用于旋转式目标的末端块以及小于大气压的压力下的收集器和转子之间的电连接制造技术

提供一种用于旋转式溅射目标(1)的末端块(4)，例如，旋转式磁控溅射目标。溅射装置包括一个或多个末端块，电触头(例如导电刷)(18)则定位在真空区域(8)(相对于大气压下的区域(9))的末端块中的收集器(20)和转子(22)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术的示例性实施例涉及一种用于旋转式溅射目标的末端块，例如，旋转式磁控溅射目标。溅射装置被设计包括末端块，电触头(例如导电刷)则定位在真空区域(相对于大气压下的区域)中的收集器和转子之间，其被发现具有明显的优势。背景及
技术实现思路
作为本领域的已知技术，溅射是将层或涂层沉积到基板上，例如玻璃基板。例如，通过依次将多个不同的层溅射沉积在玻璃基板上，从而该基板上可沉积低辐射(low-E)涂层。作为示例，低辐射涂层可按顺序包括以下层：玻璃基板/二氧化锡/氧化锌/银/氧化锌，其中，银层为红外反射层，且金属氧化物层为介电层。在该示例中，可使用一个或多个锡(Sn)目标，溅射沉积二氧化锡基础层、可使用一个或多个含锌(Zn)目标，溅射沉积下一个氧化锌层，使用银目标，溅射沉积银层等。各目标的溅射在气体气氛的室中被执行(例如，锡和/或锌目标气氛中的氩和氧气体混合物)。用于说明溅射及装置的示例性参照包括美国专利文献Nos.8,192,598,6,736,948,5,427,665,5,725,746和2004/0163943，其全部内容被纳入此处作为参照。溅射目标(例如，圆柱形的旋转式磁控溅射目标)通常包括阴极管，其中为磁铁阵列。阴极管通常是由不锈钢制成。一般通过将目标材料喷涂、铸造或压制在不锈钢阴极管的外表面上，从而形成在管上。通常在管和目标之间提供结合或支持层，来提高目标材料与管的结合。各溅射室包括一个或多个目标，并包括一个或多个所述阴极管。阴极管可保持在负电位(例如，-200至–1500V)，并且可在旋转时被溅射。当目标旋转时，离子从溅射气体放电中被加速进入目标中，并驱逐，或溅射掉目标材料的原子。该原子然后与气体一起形成适当的化合物(例如，氧化锡)，该化合物被引至基板上，在基板上形成薄膜或层。除了基板上磁控沉积的涂层质量，磁控的可靠性、和可用性是一个问题。要考虑到所涉及过程的约束条件十分难。圆柱形的磁控溅射材料被传送越过目标，因此从旋转的目标管至基板上。为了进行涂层，该大块玻璃或目标管，作为例子，长度可以高达15英尺，且直径可高达6英寸或更高，重量可高达1700磅。另一个问题是，在溅射过程中溅射实际上削弱了目标管，因此使用寿命期间目标管不断改变形状。在一些情况下，溅射过程可能要求向目标施加非常高的交流或直流功率(例如，800安培的直流，150kW的交流)。该功率转移在目标管和周围的组件生产明显的热量，因此，为了确保适当的性能必须冷却，并避免失败的磁控。因此，已知的，以较高的压力和流速使水泵送穿过旋转的目标管中心，来冷却该目标。图1是示出旋转溅射目标和现有的末端块的侧视图。图1示出旋转目标1在一端上由末端块3支撑。末端块3可由溅射装置7中的溅射室8的壁或天花板5支撑和/或被附于其上。溅射室8的外部，溅射装置则在大气压9下。在图1中，参照符号9，示出大气压下的区域。高效及起作用的溅射需要溅射过程在真空或相对于大气较低的压力下被发生，如图1中的室8(除末端块3)在真空下，且压力低于大气压。旋转目标系统被设计具有强大的密封系统，包括密封件11和12，以防止压力或真空在低压区域8和大气压区域9之间泄漏。导电刷15被配置用来电接触，从而收集器和转子之间电连接。在图1的现有系统中，导电刷15提供位于大气压下的区域9中的收集器和转子之间的电连接。在此发现，新的设计包括将电触头(例如，导电刷)定位在真空区域中的收集器和转子之间(而不是图1中现有的大气压下的区域)，相比现有的设计提供了显着的优势。将转子和收集器的之间电连接移动到真空区域(压力小于大气压的区域)，例如，使转子和收集器都可有效地被冷却的结构(例如，水冷却)，令人惊讶地发现，其可使溅射速率被提高(例如，与图1的现有设计相比，令人惊讶地发现溅射率提高了20％)。旋转的溅射目标，类似磁控溅射目标，通常由两个末端块支撑–目标的两端各一个。用于支撑旋转目标的末端块中的一个或两个可根据本专利技术的示例性实施例被设计。在本专利技术的示例性实施例中，提供一种溅射装置，包括：至少一个末端块，用来支撑圆柱形的旋转式溅射目标的一端，所述末端块包括固定的导电收集器，以及在溅射操作期间与所述圆柱形的溅射目标一起旋转的旋转式导电转子；所述末端块还包括电力传输结构(例如导电刷)，位于所述固定的导电收集器和所述旋转式导电转子之间，使电力从所述收集器传输至所述转子；第一冷却区域，液体流动穿过其中，用来冷却所述固定的导电收集器，所述第一冷却区位于所述固定的导电收集器的至少一部分周围，并与所述固定的导电收集器为同轴；第二冷却区域，与所述第一冷却区域分开，液体流动穿过其中，用来冷却所述转子和目标，所述第二冷却区域至少部分地被所述转子包围，且其中，所述第二冷却区域中的所述液体至少以基本平行于所述转子和目标所旋转的轴的一个方向流动，其中，所述第一冷却区域中的所述液体围绕所述转子和目标所旋转的所述轴流动，且其中，溅射操作期间，所述电力传输结构、所述转子、和所述收集器，分别(部分或整体地)位于压力小于大气压的真空区域内(从而其之间的压力没有明显的区别)。除非另有说明或指示，当在此使用的“固定”涉及到元件被“固定”时，指的是在溅射操作过程中元件不与转子或目标管一起旋转。附图简要说明图1是示出旋转的溅射目标和现有的末端块的侧视图。图2是示出根据本专利技术的示例性实施例的旋转的溅射目标和末端块的侧视图。图3是示出根据本专利技术的示例性实施例的图2的末端块的横截面图。本专利技术示例性实施例的具体说明以下参照附图进行详细说明，附图中相同的参照符号表示相同的部件。图2是示出旋转的溅射目标和末端块的侧视图。末端块4用于阴极旋转器，其在溅射操作之前被放置在溅射装置中，然后溅射操作期间在溅射装置中被利用。图2示出旋转的圆柱形磁控目标1通过根据本专利技术的示例性实施例设计的末端块4被支撑在一端。图3是示出图2的末端块4的横截面图。末端块4可通过末端块支撑件16，由溅射装置10中的溅射室8的壁和/或天花板5支撑和/或被附于其上。在另一个优选的实施例中，末端块4可通过支撑件16被安装在阴极旋转器上并由其支撑，在溅射装置中选择性地使用，类似美国申请No.12/461,130中公开的旋转器，其全部内容被纳入此处作为参考。在溅射室8的外部，溅射装置在大气压9下。参照图2-3，参照符号9表示大气压，通常是天花板5以上的区域和/或室8外部的区域。高效及起作用的溅射需要溅射过程在真空或相对于大气较低的压力下被发生，在图2-3中，溅射室8(包括末端块4)在真空下且压力低于大气压。旋转目标系统被设计具有强大的密封系统，包括密封件，以防止压力或真空在低压区域8和大气压区域9之间泄漏。导电刷/触头18提供电接触，从而固定的导电收集器20和旋转的导电转子22之间的电连接，将大量的能量从收集器20转移到溅射过程所需的转子22和目标管/阴极1。功率(电流或电压)被施加或穿过导电末端块支撑件16，并穿过导电收集器20，其与与导电支撑件16(直接地或间接地)电连通。由此，固定的末端块支撑件16与固定的收集器20电连通，且电力通过固定的末端块支撑件16从室8外部被提供至收集器20。然后，电力通过触头，例如接触刷18或类似等，从固定的导电收集器20被传输至旋转的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射装置，包括：至少一个末端块，用来支撑圆柱形的旋转式溅射目标的一端，所述末端块包括固定的导电收集器，以及在溅射操作期间与圆柱形的所述溅射目标一起旋转的旋转式导电转子；所述末端块还包括电力传输结构，位于所述固定的导电收集器和所述旋转式导电转子之间，使电力从所述收集器传输至所述转子；第一冷却区域，液体流动穿过其中，用来冷却所述固定的导电收集器，所述第一冷却区域位于所述固定的导电收集器的至少一部分周围，并与所述固定的导电收集器为同轴；第二冷却区域，与所述第一冷却区域分开，液体流动穿过其中，用来冷却所述转子和目标，所述第二冷却区域至少部分地被所述转子包围，且其中，所述第二冷却区域中的所述液体至少以基本平行于所述转子和目标所旋转的轴的一个方向流动；其中，所述第一冷却区域中的所述液体围绕所述转子和目标所旋转的所述轴流动；且其中，溅射操作期间，所述电力传输结构、所述转子、和所述收集器，分别位于压力小于大气压的真空区域内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.13 US 14/153,6581.一种溅射装置，包括：至少一个末端块，用来支撑圆柱形的旋转式溅射目标的一端，所述末端块包括固定的导电收集器，以及在溅射操作期间与圆柱形的所述溅射目标一起旋转的旋转式导电转子；所述末端块还包括电力传输结构，位于所述固定的导电收集器和所述旋转式导电转子之间，使电力从所述收集器传输至所述转子；第一冷却区域，液体流动穿过其中，用来冷却所述固定的导电收集器，所述第一冷却区域位于所述固定的导电收集器的至少一部分周围，并与所述固定的导电收集器为同轴；第二冷却区域，与所述第一冷却区域分开，液体流动穿过其中，用来冷却所述转子和目标，所述第二冷却区域至少部分地被所述转子包围，且其中，所述第二冷却区域中的所述液体至少以基本平行于所述转子和目标所旋转的轴的一个方向流动；其中，所述第一冷却区域中的所述液体围绕所述转子和目标所旋转的所述轴流动；且其中，溅射操作期间，所述电力传输结构、所述转子、和所述收集器，分别位于压力小于大气压的真空区域内。2.根据权利要求1所述的溅射装置，其中，所述电力传输结构由一个或多个导电刷制备。3.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，所述电力传输结构的整体和所述转子的整体分别位于所述压力小于大气压的真空区域内。4.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，所述目标也整体位于所述压力小于大气压的真空区域内。5.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，所述收集器的整体位于所述压力小于大气压的真空区域内。6.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，末端块支撑件，从所述溅射装置的溅射室的天花板，来支撑所述末端块。7.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，所述第一冷却区域中的所述液体不与所述第二冷却区域中的所述液体混合。8.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，所述第一冷却区域中的所述液体包含水。9.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，所述第二冷却区域中的所述液体包含水。10.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置，其中，所述末端块和目标被安装在阴极旋转器上，选择性移动并用于所述溅射装置中的溅射操作。11.根据上述权利要求中任何一项所述的溅射装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉尔贝特·加兰，让菲利普·乌泽尔丁，盖伊·科曼斯，马塞尔·施洛雷贝格，
申请(专利权)人：佳殿欧洲责任有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU