CN116005107B - 离子源控制系统和方法以及镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种离子源控制系统和方法以及镀膜设备，涉及等离子体技术领域，所述离子源控制系统与安装在镀膜设备的真空腔体中的离子源本体相连接，所述离子源本体包括放电室、RF天线、加速电极和屏栅电极；所述离子源控制系统包括：用于控制所述离子源本体内的气体流量的气体供应控制组件；所述气体供应控制组件设有出口端位于所述放电室内的入气管；用于控制所述离子源本体内等离子体的产生和引出的电力供应控制组件；所述电力供应控制组件分别与所述RF天线、所述加速电极和所述屏栅电极相连接。本说明书所提供的离子源控制系统和方法以及镀膜设备，能快速稳定地调整等离子体能量和离子电流密度。

Description

离子源控制系统和方法以及镀膜设备

技术领域

本说明书涉及等离子体技术领域，尤其涉及一种离子源控制系统和方法以及镀膜设备。

背景技术

在真空光学蒸发镀膜设备中，通常需要用到离子源。离子源的主要作用有：在蒸镀开始前，利用离子源产生的等离子体对基板进行清洗，提高基板附着力；在蒸镀过程中，等离子体起离子辅助蒸镀的作用，与所镀膜层适应的等离子体可显著提高膜层的致密性、改善膜层的机械特性。

然而，镀膜设备对基板所镀的膜系通常是由不同的材料相互交替而成，不同的镀层对等离子体的要求也不相同。因此想要提高膜系的质量，需要能快速稳定可控地调整等离子体能量和离子电流密度。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种离子源控制系统和方法以及镀膜设备，能快速稳定地调整等离子体能量和离子电流密度。

为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种离子源控制系统，所述离子源控制系统与安装在镀膜设备的真空腔体中的离子源本体相连接，所述离子源本体包括放电室、RF天线(RF即为Radio Frequency的缩写，表示射频)、加速电极和屏栅电极；所述离子源控制系统包括：

用于控制所述离子源本体内的气体流量的气体供应控制组件；所述气体供应控制组件设有出口端位于所述放电室内的入气管；

用于控制所述离子源本体内等离子体的产生和引出的电力供应控制组件；所述电力供应控制组件分别与所述RF天线、所述加速电极和所述屏栅电极相连接。

作为一种优选的实施方式，所述气体供应控制组件包括：

用于控制气体流量的流量控制模块；

用于输送气体且与所述入气管远离所述放电室的一端相连通的气体导管；

设置于所述气体导管上且与所述流量控制模块电连接的流量计，所述流量计用于测得所述气体导管内气体的流量。

作为一种优选的实施方式，所述电力供应控制组件包括：

用于控制所述等离子体的产生和引出的电源控制模块；

加速电源模块和加速电源滤波器，所述加速电源模块电连接于所述电源控制模块和所述加速电源滤波器之间，所述加速电源滤波器电连接于所述加速电源模块和所述加速电极之间；

屏栅电源模块和屏栅电源滤波器，所述屏栅电源模块电连接于所述电源控制模块和所述屏栅电源滤波器之间，所述屏栅电源滤波器电连接于所述屏栅电源模块和所述屏栅电极之间；

RF电源模块和RF匹配器，所述RF电源模块电连接于所述电源控制模块和所述RF匹配器之间，所述RF匹配器电连接于所述RF电源模块和所述RF天线之间。

作为一种优选的实施方式，所述离子源控制系统还包括分别与所述气体供应控制组件和所述电力供应控制组件电连接的控制器。

本说明书还提供一种离子源控制方法，所述离子源控制方法使用如上任一种实施方式中所述的离子源控制系统进行，所述离子源控制方法包括以下步骤：

所述气体供应控制组件根据气体流量指令将气体导入至所述离子源本体中并反馈气体流量信息；

所述电力供应控制组件根据所述气体流量信息以固定的RF功率启动所述RF天线；

所述电力供应控制组件以固定值启动屏栅电压、屏栅电流、加速电压，同时解除所述RF功率的固定值限制，使所述RF功率随所述屏栅电压、所述屏栅电流和所述加速电压自适应匹配，达到动态平衡。

作为一种优选的实施方式，所述自适应匹配包括以下步骤：

检测所述加速电压，根据比例算法调整所述RF功率，控制器的比例尺范围为20％；其中，所述控制器分别与所述气体供应控制组件和所述电力供应控制组件电连接；

检测所述屏栅电压，根据比例算法调整所述RF功率，所述控制器的比例尺范围为20％；

检测所述屏栅电流，采用PID临界比例法调整所述RF功率。

作为一种优选的实施方式，所述采用PID临界比例法调整所述RF功率的步骤包括：

预选择一个采样周期使所述离子源控制系统工作；

仅加入比例控制环节，直到所述离子源控制系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记录此时的比例放大系数和临界振荡周期；

在预定控制度下获得PID控制的参数。

作为一种优选的实施方式，所述离子源控制系统还包括分别与所述气体供应控制组件和所述电力供应控制组件电连接的控制器，所述离子源控制方法包括以下步骤：

所述控制器给流量控制模块发出气体流量指令，同时所述流量控制模块将流量计测得的气体流量信息反馈给所述控制器；

所述控制器判定所述气体流量信息是否符合指令，若不符合发出报警信息。

作为一种优选的实施方式，所述控制器判定所述气体流量信息符合指令后，所述离子源控制方法包括以下步骤：

所述控制器将所述气体流量信息发送给电源控制模块，同时向所述电源控制模块发出启动指令；所述电源控制模块根据所述气体流量信息和所述启动指令以固定的所述RF功率启动所述RF天线；

所述RF天线起辉成功且所述RF功率达到设定的启动功率后将启动情况反馈给所述电源控制模块；若启动不成功，不成功的信号反馈给所述电源控制模块，所述电源控制模块重新发出所述启动指令；连续三次启动不成功发出报警信息。

作为一种优选的实施方式，所述电源控制模块收到所述RF天线启动成功的信号后，所述离子源控制方法包括以下步骤：

所述电源控制模块以固定值依次启动所述屏栅电压、所述屏栅电流、所述加速电压，所述放电室内的等离子体被引出，同时解除所述RF功率的固定值限制，使所述RF功率随所述屏栅电压、所述屏栅电流和所述加速电压自适应匹配，达到动态平衡。

作为一种优选的实施方式，在气体流量、屏栅电压、加速电压保持不变的条件下，屏栅电流的大小与RF功率正相关；在气体流量、屏栅电流、加速电压保持不变的条件下，屏栅电压的大小与RF功率正相关；在气体流量、屏栅电流、屏栅电压保持不变的条件下，加速电压的大小与RF功率负相关；在屏栅电流、屏栅电压、加速电压一定的情况下，对于同一种气体而言，RF功率与气体流量的大小负相关。

本说明书实施方式还提供一种镀膜设备，包括：

真空腔体；

安装在所述真空腔体中的离子源本体，所述离子源本体包括放电室、RF天线、加速电极和屏栅电极；

离子源控制系统，包括用于控制所述离子源本体内的气体流量的气体供应控制组件和用于控制所述离子源本体内等离子体的产生和引出的电力供应控制组件；所述气体供应控制组件设有出口端位于所述放电室内的入气管；所述电力供应控制组件分别与所述RF天线、所述加速电极和所述屏栅电极相连接。

本说明书实施方式还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

控制气体供应控制组件根据气体流量指令将气体导入至离子源本体中并反馈气体流量信息；

控制电力供应控制组件根据所述气体流量信息以固定的RF功率启动RF天线；

控制所述电力供应控制组件以固定值启动屏栅电压、屏栅电流、加速电压，同时解除所述RF功率的固定值限制，使所述RF功率随所述屏栅电压、所述屏栅电流和所述加速电压自适应匹配，达到动态平衡。

有益效果：

本实施方式所提供的离子源控制系统，通过设置气体供应控制组件控制离子源本体内的气体流量，气体供应控制组件设有出口端位于放电室内的入气管，设置电力供应控制组件控制离子源本体内等离子体的产生和引出，电力供应控制组件分别与RF天线、加速电极和屏栅电极相连接，从而离子源控制系统能快速稳定地调整等离子体能量和离子电流密度。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施方式中所提供的一种镀膜设备的结构示意图；

图2为本实施方式中所提供的一种离子源控制系统的结构示意图；

图3为本实施方式中所提供的一种离子源本体的结构示意图；

图4为本实施方式中所提供的一种离子源本体等效成的一个变压器的结构示意图；

图5为本实施方式中所提供的一种离子源控制方法的步骤流程图。

附图标记说明：

1、离子源本体；11、放电室；12、RF天线；13、加速电极；14、屏栅电极；15、接地电极；

2、真空腔体；

3、气体供应控制组件；31、入气管；32、流量控制模块；33、气体导管；34、流量计；

4、电力供应控制组件；41、电源控制模块；42、加速电源模块；43、加速电源滤波器；44、屏栅电源模块；45、屏栅电源滤波器；46、RF电源模块；47、RF匹配器；

5、控制器；

6、主控制器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2。本申请实施方式提供一种离子源控制系统，所述离子源控制系统与安装在镀膜设备的真空腔体2中的离子源本体1相连接。所述离子源本体1包括放电室11、RF天线12、加速电极13和屏栅电极14。所述离子源控制系统包括气体供应控制组件3和电力供应控制组件4。气体供应控制组件3和电力供应控制组件4可以布置于真空腔体2外。

其中，气体供应控制组件3用于控制所述离子源本体1内的气体流量。所述气体供应控制组件3设有出口端位于所述放电室11内的入气管31。电力供应控制组件4用于控制所述离子源本体1内等离子体的产生和引出。所述电力供应控制组件4分别与所述RF天线12、所述加速电极13和所述屏栅电极14相连接。

本实施方式所提供的离子源控制系统，通过设置气体供应控制组件3控制离子源本体1内的气体流量，气体供应控制组件3设有出口端位于放电室11内的入气管31，设置电力供应控制组件4控制离子源本体1内等离子体的产生和引出，电力供应控制组件4分别与RF天线12、加速电极13和屏栅电极14相连接，从而离子源控制系统能快速稳定地调整等离子体能量和离子电流密度。

在本实施方式中，所述离子源本体1具体为一种射频感应耦合(Radio FrequencyInductive Coupled Plasma，RFICP)放电式离子源。

如图3所示，离子源本体1包括由RF天线12和放电室11组成的等离子体产生机构，气体供应控制组件3中的入气管31的出口端位于放电室11内。离子源本体1还包括由屏栅电极14、加速电极13和接地电极15组成的等离子体引出机构。其中，入气管31由钨材料制成，RF天线12由铜管制成，放电室11由石英材料制成；屏栅电极14、加速电极13、接地电极15由钼材料制成。

在本实施方式中，等离子体引出机构与等离子体生成机构绝缘。等离子体引出机构各栅极之间绝缘，屏栅电极14与加速电极13之间采用绝缘陶瓷隔绝，加速电极13与接地电极15之间采用绝缘陶瓷隔绝，接地电极15与地连通。

所谓等离子体，简而言之就是电离了的气体，当气体粒子从外界获得大约1—30eV的能量时，就可以分成带负电的电子和带正电的离子，即离子被电离，而且在这些气体粒子中只要有千分之一以上的粒子被电离，气体的行为就会被自由离子和电子的静电库伦力所支配，成为一种具有高导电率的导电流体，而且从整体上它是由数目相等的电子和正离子构成的一个电的中性集合体，故称之为等离子体。

对于本申请实施方式所述的RFICP离子源而言，射频功率通过RF天线12耦合到等离子中，此时整个系统可等效成一个如图4所示的变压器，放电室11内的等离子体可等效为一个次级线圈。图4中的I_rf为射频电流，I_p为次级感应电流，L₁₁为初级线圈(射频线圈)，L₂₂为次级线圈(感应线圈)。

由此可见，等离子体耦合功率与RF功率正相关，离子能量及离子电流密度都取决于RF功率。正常工作时，整个系统处在一个动态平衡的状态。外界的扰动都会对次级线圈造成影响，系统必须随时处在不断的修正当中。

在本实施方式中，如图2所示，所述气体供应控制组件3包括流量控制模块32、气体导管33和流量计34。流量控制模块32用于控制气体流量。气体导管33用于输送气体且与所述入气管31远离所述放电室11的一端相连通。流量计34设置于所述气体导管33上且与所述流量控制模块32电连接。所述流量计34用于测得所述气体导管33内气体的流量。流量计34的数量可以为多个，多个流量计34并联，分别用于测试不同气体的流量。例如，需要向放电室11通入氧气和氩气两种气体时，流量计34的数量可以为两个，分别测试氧气和氩气的流量。

如图2所示，所述电力供应控制组件4包括电源控制模块41、加速电源模块42、加速电源滤波器43、屏栅电源模块44、屏栅电源滤波器45、RF电源模块46和RF匹配器47。电源控制模块41用于控制所述等离子体的产生和引出。所述加速电源模块42电连接于所述电源控制模块41和所述加速电源滤波器43之间，所述加速电源滤波器43电连接于所述加速电源模块42和所述加速电极13之间。所述屏栅电源模块44电连接于所述电源控制模块41和所述屏栅电源滤波器45之间，所述屏栅电源滤波器45电连接于所述屏栅电源模块44和所述屏栅电极14之间。所述RF电源模块46电连接于所述电源控制模块41和所述RF匹配器47之间，所述RF匹配器47电连接于所述RF电源模块46和所述RF天线12之间。

具体的，所述离子源控制系统还包括分别与所述气体供应控制组件3和所述电力供应控制组件4电连接的控制器5。控制器5分别与流量控制模块32和电源控制模块41电连接。该控制器5优选为PLC控制器。所述离子源控制系统还可以包括与控制器5电连接的主控制器6，用于向控制器5发送指令。

在气体流量、屏栅电压、加速电压保持不变的条件下，屏栅电流的大小与总的离子电流的大小正相关，总的离子电流的大小与放电室11内等离子体密度正相关，等离子密度的大小取决于耦合功率，由图4可知，等离子体耦合功率与RF功率正相关，因而，屏栅电流的大小与RF功率正相关。

在气体流量、屏栅电流、加速电压保持不变的条件下，屏栅电压的大小与RF功率正相关。

在气体流量、屏栅电流、屏栅电压保持不变的条件下，加速电压的大小与RF功率负相关。即加速电压越大，所需的RF功率越小。

在屏栅电流、屏栅电压、加速电压一定的情况下，对于同一种气体而言，RF功率与气体流量大小负相关，即气体流量减少，所需的RF功率增大。

因此离子源在实际工作过程中，涉及到的变量有气体流量、屏栅电压、屏栅电流。

如图5所示，本申请实施方式还提供一种离子源控制方法，所述离子源控制方法使用如上任一种实施方式中的所述离子源控制系统进行。所述离子源控制方法包括以下步骤：

步骤S10：所述气体供应控制组件3根据气体流量指令将气体导入至所述离子源本体1中并反馈气体流量信息。

步骤S20：所述电力供应控制组件4根据所述气体流量信息以固定的RF功率启动所述RF天线12。

步骤S30：所述电力供应控制组件4以固定值启动屏栅电压、屏栅电流、加速电压，同时解除所述RF功率的固定值限制，使所述RF功率随所述屏栅电压、所述屏栅电流和所述加速电压自适应匹配，达到动态平衡。

在步骤S30中，自适应匹配即为RF功率的自适应动态调整。所述自适应匹配包括以下步骤：

步骤S301：检测所述加速电压，根据比例算法调整所述RF功率，控制器5的比例尺范围为20％；

步骤S302：检测所述屏栅电压，根据比例算法调整所述RF功率，所述控制器5的比例尺范围为20％；

步骤S303：检测所述屏栅电流，在步骤S302的基础上采用PID临界比例法调整所述RF功率。其中，步骤S301、S302和S303依次按顺序进行。

在步骤S303中，所述采用PID临界比例法调整所述RF功率的步骤包括：

步骤S3031：预选择一个采样周期使所述离子源控制系统工作；

步骤S3032：仅加入比例控制环节，直到所述离子源控制系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记录此时的比例放大系数和临界振荡周期；

步骤S3033：在预定控制度下获得PID控制的参数。

其中，步骤S3031、S3032和S3033依次按顺序进行。步骤S3031中的采样周期需要足够短。步骤S3033中的PID控制的参数可以通过公式计算得到。

在一种具体的实施方式中，所述离子源控制方法包括以下步骤：

所述控制器5给流量控制模块32发出气体流量指令，同时所述流量控制模块32将流量计34测得的气体流量信息反馈给所述控制器5；所述控制器5判定所述气体流量信息是否符合指令，若不符合发出报警信息。

具体的，控制器5接到主控制器6的指令后，给流量控制模块32发出气体流量指令，气体通过流量计34、入气管31导入放电室11。

所述控制器5接到气体就位的反馈信号并判定所述气体流量信息符合指令后，所述离子源控制方法还包括以下步骤：

所述控制器5将所述气体流量信息发送给电源控制模块41，同时向所述电源控制模块41发出启动指令；所述电源控制模块41接到气体流量信息及启动指令以后，根据所述气体流量信息，按照经验数据，以固定的RF功率启动RF天线12。

所述RF天线12起辉成功且所述RF功率达到设定的启动功率后将启动情况反馈给所述电源控制模块41；若启动不成功，不成功的信号反馈给所述电源控制模块41，所述电源控制模块41重新发出所述启动指令；连续三次启动不成功发出报警信息。

所述电源控制模块41收到所述RF天线12启动成功的信号后，所述离子源控制方法还包括以下步骤：

所述电源控制模块41以程序中设定的固定值依次启动所述屏栅电压、所述屏栅电流、所述加速电压，所述放电室11内的等离子体在等离子体引出机构的作用下被引出，同时解除所述RF功率的固定值限制，使所述RF功率随所述屏栅电压、所述屏栅电流和所述加速电压进行动态调整，达到系统平衡的目的。动态调整的过程参考上文自适应匹配的步骤。

本实施方式提供的离子源控制系统清楚明了，易于搭建；本实施方式提供的离子源控制方法的控制逻辑清晰，响应速度快，能实现离子源控制系统的自适应控制。

基于同一构思，本发明实施例中还提供了一种镀膜设备，如下面的实施例所述。由于该镀膜设备解决问题的原理，以及能够取得的技术效果与上述离子源控制系统相似，因此该镀膜设备的实施可以参见上述离子源控制系统的实施，重复之处不再赘述。

如图1所示，本发明一个实施例还提供一种镀膜设备，包括：真空腔体2、离子源本体1和如上任意一项实施例所述的离子源控制系统。

需要说明的是，本实施例提供的镀膜设备具有的真空腔体2、离子源本体1以及其他部分(例如镀膜支架)等可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但是应该理解，本实施例在范围上并不因此而受到限制。

此外，本申请实施方式还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

步骤S100：控制气体供应控制组件3根据气体流量指令将气体导入至离子源本体1中并反馈气体流量信息；

步骤S200：控制电力供应控制组件4根据所述气体流量信息以固定的RF功率启动RF天线12；

步骤S300：控制所述电力供应控制组件4以固定值启动屏栅电压、屏栅电流、加速电压，同时解除所述RF功率的固定值限制，使所述RF功率随所述屏栅电压、所述屏栅电流和所述加速电压自适应匹配，达到动态平衡。

在本申请中，控制器5可以按任何适当的方式实现。具体的，例如，控制器5可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器5(Programmable LogicController，PLC)和嵌入微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)的形式，上述模块的例子包括但不限于以下微控制单元：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320。本领域技术人员也应当知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述控制器5的功能以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器5和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等。目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以较容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来。在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其它数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其它类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其它内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其它光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其它磁性存储设备或任何其它非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其它实施方式的不同之处。尤其，对于系统/电子设备实施方式而言，由于其处理器执行的软件功能基本相似于方法实施方式，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施方式的部分说明即可。

虽然通过实施方式描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (3)

1.一种离子源控制方法，其特征在于，所述离子源控制方法使用离子源控制系统进行，所述离子源控制系统与安装在镀膜设备的真空腔体中的离子源本体相连接，所述离子源本体包括放电室、RF天线、加速电极和屏栅电极；所述离子源控制系统包括：

用于控制所述离子源本体内的气体流量的气体供应控制组件；所述气体供应控制组件设有出口端位于所述放电室内的入气管；

用于控制所述离子源本体内等离子体的产生和引出的电力供应控制组件；所述电力供应控制组件分别与所述RF天线、所述加速电极和所述屏栅电极相连接；

所述离子源控制方法包括以下步骤：

控制器给流量控制模块发出气体流量指令，气体供应控制组件根据气体流量指令将气体导入至离子源本体中，同时所述流量控制模块将流量计测得的气体流量信息反馈给所述控制器；

所述控制器判定所述气体流量信息是否符合指令，若不符合发出报警信息；

所述控制器判定所述气体流量信息符合指令后，所述控制器将所述气体流量信息发送给电源控制模块，同时向所述电源控制模块发出启动指令；所述电源控制模块根据所述气体流量信息和所述启动指令以固定的RF功率启动RF天线；

所述RF天线起辉成功且所述RF功率达到设定的启动功率后将启动情况反馈给所述电源控制模块；若启动不成功，不成功的信号反馈给所述电源控制模块，所述电源控制模块重新发出所述启动指令；连续三次启动不成功发出报警信息；

所述电源控制模块收到所述RF天线启动成功的信号后，所述电源控制模块以固定值依次启动屏栅电压、屏栅电流、加速电压，放电室内的等离子体被引出，同时解除所述RF功率的固定值限制，使所述RF功率随所述屏栅电压、所述屏栅电流和所述加速电压自适应匹配，达到动态平衡。

2.根据权利要求1所述的离子源控制方法，其特征在于，所述自适应匹配包括以下步骤：

检测所述加速电压，根据比例算法调整所述RF功率，控制器的比例尺范围为20%；其中，所述控制器分别与所述气体供应控制组件和电力供应控制组件电连接；

检测所述屏栅电压，根据比例算法调整所述RF功率，所述控制器的比例尺范围为20%；

检测所述屏栅电流，采用PID临界比例法调整所述RF功率。

3.根据权利要求2所述的离子源控制方法，其特征在于，所述采用PID临界比例法调整所述RF功率的步骤包括：

预选择一个采样周期使所述离子源控制系统工作；

仅加入比例控制环节，直到所述离子源控制系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记录此时的比例放大系数和临界振荡周期；

在预定控制度下获得PID控制的参数。