專利名稱：用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材和濺射設(shè)備的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置，尤其涉及具有主體、用于從可旋轉(zhuǎn)靶材接收流體的第一流體導(dǎo)管和用于將流體提供至可旋轉(zhuǎn)靶材的第二流體導(dǎo)管的裝置。另外，本公開(kāi)涉及濺射設(shè)備，其包括用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用中，期望在襯底上沉積薄層。用于沉積薄層的已知技術(shù)具體是蒸發(fā)、化學(xué)氣相濺射和濺射沉積。舉例而言，濺射可用于沉積薄層，諸如金屬(例如鋁)或陶瓷的薄層。在濺射處理期間，通過(guò)在低壓下用典型惰性處理氣體的離子來(lái)轟擊靶材的表面，將涂布材料從由此材料組成的濺射靶材輸送至待涂布的襯底。離子由處理氣體的電子沖擊離子化來(lái)產(chǎn)生，且由作為濺射陰極操作的靶材與陽(yáng)極之間的高電壓降來(lái)加速。對(duì)靶材的轟擊導(dǎo)致該涂布材料原子或分子射出，這些原子或分子在與濺射陰極相對(duì)布置(例如，在該濺射陰 極下方)的襯底上累積為沉積薄膜。分段平面靶材、整體平面靶材和可旋轉(zhuǎn)靶材可用于濺射。由于陰極的幾何形狀和設(shè)計(jì)，可旋轉(zhuǎn)靶材通常比平面靶材具有更高的利用率和增長(zhǎng)的操作時(shí)間。因此，可旋轉(zhuǎn)靶材的使用通常延長(zhǎng)使用壽命且降低成本。通常由濺射設(shè)備的陰極驅(qū)動(dòng)單元來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)陰極。下文中，陰極驅(qū)動(dòng)單元也被分別稱為端塊和陰極驅(qū)動(dòng)塊。在濺射期間，陰極驅(qū)動(dòng)單元可旋轉(zhuǎn)地將運(yùn)動(dòng)傳遞至旋轉(zhuǎn)陰極。假定旋轉(zhuǎn)陰極的縱向延伸高達(dá)約4m且濺射設(shè)備的典型連續(xù)工作時(shí)間達(dá)若干大，則通常期望陰極驅(qū)動(dòng)單元的軸承在長(zhǎng)時(shí)間段上可靠地支撐重機(jī)械負(fù)載。通常在低壓或真空狀態(tài)下(即，在真空腔室中)執(zhí)行濺射。由于成本原因，陰極驅(qū)動(dòng)單元(尤其當(dāng)被布置在濺射設(shè)備的真空腔室內(nèi)時(shí))通常也被期望陰極驅(qū)動(dòng)單元具有低空間要求。因此，持續(xù)需要改良的陰極驅(qū)動(dòng)單元，尤其需要緊湊型陰極驅(qū)動(dòng)單元。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，提供了用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置、具有用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的至少一個(gè)裝置的沉積設(shè)備，以及一種用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的端塊。根據(jù)實(shí)施例，提供一種裝置，用于支撐在襯底上濺射材料的沉積設(shè)備的可旋轉(zhuǎn)靶材。該可旋轉(zhuǎn)靶材限定旋轉(zhuǎn)軸。該裝置包括主體、主體中的第一流體導(dǎo)管和主體中的第二流體導(dǎo)管。第一流體導(dǎo)管適于從可旋轉(zhuǎn)靶材接收流體，且第一流體導(dǎo)管定向在正交于旋轉(zhuǎn)軸的方向上。第二流體導(dǎo)管適于向可旋轉(zhuǎn)靶材提供該流體，且第二流體導(dǎo)管定向在正交于旋轉(zhuǎn)軸的方向上。第一流體導(dǎo)管和第二流體導(dǎo)管在旋轉(zhuǎn)軸的方向上延伸的投影平面上的投影彼此重疊。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于在襯底上濺射材料的沉積設(shè)備。該沉積設(shè)備包括用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的至少一個(gè)裝置，可旋轉(zhuǎn)靶材限定旋轉(zhuǎn)軸。該裝置包括主體、主體中的第一流體導(dǎo)管以及主體中的第二流體導(dǎo)管。第一流體導(dǎo)管適于從可旋轉(zhuǎn)靶材接收流體，且第一流體導(dǎo)管定向在正交于旋轉(zhuǎn)軸的方向上。第二流體導(dǎo)管適于向可旋轉(zhuǎn)靶材提供該流體，且第二流體導(dǎo)管定向在正交于旋轉(zhuǎn)軸的方向上。第一流體導(dǎo)管與第二流體導(dǎo)管在旋轉(zhuǎn)軸的方向上延伸的投影平面上的投影彼此重疊。根據(jù)實(shí)施例，提供一種用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的端塊，可旋轉(zhuǎn)靶材限定旋轉(zhuǎn)軸。該端塊包括主體；第一流體導(dǎo)管，其適于在第一軸向坐標(biāo)處與主體流體連接；以及至少一個(gè)第二流體導(dǎo)管，其適于在第二軸向坐標(biāo)處與主體流體連接。第一流體導(dǎo)管具有第一外徑。第一軸向坐標(biāo)和第二軸向坐標(biāo)之間的距離小于第一外徑。本發(fā)明的進(jìn)一步方面、優(yōu)點(diǎn)和特征結(jié)構(gòu)將由從屬權(quán)利要求、描述和附圖顯而易見(jiàn)。


將參照以下附圖，在典型實(shí)施例的以下描述中更詳細(xì)地描述上述實(shí)施例中的一些實(shí)施例，在附圖中圖I示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行·的軸的截面；圖2示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行的軸的截面；圖3示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行的軸的截面；圖4示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行的軸的截面；圖5示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行的軸的截面；圖6示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行的軸的截面；圖7示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行的軸的截面；圖8示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿與旋轉(zhuǎn)軸平行的軸的截面；圖9示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿旋轉(zhuǎn)軸的截面；圖10示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿旋轉(zhuǎn)軸的截面；圖11示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的沿圖9的線A-A'的截面；圖12示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的內(nèi)部的立體圖。圖13示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的內(nèi)部的立體圖。圖14示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的濺射設(shè)備的截面；圖15示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的濺射設(shè)備的截面；圖16示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的濺射設(shè)備的截面；圖式的組件無(wú)需相對(duì)于彼此按比例繪制。相同組件符號(hào)表示對(duì)應(yīng)類似部分。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參照各種實(shí)施例，這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例在各個(gè)附圖中示出。各示例以解釋說(shuō)明的方式提供，且其并非意謂本發(fā)明的限制。舉例而言，可將圖示或描述為一個(gè)實(shí)施例的部分的特征結(jié)構(gòu)用于其它實(shí)施例上或與其它實(shí)施例結(jié)合使用，來(lái)產(chǎn)生進(jìn)一步的實(shí)施例。本發(fā)明意圖包括此類修改和變化。濺射處理是原子因高能粒子對(duì)靶材的轟擊而從固態(tài)靶材材料噴射出來(lái)的處理。用刮削處的材料涂布襯底的處理通常涉及薄膜應(yīng)用。本文以同義的方式使用術(shù)語(yǔ)“涂布”和術(shù)語(yǔ)“沉積”。本文以同義的方式使用術(shù)語(yǔ)“濺射設(shè)備(sputtering installation) ”和“沉積設(shè)備(deposition apparatus) ”,且應(yīng)涵蓋使用派射來(lái)在襯底上沉積祀材材料(通常為薄膜)的設(shè)備。典型的靶材材料包括(但不限于)諸如鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)和金(Au)的純金屬，諸如鋁-鈮(AlNb)合金或鋁-鎳(AlNi)合金的金屬合金，諸如硅(Si)的半導(dǎo)體材 料和諸如氮化物、碳化物、鈦酸鹽類、硅酸鹽類、鋁酸鹽類等的介電材料，以及例如透明導(dǎo)電 氧化物(TCO)(諸如，摻雜雜質(zhì)的Zn。，例如ZnO:Al, AlZnO, In203、8n02和CdO,以及摻雜Sn的In2O3(ITO)和摻雜F的SnO2)等的氧化物。本文使用的術(shù)語(yǔ)“襯底”應(yīng)涵蓋非柔性襯底(例如，晶片或玻璃板)和柔性襯底(諸如，網(wǎng)和箔)兩者。代表性示例包括(但不限于)涉及以下的應(yīng)用半導(dǎo)體和介電材料和裝置、硅基晶片、平板顯示器(諸如，TFT)、屏蔽和過(guò)濾器、能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存器(諸如，光電電池、燃料電池和電池組)、固態(tài)照明(諸如，LED和0LED)、磁性和光學(xué)儲(chǔ)存器、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和納米電系統(tǒng)(NEMS)、微光和光機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)、微光和光電裝置、透明襯底、建筑用和汽車(chē)用玻璃、供金屬和聚合物箔和封裝所用的金屬化系統(tǒng)，以及微成型與納米成型。參照?qǐng)DI，解釋了關(guān)于用于支撐沉積設(shè)備的可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置的若干實(shí)施例。本文使用的術(shù)語(yǔ)“用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置”應(yīng)涵蓋適于機(jī)械地支撐可旋轉(zhuǎn)靶材、可旋轉(zhuǎn)地向可旋轉(zhuǎn)靶材傳遞運(yùn)動(dòng)且為可旋轉(zhuǎn)靶材提供冷卻劑的裝置。本文以同義的方式使用術(shù)語(yǔ)“用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置”、“端塊”、“陰極驅(qū)動(dòng)頭”和術(shù)語(yǔ)“陰極驅(qū)動(dòng)塊”。本文使用的術(shù)語(yǔ)“用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材的裝置”、“端塊”、“陰極驅(qū)動(dòng)頭”和“陰極驅(qū)動(dòng)塊”引港特別涵蓋向可旋轉(zhuǎn)靶材提供冷卻劑和/或電流，同時(shí)維持真空完整性和閉合的冷卻劑回路的裝置。本文使用的術(shù)語(yǔ)“可旋轉(zhuǎn)靶材”應(yīng)涵蓋任何陰極組件，該陰極組件適于可旋轉(zhuǎn)地安裝于濺射設(shè)備，且其包括適于受濺射的靶材結(jié)構(gòu)。本文使用的術(shù)語(yǔ)“可旋轉(zhuǎn)靶材”應(yīng)當(dāng)特別涵蓋磁性增強(qiáng)的陰極組件，這些磁性增強(qiáng)的陰極組件另外包括用于改良的濺射的內(nèi)部磁性構(gòu)件(例如，永久磁鐵)。下文也分別稱為可旋轉(zhuǎn)濺射陰極和旋轉(zhuǎn)陰極的可旋轉(zhuǎn)靶材可由靶材材料的空心圓柱形主體制成。這些旋轉(zhuǎn)靶材也稱為整體靶材且可通過(guò)鑄造或燒結(jié)靶材材料來(lái)制造。非整體的可旋轉(zhuǎn)靶材通常包括圓柱形可旋轉(zhuǎn)管(例如，背管)，其外表面施加有靶材材料層。在此可旋轉(zhuǎn)濺射陰極的制造中，可例如通過(guò)噴射或?qū)⒎勰╄T造或等壓按壓到背管的外表面上來(lái)施加靶材材料?；蛘?，可將靶材材料的空心圓筒(其也可稱為靶材管)布置并例如與銦一起結(jié)合至背管，以形成旋轉(zhuǎn)陰極。根據(jù)進(jìn)一步的替代方案，可對(duì)背管徑向向外提供未結(jié)合的靶材圓筒。為獲得增加的沉積速率，已提出使用磁性增強(qiáng)的陰極。也可將此狀況稱為磁控濺射?？砂ㄒ幌盗写盆F的磁性構(gòu)件可被布置于濺射陰極內(nèi)側(cè)(例如，背管內(nèi)側(cè)或整體靶材的內(nèi)側(cè))，且為磁性增強(qiáng)的濺射提供磁場(chǎng)。陰極通常為可繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，以便可將其相對(duì)于磁性構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)。操作中，未冷卻的磁鐵可變熱。這是因?yàn)榇盆F由以離子轟擊的靶材材料圍繞的事實(shí)。產(chǎn)生的碰撞導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)陰極的升溫。為使磁鐵保持在合適操作溫度，可提供靶材材料和磁鐵的冷卻。圖I示意性地圖示在沿平行于由可旋轉(zhuǎn)靶材(未圖示)限定的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的典型截面中的端塊100。在濺射期間，可旋轉(zhuǎn)靶材可繞旋轉(zhuǎn)軸50旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸50也形成端塊100的縱軸50且限定軸向。在此方面，參照旋轉(zhuǎn)軸50的方位來(lái)使用諸如“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“上方”、“下方”和“上”等的方向性術(shù)語(yǔ)。本文使用的術(shù)語(yǔ)“軸向”意 欲描述平行于旋轉(zhuǎn)軸50的方向。同樣地,本文使用的術(shù)語(yǔ)“徑向”意欲描述正交于旋轉(zhuǎn)軸50且從旋轉(zhuǎn)軸50向外延伸的方向。本文使用的術(shù)語(yǔ)“軸向坐標(biāo)”意欲描述沿旋轉(zhuǎn)軸50的方向的坐標(biāo)。通常由點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)軸50上的正交投影來(lái)給出點(diǎn)的軸向坐標(biāo)。同樣地，本文使用的術(shù)語(yǔ)“軸向距離”意欲描述沿旋轉(zhuǎn)軸50的方向的距離。較大的軸向坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)于至可旋轉(zhuǎn)靶材的較短軸向距離。本文使用的術(shù)語(yǔ)“軸向延伸”意欲描述沿旋轉(zhuǎn)軸50的方向的延伸。通常由部件的“最大軸向坐標(biāo)”與“最小軸向坐標(biāo)”之間的差給出部件的“軸向延伸”。根據(jù)實(shí)施例，端塊100具有基座主體110(通常為空心基座主體110)、第一流體導(dǎo)管131和第二流體導(dǎo)管132。本文使用的術(shù)語(yǔ)“流體導(dǎo)管”意欲分別描述適于承載流體流的流體通道和管。第一流體導(dǎo)管131和第二流體導(dǎo)管132經(jīng)定向而垂直于旋轉(zhuǎn)軸50。可旋轉(zhuǎn)靶材50通常被布置于主體110的上方用于濺射。在濺射期間，第二流體導(dǎo)管132向基座主體110的徑向向內(nèi)安置部分提供冷卻劑(通常為水)。通常，冷卻劑經(jīng)由基座主體110的向內(nèi)安置部分向上饋送至可旋轉(zhuǎn)靶材50，且從可旋轉(zhuǎn)靶材50經(jīng)由基座主體110的向內(nèi)安置部分向下饋送。第一流體導(dǎo)管131從基座主體110的徑向向內(nèi)安置部分接收變熱的冷卻劑。通常，第一流體導(dǎo)管131和第二流體導(dǎo)管132可為用于在濺射期間冷卻可旋轉(zhuǎn)靶材的閉合冷卻劑回路的部分。根據(jù)實(shí)施例，第一流體導(dǎo)管131與第二流體導(dǎo)管132在旋轉(zhuǎn)軸50的方向上延伸的投影平面60上的正交投影彼此重疊。換言之，在圖I的截面中，第一流體導(dǎo)管131在第一最小軸向坐標(biāo)X1與第一最大軸向坐標(biāo)X3之間延伸。在圖I的截面中，第二流體導(dǎo)管132在第二最小軸向坐標(biāo)X2與第二最大軸向坐標(biāo)X4之間延伸，其中第二最小軸向坐標(biāo)X2與第二最大軸向坐標(biāo)X4中的至少一者位于第一最小軸向坐標(biāo)X1與第一最大軸向坐標(biāo)X3之間。這意謂著滿足條件X1 < X4 < X3與X1 < X2 < X3中的至少一個(gè)條件。通過(guò)以此方式布置第一流體導(dǎo)管131和第二流體導(dǎo)管132，導(dǎo)致端塊100的緊湊且減少空間的設(shè)計(jì)。因而，可減少沉積設(shè)備的處理腔室內(nèi)的空間且進(jìn)而可減少成本。圖2示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的沿平行于可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的端塊100的截面。圖2的端塊100類似于圖I的端塊100。圖2中大部分組件類似于圖I中的對(duì)應(yīng)組件。為清晰起見(jiàn)，用相同的對(duì)應(yīng)組件符號(hào)代表這些這些組件。
根據(jù)實(shí)施例，第一流體導(dǎo)管131從旋轉(zhuǎn)軸50向外徑向延伸。在圖2中，這由第一流體導(dǎo)管131的第一縱軸51來(lái)示出，該第一縱軸51定向在徑向上。在這些實(shí)施例中，第二流體導(dǎo)管132包括通常平行于第一縱軸51的第二縱軸52。根據(jù)實(shí)施例，第二流體導(dǎo)管132從旋轉(zhuǎn)軸50向外徑向延伸。在這些實(shí)施例中，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸50，第二流體導(dǎo)管132的第二縱軸52為徑向，且第一縱軸51通常平行于第二縱軸52。第一流體導(dǎo)管131和第二流體導(dǎo)管132以及第一流體通道131和第二流體通道132通常分別為管狀。在該情況下，在平行于旋轉(zhuǎn)軸50的截面中，各個(gè)外邊界為圓形。然而，在平行于旋轉(zhuǎn)軸50的截面中，第一流體導(dǎo)管131和/或第二流體導(dǎo)管132也可形成為橢圓或多邊形。在這些截面中，縱軸51和縱軸52通常經(jīng)過(guò)各個(gè)流體導(dǎo)管的面積的中心。根據(jù)實(shí)施例，如圖2中所示，第一縱軸51與第二縱軸52彼此平行。注意，第二縱軸52指向所示的截面，且第一縱軸51指向離開(kāi)所示的截面。此狀況對(duì)應(yīng)于濺射期間經(jīng)由 第一流體導(dǎo)管131和第二流體導(dǎo)管132的典型流向。圖3示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的沿平行于可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的端塊100的截面。圖3的端塊100類似于圖I和圖2的端塊100。根據(jù)實(shí)施例，第二最小軸向坐標(biāo)X2和第二最大軸向坐標(biāo)X4位于第一最小軸向坐標(biāo)X1與第一最大軸向坐標(biāo)X3之間。此狀況意謂這兩個(gè)條件X1 < X4 < X3與X1 < X2 < X3都得以滿足。換言之，第二導(dǎo)管132在投影平面60上的投影完全位于第一導(dǎo)管131在投影平面60上的投影中。根據(jù)實(shí)施例，第一流體導(dǎo)管131與第二流體導(dǎo)管132的截面積實(shí)質(zhì)上相等。因而，當(dāng)提供相同量的冷卻劑流入和冷卻劑流出時(shí)，導(dǎo)管131與導(dǎo)管132中的流體流量實(shí)質(zhì)上相
坐寸ο圖4示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的沿平行于可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的端塊100的截面。圖4的端塊100類似于圖I至圖3中的端塊100。根據(jù)實(shí)施例，圖4的端塊100進(jìn)一步包括第三流體導(dǎo)管133，其在主體110中用于可旋轉(zhuǎn)靶材的流體支撐。第三導(dǎo)管133經(jīng)定向而正交于旋轉(zhuǎn)軸50，且第一流體導(dǎo)管131與第三流體導(dǎo)管133在投影平面60上的投影彼此重疊。在圖4所圖示的實(shí)施例中，第三流體導(dǎo)管133的投影位于第一流體導(dǎo)管131的投影內(nèi)。換言之，在圖4的截面中，第三流體導(dǎo)管133在第三最小軸向坐標(biāo)X5與第三最大軸向坐標(biāo)X6之間延伸，其中兩個(gè)條件X1 < X5 < X3與X1 < X6 < X3都得到滿足。通常，第三導(dǎo)管133也適于向基座主體110的徑向向內(nèi)安置部分提供冷卻劑。另外，第三導(dǎo)管133的第三縱軸53通常也平行于第一縱軸51和第二縱軸52中的至少一者。根據(jù)實(shí)施例，第二流體導(dǎo)管132的截面積與第三流體導(dǎo)管133的截面積之和大致與第一流體導(dǎo)管131的截面積匹配。因而，在冷卻劑提供導(dǎo)管132和冷卻劑提供導(dǎo)管133之中的平均流體速度大致與冷卻劑排出導(dǎo)管131相同。在使用兩個(gè)冷卻劑提供導(dǎo)管132和133與一個(gè)中央冷卻劑排出導(dǎo)管131的情況下，可實(shí)現(xiàn)特別緊湊的端塊100。根據(jù)實(shí)施例，第二縱軸52和第三縱軸53布置在正交于旋轉(zhuǎn)軸50的虛擬平面70中。這也有助于實(shí)現(xiàn)特別緊湊的端塊100。另外，第一縱軸51也可布置于平面70中。圖5示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的沿平行于可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的端塊100的截面。圖5的端塊100類似于圖I至圖4的端塊100。根據(jù)實(shí)施例，圖4的端塊100進(jìn)一步包括用于向可旋轉(zhuǎn)靶材提供適當(dāng)電壓的至少一個(gè)電觸點(diǎn)135(通常為若干滑動(dòng)電觸點(diǎn)135)，以使得在濺射期間可將可旋轉(zhuǎn)靶材作為陰極來(lái)操作。為確保端塊100的緊湊設(shè)計(jì)，至少一個(gè)電觸點(diǎn)135具有最大軸向坐標(biāo)x8。最大軸向坐標(biāo)X8通常小于第一最大軸向坐標(biāo)X3與第一流體導(dǎo)管的第一軸向延伸(I1的一半之和，即x8 < x3+0. 5*4 = I. 5x3-0. 5*x10在管狀流體導(dǎo)管131的情況下，第一軸向延伸Cl1也稱為第一直徑屯。圖6示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的端塊100的沿平行于可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的截面。圖6的端塊100類似于圖I至圖5的端塊100。根據(jù)實(shí)施例，圖6的端塊100進(jìn)一步包括電源連接器136，其中第一流體導(dǎo)管131與電源連接器136在投影平面60上的投影彼此重疊。換言之，在圖6的截面中，電源連接器136在第四最小軸向坐標(biāo)X9與第四最大軸向坐標(biāo)X1CI之間延伸，其中第四最小軸向坐標(biāo)X9和第四最大軸向坐標(biāo)X1CI中的至少一者位于第一最小軸向坐標(biāo)X1與第一最大軸向坐標(biāo)X3之間。通常，電源連接器136在投影平面60上的投影完全位于第一流體導(dǎo)管131在投影平面60上的投影內(nèi)，即X1 < X9 < X3且
X1 ( X10 ( x3。
根據(jù)實(shí)施例，主體110由導(dǎo)電材料制成，通常為例如鋼的金屬。因而，用于可旋轉(zhuǎn)靶材的電流可從電源連接器136流出，經(jīng)由基座主體110，流至一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)電觸點(diǎn)135。另外，使用鋼作為基座主體110的材料確保高機(jī)械穩(wěn)定性。參照?qǐng)D7和圖8描述了緊湊端塊100的進(jìn)一步實(shí)施例。圖7示意性地圖示沿平行于可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的端塊100的截面的實(shí)施例。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100包括主體110、具有第一外徑Cl1的第一流體導(dǎo)管131和至少一個(gè)第二流體導(dǎo)管132。第一流體導(dǎo)管131適于在第一軸向坐標(biāo)S1處與主體110流體連接，且第二流體導(dǎo)管132適于在第二軸向坐標(biāo)&2處與主體110流體連接。介于第一軸向坐標(biāo)與第二軸向坐標(biāo)&2之間的距離d小于第一外徑屯。分別由縱軸51的軸向坐標(biāo)和縱軸52的軸向坐標(biāo)來(lái)限定軸向坐標(biāo)B1和軸向坐標(biāo)a2。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100進(jìn)一步包括至少一個(gè)電觸點(diǎn)135 (通常為若干滑動(dòng)電觸點(diǎn)135)，電觸點(diǎn)135具有距第一縱軸51的最大軸向距離dmax，最大軸向距離dmax小于第一外徑(I1的兩倍,通常小于第一外徑屯。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100進(jìn)一步包括具有第四最小軸向坐標(biāo)X9和第四最大軸向坐標(biāo)Xltl的至少一個(gè)電源連接器136。第四最小軸向坐標(biāo)X9和/或第四最大軸向坐標(biāo)X1(!位于第一軸向坐標(biāo)S1與第一外徑(I1的一半的差,和第一軸向坐標(biāo)％與第一外徑Cl1的一半的和之間。通常，第四最小軸向坐標(biāo)X9與第四最大軸向坐標(biāo)X10兩者位于這些邊界內(nèi)，即a「0. 5*4 ^ X9 < X10 ( a^O. 5*屯。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100包括兩個(gè)第二流體導(dǎo)管132。圖8示意性地圖示沿平行于可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的方向的端塊100的截面的實(shí)施例。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100包括主體110、適于與主體Iio流體連接的至少一個(gè)第二流體導(dǎo)管132以及適于與主體110流體連接且具有第一外徑屯的第一流體導(dǎo)管131。第一流體導(dǎo)管131和至少一個(gè)第二流體導(dǎo)管132可布置在垂直于旋轉(zhuǎn)軸50的第一虛擬平面61與垂直于旋轉(zhuǎn)軸50的第二虛擬平面62之間，其中第一平面61與第二平面62之間的距離D小于第一外徑Cl1的兩倍。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100進(jìn)一步包括至少一個(gè)電觸點(diǎn)135,通常為布置于第一平面61與第二平面62之間的若干滑動(dòng)電觸點(diǎn)135。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100進(jìn)一步包括布置于第一平面61與第二平面62之間的軸向中的至少一個(gè)電源連接器136。通常，至少一個(gè)電源連接器136可布置于至少一個(gè)電觸點(diǎn)135下方。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊100包括兩個(gè)第二流體導(dǎo)管132。 圖9示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的沿可旋轉(zhuǎn)靶材的旋轉(zhuǎn)軸50的端塊100的截面。圖I至圖8所圖示的截面可對(duì)應(yīng)于沿圖9中的線B-B’的截面，線B-B’正交于圖9的截面。因此，參照?qǐng)DI至圖8所闡釋的實(shí)施例可與圖9的實(shí)施例結(jié)合。通常，端塊100包括外殼。在圖標(biāo)截面中，僅圖示外殼的下部壁126和上部壁127的部分。在濺射期間，外殼通常相對(duì)于其中執(zhí)行濺射的處理腔室不旋轉(zhuǎn)。處理腔室通常為低壓腔室并且以下也稱為真空腔室。外殼可(例如)附接于處理腔室的壁。為穩(wěn)定性的原因，外殼通常由金屬制成，例如鋼、不銹鋼或鋁。根據(jù)實(shí)施例，端塊100具有剛性連接至外殼的下部壁126的空心基座主體110。因而，在濺射期間，基座主體110通常相對(duì)于處理腔室也不旋轉(zhuǎn)。換言之，基座主體110通?？蓜傂赃B接至沉積設(shè)備的非旋轉(zhuǎn)部分。根據(jù)實(shí)施例，與旋轉(zhuǎn)軸50同軸的圓柱形空腔113形成于基座主體110中。也可將圓柱形空腔稱為基座主體110的徑向向內(nèi)安置部分。根據(jù)實(shí)施例，冷卻劑管114可同軸地插入圓柱形空腔113之中。另外，通常在冷卻劑管114與基座主體110的內(nèi)壁之間形成空心圓柱形間隙115。冷卻劑管114和間隙115可與冷卻劑(例如，水)一起用于支撐旋轉(zhuǎn)靶材。通常，冷的冷卻劑在間隙115中向上流動(dòng)，而變熱的冷卻劑在冷卻劑管114中向下流動(dòng)。也可使冷卻劑的流向反向。根據(jù)實(shí)施例，軸承系統(tǒng)149可布置于基座主體110周?chē)?。軸承系統(tǒng)149通常與旋轉(zhuǎn)軸50同軸。通常，在濺射期間，軸承系統(tǒng)149適于承載由可旋轉(zhuǎn)靶材的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的徑向負(fù)載和軸向負(fù)載兩者。通常，軸承系統(tǒng)149包括至少一個(gè)錐形滾軸軸承，例如一個(gè)或兩個(gè)環(huán)狀錐形滾軸軸承。錐形滾軸軸承支撐徑向負(fù)載和軸向負(fù)載兩者，且由于較大的接觸面積，故通?？赡艹休d比例如球狀軸承更高的負(fù)載。根據(jù)實(shí)施例，轉(zhuǎn)子120可布置于軸承系統(tǒng)149周?chē)?。轉(zhuǎn)子120處于適于接收旋轉(zhuǎn)靶材的外殼外側(cè)的上部。因而，可使旋轉(zhuǎn)靶材繞旋轉(zhuǎn)軸50旋轉(zhuǎn)。通常，轉(zhuǎn)子120為旋轉(zhuǎn)靶材提供機(jī)械支撐，即在濺射期間，轉(zhuǎn)子120通常承載旋轉(zhuǎn)靶材且向旋轉(zhuǎn)靶材傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在不旋轉(zhuǎn)的基座主體110周?chē)贾眠m于機(jī)械地支撐旋轉(zhuǎn)靶材的轉(zhuǎn)子120，從而導(dǎo)致端塊100的緊湊并減少空間的設(shè)計(jì)。因而，可減少處理腔室內(nèi)的空間且進(jìn)而可降低成本。根據(jù)實(shí)施例，轉(zhuǎn)子120包括軸承外殼123，軸承外殼123布置于軸承系統(tǒng)149周?chē)疫B接至軸承系統(tǒng)149。與旋轉(zhuǎn)軸50正交且經(jīng)過(guò)軸承系統(tǒng)149的典型截面可顯示軸承外殼123、冷卻劑管114和基座主體110的環(huán)狀截面。根據(jù)實(shí)施例，齒輪151可布置于軸承外殼123的周?chē)夜潭ㄖ凛S承外殼123，以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至轉(zhuǎn)子120。通常，齒輪151可固定于軸承外殼123的下部(如圖I中所示)或中部。這例如可經(jīng)由皮帶來(lái)促進(jìn)齒輪151與穿過(guò)外殼的旋轉(zhuǎn)電傳動(dòng)之間的機(jī)械耦合。根據(jù)實(shí)施例，靶材凸緣121可布置于軸承外殼123上且真空密封地安裝于軸承外殼123上。通常，O型環(huán)密封件13可布置于軸承外殼123與靶材凸緣121之間。由于靶材凸緣121和軸承外殼123通常不可旋轉(zhuǎn)地彼此耦接，所以可通過(guò)旋轉(zhuǎn)電傳動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)安裝在靶材凸緣121頂部的可旋轉(zhuǎn)靶材。在濺射期間，至少靶材凸緣121的上部或靶材凸緣121通常布置于外殼外側(cè)，即處于低壓或真空環(huán)境中。與此不同，通常外殼的內(nèi)部空間處于正常壓力。根據(jù)實(shí)施例，為避免氣體的交換，密封件托架124被真空密封地布置于外殼的上部壁127與轉(zhuǎn)子120之間。在典型實(shí)施例中，滑動(dòng)環(huán)狀真空密封件118被布置于密封件托架124與軸承外殼123之間。密封件托架124也可以被附接于軸承外殼123，且滑動(dòng)環(huán)狀真空密封件可以被布置于密封件托架124與外殼的上部壁127之間。根據(jù)實(shí)施例，可在靶材凸緣121與基座主體110之間布置兩個(gè)環(huán)狀滑動(dòng)密封件117 (例如流體密封件117)。使用至少一個(gè)環(huán)狀滑動(dòng)流體密封件分別避免了冷卻劑、軸承潤(rùn)滑脂和真空潤(rùn)滑劑的交換。因而，保護(hù)軸承系統(tǒng)149免受冷卻劑的滲入的影響。另外，可避免潤(rùn)滑脂滲入冷卻系統(tǒng)。·
根據(jù)實(shí)施例，可在轉(zhuǎn)子120的下端將電流收集板122安裝至軸承外殼123，S卩，與靶材凸緣121相對(duì)。通常在正交于旋轉(zhuǎn)軸50的截面中，電流收集板122也具有環(huán)狀外形。通常，電流收集板122被用于將電流傳輸至可旋轉(zhuǎn)靶材。根據(jù)實(shí)施例，垂直于旋轉(zhuǎn)軸50定向的絕緣板116通常用螺釘204固定至基座主體110的下部119。因而，端塊100的內(nèi)部部分對(duì)外殼絕緣且不可旋轉(zhuǎn)地安裝至外殼。根據(jù)實(shí)施例，在電流收集板122與基座主體110的下部119之間實(shí)現(xiàn)冷卻劑供給和電氣支撐。滑動(dòng)電觸點(diǎn)135可布置于基座主體110上，且與電流收集板122接觸。在圖9的截面中，僅圖示用于接收冷卻劑且形成第一流體導(dǎo)管131的管131。通常，也提供一個(gè)或兩個(gè)冷卻劑排出管，但在圖9的截面中看不見(jiàn)。參照?qǐng)D11，更詳細(xì)地闡釋了冷卻劑支撐。圖10示意性地圖示沿旋轉(zhuǎn)軸50安裝至端塊的靶材凸緣121的可旋轉(zhuǎn)靶材10的截面。根據(jù)實(shí)施例，靶材凸緣121和可旋轉(zhuǎn)靶材10彼此同軸。通常，可旋轉(zhuǎn)靶材10包括背管11和安置到背管11上的靶材管12。本文使用的術(shù)語(yǔ)“靶材管”應(yīng)涵蓋適于受濺射的材料的任何殼體，其特別形成為空心圓柱。靶材管的支撐可包括機(jī)械支撐、提供電觸點(diǎn)和提供靶材管與可供選擇的磁鐵的冷卻。或者，可旋轉(zhuǎn)靶材也可為整體靶材。在此情況下，可旋轉(zhuǎn)靶材的形狀可類似于圖2中所示的可旋轉(zhuǎn)靶材10的形狀。在此情況下，圖標(biāo)的鄰接區(qū)域11和12通常形成相同材料的簡(jiǎn)單連接的區(qū)域。可旋轉(zhuǎn)靶材的支撐可包括機(jī)械支撐、提供電觸點(diǎn)和提供靶材管與可供選擇的磁鐵的冷卻中的至少一者。通常，可使用環(huán)狀?yuàn)A具15將可旋轉(zhuǎn)靶材10裝配于靶材凸緣121的上部，環(huán)狀?yuàn)A具15將可旋轉(zhuǎn)靶材10按壓到靶材凸緣121上。通常，O型環(huán)密封件13a分別布置于靶材凸緣121與背管11和可旋轉(zhuǎn)靶材10的鄰接部分之間。因此，可旋轉(zhuǎn)靶材10可真空密封地安裝至靶材凸緣121。根據(jù)實(shí)施例，可旋轉(zhuǎn)靶材10可真空密封地安裝至靶材凸緣121的上部。這通常由環(huán)狀密封件(未圖示)來(lái)達(dá)成。因而，可防止流體滲漏至低壓處理腔室。
根據(jù)實(shí)施例，可旋轉(zhuǎn)靶材10包括管狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)16，管狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)16液體密封地安裝于端塊的冷卻劑管114上，冷卻劑管114用于冷卻可旋轉(zhuǎn)靶材10，尤其是提供于可旋轉(zhuǎn)靶材10內(nèi)側(cè)的可供選擇的磁鐵(未圖示)。為了在濺射期間將可旋轉(zhuǎn)靶材10作為陰極操作，通常也經(jīng)由靶材凸緣121提供用于可旋轉(zhuǎn)靶材10的至少一個(gè)電源(未圖示)。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，靶材凸緣與軸承外殼兩者都由導(dǎo)電材料(例如，鋼)制成。在這些實(shí)施例中，電流可從電流收集板流出，經(jīng)軸承外殼和靶材凸緣到達(dá)可旋轉(zhuǎn)靶材。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，靶材凸緣適于機(jī)械地支撐可旋轉(zhuǎn)靶材。另外，通常經(jīng)由靶材凸緣提供用于靶材管的冷卻劑和電源。圖11示意性地圖示端塊100沿圖9的線A-A’的截面。這表示圖9的截面穿過(guò)主 體Iio的下部119。通常，端塊100包括冷卻劑排出管131，其形成用于從可旋轉(zhuǎn)靶材接收流體的第一流體導(dǎo)管131。端塊100進(jìn)一步包括第二冷卻劑供應(yīng)管132和第三冷卻劑供應(yīng)管133，其分別形成用于將流體提供至可旋轉(zhuǎn)靶材的第二流體導(dǎo)管132和第三流體導(dǎo)管133。冷卻劑排出管131、冷卻劑供應(yīng)管132、133在正交于旋轉(zhuǎn)軸50的方向上經(jīng)基座主體110中的各別空隙供給。通常，冷卻劑排出管131、冷卻劑供應(yīng)管132、133彼此平行。冷卻劑排出管131通向冷卻劑管114的開(kāi)口，且冷卻劑供應(yīng)管132、133通向在基座主體110與冷卻劑管114之間形成的環(huán)狀冷卻劑間隙115。如實(shí)箭頭所示，可將諸如水的冷卻劑提供至供應(yīng)管132。在濺射期間，冷卻劑通常流經(jīng)供應(yīng)管132，且在冷卻劑間隙115中向上流至可旋轉(zhuǎn)靶材。變熱的冷卻劑的回流通常如虛箭頭所示，向下經(jīng)過(guò)冷卻劑管114，且經(jīng)由排出管131徑向排出。因而，可以對(duì)可旋轉(zhuǎn)靶材提供閉合冷卻劑回路。根據(jù)實(shí)施例，使閉合冷卻劑回路中的流向反向。在這些實(shí)施例中，端塊100包括冷卻劑管131和兩個(gè)冷卻劑管132、133，冷卻劑管131形成用于將流體提供至可旋轉(zhuǎn)靶材的第二流體導(dǎo)管，而兩個(gè)冷卻劑管132、133分別形成用于從可旋轉(zhuǎn)靶材接收流體的兩個(gè)第一流體導(dǎo)管。通常，在這些實(shí)施例中，第二流體導(dǎo)管從旋轉(zhuǎn)軸50向外徑向延伸。根據(jù)實(shí)施例，在冷卻劑排出管131和/或冷卻劑供應(yīng)管132、133的徑向遠(yuǎn)端處形成作為用于連接外部流體供給線的流體轉(zhuǎn)接器。通常，基座主體110的向外徑向安置部分中包括用于將基座主體110的下部119固定(通常為螺紋固定)至絕緣板的通孔。圖12示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的端塊100的內(nèi)部部分的立體圖。沿旋轉(zhuǎn)軸50的截面圖通常類似于圖9的截面。根據(jù)實(shí)施例，端塊100包括具有圓柱形空腔113的空心主體110，圓柱形空腔113與旋轉(zhuǎn)軸50同軸布置。冷卻劑管114同軸地插入圓柱形空腔113之中。因而，通常在冷卻劑管114與基座主體110的內(nèi)壁之間形成空心圓柱形間隙115。用于接收流體管的三個(gè)空隙被布置在主體110的下部119中。第一管131被插入徑向布置的空隙中。第一管131通向冷卻劑管114的內(nèi)部空間，且形成用于從冷卻劑管114的內(nèi)部空間接收冷卻劑的第一流體導(dǎo)管131。第二管132被饋送到第二空隙208中。第二管132形成用于向間隙115提供冷卻劑的第二流體導(dǎo)管132。另外，第三管(未圖示)通常被饋送到第三空隙209中。第三管形成用于向間隙115提供冷卻劑的第三流體導(dǎo)管132。因而，如參照?qǐng)D10所闡釋，可以由閉合冷卻劑回路中的冷卻劑來(lái)支撐安裝于主體110上的可旋轉(zhuǎn)靶材。根據(jù)實(shí)施例，滑動(dòng)電觸點(diǎn)135被插入在下部119的頂部的孔中。另外，電源連接器136被布置于下部119中，且在滑動(dòng)電觸點(diǎn)135下方。根據(jù)實(shí)施例，主體110的下部119包括通孔207，穿過(guò)通孔207可將主體110螺紋固定到絕緣板116上。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，第一流體導(dǎo)管、第二流體導(dǎo)管、第三流體導(dǎo)管、電源連接器和滑動(dòng)電觸點(diǎn)被布置在虛擬圓盤(pán)中，虛擬圓盤(pán)經(jīng)定向而垂直于旋轉(zhuǎn)軸，且虛擬圓盤(pán)具有沿旋轉(zhuǎn)軸方向的延伸，該延伸低于第一流體導(dǎo)管沿旋轉(zhuǎn)軸方向的延伸的兩倍。通常，虛擬圓盤(pán)的軸向延伸低于第一流體導(dǎo)管的軸向延伸的I. 5倍。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，基座主體的下部為環(huán)狀主體，且包括第一流體導(dǎo)管和至少一個(gè)第二流體導(dǎo)管。環(huán)狀主體經(jīng)定向而垂直于旋轉(zhuǎn)軸，且其具有沿旋轉(zhuǎn)軸方向的延伸，該延伸低于第一流體導(dǎo)管沿旋轉(zhuǎn)軸方向的延伸的兩倍。通常，環(huán)狀主體的軸向延伸低于第一流體導(dǎo)管的軸向延伸的I. 5倍。第一流體導(dǎo)管和至少一個(gè)第二流體導(dǎo)管正交于旋轉(zhuǎn)軸。通常，在基座主體的下部提供電源連接器，且在環(huán)狀主體上布置至少一個(gè)滑動(dòng)電觸點(diǎn)。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，主體由諸如鋼的導(dǎo)電材料制成。因而,達(dá)成主體的充分的機(jī)械穩(wěn)定性。另外,可經(jīng)由主體的材料將滑動(dòng)電觸點(diǎn)與電源連接器·電氣連接。圖13示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的端塊100的內(nèi)部部分的立體圖。通常，沿旋轉(zhuǎn)軸50的截面圖類似于圖9的截面。根據(jù)實(shí)施例，端塊100包括具有圓柱形空腔113的空心主體110，圓柱形空腔113與旋轉(zhuǎn)軸50同軸布置。冷卻劑管114同軸地插入圓柱形空腔113之中。因而，通常在冷卻劑管114與基座主體110的內(nèi)壁之間形成空心圓柱形間隙115。三個(gè)管131、132和133以及空隙布置在主體110的下部119中，用于接收流體管。在徑向布置的空隙中，第一管131被饋送經(jīng)過(guò)流體轉(zhuǎn)接器方塊106。第一管131徑向地通向冷卻劑管114的內(nèi)部空間，且形成用于從冷卻劑管114的內(nèi)部空間接收冷卻劑的第一流體導(dǎo)管131。第二管132和第三管133插入流體轉(zhuǎn)接器方塊106中且通向間隙115。第二管132和第三管133分別形成用于向間隙115提供冷卻劑的第二流體導(dǎo)管132和第三流體導(dǎo)管133。因而，如參照?qǐng)D10所闡釋，可用閉合冷卻劑回路中的冷卻劑來(lái)支撐安裝于主體110上的可旋轉(zhuǎn)靶材。通常，第一流體導(dǎo)管131、第二流體導(dǎo)管132和第三流體導(dǎo)管133大體上彼此平行。根據(jù)實(shí)施例，絕緣的馬蹄鐵形導(dǎo)體主體138可部分地布置于主體110的徑向向內(nèi)安置部分105和流體轉(zhuǎn)接器方塊106周?chē)?。絕緣的馬蹄鐵形導(dǎo)體主體138可形成主體110的一部分。根據(jù)實(shí)施例，滑動(dòng)電觸點(diǎn)135可布置穿過(guò)馬蹄鐵形導(dǎo)體主體138的導(dǎo)電主體139上的孔隙。另外，可在導(dǎo)體主體138上安裝兩個(gè)電源連接器136。根據(jù)實(shí)施例，絕緣的馬蹄鐵形導(dǎo)體主體138包括通孔207，主體110可穿過(guò)通孔207螺紋固定到絕緣板116上。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，可在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的第一平面與垂直于旋轉(zhuǎn)軸的第二平面之間布置第一流體導(dǎo)管、第二流體導(dǎo)管、第三流體導(dǎo)管、電源連接器和滑動(dòng)電觸點(diǎn)，其中第一平面與第二平面之間的距離小于第一流體導(dǎo)管在旋轉(zhuǎn)軸方向上的延伸的兩倍(通常小于約I. 5倍)。圖14示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的沿旋轉(zhuǎn)軸50的濺射設(shè)備200的截面。濺射發(fā)備200通常包括由壁231和壁232形成的處理腔室220。因而，根據(jù)典型實(shí)施例，陰極、靶材或背管的軸50基本上平行于附接端塊100的壁231。因而，實(shí)現(xiàn)陰極的偶入(drop-in)設(shè)置。根據(jù)實(shí)施例，如參照上述圖式所闡釋，至少一個(gè)端塊100被安裝在處理腔室220中，以使得端塊100的基座主體110相對(duì)于處理腔室220的壁231不可旋轉(zhuǎn)。通常經(jīng)由絕緣板116將基座主體110固定于處理腔室220的擋板或門(mén)230。在濺射期間，擋板或門(mén)230關(guān)閉。因此，在濺射期間，通?；黧w110是固定的，至少是不可旋轉(zhuǎn)的。或者，可將外殼125直接固定于處理腔室220的壁231。根據(jù)實(shí)施例，經(jīng)由安裝支撐件152將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)150 (通常為電驅(qū)動(dòng))布置于處理腔 室220外側(cè)。然而，也可將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)150置放于外殼125內(nèi)。通常，在濺射期間，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)150可經(jīng)由其電機(jī)軸154、與電機(jī)軸154連接的小齒輪153、繞小齒輪153環(huán)繞的鏈或齒形帶(未圖示)以及附接至轉(zhuǎn)子120的軸承外殼123的齒輪151來(lái)驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)靶材10。通常，冷卻劑支撐管134和/或電氣支撐線134可從冷卻劑供給和排出單元130和/或電氣支撐單元130經(jīng)由外殼125饋送至處理腔室220的外側(cè)。通常，由以懸臂式的方式布置于襯底(未圖示)上方的端塊100來(lái)支撐可旋轉(zhuǎn)靶材10。另外，可旋轉(zhuǎn)靶材10可在其上端處被進(jìn)一步支撐。圖15示意性地圖示根據(jù)實(shí)施例的濺射設(shè)備200的截面。圖15的濺射設(shè)備200類似于圖14的濺射設(shè)備。然而，將圖15中的絕緣板116經(jīng)定向而分別平行于壁231和安裝端塊100的擋板230。與此不同，圖14中的絕緣板116經(jīng)定向而分別垂直于壁231和安裝端塊100、101的擋板230。另外，在圖15的實(shí)施例中，電機(jī)軸154延伸入外殼125之中。為清晰起見(jiàn)，未圖示通常也使用于圖15的實(shí)施例中的冷卻劑支撐管和電氣支撐線路。根據(jù)實(shí)施例，如圖15中所示，外殼125的下部壁126被分別安裝于壁231或門(mén)230和擋板230。根據(jù)其它實(shí)施例，端塊100被安裝到壁231，以使得真空腔室220的壁231和外殼125的上部壁127在真空腔室220內(nèi)側(cè)形成基本上平坦的過(guò)渡區(qū)域，或僅具有小臺(tái)階的過(guò)渡區(qū)域。在圖15中，此狀況由水平虛線來(lái)指示。在這些實(shí)施例中，可減少真空腔室220的內(nèi)部體積。通常，圖15的布置可用于濺射設(shè)備，其中相對(duì)于重力來(lái)水平定向襯底。圖6的布置可以被用于水平和垂直定向的襯底。圖16圖示了如圖14和圖15中所示的濺射設(shè)備200。圖16的示意截面分別正交于圖14和圖15的截面。根據(jù)實(shí)施例，濺射設(shè)備200具有真空腔室220，真空腔室220包括用于向其提供處理氣體(例如，氬氣)的氣體入口 201。真空腔室220進(jìn)一步包括襯底支撐件202和布置于襯底支撐件202上的襯底203。另外，真空腔室220包括可旋轉(zhuǎn)靶材10，其通常以懸臂式的方式布置于襯底203上方。通常，在作為陰極操作的可旋轉(zhuǎn)靶材10與作為陽(yáng)極操作的襯底支撐件202之間施加高電壓差。通?？赏ㄟ^(guò)加速的電子與例如氬原子的沖擊離子化形成等離子體。所形成的氬離子在可旋轉(zhuǎn)靶材10的方向上加速，以將可旋轉(zhuǎn)靶材10的粒子(通常為原子)濺射且隨后沉積于襯底203上。在實(shí)施例中,可使用例如其它惰性氣體(諸如氪)，或諸如氧氣或氮?dú)獾确磻?yīng)性氣體的其它適合的氣體來(lái)產(chǎn)生等離子體。根據(jù)可與本文描述的其它實(shí)施例結(jié)合的典型實(shí)施例，等離子體區(qū)中的壓力可為約10_4mbar至約10_2mbar,通常約10_3mbar。在另一實(shí)施例中，真空腔室220可以包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口和/或閥門(mén)，用于將襯底203弓丨入或撤出真空腔室220。磁控濺射的特別優(yōu)點(diǎn)在于其沉積速率相當(dāng)高。通過(guò)在可旋轉(zhuǎn)靶材10內(nèi)側(cè)布置一個(gè)或多個(gè)磁鐵14，可截留正在靶材表面下方所產(chǎn)生的磁場(chǎng)內(nèi)的自由電子。此狀況通常將離子化氣體分子的概率提高若干數(shù)量級(jí)。轉(zhuǎn)而可以顯著地提高沉積速率。取決于應(yīng)用和待濺射的材料，可使用固定磁場(chǎng)或時(shí)變磁場(chǎng)。另外，冷卻流體通常在可旋轉(zhuǎn)靶材10內(nèi)循環(huán)以冷卻磁鐵224和/或靶材10。
通常由端塊100來(lái)支撐可旋轉(zhuǎn)靶材10，端塊100在圖示的截面中不可見(jiàn)，且因而將其圖不為虛線圓。通常，端塊100不可旋轉(zhuǎn)地安裝于處理腔室220的壁230或門(mén)231或擋板231，壁230或門(mén)231或擋板231在所圖示的截面中不可見(jiàn)，且因而將其圖示為矩形。端塊通常包括基座主體，其適于剛性耦接至諸如濺射設(shè)備的壁、門(mén)或擋板等非旋轉(zhuǎn)部分。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊包括在主體中用于從可旋轉(zhuǎn)靶材接收流體的第一流體導(dǎo)管；以及在主體中用于向可旋轉(zhuǎn)靶材提供流體的第二流體導(dǎo)管；其中，第二流體導(dǎo)管在旋轉(zhuǎn)軸方向上延伸的投影平面上的投影位于第一流體導(dǎo)管在投影平面上的投影內(nèi)。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，第一流體導(dǎo)管和第二流體導(dǎo)管中的至少一者從旋轉(zhuǎn)軸向外徑向延伸。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，基座主體包括與旋轉(zhuǎn)軸同軸布置的圓柱形空腔，且冷卻劑管同軸地插入圓柱形空腔中，其中第一流體導(dǎo)管通向冷卻劑管。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，在冷卻劑管與基座主體的內(nèi)壁之間形成空心圓柱形間隙，并且其中第二流體導(dǎo)管通向間隙。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊進(jìn)一步包括第三流體導(dǎo)管，第三流體導(dǎo)管在主體中用于可旋轉(zhuǎn)靶材的流體支撐。第三導(dǎo)管經(jīng)定向而垂直于旋轉(zhuǎn)軸。第一流體導(dǎo)管與第三流體導(dǎo)管在旋轉(zhuǎn)軸方向上延伸的平面上的投影彼此重疊。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，第一流體導(dǎo)管具有第一截面積，第二流體導(dǎo)管具有第二截面積并且第三流體導(dǎo)管具有第三截面積。第一截面積與第二截面積與第三截面積之和大致匹配。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊進(jìn)一步包括具有最大軸向坐標(biāo)的至少一個(gè)電觸點(diǎn)，該最大軸向坐標(biāo)小于第一流體導(dǎo)管的最大軸向坐標(biāo)與第一流體導(dǎo)管的軸向延伸之和。根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例，端塊進(jìn)一步包括至少一個(gè)電源連接器。第一流體導(dǎo)管與至少一個(gè)電源連接器在沿旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的投影平面上的投影彼此重疊。盡管圖14至圖16的各圖式僅圖示一個(gè)可旋轉(zhuǎn)靶材，但根據(jù)可與這里公開(kāi)的其它實(shí)施例結(jié)合的不同實(shí)施例，兩個(gè)或兩個(gè)以上可旋轉(zhuǎn)靶材可以由各別陰極驅(qū)動(dòng)方塊來(lái)支撐且安置于真空腔室中。通常，兩個(gè)或兩個(gè)以上可旋轉(zhuǎn)靶材的圓柱形軸大體上平行，即在至少5°的測(cè)角精度內(nèi)平行，更特定而言在至少1°的角精度內(nèi)平行。本書(shū)面描述使用示例(包括最佳實(shí)施例)來(lái)揭示本發(fā)明，且也能使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施所描述的主題，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)且執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。盡管上文中已公開(kāi)了各種特定實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到權(quán)利要求的精神和范圍允許同等有效的修改。具體而言，上述實(shí)施例的彼此非排他性的特征可彼此結(jié)合。專利范圍由權(quán)利要求來(lái)限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能想到的這種修改和其它示例。這種其它示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，如果它們具有與權(quán)利要求的文字表述沒(méi)有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元素，或若它們包括與權(quán)利要求的文字表述無(wú)實(shí)質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)元素?！?br> 權(quán)利要求
1.一種用于支撐沉積設(shè)備(200)的可旋轉(zhuǎn)靶材(10)的裝置(100)，所述沉積設(shè)備(200)用于在襯底上濺射材料，所述可旋轉(zhuǎn)靶材(10)限定旋轉(zhuǎn)軸(50)，并且所述裝置(100)包括 主體(110)； 第一流體導(dǎo)管(131)，其在所述主體(110)中用于從所述可旋轉(zhuǎn)靶材(10)接收流體，所述第一流體導(dǎo)管(131)被定向在正交于所述旋轉(zhuǎn)軸(50)的方向上；以及 第二流體導(dǎo)管(132)，其在所述主體(110)中用于向所述可旋轉(zhuǎn)靶材(10)提供所述流體，所述第二導(dǎo)管(132)被定向在正交于所述旋轉(zhuǎn)軸(50)的方向上； 其中，所述第一流體導(dǎo)管(131)和所述第二流體導(dǎo)管(132)在所述旋轉(zhuǎn)軸(50)的方向上延伸的投影平面上的投影彼此重疊，并且 其中，所述第一流體導(dǎo)管(131)和所述第二流體導(dǎo)管(132)中的一者從所述旋轉(zhuǎn)軸(50)向外徑向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置(100)，其中，所述第二流體導(dǎo)管(132)在所述投影平面上的所述投影位于所述第一流體導(dǎo)管(132)在所述投影平面上的所述投影內(nèi)。
3.根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的裝置(100)，其中，所述主體(110)包括圓柱形空腔(113)，所述圓柱形空腔與所述旋轉(zhuǎn)軸(50)同軸布置，所述裝置(100)還包括冷卻劑管(114)，所述冷卻劑管同軸地插入所述圓柱形空腔(113)中，其中，所述第一流體導(dǎo)管(131)通向所述冷卻劑管(114)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置(100)，其中，在所述冷卻劑管(114)與所述主體(110)的內(nèi)壁之間形成空心圓柱形間隙(115)，并且其中，所述第二流體導(dǎo)管(132)通向所述間隙(115)。
5.根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的裝置(100)，還包括第三流體導(dǎo)管(133)，所述第三流體導(dǎo)管在所述主體(110)中用于所述可旋轉(zhuǎn)靶材(10)的流體支撐，所述第三流體導(dǎo)管(133)被定向在正交于所述旋轉(zhuǎn)軸(50)的方向上，其中，所述第一流體導(dǎo)管(131)和所述第三流體導(dǎo)管(132)在所述投影平面上的投影彼此重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置(100)，其中，所述第三流體導(dǎo)管(133)通向所述間隙(115)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置(100)，其中，所述第一流體導(dǎo)管(131)包括第一截面積，其中所述第二流體導(dǎo)管(132)包括第二截面積，其中所述第三流體導(dǎo)管(133)包括第三截面積，并且其中所述第一截面積與所述第二截面積和所述第三截面積之和大致匹配。
8.根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的裝置(100)，其中，所述第一流體導(dǎo)管(132)具有軸方向上的第一延伸(dl)，并具有第一最大軸向坐標(biāo)(x3)，所述裝置(100)還包括至少一個(gè)電觸點(diǎn)(135)，其中所述至少一個(gè)電觸點(diǎn)(135)具有最大軸向坐標(biāo)(x8)，所述最大軸向坐標(biāo)(x8)小于所述第一最大軸向坐標(biāo)(x3)和所述軸方向上的第一延伸(dl)之和。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置(100)，還包括電流收集板(122)，所述電流收集板繞所述主體(110)可樞轉(zhuǎn)地布置并且與所述至少一個(gè)電觸點(diǎn)(135)機(jī)械接觸。
10.根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的裝置(100)，還包括至少一個(gè)電源連接器(136)，其中所述第一流體導(dǎo)管(131)和所述至少一個(gè)電源連接器(136)在所述投影平面上的投影彼此重疊。
11.根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的裝置(100)，其中，所述主體(110)包括導(dǎo)電材料。
12.根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的裝置(100)，還包括靶材凸緣(121)，所述靶材凸緣經(jīng)繞所述主體(110)可樞轉(zhuǎn)地布置并且適于機(jī)械支撐所述可旋轉(zhuǎn)靶材(10)。
13.根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的裝置(100)，還包括絕緣板(116)，所述絕緣板經(jīng)定向以垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸(50)，所述主體(110)被安裝到所述絕緣板上，且所述絕緣板適于固定到所述沉積設(shè)備(200)的非旋轉(zhuǎn)部分上。
14.一種用于在襯底上濺射材料的沉積設(shè)備(200)，其包括根據(jù)在先權(quán)利要求中任何一者所述的至少一個(gè)裝置(100)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于支撐可旋轉(zhuǎn)靶材(10)的裝置(100)和具有此裝置(100)的沉積設(shè)備(200)。該裝置包括主體(110)；第一流體導(dǎo)管(131)，其在主體(110)中用于從可旋轉(zhuǎn)靶材(10)接收流體；以及第二流體導(dǎo)管(132)，其在主體(110)中用于向可旋轉(zhuǎn)靶材(10)提供流體。第一流體導(dǎo)管(131)和第二流體導(dǎo)管(132)在可旋轉(zhuǎn)靶材(10)的旋轉(zhuǎn)軸(50)的方向上所延伸的投影平面上的投影彼此重疊。
文檔編號(hào)H01J37/34GK102918623SQ201180027442
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者法蘭克·施納朋伯格 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司