一种用于旋转靶材阴极的磁控管组件包括刚性支撑结构；磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到所述刚性支撑结构；和至少一个致动机构，所述至少一个致动机构耦接到所述刚性支撑结构并被配置以改变所述磁棒结构与可旋转靶筒的表面的距离。所述磁控管组件也包括位置指示机构，所述位置指示机构可操作以测量所述磁棒结构相对于所述可旋转靶筒的所述表面的位置。通信设备被配置以从所述磁控管组件的外部接收命令信号并将信息信号传输到所述磁控管组件的外部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】溅射装置相关申请的交叉参考本申请请求2013年3月I日提交的美国临时专利申请序列号61/771，460的权益，所述临时专利申请以引用的方式并入本文。专利技术背景旋转靶材的磁控管溅射是众所周知的并被广泛地用于在各种基板上产生各种薄膜。在旋转靶材磁控管溅射的最基本的形式中，要被溅射的材料被形成为管的形状或被粘附到由刚性材料制成的支撑管的外表面。磁控管组件被设置在管中并供应磁通量，所述磁通量渗透靶材，使得在靶材的外表面上有足够的磁通量。磁控管组件产生的磁场被设计，使得其保留从靶材发射的电子，以增加其将与工作气体电离碰撞的概率，从而提高溅射过程的效率。补偿靶材侵蚀效应正变得越来越重要，因为其有益于在更敏感的工艺条件下增大靶材厚度并操作溅射过程。对于较厚靶材的需求在很大程度上是受陶瓷靶材的制造成本驱动，但其也有利于在溅射镀敷器内具有更大库存的可用材料，以进行更长的涂覆活动。在更敏感的工艺条件下运行过程的需要受期望获得较高沉积速率、在反应模式溅射和/或精确地控制薄膜的化学性质驱动。某些材料(特别是陶瓷透明导电氧化物(TCO)材料)的靶材的制造成本比起原料的成本相对高昂。为了改善这些靶材的经济性，期望增加靶材材料的厚度。这样，靶材将具有显著更多可用材料，同时仅向靶材的总成本增加了最小的成本，因为制造成本并未显著变化。唯一显著成本增加是由于使用的额外原料。此外，较厚的靶材具有允许在靶材变化之间进行较长生产活动的额外益处。然而，过多地增大靶材厚度可导致使用标准磁控管组件时靶材表面上的磁通量不足。具有较高磁通量的磁控管设计最近已被引入，以提供较厚靶材所需的较高磁通量。在反应磁控管溅射的情况下，金属靶材是在含有反应性气体(例如氧气或氮气)的气氛中被溅射。溅射材料与反应性气体反应，以形成包括靶材材料和反应性气体的化合物的薄膜。反应性气体也与靶材表面反应，从而在靶材表面上形成反应的化合物。表面化合物大大降低烧蚀率。为了提高溅射效率，可仔细控制反应性气体的量，以最小化靶材表面反应，同时仍然实现所需的薄膜化学性质。在一些情况下，需要控制所述过程，使得薄膜的化学性质是亚化学计量。对工艺气体的这种精细控制使得过程对小扰动敏感。该行业在电力输送和工艺气体控制方面有相当大的技术进步，其最小化了许多工艺扰动。然而，几乎没有采取什么措施来最小化等离子体的磁约束的变化。随着靶材侵蚀，工作表面更接近磁组件且磁场变得更强。这改变了等离子体的约束，从而改变了溅射过程的动力学。这呈现出维持过程的长期稳定性的挑战。用于旋转阴极的典型磁控管组件包括附接到例如钢的导磁材料的磁轭的三行基本平行的磁铁，所述导磁材料帮助完成磁路。磁铁的磁化方向相对于溅射靶材的主轴为径向。中心行磁铁具有与两个外行磁铁相反的极性。内行磁铁和外行磁铁的磁通量通过在磁铁一侧上的导磁轭相连。在与磁轭相对的磁体的另一侧上，磁通量不包含在导磁材料中。因此，磁通量基本上无阻碍地渗透通过基本上非磁性的靶材。因此，两个弧形磁场被提供在靶材的工作表面上且接近所述工作表面。这些磁场保留电子并使电子在垂直于磁场线的方向上漂移，所述磁场线平行于磁铁的行。这就是所谓的ExB漂移。在普通的结构中，这个漂移路径也平行于靶材的主轴。另外，外行磁铁略比内行磁铁长，且与外行相同极性的另外的磁铁被放置在组件的末端在两个外行之间，从而创建漂移路径的所谓的“转回”区域。这具有连接两个漂移路径的效果，因此形成一个连续的卵形“跑道”漂移路径。这优化了电子的保留，因此，优化了溅射过程的效率。随着靶材侵蚀，工作表面更接近磁铁组件，且工作表面上磁场的强度以非线性方式增强。对于精确控制的过程，非常期望当靶材侵蚀时修改磁场，以便最小化过程的可变性，从而使得该过程在靶材寿命的过程中更容易控制。当靶材侵蚀时改变磁场的需要是众所周知的，且这种需要对于平面溅射阴极的情况已得以实现。然而，对用于旋转阴极的可调节磁控管的需要仍未得到满足，因为阴极的几何形状和机械结构使任务特别具有挑战性。专利技术概要—种用于旋转革El材阴极的磁控管组件包括:刚性支撑结构；磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到刚性支撑结构；和至少一个致动机构，所述至少一个致动机构耦接到刚性支撑结构并被配置以改变磁棒结构与可旋转靶筒的表面的距离。所述磁控管组件也包括位置指示机构，所述位置指示机构可操作以测量磁棒结构相对于可旋转靶筒的表面的位置。通信设备被配置以从磁控管组件的外部接收命令信号并将信息信号传输到磁控管组件的外部。附图简述图1是根据一个实施方案的用于可旋转靶材阴极的磁控管组件的透视图；图2是图1的磁控管组件的端视图；图3是图1的磁控管组件的侧视图；图4是沿图2的线4-4截取的磁控管组件的横截面侧视图；图5是沿图4的线5-5截取的磁控管组件的放大截面图；图6是沿图3的线6-6截取的磁控管组件的横截面端视图；图7是根据另一实施方案的可旋转靶材阴极中磁控管组件的横截面侧视图；图8是沿图7的线8-8截取的磁控管组件的放大截面图；图9是根据一个实施方案的溅射装置的局部横截面侧视图；和图10是根据另一实施方案的溅射装置的示意图。【具体实施方式】提供一种用于旋转阴极磁控管溅射的装置和技术，其解决当靶材侵蚀时溅射表面上磁场强度的变化，所述磁场强度的变化导致工艺条件的变化。通过磁补偿靶材侵蚀效应，本方法提高了工艺稳定性。在一些实施方案中，磁控管组件的位置的调整可通过推压弹簧加载机械结构的气动或液压压力进行。弹簧可推动磁控管组件朝向靶材工作表面的最接近距离或朝向靶材工作表面的最远距离，而气动或液压压力沿相反方向推压弹簧。所施加的压力将确定组件的位置。在这样的实施方案中，承压线可被设置在中央水管道中，磁控管组件通常被安装在中央水管道上。这个位置是有益的，因为水管保持静态。因此，在运动部件上不需要密封且可靠性得到了优化。在一个实施方案中，通过设置在靶材组件中的增压气瓶将能量提供到气动致动器。高压气瓶可例如为市售的二氧化碳(CO2)盒。在其它实施方案中，进行调整的运动可通过也可被设置在水管内的缆线来提供。在一个实例中，缆线可以是旋转式，例如在汽车的速度表中。在另一实例中，缆线可以是推/拉式，例如在自行车手制动缆线中。取决于所使用阴极的具体设计，本方法的一些实施方案可直接通过沿靶材组件的轴线设置在水管内的旋转或线性轴的方式来提供运动。轴通过空气-水密封(例如可旋转密封)从空气传递到水。在线性运动的情况下，运动可通过波纹管传递，所述波纹管提供了完全的空气-水分离并通过压缩或扩张波纹管来传送运动。[003当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁控管组件，其包括：刚性支撑结构；磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到所述刚性支撑结构；至少一个致动机构，所述至少一个致动机构耦接到所述刚性支撑结构并被配置以改变所述磁棒结构与可旋转靶筒的表面的距离；位置指示机构，所述位置指示机构可操作以测量所述磁棒结构相对于所述可旋转靶筒的所述表面的位置；和通信设备，所述通信设备被配置以从所述磁控管组件的外部接收命令信号并将信息信号传输到所述磁控管组件的外部。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DT克劳利，PL摩斯，JR杰曼，
申请(专利权)人：零件喷涂公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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