用于可旋转阴极的遮蔽装置、可旋转阴极以及用于遮蔽沉积设备中的暗空间的方法制造方法及图纸

根据本公开，提供一种用于可旋转阴极的遮蔽装置(20)以及一种用于遮蔽沉积设备中的暗空间区域的方法，所述可旋转阴极具有用于将材料沉积到基板上的可旋转靶材(10)。所述遮蔽装置(20)包括：遮蔽件(21)，配置成用于覆盖可旋转靶材(10)的部分；以及固定件(80)，用于将所述遮蔽件(21)连接至所述可旋转靶材(10)。固定件(80)配置成用于与所述遮蔽件(21)啮合，以允许所述遮蔽件在可旋转靶材的轴向上基本上远离可旋转靶材(10)的中心膨胀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开关于一种用于遮蔽可旋转阴极的装置，特别关于一种具有遮蔽件和固定件的遮蔽装置以及一种用于遮蔽沉积设备中的暗空间的方法，所述固定件用于将所述遮蔽件连接至可旋转阴极。
技术介绍
在许多应用中，沉积在基板上沉积薄层是所期望的。用于沉积薄层的已知技术特别是蒸镀、化学气相沉积和溅射沉积。例如，溅射可用于沉积薄层，所述薄层例如，金属(例如，铝)或陶瓷的薄层。在溅射工艺期间，通过利用典型地处于低压力的惰性处理气体的离子轰击靶材的表面，以便从待涂覆材料的溅射靶材输送涂覆材料。离子通过处理气体的电子冲击电离(electronimpactionization)产生，并且由在作为溅射阴极的靶材与阳极之间的电压差来加速。对靶材的轰击导致涂覆材料的原子或分子射出，所述涂覆材料积聚为与溅射阴极相对地布置(例如，在溅射阴极下方)的基板上的沉积的膜。旋转阴极典型地由溅射装置的阴极驱动单元支撑。由于阴极的几何形状和设计，可旋转靶材典型地具有比平面靶材更高的利用率和增加的操作时间。因此，可旋转靶材的使用典型地延长使用寿命并减少成本。在溅射期间，阴极驱动单元可旋转地将移动(movement)传送至旋转阴极。考虑到旋转阴极的例如高达约4m的纵向延伸以及溅射装置的几天的典型连续操作事件，典型地期望阴极驱动单元的轴承在长时间段可靠地支撑重的机械负荷。为了保护阴极主体免受气体放电和所产生的离子轰击，可在阴极的驱动端和自由端两端提供暗室遮蔽件。围绕阴极主体的驱动端的遮蔽件应当防止处理气体放电免于接触驱动端。暗室屏蔽件可装配至腔室壁或驱动单元，并且可与装配表面电气隔离。从靶材的边缘溅射而来的材料可能导致不均匀的沉积。为了促进沉积的均匀，通常偏好将暗区遮蔽件放置在邻近靶材的边缘处。通过遮蔽靶材边缘免受等离子体，暗区遮蔽件减少靶材边缘的溅射。在溅射期间，沉积材料的膜是生长到暗室遮蔽件的表面上，在面对基板的暗室遮蔽件表面的区域上。最后，通常在膜较厚之处的区域中，所形成的膜开始破裂成碎片(chip)或破片(fragment)。如果产生的材料的破片掉落到基板上，则破片阻隔在破片所掉落的基板的区域上的沉积，从而导致缺陷产品。因此，此类暗室遮蔽件必须经常更换，因而增加了溅射单元的维护成本。此外，在反复的热循环期间，(多个)暗室或暗空间遮蔽件时常经受热膨胀。因此，(多个)暗室或暗空间遮蔽件经常布置成例如通过在暗空间遮蔽件与沉积设备的其他特征之间提供间隙或空的空间来允许纵向和横向的热膨胀公差。由于在热膨胀期间的暗区遮蔽件的尺寸变化，间隙或空的空间可能形成在不期望的位置，这可能例如减少靶材的可用空间，所述靶材用于将材料从所述靶材溅射到基板上。因此，对于遮蔽沉积设备的暗空间的改进的装置和方法具有持续的需求。
技术实现思路
鉴于上述，根据一方面，提供一种用于可旋转阴极的遮蔽装置，所述可旋转阴极具有用于将材料溅射到基板上的可旋转靶材。所述装置包括：遮蔽件，配置成用于覆盖所述可旋转靶材的部分；以及固定件，用于将所述遮蔽件连接至所述可旋转靶材。所述固定件配置成用于与所述遮蔽件啮合，以允许所述遮蔽件在所述可旋转靶材的轴向上基本上远离所述可旋转靶材的中心膨胀。此外，根据另一方面，提供一种用于可旋转阴极的遮蔽装置，所述可旋转阴极具有用于将材料溅射在基板上的可旋转靶材。所述装置包括：遮蔽件，配置成用于覆盖所述可旋转靶材的部分；以及固定件，用于将所述遮蔽件连接至所述可旋转靶材。所述固定件配置成使所述遮蔽件悬空，以允许所述遮蔽件在所述可旋转靶材的轴向上基本上远离所述可旋转靶材的中心膨胀。此外，提供一种用于在沉积设备的操作期间遮蔽所述沉积设备中的暗空间的方法。所述方法：提供固定件，所述固定件用于将遮蔽件连接至所述沉积设备的可旋转靶材；以及将多个部件组装在一起，其中形成所述遮蔽件来覆盖所述可旋转靶材的部分，以便遮蔽所述沉积设备中的所述暗空间。所述遮蔽件经组装以与所述可旋转靶材啮合，使得在所述沉积设备的操作期间，所述遮蔽件在所述可旋转靶材的轴向上基本上远离所述可旋转靶材的中心膨胀。此外，提供一种用于在沉积设备的操作期间遮蔽所述沉积设备中的暗空间的方法。所述方法：提供固定件，所述固定件用于将遮蔽件连接至所述沉积设备的可旋转靶材；将多个部件组装在一起，其中形成所述遮蔽件来覆盖所述可旋转靶材的部分，以遮蔽所述沉积设备中的所述暗空间。所述遮蔽件经组装以从所述可旋转靶材悬空，使得在所述沉积设备的操作期间，所述遮蔽件在所述可旋转靶材的轴向上基本上远离所述可旋转靶材的中心膨胀。通过从属权利要求、说明书和所附附图，本公开的进一步的方面、优点和特征是明显的。附图说明在以下对典型实施例的描述中，将参照以下附图更详细地描述上述实施例中的一些，在附图中：图1示意性地示出根据实施例的用于将材料溅射在基板上的沉积设备的遮蔽装置、可旋转靶材和阴极驱动器的侧视图；图2示出根据实施例的图1中所示的实施例的区段A的放大视图；图3示意性地示出根据实施例的遮蔽装置的遮蔽件的分解视图；图4示意性地示出根据实施例的用于将暗空间遮蔽件连接至可旋转靶材的遮蔽装置的部分的示意图；图5示意性地示出根据实施例的用于将暗空间遮蔽件连接至可旋转靶材的遮蔽装置的进一步的部分的示意图；图6示意性地示出根据实施例的暗室遮蔽件的俯视图；图7以三维视图示意性地示出根据实施例的遮蔽件部件；图8示意性地示出根据实施例的溅射装置的剖面图；以及图9示意性地示出根据实施例的溅射装置的剖面图。具体实施方式现在将详细地参照各实施例，在每一个附图中阐释实施例的一个或多个示例。每一个示例通过解释的方式提供，并且不旨在作为限制。例如，阐释或描述为一个实施例的部分的特征可用于其他实施例或与其他实施例结合，以取得更进一步的实施例。本公开旨在包括此类修改和变型。本公开的实施例关于涉及在薄膜或涂层的沉积中使用的装备、工艺和材料的纳米制造技术解决方案，代表性示例包括(但不限于)涉及以下各项的应用：半导体和电介质材料和器件、硅基晶片、平板显示器(诸如，TFT(薄膜晶体管))、掩模和过滤器、能量转换和存储(诸如，光伏电池、燃料电池和电池(battery))、固态照明(诸如，LED(发光二极管))、磁性和光学存储、微机电系统(MEMS)和纳米机电系统(NEMS)、微光学和光电器件、建筑与汽车玻璃、用于金属和聚合物箔和封装的金属化系统以及微米和纳米模铸(molding)。溅射是原子由于高能粒子轰击靶材而从固体靶材材料射出的工艺。涂覆基板作为刮擦处的材料的工艺典型地称为薄膜应用。在本文中，术语“涂覆(coating)”和术语“沉积(depositing)”可互换地使用。在本文中，术语“溅射装置(sputteringinstallation)”和“沉积设备(depositionapparatus)”可互换地使用，并且将指使用溅射来将靶材材料(典型地，作为薄膜)沉积在基板上的设备。典型的靶材材料包括(但不限于)：纯金属，诸如，铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)；金属合金，诸如，铝-铌(AlNb)合金或铝-镍(AlNi)合金；半导体材料，诸如，硅(Si)；以及电介质材料，诸如，氮化物、碳化物、钛酸盐、硅酸盐、铝酸盐和氧化物，所述氧化物例如，透明导电氧化物(TCO)，所述TCO诸如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可旋转阴极的遮蔽装置(20)，所述可旋转阴极具有用于将材料溅射到基板上的可旋转靶材(10)，所述装置包括：‑遮蔽件(21)，所述遮蔽件配置成用于覆盖所述可旋转靶材(10)的部分；以及‑固定件(80)，所述固定件用于将所述遮蔽件(21)连接至所述可旋转靶材(10)，其中所述固定件(80)配置成用于与所述遮蔽件(21)啮合，以便允许所述遮蔽件在所述可旋转靶材的轴向上基本上远离所述可旋转靶材(10)的中心(13)膨胀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于可旋转阴极的遮蔽装置(20)，所述可旋转阴极具有用于将材料溅射到基板上的可旋转靶材(10)，所述装置包括：-遮蔽件(21)，所述遮蔽件配置成用于覆盖所述可旋转靶材(10)的部分；以及-固定件(80)，所述固定件用于将所述遮蔽件(21)连接至所述可旋转靶材(10)，其中所述固定件(80)配置成用于与所述遮蔽件(21)啮合，以便允许所述遮蔽件在所述可旋转靶材的轴向上基本上远离所述可旋转靶材(10)的中心(13)膨胀。2.如权利要求1所述的装置(20)，其中所述遮蔽件(21)在所述遮蔽件(21)的轴位置处是可连接至所述固定件(80)的，所述遮蔽件的所述轴位置在所述遮蔽件的上端的50％或更少之内，特别是在所述遮蔽件的上端的20％或更少之内。3.如权利要求1至2中的任一项所述的装置(20)，其中所述固定件(80)经配置以便在垂直于所述可旋转靶材的轴向的方向上将所述遮蔽件(21)维持为距所述可旋转靶材(10)恒定的距离。4.如权利要求3所述的装置(20)，其中所述固定件(80)经配置以便在垂直于所述可旋转靶材的轴向的方向上将所述遮蔽件(21)维持为距所述可旋转靶材(10)从1.5mm至4.5mm的恒定距离(41)。5.如权利要求1至4中的任一项所述的装置(20)，其中所述遮蔽件(21)的重心在用于将所述遮蔽件连接至所述可旋转靶材的所述固定件(80)下方。6.如权利要求1至5中的任一项所述的装置(20)，所述装置进一步包括引导装置(90)，所述引导装置用于在垂直于所述遮蔽件的轴向的方向上稳定所述遮蔽件(21)。7.如权利要求6所述的装置(20)，其中所述引导装置(90)在对所述遮蔽件(21)的接触点处包括摩擦减小区段。8.如权利要求7所述的装置(20)，其中所述摩擦减小区段与所述遮蔽件(21)一起是可移动的。9.如权利要求1至8中的任一项所述的装置(20)，其中所述固定件(80)和/或所述引导装置(90)包括绝缘材料，并且其中所述绝缘材料任选地包括阻热塑料。10.如权利要求1至9中的任一项所述的装置(20)，其中所述固定件(80)包括用于使所述遮蔽件(21)悬空的PEEK环。11.一种可旋转靶材(10)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·吴尔斯特，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US