CN109811321A - 溅射装置和用于制造膜的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了溅射装置和用于制造膜的方法。该装置包括：腔室、反应性气体供给单元、惰性气体供给单元、电源、光接收单元和控制单元，所述控制单元被配置为使用预定函数控制反应性气体的流量和惰性气体的流量中的至少一个，使得光的强度接近目标光强度，在预定函数中，化合物模式中的电源的输出和过渡模式中的电源的输出以及膜形成速度彼此相关联。

Description

溅射装置和用于制造膜的方法
技术领域
实施例的方面涉及溅射装置和通过溅射来制造膜的方法。
背景技术
溅射被用于在诸如光学薄膜和半导体集成电路之类的各种膜形成物体上形成膜的目的。在膜形成物体上形成化合物薄膜的溅射方法包括高频溅射和反应性溅射，高频溅射通过高频放电来溅射化合物靶，反应性溅射通过将反应性气体引入腔室中来溅射金属靶。近年来，由于需要降低成本和提高生产率，反应性溅射已经普及。
已知的是，对于反应性溅射，存在以彼此不同的速度和不同的膜质量来形成膜的三种反应模式。三种反应模式被称为金属模式、过渡模式和化合物模式。化合物模式也被称为反应性模式。依赖于例如引入腔室中的反应性气体的流量(flow rate)，靶和膜形成物体的表面状态改变，并且反应模式也被改变。能够形成化合物薄膜的反应模式是化合物模式和过渡模式。化合物模式是稳定的反应模式，但其中膜形成速度慢。过渡模式实现了相对高的膜形成速度，但是过渡模式是不稳定的反应模式使得甚至由于诸如反应性气体的流量之类的工艺条件的轻微变化，膜形成速度也大大改变。
等离子体发射监测器控制(PEM控制)作为用于控制过渡模式中的膜形成方法被已知。PEM控制是通过监测等离子体的光发射并执行反馈控制(诸如监测值的比例-积分-微分(PID)控制)来稳定地形成膜的方法。
日本专利申请特开No.2006-28624提出了如下的方法，该方法利用铌靶通过PEM控制来控制反应性气体并通过反应性溅射方法来制造氧化铌膜。
当通过PEM控制在过渡模式中形成膜时，重要的是正确地监测膜形成速度以获取具有所需膜厚度的薄膜。然而，已经发现，如果在长时间内连续地对大量膜形成物体进行膜形成，则等离子体的光发射与施加到靶的电压之间的对应关系以及膜形成速度由于靶的消耗、膜沉积到腔室的内侧等的影响而大大改变。因此，仅通过膜形成期间的等离子体的光发射和施加到靶的电压不能正确地监测膜形成速度。
发明内容
根据实施例的一个方面，一种装置包括：腔室，被配置为使得在所述腔室中设置膜形成物体和靶；反应性气体供给单元，被配置为将反应性气体供给到腔室中；惰性气体供给单元，配置为将惰性气体供给到腔室中；电源，被配置为向靶供电以在腔室内生成等离子体，以使等离子体中的惰性气体的离子与靶碰撞；光接收单元，被配置为接收从等离子体发射的光；和控制单元，被配置为利用预定函数控制反应性气体的流量和惰性气体的流量中的至少一个使得光的强度接近目标光强度，在所述预定函数中，化合物模式中的电源的输出和过渡模式中的电源的输出与膜形成速度彼此相关联。
参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本公开的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1示出了根据示例性实施例的溅射装置。
图2A是示出了根据示例性实施例的控制器的配置的框图。图2B是示出了根据示例性实施例的控制器的中央处理单元(CPU)的功能的框图。
图3A和图3B各自示出了膜形成速度与反应性气体的流量的关系。
图4是示出了根据示例性实施例的用于制造膜的方法的流程图。
图5是示出了根据示例性实施例的用于生成公式F的方法的流程图。
图6A示出了根据示例1的膜厚度的再现性。图6B示出了根据比较示例1的膜厚度的再现性。
具体实施方式
在以下描述中，将参考附图详细描述用于实现本公开的示例性实施例。
图1示出了根据第一示例性实施例的溅射装置。溅射装置100是本示例性实施例中的直流(DC)磁控溅射装置。溅射装置100通过反应性溅射在作为膜形成物体的透镜基板W的表面上形成诸如抗反射膜之类的薄膜。通过溅射装置100在透镜基板W的表面上形成薄膜，由此制造诸如透镜之类的膜形成产品作为透镜的成品或中间产品。
溅射装置100包括减压至真空的腔室，即真空腔室101和控制器200。真空腔室101通过包括涡轮分子泵121和粗抽泵122的抽空机构120抽空，并被减压至预定压力并保持在该预定压力。通过未示出的皮拉尼(Pirani)测量仪或电离测量仪来测量真空腔室101中的最终压力，并且通过未示出的隔膜测量仪测量膜形成时的压力。
靶141和透镜基板W被设置在真空腔室101内。靶141被保持在背板142上，背板142被设置在真空腔室101内。靶141是诸如金属之类的膜材料，并且是例如硅(Si)。
透镜基板W被保持在保持部152上，保持部152被设置在面向靶141的位置处。保持部152通过驱动设备151围绕旋转轴旋转驱动。保持部152可以保持多个透镜基板W，并且通过自身围绕旋转轴旋转，使多个透镜基板W围绕旋转轴旋转。
反应性气体供给单元131被连接到真空腔室101。反应性气体供给单元131包括调节反应性气体的流量的流量调节器133，以及将反应性气体引入真空腔室101中的气体引入管线134。换句话说，流量调节器133和真空腔室101经由气体引入管线134彼此连接。作为反应性气体的供给源的气缸139被连接到流量调节器133。
流量调节器133是质量流控制器，并且根据从控制器200输入的反应性气体的目标流量QO2*来调节要输出到气体引入管线134的反应性气体的流量。气体引入管线134包括设置在透镜基板W和靶141之间并靠近靶141的环形管135，并且反应性气体从以均匀间隔设置在管135的内侧的未示出的多个孔被均匀地注入。通过以这种方式配置的反应性气体供给单元131将反应性气体供给到真空腔室101中。反应性气体是用于在透镜基板W上形成化合物膜的气体。在所形成的膜是诸如二氧化硅(SiO2)之类的氧化物膜的情况下，反应性气体是氧(O2)气。
此外，惰性气体供给单元132被连接到真空腔室101。惰性气体供给单元132包括调节惰性气体的流量的流量调节器136，以及将被控制为所调节的流量的惰性气体引入真空腔室101中的气体引入管线137。换句话说，流量调节器136和真空腔室101经由气体引入管线137彼此连接。作为惰性气体的供给源的气缸140被连接到流量调节器136。流量调节器136是质量流控制器，并且根据从控制器200输入的惰性气体的目标流量QAr*来调节要输出到气体引入管线137的惰性气体的流量。气体引入管线137包括设置在透镜基板W和靶141之间并靠近靶141的环形管138，并且惰性气体从以均匀间隔设置在管138的内侧的未示出的多个孔被均匀地注入。通过以这种方式配置的惰性气体供给单元132将惰性气体供给到真空腔室101中。惰性气体是用于在真空腔室101中生成等离子体的气体，并且是例如氩(Ar)气。
作为溅射电源的电源145经由背板142连接到靶141。该电源145是直流脉冲电源，并且与靶141一起操作，即，背板142用作阴极，并且真空腔室101用作阳极。因此，通过向靶141施加负电压，在靶141的附近生成等离子体。
冷却系统143被设置在背板142的背表面附近。冷却系统143使用冷却水冷却靶141，以防止或减少靶141的温度升高。磁体144被安装在靶141的附近，即背板142的背表面，因此可以生成低电压和高密度的等离子体。
当通过流量调节器133将反应性气体引入到真空腔室101中时，反应性气体与靶141的原子反应，由此在靶141的表面上形成化合物膜。当在引入惰性气体期间电源145的输出功率被供给到靶141时，在真空腔室101内部，更具体地，在靶141附近发生放电。由于发生放电，所以惰性气体被电离，即生成等离子体。等离子体中的惰性气体的离子与靶141碰撞，从而溅射靶141的表面。由惰性气体的离子溅射的微粒从靶141释放，并在透镜基板W上形成化合物膜。
溅射装置100包括接收从等离子体发射的光的光接收单元160。光接收单元160包括准直器161和光谱仪162。准直器161和光谱仪162经由光纤163彼此连接。准直器161被设置在真空腔室101内并且以与靶141的表面平行的取向靠近靶141的表面，并收集等离子体光。
光谱仪162包括衍射光栅和电荷耦合器件(CCD)传感器，并且对经由光纤163从准直器161获取的等离子体光进行分光光度分析，从而以电信号的形式向控制器200发送指示光的光谱强度的信息，即每个预定波长的光的强度I。光接收单元160可以被配置为使用带通滤波器(BPF)和光电倍增管(PMT)代替光谱仪162来测量光的强度I。控制器200经由信号线获取电信号形式的指示来自光接收单元160的光谱仪162的光的强度I的信息。
图2A是示出了根据本示例性实施例的控制器200的配置的框图。控制器200包括作为控制单元的中央处理单元(CPU)251。此外，控制器200包括只读存储器(ROM)252、随机存取存储器(RAM)253和硬盘驱动器(HDD)254。此外，控制器200包括接口255。
ROM 252、RAM 253、HDD 254和接口255经由总线连接到CPU 251。用于使CPU 251运行的基本程序被存储在ROM 252中。
RAM 253是在其中临时存储诸如CPU 251的计算处理的结果之类的各种数据的存储设备。HDD 254是在其中存储CPU 251的计算处理的结果、从外部获取的设置数据等的存储设备，并且还用于在其中记录用于使CPU 251执行将在下面描述的各种计算处理(即，用于制造膜的方法中的每个处理)的程序260。此外，HDD 254在其中存储指示目标光强度I*、电源145的目标功率PW*、惰性气体的目标流量QAr*和目标膜厚度TH*的信息。此外，HDD 254在其中存储预定函数D1以及化合物模式中的电源电压的最新值Vc，在函数D1中，化合物模式中的电源电压Vc和过渡模式中的电源电压Vq与膜形成速度彼此相关联。
图2B是示出了控制器200的CPU 251的功能的框图。CPU 251通过根据记录在HDD254中的程序260进行操作而用作图2B中所示的PID控制单元201、计算单元202、计算单元203和确定单元204。
光接收单元160、抽空机构120、电源145以及流量调节器(质量流控制器(MFC))133和136被连接到接口255，并且接口255接收电信号形式的指示光强度I的信息和指示膜形成条件的信息的输入。指示膜形成条件的信息是指示抽空机构120的抽空速度的信息、指示电源145的输出的信息、指示通过流量调节器133的反应性气体的流量QO2的信息，以及指示通过流量调节器136的惰性气体的流量QAr的信息。指示电源145的输出的信息是电源145的输出电压、输出电流和输出功率中的至少一个信息，并且在本示例性实施例中是指示输出电压V的信息。接口255根据需要将输入电信号转换为可由CPU 251处理的电信号。
图3A和图3B各自示出了膜形成速度与反应性气体的流量QO2的关系。将参考图3A和图3B描述反应性溅射中反应性气体的流量QO2与膜形成速度之间的关系。对于反应性溅射，存在三种反应模式，这三种反应模式以不同的速度形成膜并且导致获得彼此不同的膜质量，作为靶141的表面的状态。三种反应模式是金属模式、化合物模式以及金属模式和化合物模式之间的过渡模式。存在这三种模式的原因是反应性气体与靶141表面上的原子反应，并且靶141的表面被化合物覆盖。
化合物模式是图3A和图3B中的气体流量区域QIII，并且是反应性气体的存在量足以使化合物保持在靶141的表面上的状态。在这种化合物模式的情况下，反应充分进行并且可以容易地获得满足化学计量比例的化合物，但与其它两种状态相比，其中的膜形成速度慢。靶141表面上的化合物膜中的结合力与靶材和化合物膜之间的结合力比诸如金属之类的靶材的结合力强。更高的能量被用于断开(cut)这些结合，并且溅射靶141以从其中发射出化合物，从而化合物的溅射速率低于金属的溅射速率，结果膜形成速度减慢。
金属模式是图3A和图3B中的气体流量区域QI，并且是反应性气体的存在量不足以用化合物覆盖靶141的表面，且金属占靶141的表面的百分比比化合物大的状态。结果，金属模式实现了比化合物模式高的膜形成速度，但是导致获得了不充分反应的金属膜作为所形成的薄膜。因此，在金属模式中形成的薄膜经常不能实现所要求的膜功能。
过渡模式是图3A和图3B中的气体流量区域QII，并且是反应性气体的存在量与化合物模式和金属模式之间的中间值相对应的反应模式。化合物被形成在靶141的一部分表面上，并且化合物和金属二者存在于靶141的表面上。因此，过渡模式实现了比化合物模式高的膜形成速度，但是是不稳定的反应模式。
在第一示例性实施例中，在能够实现比化合物模式高的膜形成速度的过渡模式中通过等离子体发射监视器控制(PEM控制)来形成膜。在下面的描述中，将具体描述通过控制器200，即CPU 251的PEM控制。图4是示出了根据本示例性实施例的用于制造薄膜的方法的流程图。
在步骤S1中，CPU 251将指令值QO2*和QAr*输出到流量调节器133和136，以分别控制反应性气体的流量QO2和惰性气体的流量QAr，并且还将指令值PW*输出到电源145以控制要供给到靶141的功率，由此开始放电。
在步骤S2中，CPU 251周期性地获取指示等离子体光的光谱强度的信息，即，指示来自光接收单元160的光的强度I的信息，并获取电源145的输出电压Vq。每当经过预定时段时，CPU 251测量光的强度I和电源145的输出电压Vq。预定时段例如是50[毫秒]的时段。
在第一示例性实施例中，使用从靶141的材料发射的光的强度ISi与从惰性气体发射的光的强度IAr之间的光强度的比率ISi/IAr作为光的强度I。CPU 251从指示由光接收单元160接收的等离子体光的光谱强度的信息获取从靶141的材料发射的光的强度ISi与从惰性气体发射的光的强度IAr之间的光强度的比率ISi/IAr，即I。
在步骤S3中，CPU 251用作PID控制单元201，并且以光的强度I接近存储在HDD 254中的目标光强度I*的方式计算反馈量，并将计算出的反馈量转换成控制信号。在本示例性实施例中，反馈量是目标流量QO2*。CPU 251将指示目标流量QO2*的控制信号发送到流量调节器133，从而控制反应性气体的流量QO2。比例-积分-微分(PID)控制被用作CPU 251的反馈控制的算法。
如图2A中所示，HDD 254在其中存储预定函数D1，在函数D1中，化合物模式中的电源电压Vc和过渡模式中的电源电压Vq与膜形成速度彼此相关联。在本示例性实施例中，预定函数D1由函数F表示，这将在下面描述。预定函数D1是通过预先进行实验或模拟而生成的函数。在步骤S4中，CPU 251用作图2B中所示的计算单元202。CPU 251使用存储在HDD 254中的公式F获取与由光接收单元160接收的光的强度I、电源145的输出电压Vq和存储在HDD254中的化合物模式中的电源电压的最新值Vc对应的估计膜形成速度R。换句话说，CPU 251估计膜形成速度R。
接下来，在步骤S5中，CPU 251用作图2B中所示的计算单元203，并且从在步骤S3中估计的膜形成速度R获取估计膜厚度TH。换句话说，CPU 251估计膜厚TH。现在将具体描述用于估计膜厚度TH的方法。CPU 251通过如下方法来获取膜厚度TH，该方法计算在步骤S4中估计的膜形成速度R与上述预定时段(即，获取光的强度I和电源电压Vq的时间间隔)的乘积，并将计算结果相加。换句话说，CPU 251通过从开始放电的时间点起对估计膜形成速度R随时间积分来获取膜厚度TH。
此外，在步骤S6中，CPU 251用作确定单元204，并且比较在步骤S5中计算的估计膜厚度TH和存储在HDD 254中的目标膜厚度TH*。如果作为比较的结果估计膜厚度TH比目标膜厚度TH*薄(步骤S6中的“否”)，则处理返回到步骤S2的处理。如果估计膜厚度TH达到目标膜厚度TH*(步骤S6中的是)，则CPU 251将指令值发送到流量调节器133和136以及电源145以停止放电，从而结束膜形成。以这种方式，CPU 251进行膜形成，直到估计膜厚TH达到目标膜厚度TH*为止。
在第一示例性实施例中，预定函数D1是通过预先进行实验而生成的函数。预定函数D1由函数F表示，在函数F中，被存储在HDD 254中的化合物模式中的电源电压Vc和过渡模式中的电源电压Vq与膜形成速度彼此相关联。现在将描述用于获取函数F的方法。
可以认为过渡模式中的膜形成速度rateq[nm/sec]被表示为由下面的公式(1)所指示的。
在该公式(1)中，Y表示溅射产率，Pq表示在过渡模式中施加到靶141的功率，这意味着公式(1)是过渡模式中施加到靶141的电流和溅射产率的乘积。通常，溅射产率随着施加到靶141的电压增加而增加，并且进一步随着反应模式接近金属模式而增加。反应模式可以通过靶141的表面的氧化物覆盖率θ来表示。氧化物覆盖率θ是当反应模式是化合物模式时其值变为1并且当反应模式是金属模式时变为0的量。因此，氧化物覆盖率θ与施加到靶141的电压处于相关关系。该相关关系可以被认为是随着施加到靶141的电压接近电源电压Vc氧化物覆盖率θ接近1的关系。
作为分析和认真研究实验结果的结果，发明人已经发现公式(1)可以以下面的方式表达。
公式(1)中的溅射产率Y可以用Vc、Vq和Vc/Vq的函数f表示。作为分析和认真研究实验结果的结果，发明人已经发现f可以通过Vc、Vq和Vc/Vq的二次或更低阶函数来近似。
图5是示出了根据本示例性实施例的用于生成公式F的方法的流程图。在下面的描述中，将参考图5详细描述用于生成函数F的方法。
通过使用膜形成装置在长时间段上进行模拟连续膜形成的实验来生成函数F。首先，在步骤S10中，通过对真空腔室101、气体管135和138以及透镜保持部152进行维护工作，并用新的未更换的靶141替换靶141来稳定膜形成装置的状态。
接下来，在步骤S11中，CPU 251将指令值QO2*和QAr*输出到流量调节器133和136，从而分别控制反应性气体的流量QO2和惰性气体的流量QAr。此外，CPU 251将指令值PW*输出到电源145以控制要供给到靶141的功率，从而开始放电。在步骤S11中，以反应模式被设置为化合物模式的方式设置指令值QO2*。在步骤S12中，CPU 251测量化合物模式中的电源电压Vc。
随后，在步骤S13中，将透镜基板W放置在透镜保持部152上，并且通过抽空机构120使真空腔室101的内部充分减压。当真空腔室101的内部到达或低于预定压力时，在步骤S14中，CPU 251向电源145输出指令值PW*以控制要供给到靶141的功率，从而开始放电。在步骤S14中，使用PEM控制将反应模式设置为过渡模式。PEM控制计算目标流量QO2*的反馈量，使得由光接收单元160接收的光的强度I接近目标光强度I*，并控制反应性气体的流量QO2。在步骤S15中，CPU 251测量过渡模式中的电源电压Vq。在放电结束后，在步骤S16中，通过将在下面描述的评估装置评估在每个透镜基板W的表面上形成的膜厚度，并且使用由CPU 251测量的放电时间段来计算膜形成速度。
在步骤S17中，CPU 251从例如累积输入功率计算靶141的消耗量，并将其与目标量进行比较。如果作为比较结果靶141的消耗量小于目标量(步骤S17中的“否”)，则处理返回到步骤S11的处理，CPU 251从步骤S11的处理顺序地获取化合物模式中的电源电压Vc、过渡模式中的电源电压Vq和膜形成速度的测量值的组合。如果靶141的消耗量为目标量或更大(步骤S17中的“是”)，则在步骤S18中，从计算中获取函数F，并且然后结束实验。
使用评估装置评估通过实验形成的膜厚度。评估装置使用日立高新技术公司制造的分光光度计U-4150测量入射角为5度、波长范围为250～800[nm]的反射率，并使用计算软件基于上述反射率的结果进行拟合来计算膜厚度。作为计算软件，除了由ScientificComputing International Company提供的Film Wizard之外，可用于计算的示例包括可从各种公司商业获得的软件。
[示例]
(示例1)
在实验中使用的溅射装置100在以下条件下进行膜形成。
真空腔室101的体积：宽度600mm×深度600mm×高度800mm
抽空机构120：旋转泵和200L/sec的涡轮分子泵
电源145：DC脉冲电源
靶141的形状：直径英寸×厚度5mm
靶141的材料：Si
惰性气体：Ar
反应性气体：O2
最终压力：1×10-4Pa
透镜基板W：尺寸为的合成石英
在示例1中，步骤S10至S17中的处理实际上是根据图5中所示的流程图执行的。该示例1得到如表1所示的结果。在表1中，累积输入功率用作靶141的消耗量的指标。表1指示在步骤S12中测量的Vc，在步骤S15中测量的Vq，以及在步骤S16中测量的每个透镜基板W上的膜形成速度。
[表1]
累积输入功率[kWh] 2.64 2.84 6.10 17.7 32.3 66.9
Vc[V] 202.5 200.0 202.7 194.7 203.8 201.1
Vq[V] 237.9 238.0 235.7 236.4 235.7 235.5
膜形成速度[nm/sec] 2.080 2.080 2.006 2.075 2.027 2.010
在图5所示的流程图中的步骤S18中使用公式(2)从这些实验结果获取函数F，并且如下面的公式(3)所示地生成函数F。
接下来，使用由该公式(3)表示的公式F，根据图4所示的流程图，形成其目标膜厚度TH*被设置为320nm的二氧化硅膜。如图6A所示，记录目标膜厚度TH*与从靶141的初始状态直到累积输入功率增加并且靶141的消耗量增加的实际形成的膜厚度之间的比率。
(比较示例1)
在比较示例1中，使用PEM控制形成二氧化硅膜，而不使用根据示例1的公式(1)估计的膜厚度TH。如图6B所示，记录目标膜厚度TH*和从靶141的初始状态到累积输入功率增加并且靶141的消耗量增加的实际形成的膜厚度之间的比率。
(评估)
在示例1中，在从靶141的初始状态到靶141被大量消耗的状态的宽范围内，与目标膜厚度TH*的误差为1％或更低，如图6A所示。因此，揭示了示例1能够以与目标膜厚度TH*具有小误差并且具有优异再现性地形成膜。
作为与目标膜厚度TH*的误差，比较示例1产生了高达约4％的误差，并且未形成具有优异再现性的膜，如图6B所示。
根据示例1和比较示例1，其中在化合物模式中的电源145的上述输出和在过渡模式中的电源145的上述输出与膜形成速度彼此相关联的函数F(其为预定函数D1)能够通过预先进行实验来获得。使用由上述公式(1)表示的公式F允许正确地计算过渡模式中的膜形成速度，从而即使在长时间段上在大量膜形成物体上连续进行膜形成时，也允许以与目标膜厚度TH*具有小的误差并且具有优异的膜厚度的再现性地执行膜形成。
(其它示例性实施例)
本公开不限于上述示例性实施例，并且可以在本公开的技术构思内以多种方式进行修改。此外，示例性实施例中描述的有益效果仅指示从本公开带来的最具代表性的有益效果的列举，并且本公开的有益效果不限于示例性实施例中描述的那些有益效果。
已经通过以下假设描述了第一示例性实施例，即通过CPU 251的PEM控制中的光的强度I由从靶141的材料发射的光的强度ISi和从惰性气体发射的光的强度IAr之间的强度比率ISi/IAr表示，但不限于此。例如，当仅使用从靶141的材料发射的光的强度ISi表示强度I或当仅使用从惰性气体发射的光的强度IAr表示强度I时，也可以实现第一示例性实施例。
此外，假设CPU 251控制反应性气体的流量QO2作为控制单元的反馈控制来描述第一示例性实施例，但是不限于该反馈控制。例如，当控制单元仅控制惰性气体的流量QAr时或者当控制单元控制惰性气体的流量QAr和反应性气体的流量QO2二者时，也可以实现第一示例性实施例。此外，当控制单元控制反应性气体的流量QO2和电源145的输出时，当控制单元控制惰性气体的流量QO2和电源145的输出时，或者当控制单元控制惰性气体的流量QAR、反应性气体的流量QO2和电源145的输出时，也可以实现第一示例性实施例。换句话说，控制单元可以以任何方式执行反馈控制，只要它控制反应性气体的流量QO2和惰性气体的流量QAr中的至少一个，使得估计膜形成速度R接近目标膜形成速度。
已经假设控制电源145的输出功率作为电源145的输出的控制来描述第一示例性实施例，但是不限于此。例如，当控制电源145的输出电压V时，当控制电源145的输出电流时，当控制电源145的输出电压V和输出电流时，当控制电源145的输出电压V和输出功率时，或者当控制电源145的输出电流和输出功率时，也可以实现第一示例性实施例。换句话说，可以以任何方式控制电源145的输出，只要输出电压V、输出电流和输出功率中的至少一个被控制。
已经假设预定函数D1是公式描述了第一示例性实施例，但是不限于此。例如，预定函数D1可以是表格。此外，已经假设预定函数D1是其中化合物模式中的电源145的输出电压Vc和过渡模式中的电源145的输出电压Vq与过渡模式中的膜形成速度彼此相关联的函数描述了上述示例性实施例，但不限于此。当电压V、电流和功率中的任何一个用作电源145的输出时，也可以实现第一示例性实施例，并且膜形成速度可以是化合物模式中的膜形成速度。
已经假设使用Si作为靶141描述了第一示例性实施例，但是靶141不限于Si，并且可以使用各种金属作为靶141。可用作靶141的材料的示例包括铌(Nb)、钇(Y)、锡(Sn)、铟(In)、锌(Zn)、钛(Ti)、钍(Th)、钒(V)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钐(Sm)、镨(Pr)和铋(Bi)。
已经假设使用O2气作为反应性气体描述了第一示例性实施例，但是反应性气体不限于O2气，并且可以使用各种反应性气体作为反应性气体。可用作反应性气体的气体的示例包括氮气(N2)、臭氧(O3)和二氧化碳(CO2)气体。
已经假设使用Ar气作为用作载体气体的惰性气体描述了第一示例性实施例，但是惰性气体不限于Ar气，并且可以使用各种惰性气体作为惰性气体。可用作惰性气体的气体的示例包括氦(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)和氡(Rn)气体。
已经假设溅射装置100是DC磁控溅射装置描述了第一示例性实施例，但是不限于此。第一示例性实施例可以应用于各种类型的溅射装置，诸如DC溅射装置、射频(RF)溅射装置和RF磁控溅射装置。
已经假设存储单元是HDD 254描述了第一示例性实施例，但是不限于此。存储单元可以是任何存储设备，诸如通用串行总线(USB)存储器、存储器卡和固态驱动器(SSD)。此外，存储单元不限于内置在控制器200中的存储设备，也可以是设置在控制器200外部的存储设备。
在另一示例性实施例中，获取化合物模式中的电源145的输出的时段可以被设置为比获取过渡模式中的电源145的输出的时段长的时段。该设置可以导致获取化合物模式中的电源145的输出的次数的减少，从而有助于提高生产效率。
本公开还可以通过将实现上述示例性实施例的一个或多个功能的程序经由网络或存储介质提供给系统或装置并且使得该系统或装置的计算机中的一个或多个处理器读出并执行该程序的处理来实现。此外，本公开还可以通过实现一个或多个功能的电路(例如，专用集成电路(ASIC))来实现。
根据实施例的方面，无论例如靶的消耗量如何，可以以优异的再现性制造具有所需膜厚度的膜。
尽管已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以包含所有这些修改和等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种装置，其特征在于，包括：
腔室，被配置为使得在所述腔室中设置膜形成物体和靶；
反应性气体供给单元，被配置为将反应性气体供给到腔室中；
惰性气体供给单元，配置为将惰性气体供给到腔室中；
电源，被配置为向靶供电以在腔室内生成等离子体，以使等离子体中的惰性气体的离子与靶碰撞；
光接收单元，被配置为接收从等离子体发射的光；和
控制单元，被配置为利用预定函数控制反应性气体的流量和惰性气体的流量中的至少一个使得光的强度接近目标光强度，在所述预定函数中，化合物模式中的电源的输出和过渡模式中的电源的输出与膜形成速度彼此相关联。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预定函数是化合物模式中的电源的输出、过渡模式中的电源的输出以及化合物模式中的电源的输出和过渡模式中的电源的输出的比率的二次或更低阶函数。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括：计算单元，被配置为计算估计膜形成速度，
其中，控制单元周期性地获取计算出的估计膜形成速度，并设置与膜形成速度对应的目标光强度。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括：计算单元，被配置为计算估计膜形成速度，
其中，控制单元通过周期性地获取由计算单元计算的所计算出的估计膜形成速度来估计膜厚度，并且在过渡模式中形成膜直到膜厚度达到目标膜厚度。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，获取化合物模式中的电源的输出的时段比获取过渡模式中的电源的输出的时段长。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述预定函数是基于预先进行的实验或模拟生成的表格。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述预定函数是基于预先进行的实验或模拟生成的公式。
8.一种方法，其特征在于，包括：
通过使用腔室设置膜形成物体和靶；
将反应性气体和惰性气体供给到腔室中；
从电源向靶供电以在腔室内生成等离子体，使得等离子体中的惰性气体的离子与靶碰撞；
接收从等离子体发射的光；和
控制反应性气体的流量和惰性气体的流量中的至少一个，使得光的强度接近目标光强度，
其中，利用预定函数来设置目标光强度，在该预定函数中，化合物模式中的电源的输出和过渡模式中的电源的输出与膜形成速度彼此相关联。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述预定函数是化合物模式中的电源的输出、过渡模式中的电源的输出以及化合物模式中的电源的输出和过渡模式中的电源的输出的比率的二次或更低阶函数。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制包括周期性地获取估计膜形成速度，以及设置与膜形成速度对应的目标光强度。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述控制中，通过周期性地获取估计膜形成速度来估计膜厚度，并且在过渡模式中形成膜直到膜厚度达到目标膜厚度。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，获取化合物模式中的电源的输出的时段比获取过渡模式中的电源的输出的时段长。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，所述预定函数是基于预先进行的实验或模拟生成的表格。
14.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，所述预定函数是基于预先进行的实验或模拟生成的公式。
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