「ＹＥＳ」と判定し、プラズマアシスト蒸着装置１による成膜処理を終了する。
By keeping the oxygen flow rate X 5b determined in step S09 a constant electron density in the vicinity of the
Thereafter, the process of forming the SiO 2 film (steps S06 and S07) and the process of forming the TiO 2 film (steps S09 and S10) are repeated. When a desired multilayer film is formed on the substrate 6, “YES” is determined in step S05 or S08, and the film forming process by the plasma assist
なお、上記実施形態では、発光強度ｌ１、シャント電圧として測定した電流値ａ１、インピーダンスｒ１の３つの値を測定して、酸素流量Ｘ５を決定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、発光強度ｌ１とシャント電圧として測定した電流値ａ１、シャント電圧として測定した電流値ａ１とインピーダンスｒ１、発光強度ｌ１とインピーダンスｒ１のそれぞれを組み合わせた形態で、酸素流量Ｘ５を求めることもできる。 In the above embodiment, the case where the oxygen flow rate X 5 is determined by measuring three values of the emission intensity l 1 , the current value a 1 measured as the shunt voltage, and the impedance r 1 has been described, but the present invention is not limited thereto. Is not to be done. That is, the light emitting intensity l 1 and the current value a 1 was measured as the shunt voltage, current a 1 and the impedance r 1 was measured as the shunt voltage, in the form of a combination of respective emission intensities l 1 and the impedance r 1, the oxygen flow rate X 5 can also be obtained.
なお、上述した実施形態では、プラズマアシスト蒸着装置１内にコントロールガスを供給するためのガス供給口（図示省略）からＯ２（酸素）を供給することにより、基板６上に酸化膜を形成する場合について説明した。しかし、プラズマアシスト蒸着装置１内に供給するガスは酸素に限定されるものではなく、コントロールガスとして酸素の他にも、Ｎ２（窒素）、ＣＨ４（メタン）、Ｈ２（水素）を用いることもできる。例えば、コントロールガスとして窒素を使用すれば、基板６上に窒化膜が形成される。
また、コントロールガスの他に不活性ガスであるＡｒ（アルゴン）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｋｒ（クリプトン）などをプラズマアシスト蒸着装置１内に供給することにより、コントロールガスの分圧を制御することもできる。
コントロールガスに酸素以外のガスを使用する場合には、ガス供給口から供給するガスに特有の発光波長を発光モニタ９で観測してプラズマアシスト蒸着装置１内のガス流量を決定することにより、上述の実施形態で説明したのと同様に基板６上に質の高い蒸着膜を成膜することが可能である。
In the above-described embodiment, an oxide film is formed on the substrate 6 by supplying O 2 (oxygen) from a gas supply port (not shown) for supplying a control gas into the plasma assist
In addition to the control gas, an inert gas such as Ar (argon), He (helium), Kr (krypton) or the like may be supplied into the plasma assist
When a gas other than oxygen is used as the control gas, the emission wavelength specific to the gas supplied from the gas supply port is observed with the emission monitor 9 to determine the gas flow rate in the plasma assist
また、本実施形態では、プラズマアシスト蒸着装置１の防着板７に抵抗１０を接続することにより、抵抗１０を流れる電流を測定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、プラズマアシスト蒸着装置１内の側壁に抵抗１０を接続することにより、抵抗１０を流れる電流の電流値を測定して、コントロールガスの流量を制御するようにしても構わない。
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the electric current which flows through the
また、上述した実施形態では、ある特定の基板６に対する成膜過程において、基板６上に成膜する１層目の蒸着膜を成膜する際の成膜条件（酸素流量、発光強度、電流値、インピーダンス）を測定し、１層目以降の蒸着膜の成膜時に１層目の成膜条件を参照して、その基板６上に成膜される蒸着膜の膜質に限り均一とする場合について説明した。
しかし、このような構成に限定されるものではない。例えば、以前に成膜した基板６の任意の層における蒸着膜を成膜する際の成膜条件（酸素流量、発光強度、電流値、インピーダンス）を記録しておき、その蒸着膜の成膜以降に基板ドーム５に取り付ける基板６に成膜する際に、その成膜条件を参照することもできる。
このような構成にすれば、プラズマアシスト蒸着装置１の基板ドーム５に基板６を取り付けて成膜を行った後、別の基板６を基板ドーム５に取り付けて成膜を行う場合であっても、基板６に成膜する蒸着膜の膜質を、前回基板６に成膜した蒸着膜の膜質と均一にすることが可能となる。
In the above-described embodiment, in the film formation process on a specific substrate 6, the film formation conditions (oxygen flow rate, light emission intensity, current value) when forming the first vapor deposition film formed on the substrate 6 are formed. Impedance) is measured, and the film formation conditions of the first layer and thereafter are referred to, and the film formation conditions of the first layer are referred to, and the film quality of the vapor deposition film formed on the substrate 6 is made uniform. explained.
However, it is not limited to such a configuration. For example, the film formation conditions (oxygen flow rate, light emission intensity, current value, impedance) at the time of forming the vapor deposition film in an arbitrary layer of the substrate 6 previously formed are recorded, and after the film formation of the vapor deposition film When the film is formed on the substrate 6 attached to the
With such a configuration, even if the substrate 6 is attached to the
従来は、プラズマアシスト蒸着装置１を用いて、基板６に蒸着膜を成膜する工程を何度も繰り返す場合に、成膜処理を繰り返すことによって防着版７にも蒸着膜が形成されるため、プラズマの状態が一定に保たれず、先に成膜した基板６の蒸着膜の膜質と、後で成膜する基板６の蒸着膜の膜質とが、均一にならないという問題があった。
しかし、上記のように任意の成膜工程における成膜条件（酸素流量、発光強度、電流値、インピーダンス）を参照可能とすることにより、前回、前々回、あるいは更にそれ以前に基板６上に成膜する際の成膜条件を参照して他の基板６に蒸着膜を成膜することができるため、何度でも均一の膜質を有する蒸着膜を基板６上に成膜することができる。よって、以前のように、基板６上に均一な膜質の蒸着膜を成膜するために、頻繁にプラズマアシスト蒸着装置１内の防着板７等のクリーニングを行う必要がなくなる。
Conventionally, when the process of forming a vapor deposition film on the substrate 6 is repeated many times using the plasma-assisted
However, by making it possible to refer to film formation conditions (oxygen flow rate, light emission intensity, current value, impedance) in an arbitrary film formation process as described above, the film is formed on the substrate 6 last time, two times before, or even before that. Since the vapor deposition film can be formed on the other substrate 6 with reference to the film formation conditions at the time, a vapor deposition film having a uniform film quality can be formed on the substrate 6 any number of times. Therefore, as before, in order to form a vapor deposition film having a uniform film quality on the substrate 6, it is not necessary to frequently clean the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成についてはこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, specific configurations are not limited to these embodiments, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are possible. Is possible.
ダイクロイックミラーやフィルタ、ＩＲカットフィルタ、エッジフィルタなどを製造する際に使用されるプラズマアシスト蒸着装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a plasma assisted deposition apparatus used when manufacturing a dichroic mirror, a filter, an IR cut filter, an edge filter, and the like.
１・・・プラズマアシスト蒸着装置
２・・・プラズマガン
２ａ・・・コイル
２ｂ・・・アノード
３ａ、３ｂ・・・ルツボ
３ｃ、３ｄ・・・シャッタ
４・・・回転機構部
５・・・基板ドーム
６・・・基板
７・・・防着板
８・・・ビューポート
９・・・発光モニタ
１０・・・抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、
前記発光モニタにより前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１を測定するステップと、
前記電流値測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１を測定するステップと、
前記インピーダンス測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１を測定するステップと、
前記第１の蒸着膜の成膜以降に成膜される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を前記発光モニタにより測定し、前記発光強度ｌ１及びｌ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を前記電流値測定手段により測定し、前記電流値ａ１及びａ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を前記インピーダンス測定手段により測定し、前記インピーダンスｒ１及びｒ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ３ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより算出するステップと、
算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップと、を有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法。 A light emission monitor that measures the emission intensity of light emission near the anode of the plasma gun, and the current value of the current flowing through the resistor connected to the deposition plate installed to prevent the deposition material from being deposited on other than the substrate A method for controlling a plasma assisted vapor deposition apparatus, comprising: a current value measuring means for measuring the impedance; and an impedance measuring means for measuring an impedance value based on a discharge voltage value and a discharge current value when discharging plasma from the plasma gun. ,
Measuring the gas flow rate X 1 before the oxygen forming the first deposition layer on the substrate,
Measuring the emission intensity l 1 before forming the first deposited film by the emission monitor;
Measuring a current value a 1 of the current flowing in the resistance before forming the first deposition layer by the current value measuring means,
Measuring impedance r 1 before forming the first vapor deposition film by the impedance measuring means;
The light emission intensity l 2 before the second vapor deposition film formed after the first vapor deposition film is formed is measured by the light emission monitor, and the light emission intensities l 1 and l 2 and the gas flow rate X are measured. a step of the gas flow X 2 from the first value is calculated by X 2 = (l 2 / l 1) wherein the X 1,
The current value a 2 of the current flowing through the resistor before forming the second vapor deposition film is measured by the current value measuring means, and the gas flow rate is calculated from the values of the current values a 1 and a 2 and the gas flow rate X 1. calculating by the X 3 X 3 = (a 2 / a 1) wherein the X 1,
The impedance r 2 before forming the second vapor deposition film is measured by the impedance measuring means, and the gas flow rate X 4 is calculated from the values of the impedances r 1 and r 2 and the gas flow rate X 1 as X 4 = (r 1 / R 2 ) calculating by the formula of X 1 ;
Calculating by a gas flow X 5 oxygen in forming the second vapor-deposited film, taking the average of the oxygen flow rate X 2, X 3, X 4,
Based on the calculated gas flow rate X 5, a control method of plasma-assisted vapor deposition apparatus having a step of controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port, a.
前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、
前記発光モニタにより前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１を測定するステップと、
前記電流値測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１を測定するステップと、
前記第１の蒸着膜の成膜以降に成膜される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を前記発光モニタにより測定し、前記発光強度ｌ１及びｌ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を前記電流値測定手段により測定し、前記電流値ａ１及びａ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ３ の平均を取ることにより算出するステップと、
算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップと、を有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法。 A light emission monitor that measures the emission intensity of light emission near the anode of the plasma gun, and the current value of the current that flows through the resistor connected to the deposition plate installed to prevent the deposition material from being deposited on other than the substrate A method for controlling a plasma-assisted vapor deposition apparatus having current value measuring means for performing
Measuring the gas flow rate X 1 before the oxygen forming the first deposition layer on the substrate,
Measuring the emission intensity l 1 before forming the first deposited film by the emission monitor;
Measuring a current value a 1 of the current flowing in the resistance before forming the first deposition layer by the current value measuring means,
The light emission intensity l 2 before the second vapor deposition film formed after the first vapor deposition film is formed is measured by the light emission monitor, and the light emission intensities l 1 and l 2 and the gas flow rate X are measured. a step of the gas flow X 2 from the first value is calculated by X 2 = (l 2 / l 1) wherein the X 1,
The current value a 2 of the current flowing through the resistor before forming the second vapor deposition film is measured by the current value measuring means, and the gas flow rate is calculated from the values of the current values a 1 and a 2 and the gas flow rate X 1. calculating by the X 3 X 3 = (a 2 / a 1) wherein the X 1,
Calculating an oxygen gas flow rate X 5 when forming the second vapor deposition film by taking an average of the oxygen flow rates X 2 and X 3 ;
Based on the calculated gas flow rate X 5, a control method of plasma-assisted vapor deposition apparatus having a step of controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port, a.
前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、
前記電流値測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１を測定するステップと、
前記インピーダンス測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１を測定するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を前記電流値測定手段により測定し、前記電流値ａ１及びａ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を前記インピーダンス測定手段により測定し、前記インピーダンスｒ１及びｒ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ３ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより算出するステップと、
算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップと、を有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法。 Current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through a resistor connected to a deposition plate installed to prevent vapor deposition material from being deposited on a substrate other than the substrate, and discharge when discharging plasma from the plasma gun A control method for a plasma-assisted vapor deposition apparatus having an impedance measuring means for measuring an impedance value based on a voltage value and a discharge current value,
Measuring the gas flow rate X 1 before the oxygen forming the first deposition layer on the substrate,
Measuring a current value a 1 of the current flowing in the resistance before forming the first deposition layer by the current value measuring means,
Measuring impedance r 1 before forming the first vapor deposition film by the impedance measuring means;
The current value a 2 of the current flowing through the resistor before forming the second vapor deposition film is measured by the current value measuring means, and the gas flow rate is calculated from the values of the current values a 1 and a 2 and the gas flow rate X 1. calculating by the X 3 X 3 = (a 2 / a 1) wherein the X 1,
The impedance r 2 before forming the second vapor deposition film is measured by the impedance measuring means, and the gas flow rate X 4 is calculated from the values of the impedances r 1 and r 2 and the gas flow rate X 1 as X 4 = (r 1 / R 2 ) calculating by the formula of X 1 ;
Calculating an oxygen gas flow rate X 5 when forming the second vapor deposition film by taking an average of the oxygen flow rates X 3 and X 4 ;
Based on the calculated gas flow rate X 5, a control method of plasma-assisted vapor deposition apparatus having a step of controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port, a.
前記基板上に第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するステップと、
前記発光モニタにより前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１を測定するステップと、
前記インピーダンス測定手段により前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１を測定するステップと、
前記第１の蒸着膜の成膜以降に成膜される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を前記発光モニタにより測定し、前記発光強度ｌ１及びｌ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を前記インピーダンス測定手段により測定し、前記インピーダンスｒ１及びｒ２、ガス流量Ｘ１の値からガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出するステップと、
前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を、酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより算出するステップと、
算出したガス流量Ｘ５に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するステップと、を有するプラズマアシスト蒸着装置の制御方法。 A light emission monitor for measuring the emission intensity of light emission in the vicinity of the anode of the plasma gun, and an impedance measuring means for measuring the impedance value based on the discharge voltage value and the discharge current value when the plasma is discharged from the plasma gun. A control method for a plasma-assisted vapor deposition apparatus,
Measuring the gas flow rate X 1 before the oxygen forming the first deposition layer on the substrate,
Measuring the emission intensity l 1 before forming the first deposited film by the emission monitor;
Measuring impedance r 1 before forming the first vapor deposition film by the impedance measuring means;
The light emission intensity l 2 before the second vapor deposition film formed after the first vapor deposition film is formed is measured by the light emission monitor, and the light emission intensities l 1 and l 2 and the gas flow rate X are measured. a step of the gas flow X 2 from the value of 1 for calculating the X 2 = (l 2 / l 1) wherein the X 1,
The impedance r 2 before forming the second vapor deposition film is measured by the impedance measuring means, and the gas flow rate X 4 is calculated from the values of the impedances r 1 and r 2 and the gas flow rate X 1 as X 4 = (r 1 / R 2 ) calculating by the formula of X 1 ;
Calculating by a gas flow X 5 oxygen in forming the second vapor-deposited film, taking the average of the oxygen flow rate X 2, X 4,
Based on the calculated gas flow rate X 5, a control method of plasma-assisted vapor deposition apparatus having a step of controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port, a.
前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ１を測定するガス流量測定手段と、
前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ１、及び、前記第１の蒸着膜の成膜以降に形成される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ２を測定する発光モニタと、
前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、
一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、
前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ１、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ２を測定する電流値測定手段と、
プラズマ放電時の放電電流及び放電電圧から、前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ１、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ２を測定するインピーダンス測定手段と、
前記発光強度ｌ１及びｌ２と前記ガス流量Ｘ１の値を用いて酸素のガス流量Ｘ２をＸ ２ ＝（ｌ ２ ／ｌ １ ）Ｘ １ の式により算出する第１のガス流量演算手段と、
前記電流値ａ１及びａ２と前記ガス流量Ｘ１の値を用いて酸素のガス流量Ｘ３をＸ ３ ＝（ａ ２ ／ａ １ ）Ｘ １ の式により算出する第２のガス流量演算手段と、
前記インピーダンスｒ１及びｒ２と前記ガス流量Ｘ１の値を用いて酸素のガス流量Ｘ４をＸ ４ ＝（ｒ １ ／ｒ ２ ）Ｘ １ の式により算出する第３のガス流量演算手段と、
前記第１〜第３のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ ２ 、Ｘ ３ 、Ｘ ４ の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量Ｘ５を求める第４のガス流量演算手段と、
前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ５の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、
前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ５により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段と、を有するプラズマアシスト蒸着装置。 In a plasma-assisted deposition apparatus that deposits a deposition material on a substrate using a plasma gun,
Gas flow measuring means for measuring the gas flow rate X 1 before the oxygen forming the first deposition layer formed on the substrate,
Luminous intensity l 1 before forming the first deposition layer, and, measuring the emission intensity l 2 before the deposition of the second deposition film formed after deposition of the first deposition film A flash monitor that
A deposition plate installed to prevent the deposition material from being deposited on other than the substrate;
A resistor having one terminal connected to the shield plate and the other terminal connected to ground;
The current value a 1 of the current flowing through the resistor before forming the first vapor deposition film and the current value a 2 of the current flowing through the resistor before forming the second vapor deposition film are measured. Current value measuring means;
Impedance measuring means for measuring the impedance r 1 before forming the first vapor deposition film and the impedance r 2 before forming the second vapor deposition film from the discharge current and discharge voltage during plasma discharge. When,
The luminous intensity l 1 and l 2 and the gas flow rate X 1 of the gas flow X 2 oxygen using the value X 2 = (l 2 / l 1) The first gas flow rate calculation means for calculating the equation X 1 When,
Second gas flow rate calculation means for calculating the oxygen gas flow rate X 3 by the formula X 3 = (a 2 / a 1 ) X 1 using the current values a 1 and a 2 and the value of the gas flow rate X 1. When,
Third gas flow rate calculation means for calculating the oxygen gas flow rate X 4 by the equation of X 4 = (r 1 / r 2 ) X 1 using the impedances r 1 and r 2 and the value of the gas flow rate X 1 ; ,
Determining the gas flow rates X 5 oxygen in forming the second vapor-deposited film by taking the average of the oxygen flow rate X 2, X 3, X 4 to the first to third gas flow rate calculation means has calculated A fourth gas flow rate calculation means;
Based on the value of the gas flow X 5 where the fourth gas flow rate calculation means it is determined, and the gas flow rate control means for controlling the gas flow rate by controlling the oxygen supply port,
Wherein the gas flow X 5 where the gas flow rate control means controls, plasma assisted vapor deposition apparatus comprising a deposition unit for forming a film of said second deposition film on a substrate.
前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ Oxygen gas flow rate X before forming the first vapor deposition film formed on the substrate １1 を測定するガス流量測定手段と、Gas flow measuring means for measuring,
前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ Luminous intensity l before forming the first deposited film １1 、及び、前記第１の蒸着膜の成膜以降に形成される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌAnd emission intensity l before forming the second vapor deposition film formed after the first vapor deposition film is formed. ２2 を測定する発光モニタと、A luminescence monitor that measures
前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、 A deposition plate installed to prevent the deposition material from being deposited on other than the substrate;
一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、 A resistor having one terminal connected to the shield plate and the other terminal connected to ground;
前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ Current value a of current flowing through the resistor before forming the first vapor deposition film １1 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａAnd a current value a of the current flowing through the resistor before forming the second vapor deposition film ２2 を測定する電流値測定手段と、Current value measuring means for measuring
前記発光強度ｌ The emission intensity l １1 及びｌAnd l ２2 と前記ガス流量ＸAnd the gas flow rate X １1 の値を用いて酸素のガス流量ＸOxygen gas flow rate X using the value of ２2 をＸX ２2 ＝（ｌ= (L ２2 ／ｌ/ L １1 ）Ｘ) X １1 の式により算出する第１のガス流量演算手段と、A first gas flow rate calculating means for calculating by the formula:
前記電流値ａ Current value a １1 及びａAnd a ２2 と前記ガス流量ＸAnd the gas flow rate X １1 の値を用いて酸素のガス流量ＸOxygen gas flow rate X using the value of ３3 をＸX ３3 ＝（ａ= (A ２2 ／ａ/ A １1 ）Ｘ) X １1 の式により算出する第２のガス流量演算手段と、A second gas flow rate calculating means for calculating by the formula:
前記第１及び第２のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ Oxygen flow rate X calculated by the first and second gas flow rate calculation means ２2 、Ｘ, X ３3 の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量ＸGas flow rate X of oxygen when forming the second vapor deposition film ５5 を求める第４のガス流量演算手段と、A fourth gas flow rate calculating means for obtaining
前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ Gas flow rate X obtained by the fourth gas flow rate calculation means ５5 の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、Gas flow rate control means for controlling the oxygen supply port to control the gas flow rate based on the value of
前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ Gas flow rate X controlled by the gas flow rate control means ５5 により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段と、を有するプラズマアシスト蒸着装置。And a film forming means for forming the second vapor deposition film on the substrate.
前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ Oxygen gas flow rate X before forming the first vapor deposition film formed on the substrate １1 を測定するガス流量測定手段と、Gas flow measuring means for measuring,
前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、 A deposition plate installed to prevent the deposition material from being deposited on other than the substrate;
一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、 A resistor having one terminal connected to the shield plate and the other terminal connected to ground;
前記第１の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａ Current value a of current flowing through the resistor before forming the first vapor deposition film １1 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前の前記抵抗に流れる電流の電流値ａAnd a current value a of the current flowing through the resistor before forming the second vapor deposition film ２2 を測定する電流値測定手段と、Current value measuring means for measuring
プラズマ放電時の放電電流及び放電電圧から、前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ From the discharge current and discharge voltage at the time of plasma discharge, impedance r before forming the first vapor deposition film １1 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ, And impedance r before forming the second deposited film ２2 を測定するインピーダンス測定手段と、Impedance measuring means for measuring
前記電流値ａ Current value a １1 及びａAnd a ２2 と前記ガス流量ＸAnd the gas flow rate X １1 の値を用いて酸素のガス流量ＸOxygen gas flow rate X using the value of ３3 をＸX ３3 ＝（ａ= (A ２2 ／ａ/ A １1 ）Ｘ) X １1 の式により算出する第２のガス流量演算手段と、A second gas flow rate calculating means for calculating by the formula:
前記インピーダンスｒ Impedance r １1 及びｒAnd r ２2 と前記ガス流量ＸAnd the gas flow rate X １1 の値を用いて酸素のガス流量ＸOxygen gas flow rate X using the value of ４4 をＸX ４4 ＝（ｒ= (R １1 ／ｒ/ R ２2 ）Ｘ) X １1 の式により算出する第３のガス流量演算手段と、A third gas flow rate calculating means for calculating by the formula:
前記第２及び第３のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ Oxygen flow rate X calculated by the second and third gas flow rate calculation means ３3 、Ｘ, X ４4 の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量ＸGas flow rate X of oxygen when forming the second vapor deposition film ５5 を求める第４のガス流量演算手段と、A fourth gas flow rate calculating means for obtaining
前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ Gas flow rate X obtained by the fourth gas flow rate calculation means ５5 の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、Gas flow rate control means for controlling the oxygen supply port to control the gas flow rate based on the value of
前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ Gas flow rate X controlled by the gas flow rate control means ５5 により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段と、を有するプラズマアシスト蒸着装置。And a film forming means for forming the second vapor deposition film on the substrate.
前記基板上に形成される第１の蒸着膜を成膜する前の酸素のガス流量Ｘ Oxygen gas flow rate X before forming the first vapor deposition film formed on the substrate １1 を測定するガス流量測定手段と、Gas flow measuring means for measuring,
前記第１の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌ Luminous intensity l before forming the first deposited film １1 、及び、前記第１の蒸着膜の成膜以降に形成される第２の蒸着膜を成膜する前の発光強度ｌAnd emission intensity l before forming the second vapor deposition film formed after the first vapor deposition film is formed. ２2 を測定する発光モニタと、A luminescence monitor that measures
前記蒸着物質が前記基板以外に蒸着するのを防止するために設置される防着板と、 A deposition plate installed to prevent the deposition material from being deposited on other than the substrate;
一方の端子が前記防着板に接続され他方の端子がアースに接続される抵抗と、 A resistor having one terminal connected to the shield plate and the other terminal connected to ground;
プラズマ放電時の放電電流及び放電電圧から、前記第１の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ From the discharge current and discharge voltage at the time of plasma discharge, impedance r before forming the first vapor deposition film １1 、及び、前記第２の蒸着膜を成膜する前のインピーダンスｒ, And impedance r before forming the second deposited film ２2 を測定するインピーダンス測定手段と、Impedance measuring means for measuring
前記発光強度ｌ The emission intensity l １1 及びｌAnd l ２2 と前記ガス流量ＸAnd the gas flow rate X １1 の値を用いて酸素のガス流量ＸOxygen gas flow rate X using the value of ２2 をＸX ２2 ＝（ｌ= (L ２2 ／ｌ/ L １1 ）Ｘ) X １1 の式により算出する第１のガス流量演算手段と、A first gas flow rate calculating means for calculating by the formula:
前記インピーダンスｒ Impedance r １1 及びｒAnd r ２2 と前記ガス流量ＸAnd the gas flow rate X １1 の値を用いて酸素のガス流量ＸOxygen gas flow rate X using the value of ４4 をＸX ４4 ＝（ｒ= (R １1 ／ｒ/ R ２2 ）Ｘ) X １1 の式により算出する第３のガス流量演算手段と、A third gas flow rate calculating means for calculating by the formula:
前記第１及び第３のガス流量演算手段が算出した酸素流量Ｘ Oxygen flow rate X calculated by the first and third gas flow rate calculation means ２2 、Ｘ, X ４4 の平均を取ることにより前記第２の蒸着膜を成膜する際の酸素のガス流量ＸGas flow rate X of oxygen when forming the second vapor deposition film ５5 を求める第４のガス流量演算手段と、A fourth gas flow rate calculating means for obtaining
前記第４のガス流量演算手段が求めたガス流量Ｘ Gas flow rate X obtained by the fourth gas flow rate calculation means ５5 の値に基づいて、酸素供給口を制御してガス流量を制御するガス流量制御手段と、Gas flow rate control means for controlling the oxygen supply port to control the gas flow rate based on the value of
前記ガス流量制御手段が制御するガス流量Ｘ Gas flow rate X controlled by the gas flow rate control means ５5 により、基板上に前記第２の蒸着膜の成膜を行う成膜手段と、を有するプラズマアシスト蒸着装置。And a film forming means for forming the second vapor deposition film on the substrate.
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