负离子生成装置

技术领域

本发明涉及一种负离子生成装置。

背景技术

作为使用等离子体生成负离子的负离子生成装置，已知有专利文献1中所记载的负离子生成装置。该负离子生成装置通过在腔室内生成等离子体，并向腔室内供给负离子的原料，从而在腔室内生成负离子。

专利文献1：日本特开2017-025407号公报

在此，若在腔室内生成等离子体，则在腔室内不仅生成负离子还生成电子。例如，在腔室内未进行负离子的生成，而存在大量的电子的状态下，在相对于对象物照射负离子时，导致电子也一并照射到对象物。若相对于对象物照射大量的电子，则对象物有可能成为高温。因此，在相对于对象物照射负离子时，要求在能够避免大量的电子照射到对象物的适当的时机照射负离子。

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种能够在适当的时机向对象物照射负离子的负离子生成装置。

为了解决上述课题，本发明的负离子生成装置使用等离子体生成负离子并照射到对象物，所述负离子生成装置具备：腔室，收纳对象物并在内部进行负离子的生成；等离子体枪，在腔室内生成等离子体；电位测定部，测定腔室内的电位；电压施加部，能够对对象物施加正电压；及控制部，进行负离子生成装置的控制，控制部在停止等离子体枪的等离子体的生成之后，根据电位测定部的测定结果控制基于电压施加部的电压的施加。

本发明的负离子生成装置中，等离子体枪在腔室的内部生成等离子体，由此能够在腔室的内部生成负离子。并且，通过电压施加部向对象物施加正电压，腔室内的负离子被引导到对象物侧，从而负离子照射到对象物。在此，在停止等离子体枪的等离子体的生成之后，电子容易附着于负离子的原料上，由此进行负离子的生成。因此，在腔室内负离子及电子会增减，因此腔室的内部的电位发生变动。因此，能够通过测定腔室内的电位的电位测定部的测定结果来掌握将负离子照射到对象物的适当的时机。因此，控制部在停止等离子体枪的等离子体的生成之后，根据电位测定部的测定结果控制基于电压施加部的电压的施加。由此，控制部能够在能够避免大量的电子照射到对象物的时机向对象物照射负离子。通过以上，能够在适当的时机将负离子照射到对象物。

控制部可根据电位测定部的测定结果，在电位上升之后下降的时机，开始基于电压施加部的电压的施加。电位上升之后下降的时机是在停止生成等离子体之后，负离子的生成进行了一定程度的时机。因此，控制部通过在该时机开始电压的施加，能够在进行了负离子的生成的时机向对象物照射负离子。

控制部可根据电位测定部的测定结果，在电位下降且达到该下降的峰值的时机，开始基于电压施加部的电压的施加。达到电位的下降的峰值的时机接近在停止生成等离子体之后，所生成的负离子的量成为峰值的时机。因此，控制部通过在该时机开始电压的施加，能够在存在较多负离子的时机向对象物照射负离子。

控制部可根据电位测定部的测定结果，在电位上升的时机，开始基于电压施加部的电压的施加。此时，与在电位上升之后下降的时机、电位下降且达到下降的峰值的时机开始施加的情况相比，能够向对象物照射更多的负离子。但是，与在电位上升之后下降的时机、电位下降且达到下降的峰值的时机开始施加的情况相比，有可能会成为混合有较多电子的照射，因此优选为能够允许电子照射的对象物。

电位测定部可测定对象物的周边的空间的电位。此时，能够进行根据作为负离子的照射对象的对象物附近的情况的控制。

控制部反复进行等离子体枪的等离子体的生成及基于该等离子体的生成的停止的负离子的生成，在每次的负离子的生成中，电位测定部进行电位的测定，并且，控制部根据电位测定部的测定结果，控制基于电压施加部的电压的施加。若进行基于电压施加部的电压的施加，则对腔室内的等离子体的状态带来影响。例如，即使第1次的负离子的生成与第2次的负离子的生成的运行条件相同，但在两者之间，存在等离子体的生成停止之后生成负离子的时机改变的情况。因此，在每次的负离子的生成中，通过进行基于电位测定部的测定及基于测定结果的电压的施加的控制，能够在适当的时机向对象物照射负离子。

发明效果

通过本发明，能够提供一种能够在适当的时机向对象物照射负离子的负离子生成装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的成膜·负离子生成装置的结构的概略剖视图，且是表示成膜处理模式中的动作状态的图。

图2是表示图1的成膜·负离子生成装置的结构的概略剖视图，且是表示负离子生成模式中的动作状态的图。

图3是表示本发明的实施方式的成膜·负离子生成装置中的控制部的控制内容的流程图。

图4中，图4(a)是表示负离子生成时的真空腔室的空间内的规定位置的浮动电位的曲线图，图4(b)表示真空腔室的空间内的规定位置处的负离子的每单位平方面积的数量。

图5是表示刚停止生成等离子体之后的浮动电位的样子的曲线图。

图6是表示电位测定部的电极部的变形例的图。

图7是表示本发明的实施方式的成膜·负离子生成装置中的控制部的控制内容的流程图。

符号的说明

1-成膜·负离子生成装置(负离子生成装置)，7-等离子体枪，10-真空腔室，11-成膜对象物，50-控制部，90-电压施加部，110-电位测定部，P-等离子体。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的一实施方式的成膜装置进行说明。

另外，在附图的说明中，对相同要件标注相同符号并省略重复说明。

首先，参考图1及图2，对本发明的实施方式的成膜·负离子生成装置的结构进行说明。图1及图2是表示本实施方式的成膜·负离子生成装置的结构的概略剖视图。图1表示成膜处理模式中的动作状态，图2表示负离子生成模式中的动作状态。另外，对成膜处理模式及负离子生成模式的详细内容将在后面进行叙述。

如图1及图2所示，本实施方式的成膜·负离子生成装置1是用于所谓的离子镀法的离子镀装置。另外，为了便于说明，图1及图2中示出XYZ坐标系。Y轴方向是输送后述的成膜对象物的方向。X轴方向是成膜对象物与后述的炉缸机构对置的方向。Z轴方向是与Y轴方向及X轴方向正交的方向。

成膜·负离子生成装置1可以为如下所谓的卧式成膜·负离子生成装置，即，以成膜对象物11的板厚方向成为大致铅直方向的方式将成膜对象物11配置于真空腔室10内并输送。此时，Z轴及Y轴方向为水平方向，X轴方向成为铅直方向且是板厚方向。另外，成膜·负离子生成装置1也可以为如下所谓的立式成膜·负离子生成装置，即，以成膜对象物11的板厚方向成为水平方向(图1及图2中为X轴方向)的方式，在使成膜对象物11直立或从使其直立的状态倾斜的状态下，将成膜对象物11配置于真空腔室10内并输送。此时，X轴方向为水平方向且是成膜对象物11的板厚方向，Y轴方向为水平方向，Z轴方向成为铅直方向。本发明的一实施方式的成膜·负离子生成装置在下文中以卧式成膜·负离子生成装置为例进行说明。

成膜·负离子生成装置1具备真空腔室10、输送机构3、成膜部14、负离子生成部24、电压施加部90、电位测定部110及控制部50。

真空腔室10是用于收纳成膜对象物11并进行成膜处理的部件。真空腔室10具有用于输送形成成膜材料Ma的膜的成膜对象物11的输送室10a、使成膜材料Ma扩散的成膜室10b、及将从等离子体枪7以射束状照射的等离子体P接收到真空腔室10的等离子体口10c。输送室10a、成膜室10b及等离子体口10c彼此连通。输送室10a沿规定的输送方向(图中的箭头A)(Y轴)被设定。并且，真空腔室10由导电性材料形成且与接地电位连接。

成膜室10b作为壁部10W具有：沿着输送方向(箭头A)的一对侧壁、沿着与输送方向(箭头A)交叉的方向(Z轴方向)的一对侧壁10h、10i、及与X轴方向交叉而配置的底面壁10j。

输送机构3沿输送方向(箭头A)输送以与成膜材料Ma对置的状态保持成膜对象物11的成膜对象物保持部件16。例如，成膜对象物保持部件16是保持成膜对象物11的外周边的框体。输送机构3由设置于输送室10a内的多个输送辊15构成。输送辊15沿输送方向(箭头A)以等间隔配置，支承成膜对象物保持部件16的同时沿输送方向(箭头A)输送。另外，成膜对象物11例如使用玻璃基板或塑料基板等板状部件。

接着，对成膜部14的结构进行详细说明。成膜部14通过离子镀法使成膜材料Ma的粒子附着于成膜对象物11。成膜部14具有等离子体枪7、转向线圈5、炉缸机构2及环炉缸6。

等离子体枪7例如为压力梯度型的等离子体枪，其主体部分经由设置于成膜室10b的侧壁的等离子体口10c与成膜室10b连接。等离子体枪7在真空腔室10内生成等离子体P。在等离子体枪7中所生成的等离子体P从等离子体口10c向成膜室10b内以射束状出射。由此，在成膜室10b内生成等离子体P。

等离子体枪7通过阴极60封闭一端。在阴极60与等离子体口10c之间同心地配置有第1中间电极(栅格)61及第2中间电极(栅格)62。在第1中间电极61内内置有用于收敛等离子体P的环状永久磁铁61a。在第2中间电极62内也内置有用于收敛等离子体P的电磁铁线圈62a。另外，等离子体枪7还具有作为后述的负离子生成部24的功能。针对该详细内容，将在负离子生成部24的说明中在后面进行叙述。

转向线圈5设置于安装有等离子体枪的等离子体口10c的周围。转向线圈5将等离子体P引导至成膜室10b内。转向线圈5通过转向线圈用电源(未图示)被励磁。

炉缸机构2保持成膜材料Ma。炉缸机构2设置于真空腔室10的成膜室10b内，从输送机构3观察时沿X轴方向的负方向配置。炉缸机构2具有作为将从等离子体枪7出射的等离子体P引导至成膜材料Ma的主阳极或从等离子体枪7出射的等离子体P被引导到的主阳极的主炉缸17。

主炉缸17具有填充有成膜材料Ma的沿X轴方向的正方向延伸的筒状的填充部17a、及从填充部17a突出的凸缘部17b。主炉缸17相对于真空腔室10所具有的接地电位被保持在正电位，因此吸引负电位的等离子体P。入射有该等离子体P的主炉缸17的填充部17a中形成有用于填充成膜材料Ma的贯通孔17c。并且，成膜材料Ma的前端部分在该贯通孔17c的一端上暴露于成膜室10b。

作为成膜材料Ma例示有ITO或ZnO等透明导电材料或SiON等绝缘密封材料。当成膜材料Ma由绝缘性物质组成时，若对主炉缸17照射等离子体P，则通过来自等离子体P的电流加热主炉缸17而成膜材料Ma的前端部分蒸发或升华，通过等离子体P被离子化的成膜材料粒子(蒸发粒子)Mb在成膜室10b内扩散。并且，当成膜材料Ma由导电性物质组成时，若对主炉缸17照射等离子体P，则等离子体P直接入射到成膜材料Ma，成膜材料Ma的前端部分被加热而蒸发或升华，通过等离子体P被离子化的成膜材料粒子Mb在成膜室10b内扩散。在成膜室10b内扩散的成膜材料粒子Mb向成膜室10b的X轴正方向移动，并在输送室10a内附着于成膜对象物11的表面。另外，成膜材料Ma是成形为规定长度的圆柱形状的固体物，并且多个成膜材料Ma一次填充于炉缸机构2。并且，根据成膜材料Ma的消耗，成膜材料Ma从炉缸机构2的X轴负方向侧依次被挤出，以使最前端侧的成膜材料Ma的前端部分保持与主炉缸17的上端的规定的位置关系。

环炉缸6为具有用于诱导等离子体P的电磁铁的辅助阳极。环炉缸6配置于保持成膜材料Ma的主炉缸17的填充部17a的周围。环炉缸6具有环状的线圈9、环状的永久磁铁部20及环状的容器12，线圈9及永久磁铁部20容纳于容器12。在本实施方式中，从输送机构3观察时沿X轴负方向以线圈9、永久磁铁部20的顺序设置，但也可以沿X轴负方向以永久磁铁部20、线圈9的顺序设置。环炉缸6根据流过线圈9的电流的大小来控制入射到成膜材料Ma的等离子体P的朝向或入射到主炉缸17的等离子体P的朝向。

接着，对负离子生成部24的结构进行详细说明。负离子生成部24具有等离子体枪7、原料气体供给部40及电路部34。并且，控制部50的一部分的构成要件也作为负离子生成部24发挥功能。另外，控制部50及电路部34中所包含的一部分的功能也属于上述的成膜部14。

等离子体枪7与上述成膜部14所具有的等离子体枪7相同。即，在本实施方式中，成膜部14的等离子体枪7兼用作负离子生成部24的等离子体枪7。等离子体枪7作为成膜部14发挥功能，并且还作为负离子生成部24发挥功能。另外，在成膜部14与负离子生成部24可以具有彼此不同的单独的等离子体枪。

等离子体枪7在成膜室10b内间歇地生成等离子体P。具体而言，通过后述控制部50，等离子体枪7被控制成在成膜室10b内间歇地生成等离子体P。针对该控制，将在后述控制部50的说明中在后面进行叙述。

原料气体供给部40配置于真空腔室10的外部。原料气体供给部40通过设置于成膜室10b的侧壁(例如侧壁10h)的气体供给口41，向真空腔室10内供给原料气体。作为原料气体，例如可采用氧负离子的原料气体即氧气等。原料气体供给部40例如在从成膜处理模式切换到负离子生成模式时，开始氧气的供给。并且，原料气体供给部40可以在成膜处理模式及负离子生成模式这两个模式中继续进行氧气的供给。

气体供给口41的位置优选为成膜室10b与输送室10a的边界附近的位置。此时，由于能够将来自原料气体供给部40的氧气供给到成膜室10b与输送室10a的边界附近，因此在该边界附近进行后述的负离子的生成。因此，能够使生成的负离子良好地附着于输送室10a内的成膜对象物11。另外，气体供给口41的位置不限于成膜室10b与输送室10a的边界附近。

电路部34具有可变电源80、第1配线71、第2配线72、电阻器R1～R4及短路开关SW1、SW2。

可变电源80夹着处于接地电位的真空腔室10，向等离子体枪7的阴极60施加负电压，且向炉缸机构2的主炉缸17施加正电压。由此，可变电源80在等离子体枪7的阴极60与炉缸机构2的主炉缸17之间产生电位差。

第1配线71电连接等离子体枪7的阴极60与可变电源80的负电位侧。第2配线72电连接炉缸机构2的主炉缸17(阳极)与可变电源80的正电位侧。

电阻器R1的一端与等离子体枪7的第1中间电极61电连接，并且另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R1在第1中间电极61与可变电源80之间串联连接。

电阻器R2的一端与等离子体枪7的第2中间电极62电连接，并且另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R2在第2中间电极62与可变电源80之间串联连接。

电阻器R3的一端与成膜室10b的壁部10W电连接，并且另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R3在成膜室10b的壁部10W与可变电源80之间串联连接。

电阻器R4的一端与环炉缸6电连接，并且另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R4在环炉缸6与可变电源80之间串联连接。

短路开关SW1、SW2分别为通过接收来自上述控制部50的指示信号来切换成开启/关闭状态的切换部。

短路开关SW1与电阻器R2并联连接。短路开关SW1根据是处于成膜处理模式还是处于负离子生成模式，通过控制部50切换开启/关闭状态。在此，所谓成膜处理模式是在真空腔室10内对成膜对象物11进行成膜处理的模式。负离子生成模式是在真空腔室10内进行用于附着于成膜对象物11上所形成的膜的表面的负离子的生成的模式。短路开关SW1在成膜处理模式中设为关闭状态。由此，在成膜处理模式中，第2中间电极62与可变电源80经由电阻器R2彼此电连接，因此电流难以在第2中间电极62与可变电源80之间流动。其结果，来自等离子体枪7的等离子体P被出射到真空腔室10内，并入射到成膜材料Ma(参考图1)。另外，当将来自等离子体枪7的等离子体P出射到真空腔室10内时，可以代替使电流难以流向第2中间电极62的情况而使电流难以流向第1中间电极61。此时，短路开关SW1代替第2中间电极62侧而连接于第1中间电极61侧。

另一方面，短路开关SW1在负离子生成模式中，在真空腔室10内间歇地生成来自等离子体枪7的等离子体P，因此通过控制部50以规定间隔切换开启/关闭状态。若短路开关SW1被切换为开启状态，则第2中间电极62与可变电源80之间的电连接发生短路，因此电流在第2中间电极62与可变电源80之间流动。即，短路电流流向等离子体枪7。其结果，来自等离子体枪7的等离子体P不被出射到真空腔室10内。

若短路开关SW1被切换为关闭状态，则第2中间电极62与可变电源80经由电阻器R2彼此电连接，因此电流难以在第2中间电极62与可变电源80之间流动。其结果，来自等离子体枪7的等离子体P出射到真空腔室10内。如此，通过控制部50以规定间隔切换短路开关SW1的开启/关闭状态，在真空腔室10内间歇地生成来自等离子体枪7的等离子体P。即，短路开关SW1是切换向真空腔室10内的等离子体P的供给和切断的切换部。

短路开关SW2与电阻器R4并联连接。短路开关SW2例如根据是处于成为成膜处理模式之前的成膜对象物11的输送前的状态即待机模式还是处于成膜处理模式，通过控制部50切换开启/关闭状态。短路开关SW2在待机模式中成为开启状态。由此，环炉缸6与可变电源80之间的电连接发生短路，因此相较于主炉缸17，电流更容易流向环炉缸6，从而能够防止成膜材料Ma的不必要的消耗。

另一方面，短路开关SW2在成膜处理模式中成为关闭状态。由此，环炉缸6与可变电源80经由电阻器R4电连接，因此相较于环炉缸6，电流更容易流向主炉缸17，从而能够使等离子体P的出射方向良好地朝向成膜材料Ma。另外，短路开关SW2在负离子生成模式中可以成为开启状态或关闭状态中的任一状态。

电压施加部90能够向成膜后的成膜对象物(对象物)11施加正电压。电压施加部90具备偏置电路35及滑接线18。

偏置电路35是用于对成膜后的成膜对象物11施加正的偏置电压的电路。偏置电路35具有对成膜对象物11施加正的偏置电压(以下，简称为“偏置电压”)的偏置电源27、电连接偏置电源27与滑接线18的第3配线73及设置于第3配线73的短路开关SW3。偏置电源27施加周期性地增加或减少的矩形波的电压信号(周期性电信号)来作为偏置电压。偏置电源27构成为能够通过控制部50的控制来改变所施加的偏置电压的频率。第3配线73的一端与偏置电源27的正电位侧连接，并且另一端与滑接线18连接。由此，第3配线73电连接滑接线18与偏置电源27。

短路开关SW3通过第3配线73在滑接线18与偏置电源27的正电位侧之间串联连接。短路开关SW3是切换有无对滑接线18施加偏置电压的切换部。短路开关SW3通过控制部50切换其开启/关闭状态。短路开关SW3在负离子生成模式下的规定时机成为开启状态。若短路开关SW3成为开启状态，则滑接线18与偏置电源27的正电位侧彼此电连接，对滑接线18施加偏置电压。

另一方面，短路开关SW3在处于成膜处理模式时及在负离子生成模式下的规定时机成为关闭状态。若短路开关SW3成为关闭状态，则滑接线18与偏置电源27彼此电切断，并且不对滑接线18施加偏置电压。另外，施加偏置电压的时机的详细内容将在后面进行叙述。

滑接线18是对成膜对象物保持部件16进行供电的架线。滑接线18在输送室10a内沿输送方向(箭头B)延伸而设置。滑接线18与设置于成膜对象物保持部件16的供电刷42接触，由此通过供电刷42对成膜对象物保持部件16进行供电。滑接线18例如由不锈钢制的金属丝等构成。

电位测定部110测定真空腔室10内的电位。电位测定部110测定成膜对象物11的周边的空间的电位。电位测定部110具备电位检测部111及电极部112。电位检测部111与电极部112电连接。电位检测部111根据电极部112的电位检测设置有电极部112的位置处的浮动电位的值。电位检测部111将检测到的值作为测定值发送到控制部50。

电极部112是从真空腔室10的外部进入内部空间的部件。电极部112配置于不干扰移动的成膜对象物保持部件16的位置。电极部112的前端部112a配置于成膜对象物11的周边的空间。电极部112的前端部112a配置于真空腔室10的输送室10a。并且，前端部11a配置于输送室10a与成膜室10b的连通部附近且在Z轴方向上与成膜对象物11大致相同的位置。

另外，电极部112中，除了前端部112a以外的部分可以用绝缘部件覆盖。例如，如图6所示，电极部112中，比真空腔室10的壁部更靠内侧的区域可以用绝缘部件140覆盖。并且，只有前端部112a从绝缘部件140露出于真空腔室10的空间内即可。此时，除了前端部112a以外不进行浮动电位的检测，因此能够集中地测定所期望的位置的电位。

控制部50是控制成膜·负离子生成装置1整体的装置，由CPU、RAM、ROM及输入输出接口等构成。控制部50配置于真空腔室10的外部。并且，控制部50具备切换成膜处理模式与负离子生成模式的模式切换部51、控制基于等离子体枪7的等离子体P的生成的等离子体控制部52、及控制基于电压施加部90的电压的施加的电压控制部53。

控制部50的模式切换部51设定为负离子生成模式时，控制部50控制原料气体供给部40，以向成膜室10b内供给氧气。接着，控制部50的等离子体控制部52将等离子体枪7控制成在成膜室10b内间歇地生成来自等离子体枪7的等离子体P。例如，通过控制部50以规定间隔切换短路开关SW1的开启/关闭状态，由此在成膜室10b内间歇地生成来自等离子体枪7的等离子体P。

当短路开关SW1成为开启状态时，由于来自等离子体枪7的等离子体P不会出射到成膜室10b内，因此成膜室10b内的等离子体P的电子温度急剧下降。因此，等离子体P的电子容易附着于在上述原料气体供给工序S21中供给到成膜室10b内的氧气的粒子。由此，在成膜室10b内有效地生成负离子。

控制部50在停止等离子体枪7的等离子体P的生成之后，根据电位测定部110的测定结果控制基于电压施加部90的电压的施加。控制部50根据电位测定部110的测定结果在规定的时机开始基于电压施加部90电压的施加。另外，通过控制部50预先设定开始基于电压施加部90的电压的施加的时机。

在此，参考图4及图5对等离子体P的生成与负离子的生成之间的关系进行说明。图4(a)的实线是表示负离子生成时的真空腔室10的空间内的规定位置处的浮动电位的曲线。若真空腔室10内的电子或负离子增加，则浮动电位上升，若真空腔室10内的电子或负离子减少，则浮动电位下降。图4(b)示出真空腔室10的空间内的规定位置处的负离子的每单位平方面积的数量。图5是表示刚停止生成等离子体之后的浮动电位的样子的曲线图。在图4中，当时间为“0”时开始生成等离子体P，当时间为“t1”时停止生成等离子体。另外，如图4(a)所示，在使等离子体P停止的瞬间，浮动电位急剧上升。如图4(b)所示，在使等离子体P停止之后，负离子量迅速减少，然后，在时间t3大幅增加，并在时间t2达到上升的峰值。在与图4(a)的时间t3对应的时间，浮动电位达到上升的峰值，然后下降。

如图5所示，等离子体P停止后，浮动电位在区间E1迅速上升，在区间E2缓慢地上升。浮动电位在时间t3附近达到上升的峰值之后，在区间E3下降。下降后的浮动电位在时间t2附近达到下降的峰值，然后，在区间E4以后，浮动电位缓慢地上升。区间E3也为负离子的量急剧增加的区间(参考图4(b))。并且，在区间E3中，负离子的量增加，而浮动电位下降，因此被认为是电子的量减少的区间。

从时间t1至时间t3，真空腔室10内残留有Ar等离子体(Ar

控制部50根据电位测定部110的测定结果，在电位上升之后下降的时机，开始基于电压施加部90的电压的施加。在图5所示的例子中，电位上升的区间为区间E1及区间E2。电位下降的区间为区间E3。控制部50的电压控制部53在区间E3(包含成为下降的峰值的时间t3)的任何时机开始基于电压施加部90的电压的施加。控制部50的电压控制部53可以在区间E3中、负离子的生成进行到一定程度的后半侧的区域，开始基于电压施加部90的电压的施加。并且，控制部50的电压控制部53可以在电位到达至区间E3中的规定阈值的时机开始施加电压。

另外，控制部50可根据电位测定部110的测定结果，在电位下降且达到该下降的峰值的时机，开始基于电压施加部90的电压的施加。即，控制部50的电压控制部53在达到浮动电位的下降的峰值P1的时机开始基于电压施加部90的电压的施加。控制部50根据来自电位测定部110的测定结果监视电位的变化量，由此来掌握电位达到下降的峰值P1的情况。另外，开始施加电压的时机无需与由电位测定部110测定的电位成为峰值P1的时机完全一致，也可以为从成为峰值P1的时机前后偏移的时机。

并且，控制部50可以根据电位测定部110的测定结果，在电位上升的时机开始基于电压施加部90的电压的施加。控制部50的电压控制部53在区间E1或区间E2的时机开始基于电压施加部90的电压的施加。控制部50的电压控制部53可以在从等离子体P的停止起经过一定时间后的区间E2的时机开始基于电压施加部90的电压的施加。

接着，参考图3所示的流程图，对基于控制部50的负离子生成时的控制内容的一部分进行说明。另外，控制部50的处理并不限定于图3。

如图3所示，控制部50的等离子体控制部52开始基于等离子体枪7的等离子体P的生成(步骤S10)。在经过一定时间后，控制部50的等离子体控制部52停止基于等离子体枪7的等离子体P的生成(步骤S20)。由此，在真空腔室10内，发生如图5所示那样的浮动电位的变化。控制部50的电压控制部53获取来自电位测定部110的测定结果(步骤S30)。接着，控制部50的电压控制部53根据在S30中获取的电位来判定是否为开始基于电压施加部90的电压的施加的时机(步骤S40)。

在S40中，当判定为不是电压施加的时机时，从S30再次反复进行处理。另一方面，在S40中，当判定为是电压施加的时机时，控制部50的电压控制部53开始电压的施加。由此，通过对成膜对象物11赋予正的偏置电压，真空腔室10内的负离子被引导至成膜对象物11。

在图3中，对负离子生成模式下的一次量的负离子生成，即，等离子体枪7的等离子体P的生成、及停止该等离子体P的生成的一次量中的处理进行了说明。成膜·负离子生成装置1进行多次的负离子生成。即，控制部50反复进行等离子体枪7的等离子体P的生成及基于该等离子体P的生成的停止的负离子的生成。因此，参考图7，对反复生成负离子时的控制部50的控制内容进行说明。此时，在每次的负离子的生成中，电位测定部110进行电位的测定，并且，控制部50根据电位测定部110的测定结果控制基于电压施加部90的电压的施加。

如图7所示，直至S10～S50，进行与图3相同的处理。S50之后，控制部50在经过规定时间之后，停止基于电压施加部90的电压的施加(步骤S60)。接着，控制部50判定是否结束了负离子照射(步骤S70)。在S70中，当判定为负离子照射结束时，图7所示的处理结束。在S70中，当判定为负离子照射未结束时，从S10再次反复进行处理。即，控制部50再次生成等离子体P(步骤S10)，并停止等离子体P的生成(步骤S20)。此时，继续电位测定部110的测定，控制部50获取来自电位测定部110的测定结果(步骤S30)。并且，控制部50根据电位测定部110的测定结果再次开始基于电压施加部90的电压的施加(步骤S40)。如此，进行负离子的生成时，每次反复进行通过电位测定部110进行的测定及基于电压施加部90的电压的施加。

对本实施方式的成膜·负离子生成装置1的作用·效果进行说明。

在成膜·负离子生成装置1中，等离子体枪7在真空腔室10的内部生成等离子体P，由此能够在真空腔室10的内部生成负离子。并且，电压施加部90向成膜对象物11施加正电压，真空腔室10内的负离子被引导到成膜对象物11侧，从而负离子照射到成膜对象物11。在此，停止等离子体枪7的等离子体P的生成之后，电子容易附着于负离子的原料上，从而进行负离子的生成。因此，在真空腔室10内负离子及电子增减，因此真空腔室10的内部的电位发生变动。因此，通过测定真空腔室10内的电位的电位测定部110的测定结果，能够掌握将负离子照射到成膜对象物11的适当的时机。因此，控制部50在停止等离子体枪7的等离子体P的生成之后，根据电位测定部110的测定结果控制基于电压施加部90的电压的施加。由此，控制部50能够在能够避免大量的电子照射到对象物的时机向成膜对象物11照射负离子。通过以上，能够在适当的时机将负离子照射到成膜对象物11。

控制部50可根据电位测定部110的测定结果，在电位上升之后下降的时机，开始基于电压施加部90的电压的施加。电位上升之后下降的时机是停止等离子体P的生成之后，负离子的生成进行了一定程度的时机。因此，控制部50通过在该时机开始电压的施加，能够在进行了负离子的生成的时机向成膜对象物11照射负离子。

控制部50可根据电位测定部110的测定结果，在电位下降且达到该下降的峰值的时机，开始基于电压施加部90的电压的施加。达到电位的下降的峰值的时机接近于在停止等离子体P的生成之后，所生成的负离子的量成为峰值的时机。因此，控制部通过在该时机开始电压的施加，能够在存在较多负离子的时机向成膜对象物11照射负离子。

控制部50可根据电位测定部110的测定结果，在电位上升的时机，开始基于电压施加部90的电压的施加。此时，与在电位上升之后下降的时机、电位下降之后达到下降的峰值的时机开始施加的情况相比，能够向对象物照射更多的负离子。但是，与电位上升之后下降的时机、电位下降之后达到下降的峰值的时机开始施加的情况相比，有可能会成为混合有大量电子的照射，因此优选为能够允许电子照射的对象物。

电位测定部110可测定成膜对象物11的周边的空间的电位。此时，能够根据作为负离子的照射对象的成膜对象物11附近的情况进行控制。

控制部50反复进行等离子体枪7的等离子体P的生成及基于该等离子体P的生成的停止的负离子的生成，在每次的负离子的生成中，电位测定部110进行电位的测定，并且，控制部50根据电位测定部110的测定结果，控制基于电压施加部90的电压的施加。若进行基于电压施加部90的电压的施加，则对真空腔室10内的等离子体P的状态带来影响。例如，即使第1次的负离子的生成与第2次的负离子的生成的运行条件相同，在两者之间也存在等离子体P的生成停止之后生成负离子的时机改变的情况。例如，存在相较于第1次，第2次时的电子减少的情况。在第1次的负离子生成时根据电位测定部110的测定结果确定了电压施加的时机之后，在相同时机，在第二次以后的负离子生成时进行电压施加时，有可能不是在适当的时机进行负离子照射(但是，这种控制方法不从权利要求1的范围排除)。因此，如图7所示，在每次的负离子的生成中，通过进行基于电位测定部110的测定及基于测定结果的电压的施加的控制，能够在适当的时机向对象物照射负离子。

在此，当在负离子照射中改变电压施加的电压值时，等离子体P的状态改变，当电压值高时，电子增加。在每次的负离子的生成中，在电位测定部110进行电位的测定时，能够将由于这种改变电压施加的电压值而带来的影响反映到控制中。由此，能够对应于在过程中改变负离子照射量及入射能量的情况。

以上，对本实施方式的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以在不改变各权利要求中所记载的宗旨的范围内进行变形或应用于其他实施方式中。

并且，在上述实施方式中，是离子镀型的成膜装置和负离子生成装置组合而成的结构，因此从等离子体枪出射的等离子体P被引导到主炉缸侧。但是，负离子生成装置也可以不与成膜装置组合。因此，等离子体P例如可以被引导至与等离子体枪对置的壁部的电极等。

例如，在上述实施方式中，将等离子体枪7设为压力梯度型的等离子体枪，但是只要能够在真空腔室10内生成等离子体即可，等离子体枪7并不限于压力梯度型的等离子体枪。

并且，在上述实施方式中，等离子体枪7与炉缸机构2的组在真空腔室10内仅设置有一组，但也可设置多组。并且，可以对一个材料从多个等离子体枪7供给等离子体P。在上述实施方式中，设置有环炉缸6，但是也可以通过对等离子体枪7的朝向和炉缸机构2中的材料的位置或朝向下功夫而省略环炉缸6。