Ac電力連接器、濺射設(shè)備及其方法
【專利摘要】提供一種用于將AC電源(20)與裝置(30)連接的AC電力連接器。AC電力連接器包括可與AC電源連接的至少一個(gè)第一元件(11)以及可與裝置連接的至少一個(gè)第二元件(12)，所述第一元件與所述第二元件相對(duì)于彼此以第一距離(13)布置以限定電容，其中所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的，其中所述第一元件與所述第二元件配置成用于所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件之間的AC電力的傳送。
【專利說明】
AC電力連接器、濺射設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種AC (交流)電力連接器、濺射設(shè)備及其方法。實(shí)施例特別涉及一種用于將AC電源與裝置連接的AC電力連接器、一種用于真空腔室中的濺射沉積的濺射設(shè)備以及一種用于將AC電力從AC電源提供至裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]物理氣相沉積(PVD)工藝在例如顯示器制造之類的一些技術(shù)領(lǐng)域中得到的關(guān)注增加。對(duì)于一些PVD工藝，良好的沉積速率可與足夠的層特性一同取得。例如，濺射是用于顯示器制造或其他應(yīng)用的一種重要的沉積工藝。例如磁控管濺射之類的濺射是用于涂覆基板(例如，玻璃或塑料基板)的技術(shù)。通過使用等離子體來濺射靶材，濺射生成涂層材料的蒸氣。在此期間，通過與來自等離子體的高能粒子的碰撞，材料從靶材的表面釋放。濺射可由等離子體參數(shù)控制，所述等離子體參數(shù)諸如，壓力、功率、氣體和磁場(chǎng)。在真空中，濺射出的材料從靶材向一個(gè)或多個(gè)基板或工件行進(jìn)，并且粘附至這一個(gè)或多個(gè)基板或工件的表面?？蓪ń饘佟雽?dǎo)體和電介質(zhì)材料的各種材料濺射成所需的規(guī)格。由此，已發(fā)現(xiàn)磁控管濺射在各種應(yīng)用中被采納，所述應(yīng)用包括半導(dǎo)體處理、光學(xué)涂層、食物封裝、磁記錄(magneticrecording)以及抗磨涂層(protective wear coating)。
[0003]磁控濺射裝置包括電源、磁性元件和靶材，所述電源用于將能量沉淀到氣體中以撞擊并維持等離子體，所述磁性元件用于控制離子的運(yùn)動(dòng)，所述靶材用于通過等離子體的濺射來生成涂層材料。利用具有不同的電、磁和機(jī)械配置的各種裝置來完成濺射。這些配置包括用于產(chǎn)生等離子體的DC(直流)或AC(交流)電磁場(chǎng)或射頻能量的源。具體而言，可使用RF (射頻)濺射方法來濺射彳_導(dǎo)電材料。
[0004]許多應(yīng)用可利用RF濺射來執(zhí)行，例如，濺射低電阻率的材料(例如，ITO(氧化銦錫))或?yàn)R射不可以使用DC或MF(中頻)濺射技術(shù)來濺射的材料(諸如，S12、Al203、LiPON和PTFE(聚四氟乙烯)。此外，一般使用可旋轉(zhuǎn)靶材。由于幾何結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，可旋轉(zhuǎn)靶相比平面靶具有更高的利用率和增加的操作時(shí)間。此外，可旋轉(zhuǎn)靶避免再沉積區(qū)域(re-deposit1nzone)出現(xiàn)。因此，可旋轉(zhuǎn)靶材的使用通常延長了使用壽命并減少成本。
[0005]然而，對(duì)于使用可旋轉(zhuǎn)靶材的RF濺射，將電力提供至靶材是困難的。因此，對(duì)于改善AC饋通(feed-through)特別是提供RF饋通具有持續(xù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述內(nèi)容，提供根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的一種用于將AC電源與裝置連接的AC電力連接器、一種用于真空腔室中的濺射沉積的濺射設(shè)備以及一種用于將AC電力從AC電源提供至裝置的方法。本發(fā)明的其他方面、優(yōu)點(diǎn)和特征通過從屬權(quán)利要求、說明書和附圖是顯而易見的。
[0007]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于將AC電源與裝置連接的AC電力連接器。所述AC電力連接器包括可與所述AC電源連接的至少一個(gè)第一元件以及可與所述裝置連接的至少一個(gè)第二元件，所述第一元件與所述第二元件相對(duì)于彼此以第一距離布置以限定電容，其中所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的，其中所述第一元件與所述第二元件配置成用于所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件之間的AC電力的傳送。
[0008]根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種用于真空腔室中的濺射沉積的濺射設(shè)備。所述濺射設(shè)備包括:真空腔室，具有壁部;可旋轉(zhuǎn)靶材，位于所述真空腔室內(nèi)；AC電源，用于將AC電力提供至所述可旋轉(zhuǎn)靶材；以及AC電力連接器，在所述壁部中提供，其中所述至少一個(gè)第一元件連接至所述AC電源，并且所述至少一個(gè)第二元件連接至所述可旋轉(zhuǎn)靶材。所述AC電力連接器包括可與所述AC電源連接的至少一個(gè)第一元件以及可與所述裝置連接的至少一個(gè)第二元件，所述第一元件與所述第二元件相對(duì)于彼此以第一距離布置以限定電容，其中所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的，其中所述第一元件與所述第二元件配置成用于所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件之間的AC電力的傳送。
[0009]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，提供一種用于將AC電力從AC電源提供至裝置的方法。所述方法包括以下步驟:將AC電力從AC電源經(jīng)由至少一個(gè)第一元件傳送到至少一個(gè)第二元件，其中所述至少一個(gè)第一元件和所述至少一個(gè)第二元件相對(duì)于彼此以第一距離布置;以及相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)所述至少一個(gè)第一元件和所述至少一個(gè)第二元件中的至少一者。
【附圖說明】
[0010]因此，為了可詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征，可參照實(shí)施例對(duì)上文簡要概述的本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明。附圖關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例，并且描述如下:
[0011]圖1示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的AC電力連接器的示意圖；
[0012]圖2示出根據(jù)本文中所述的另一實(shí)施例的AC電力連接器的示意圖；
[0013]圖3示出根據(jù)本文中所述的又一實(shí)施例的AC電力連接器的示意圖；
[0014]圖4示出根據(jù)本文中所述的進(jìn)一步的實(shí)施例的AC電力連接器的示意圖；
[0015]圖5示出圖4的AC電力連接器的剖面圖；
[0016]圖6示出根據(jù)本文中所述的又一實(shí)施例的AC電力連接器的示意圖；
[0017]圖7示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的、具有AC電力連接器的濺射設(shè)備的詳細(xì)視圖；以及
[0018]圖8示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的、用于將AC電力從AC電源提供至裝置的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的各種實(shí)施例，在附圖中示出這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例。在下文對(duì)附圖的描述中，相同的元件符號(hào)指示相同的元件。一般來說，僅描繪相對(duì)于單個(gè)實(shí)施例的差異。通過解釋本發(fā)明的方式提供每一個(gè)示例，并且每一個(gè)示例不旨在是對(duì)本發(fā)明的限制。此外，示出并描述為一個(gè)實(shí)施例的部分的特征可用于其他實(shí)施例或與其他實(shí)施例結(jié)合，以取得更進(jìn)一步的實(shí)施例。說明書旨在包括此類修改和變型。
[0020]圖1示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的、用于將AC電源20與裝置30連接的AC電力連接器10 AC電力連接器10包括至少一個(gè)第一元件11和至少一個(gè)第二元件12，所述至少一個(gè)第一元件11可與AC電源20連接，所述至少一個(gè)第二元件12可與裝置30連接，所述第一元件11和所述第二元件12相對(duì)于彼此以第一距離13布置，以便限定電容或電容的至少主要部分(例如，至少70%)。所述至少一個(gè)第一元件11和所述至少一個(gè)第二元件12相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的。
[0021]如本文中所使用的術(shù)語“AC(交流)”或“AC電力”是指例如由電源提供的交變電流(alternating current)。在交變電流電路中，發(fā)生能量流方向的周期性反轉(zhuǎn)。在一個(gè)方向上的能量的凈傳送(net transfer)可以是指“有功功率(real power)”。如本文中所使用的術(shù)語“RF(射頻)”可以是指AC電力的頻率范圍。作為示例，術(shù)語“RF電力”可以是指具有在9kHz至300GHz的范圍中的頻率的AC電力，特別是頻率為13.56MHz或27.12MHz的AC電力。如本文中所使用的術(shù)語“MF(中頻)”可以是指具有在IkHz至3MHz的范圍中(例如，1kHz至0.5MHz)的頻率的AC電力。
[0022]所述至少一個(gè)第一元件11和所述至少一個(gè)第二元件12形成具有所限定的電容(capacitance)或電容量(electrical capacity)的電容器(capacitor)。所述至少一個(gè)第一元件11和所述至少一個(gè)第二元件12具有阻抗，S卩，電抗與電阻的向量和，所述阻抗描述在給定頻率(例如，RF、MF等)下的例如正弦變化的電壓與例如正弦變化的電流(交變電流，AC)之間的相位差和振幅比。一方面，阻抗隨增加的電容和增加的頻率而減小。因此，較高頻率的信號(hào)或較大的電容導(dǎo)致每電流的較低的電壓。另一方面，對(duì)于低頻，電抗為高，使得那些頻率被濾除。阻抗與電容器的定義特性(B卩，電容)成反比。因此，AC電力連接器(它可以是旋轉(zhuǎn)式饋通)通過提供電容性耦合來允許對(duì)例如高頻電力的傳送。作為示例，在使用可旋轉(zhuǎn)靶材的濺射系統(tǒng)中，可使用AC電力連接器以將RF電力傳送到可旋轉(zhuǎn)靶材，特別是通過容置可旋轉(zhuǎn)靶材的真空腔室的壁或壁部。
[0023]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第一元件11和所述至少一個(gè)第二元件12相對(duì)于彼此可同軸地旋轉(zhuǎn)。在圖1的示例中，第一元件11和第二元件12繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸14可同軸地旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸14是第一元件11和/或第二元件12的對(duì)稱軸。如圖1中所示，第一元件11和第二元件12可具有環(huán)形形狀(circular shape),并且可以特別是環(huán)形板，其中轉(zhuǎn)動(dòng)軸14 一般通過所述的環(huán)形形狀的元件11、12的中心。
[0024]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第一元件11和所述至少一個(gè)第二元件12為板或包括板。所述板之間的第一距離13則可(與所述的板的面積一起)限定電容或電容量，所述電容或電容量與所述面積與所述第一距離的比率成比例。
[0025]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，每一個(gè)板的面積在200至1500cm2的范圍中、在500至1200cm2的范圍中、在800至900cm2的范圍中，并且特別是約850cm2。在一些實(shí)施例中，第一距離在I至1mm的范圍中、在I至5mm的范圍中、在I至2mm的范圍中，并且特別是約1.5mm。使用此類配置，可將約1kW的AC電力從AC電源20傳送到裝置30。此示例可適用于作為具有長度為1.35m且直徑為約130mm的可旋轉(zhuǎn)(圓柱)靶材或陰極的裝置。
[0026]作為示例，當(dāng)面積為約850cm2，且第一距離為約1.5mm時(shí)，可取得約500pF的電容。使用此類配置，可將約1kW的AC電力從AC電源傳送到裝置30。在一些實(shí)施例中，由第一元件和第二元件提供的電容在I至2000nF的范圍中、在100至100nF的范圍中、或在400至600nF的范圍中。在一些實(shí)施例中，由第一元件和第二元件提供的電容在I至5000pF的范圍中、在10至2000pF的范圍中、在100至100pF的范圍中、在400至600pF的范圍中、或特別是約500pFo
[0027]根據(jù)可與本文中所述其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，第一距離13是可改變的。由此，電容或電容量可調(diào)整或適配于對(duì)例如不同電力或電力值的傳送。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可例如通過使用電機(jī)(例如，步進(jìn)電機(jī))來手動(dòng)地或自動(dòng)地改變第一距離。
[0028]在一些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)第一元件11和所述至少一個(gè)第二元件12為環(huán)形(circular)或圓形(round)(見圖1)。作為示例，所述至少一個(gè)第一元件11和所述至少一個(gè)第二元件12為環(huán)形或圓形板，或包括環(huán)形或圓形板。然而，第一元件11和第二元件12的形狀不限于環(huán)形或圓形形狀，并且可以是適用于限定第一元件11與第二元件12之間的電容的任何二維或三維形狀(參見例如圖2至圖7)。作為示例，第一元件11和第二元件12可具有矩形、橢圓形或方形。在一些實(shí)施例中，第一元件11和第二元件12可具有不同的形狀。作為示例，第一元件11可以為環(huán)狀，而第二元件12可以為矩形。限定電容的面積則可以是第一元件11與第二元件12的重疊面積。
[0029]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述至少一個(gè)第一元件11可連接至AC電源20，所述AC電源20可以是RF電源。作為示例，RF電源可提供具有13.56MHz或27.12MHz的頻率的AC或RF電力。
[0030]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第二元件12可連接至裝置30。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，裝置30是可旋轉(zhuǎn)裝置。例如，裝置30可以是濺射設(shè)備的可旋轉(zhuǎn)靶材。在一些實(shí)施例中，AC電力連接器10配置為旋轉(zhuǎn)式饋通(且特別是真空旋轉(zhuǎn)式饋通)用于將電力傳送到腔室(且特別是真空腔室)內(nèi)。當(dāng)例如濺射設(shè)備的可旋轉(zhuǎn)靶材位于真空腔室內(nèi)時(shí)，可在所述真空腔室內(nèi)或所述真空腔室的壁部處提供AC電力連接器，以便為從外部AC電源至可旋轉(zhuǎn)革El材的AC電力提供饋通。如本文中所使用的術(shù)語“真空(vacuum)”可以是指真空條件，諸如，低真空(low vacuum)、中真空(medium vacuum)、高真空(highvacuum)或超高真空(ultra high vacuum)。然而，當(dāng)前的實(shí)施例不限于此，并且氣體可例如在派射工藝期間至少短暫地存在于真空腔室中。此氣體可以是保護(hù)氣體(protectivegas)、載氣(carrier gas)和/或惰性氣體(例如，氬)。
[0031]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第一元件11固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且所述至少一個(gè)第二元件12相對(duì)于所述至少一個(gè)第一元件11是可旋轉(zhuǎn)的。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，所述至少一個(gè)第二元件12固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且所述至少一個(gè)第一元件11相對(duì)于所述至少一個(gè)第二元件12是可旋轉(zhuǎn)的。如本文中所使用的術(shù)語“固定(fixed)”可以是指第一元件11相對(duì)于設(shè)備是固定的或不可改變位置，AC電力連接器被包括在此設(shè)備中，或AC電力連接器安裝在此設(shè)備中，所述設(shè)備例如，濺射設(shè)備，并且特別是濺射設(shè)備的真空腔室。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，元件11和12兩者都是可旋轉(zhuǎn)的。
[0032]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可旋轉(zhuǎn)的第一元件11和/或第二元件12可經(jīng)配置而以每分鐘I至50轉(zhuǎn)、每分鐘5至30轉(zhuǎn)或每分鐘15至25轉(zhuǎn)的范圍中的速度旋轉(zhuǎn)。一般來說，可旋轉(zhuǎn)的第一元件11和/或第二元件12可經(jīng)配置而以每分鐘約20轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。
[0033]在一些實(shí)施例中，裝置30是可旋轉(zhuǎn)裝置，并且可以特別是濺射設(shè)備的可旋轉(zhuǎn)靶材。當(dāng)所述至少一個(gè)第二元件12連接至例如可旋轉(zhuǎn)靶材之類的可旋轉(zhuǎn)裝置30時(shí)，所述至少一個(gè)第二元件12和可旋轉(zhuǎn)裝置30可以一起旋轉(zhuǎn)。作為示例，可提供驅(qū)動(dòng)器(未示出)以轉(zhuǎn)動(dòng)裝置或靶材30，并且所述至少一個(gè)第二元件12可附連至裝置30以與裝置或靶材30—起旋轉(zhuǎn)。換言之，可提供所述一個(gè)驅(qū)動(dòng)器以旋轉(zhuǎn)所述裝置以及所述至少一個(gè)第二元件12。然而，也可提供不同的驅(qū)動(dòng)器，以便分別旋轉(zhuǎn)AC電力連接器的可旋轉(zhuǎn)裝置和(多個(gè))可旋轉(zhuǎn)元件。
[0034]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第一元件11和/或所述至少一個(gè)第二元件12包括Ag、Cu和Au中的至少一者。
[0035]根據(jù)一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第一元件11和/或所述至少一個(gè)第二元件12至少部分地涂覆有Ag、Cu和Au中的至少一者。具體而言，AC (例如，RF)電流在導(dǎo)體中的的穿透深度(depth of penetrat1n)可能是低的(集膚效應(yīng)(skin-effect))，電流因而沿導(dǎo)體的表面流動(dòng)。由于電流不深入地穿透導(dǎo)體，因此通過涂覆實(shí)現(xiàn)了在表面處的良好導(dǎo)電率。例如，所述至少一個(gè)第一元件11和/或所述至少一個(gè)第二元件12也可包括不銹鋼，并且可涂覆有銀、銅或金。由此，也可考慮到像成本和材料強(qiáng)度之類的多個(gè)方面。
[0036]圖2示出根據(jù)本文中所述的另一實(shí)施例的、用于將AC電源20與裝置30連接的AC電力連接器40。
[0037]如圖2中所示，根據(jù)一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第一元件41為圓柱元件，并且所述至少一個(gè)第二元件42為圓柱元件。根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，所述至少一個(gè)第一元件41為中空的圓柱元件，和/或所述至少一個(gè)第二元件42為中空的圓柱元件。
[0038]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，并且如圖2的示例中所示，第一元件41包括底部元件或底板43以及側(cè)向元件44，所述側(cè)向元件44提供第一元件41的側(cè)表面或圓柱表面。類似地，第二元件42包括底部元件或底板45以及側(cè)向元件46，所述側(cè)向元件46提供第二元件42的側(cè)表面或圓柱表面。
[0039]在一些實(shí)施例中，第一元件41和第二元件42被嵌套(nested)或交錯(cuò)(interlaced)。具體而言，第一元件41可至少部分地插入到第二元件42中，或第二元件42可至少部分地插入到第一元件41中(如圖2的示例中所示)，從而提供第一元件41的側(cè)向元件44與第二元件42的側(cè)向元件46的重疊。在圖2中，以元件符號(hào)15標(biāo)注重疊量或重疊高度。
[0040]第一元件41和第二元件42的電容或電容的至少主要部分(例如，至少70%)可以特別是由側(cè)向元件44、46的重疊面積以及在所述側(cè)向元件44、46之間的第一距離13來限定。重疊面積進(jìn)而由重疊高度15以及側(cè)向元件44與46的直徑來限定。涉及到電容，這些直徑是側(cè)向元件44與46的相對(duì)的(opposing)表面的直徑。在圖2的示例中，側(cè)向元件44的直徑是所述側(cè)向元件44的內(nèi)徑，而側(cè)向元件46的直徑是所述的側(cè)向元件46的外徑。為了定義電容，可使用側(cè)向元件44與46的相應(yīng)直徑的平均直徑來確定重疊面積。
[0041]第一距離13是側(cè)向元件44與46的相對(duì)表面之間的距離。在一些實(shí)施例中，同軸地布置側(cè)向元件44、46或第一元件41和第二元件42的圓柱表面，使得第一距離13是固定的。當(dāng)?shù)谝痪嚯x(也稱為暗空間(dark space)距離)保持恒定時(shí)，可減少不期望的等離子體或等離子體斑(plasma spot)的產(chǎn)生。
[0042]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，重疊面積在200至1500cm2的范圍中、在500至1200cm2的范圍中、在800至900cm2的范圍中，并且特別是約850cm2。在一些實(shí)施例中，第一距離在I至1mm的范圍中、在I至5mm的范圍中、在I至2mm的范圍中，并且特別是約1.5mm。在一些實(shí)現(xiàn)方案中，重疊高度15在I至500mm的范圍中、在10至200mm的范圍中、或在50至10mm的范圍中。使用此類配置，可將約1kW的AC電力從AC電源20傳送到裝置30。
[0043]作為示例，當(dāng)重疊面積為約850cm2，并且第一距離為約1.5mm時(shí)，可取得約500pF的電容。使用此類配置，可將約1kW的AC電力從AC電源20傳送到裝置30。在一些實(shí)施例中，由第一元件和第二元件提供的電容在I至2000nF的范圍中、在100至100nF的范圍中、或在400至600nF的范圍中。在一些實(shí)施例中，由第一元件和第二元件提供的電容在I至5000pF的范圍中、在100至100pF的范圍中、在400至600pF的范圍中、或特別是約500pF。
[0044]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，重疊高度15是可改變的。由此，電容或電容量可調(diào)整或適配于例如不同電力或電力值的傳送。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可通過使用電機(jī)(諸如，步進(jìn)電機(jī))來手動(dòng)地或自動(dòng)地改變重疊高度。
[0045]圖3示出根據(jù)本文中所述的又一實(shí)施例的AC電力連接器50的示意圖。此實(shí)施例與上文中參照?qǐng)D2的實(shí)施例類似，在此實(shí)施例中，第二元件52包括兩個(gè)側(cè)向元件56與57。因此，上文提供的描述也適用于圖3的實(shí)施例。
[0046]如圖3中所示，根據(jù)一些實(shí)施例，第一元件51包括底部元件或底板53以及側(cè)向元件54，所述側(cè)向元件54提供第一元件51的側(cè)表面或圓柱表面。第二元件52包括底部元件或底板55以及兩個(gè)側(cè)向元件56與57。
[0047]在一些實(shí)施例中，并且如圖3中所示，第一元件51和第二元件52被嵌套或交錯(cuò)。具體而言，第一元件51可至少部分地插入到第二元件52中(如圖3的示例中所示)，或第二元件52可至少部分地插入第一元件51中，從而提供第一元件51的側(cè)向元件54和第二元件52的側(cè)向元件56與57的重疊。在圖2中，以元件符號(hào)15標(biāo)注重疊量或重疊高度。
[0048]在一些實(shí)施例中，第一元件51的側(cè)向元件54插入在第二元件52的兩個(gè)側(cè)向元件56、57之間。由此，特別是在第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的側(cè)向元件56之間，以及第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的側(cè)向元件57之間提供電容。此嵌套允許在電力連接器的尺度(dimens 1n)或尺寸(size)的增加最小的情況下增加電容。
[0049]在一些實(shí)施例中，同軸地布置第一元件51的側(cè)向元件54和第二元件52的側(cè)向表面56、57，使得第一距離13在第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的一個(gè)側(cè)向表面56之間以及在第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的另一個(gè)側(cè)向表面57之間是恒定的。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的一個(gè)側(cè)向表面56之間、以及第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的另一側(cè)向表面57之間的第一距離13是相等/相同的。然而，第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的一個(gè)側(cè)向表面56之間、以及第一元件51的側(cè)向元件54與第二元件52的另一側(cè)向表面57之間的第一距離13也可以不同。
[0050]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，提供總共至少三個(gè)嵌套的、且尤其是交替地嵌套的側(cè)向元件。具體而言，可將一個(gè)側(cè)向元件提供給第一元件，并且可將兩個(gè)側(cè)向元件提供給第二元件(如圖3的示例中所示)，或可將一個(gè)側(cè)向元件提供給第二元件，并且可將兩個(gè)側(cè)向元件提供給第一元件。然而，本公開不限于總共三個(gè)側(cè)向元件，并且可提供任何所需數(shù)目的側(cè)向元件。
[0051]圖4示出根據(jù)本文中所述的又一實(shí)施例的AC電力連接器60的示意圖，并且圖5示出圖4的AC電力連接器的剖面圖。此實(shí)施例與上文中參照?qǐng)D2和圖3所述的實(shí)施例類似，在此實(shí)施例中，第一元件61包括多個(gè)側(cè)向元件，并且第二元件62也包括多個(gè)側(cè)向元件。因此，上文給出的描述也適用于圖4和圖5的實(shí)施例。[0052 ] 如圖4中所示，AC電力連接器60包括第一元件61和第二元件62。連接桿65 (例如，RF連接器進(jìn)饋(connector infeed))附連至第一元件61。第二元件62可包括基座板63，裝置(例如，可旋轉(zhuǎn)靶材)可附連或安裝至基座板63?；?3可視情況包括AC(RF)輸出67。
[0053]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，在真空條件下提供至少第一元件與第二元件。由此，可避免起弧(arcing)，對(duì)于高AC(RF)電力尤其如此。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，AC電力連接器進(jìn)一步包括真空罩(vacuum enclosure)。在所述真空罩內(nèi)提供所述至少一個(gè)第一元件和所述至少一個(gè)第二元件。在一個(gè)實(shí)施例中，真空罩可經(jīng)配置以與可旋轉(zhuǎn)的第一和/或第二元件一起旋轉(zhuǎn)。值得注意的是，可取決于真空條件、且特別是第一元件和第二元件所在的真空罩中的真空壓力來選擇在第一元件與第二元件之間的第一距離的值。如本文中所使用的術(shù)語“真空(vacuum)”可以是指真空條件，諸如，低真空、中真空、高真空或超高真空。然而，本實(shí)施例不限于此，并且在第一元件與第二元件之間(即，在罩中)氣體而不是真空條件可以存在。此氣體可以是保護(hù)氣體或惰性氣體(例如，氬)和/或六氟化硫(SF6)0
[0054]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的更進(jìn)一步的實(shí)施例，真空腔室(S卩，處理腔室)可具有不同的真空壓力(例如，0.3Pa)，并且連接器的真空罩可具有5.0E-5Pa的真空壓力。此外，附加地或替代地，可利用分開的真空栗來對(duì)連接器的真空罩排氣。
[0055]在圖4和圖5的示例中，真空罩或真空腔室包括絕緣構(gòu)件64和管狀構(gòu)件69。管狀構(gòu)件69可包括玻璃或陶瓷或可由玻璃或陶瓷制成，并且可以特別是玻璃管(pipe)或陶瓷管。絕緣構(gòu)件64可具有第一絕緣構(gòu)件77和第二絕緣構(gòu)件78。雖然在此示例中，絕緣構(gòu)件64具有第一絕緣構(gòu)件77和第二絕緣構(gòu)件78，但是當(dāng)前的實(shí)施例不限于此。具體而言，絕緣構(gòu)件64可以是單個(gè)元件，即，可由單件(onepiece)形成。管狀構(gòu)件69的一端(例如，基座板63)可接觸第二元件62，并且可由第二元件62密封?？稍诠軤顦?gòu)件69的這一端(例如，基座板63)與第二元件62之間提供O形環(huán)或方形環(huán)(quad ring)。管狀構(gòu)件69的另一端可與第一絕緣構(gòu)件77接觸?？稍诠軤顦?gòu)件69的所述另一端與第一絕緣構(gòu)件77之間提供O形環(huán)或方形環(huán)。
[0056]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，絕緣構(gòu)件64包括第一絕緣構(gòu)件77和第二絕緣構(gòu)件78。第一絕緣構(gòu)件77和第二絕緣構(gòu)件78可包括絕緣體或可由絕緣體制成，所述絕緣體例如是聚醚醚酮(peek)陶瓷。第一絕緣構(gòu)件77和第二絕緣構(gòu)件78可經(jīng)配置以與第二元件62共同地旋轉(zhuǎn)?；瑒?dòng)密封件70可用于封閉(seal off)第二絕緣構(gòu)件與第一元件61之間的連接。
[0057]第一絕緣構(gòu)件77、第二絕緣構(gòu)件7 8和/或管狀構(gòu)件6 9可包括遮蔽槽(shadowgroove)，以便避免(例如，由于第一元件61的導(dǎo)電涂層(諸如，連接桿)而導(dǎo)致的)第一元件61與第二元件62短路。術(shù)語“遮蔽槽”可以是指例如是元件(諸如，第一絕緣構(gòu)件77、第二絕緣構(gòu)件77或管狀構(gòu)件69)的被覆蓋的部分，可特別覆蓋所述被覆蓋的部分以防止濺射材料沉積在所述被覆蓋的部分上。
[0058]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，第一絕緣構(gòu)件77、第二絕緣構(gòu)件78、管狀構(gòu)件69和第二元件62經(jīng)配置以相對(duì)于第一元件61共同地旋轉(zhuǎn)。可在第一絕緣構(gòu)件77與第一元件61之間提供軸承71 (例如，陶瓷軸承)以允許第一絕緣構(gòu)件77相對(duì)于第一元件61的旋轉(zhuǎn)。
[0059]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，提供真空連接以允許真空栗與真空罩的連接。作為示例，第二絕緣構(gòu)件78可包括開口 66，所述開口 66配置成用于與真空栗的連接，所述真空栗諸如，分開提供的栗或工藝腔室(例如，濺射腔室)的栗送系統(tǒng)的栗。如本文中所使用的術(shù)語“真空”可以是指真空條件，諸如，低真空、中真空、高真空或超高真空。然而，本實(shí)施例不限于此，并且氣體可存在于真空罩中。此氣體可以是保護(hù)氣體或惰性氣體(例如，氬)和/或六氟化硫(SF6)0
[0060]如圖5中所示，根據(jù)一些實(shí)施例，第一元件61包括多個(gè)側(cè)向元件(在圖5中為6個(gè))，并且第二元件52也包括多個(gè)側(cè)向元件(在圖5中為6個(gè))。這些側(cè)向元件被嵌套或交錯(cuò)，使得由第一元件61和第二元件62的這些側(cè)向元件的相對(duì)側(cè)或(重疊的)表面來限定電容。此嵌套允許在電力連接器的尺度或尺寸的增加最小的情況下增加電容。
[0061]在一些實(shí)施例中，同軸地布置第一元件51的側(cè)向元件54和第二元件52的側(cè)向表面56、57，使得第一距離13在第一元件61的側(cè)向元件與第二元件62的側(cè)向元件的相對(duì)的表面之間是恒定的。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一元件61的側(cè)向元件與第二元件62的側(cè)向元件的相對(duì)的表面之間的第一距離13是相等或相同的。然而，第一元件61的側(cè)向元件與第二元件52的側(cè)向元件之間的相應(yīng)的第一距離13也可以不同。
[0062]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，提供經(jīng)嵌套的、且特別是經(jīng)交替地嵌套的多個(gè)側(cè)向元件。本公開不限于如圖5中所示的總共12個(gè)側(cè)向元件，并且可提供任何所需數(shù)量的側(cè)向元件。
[0063]圖6示出AC電力連接器的示意圖，此示意圖可用于解釋本文中所述的一些實(shí)施例。此實(shí)施例與上文中參照?qǐng)D4和圖5所述的實(shí)施例類似，由此，上文提供的描述也適用于此實(shí)施例。
[0064]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，AC電力連接器60包括反向軸承(counter bearing)73或附連至反向軸承73。在派射設(shè)備的情況下，反向軸承73可以是標(biāo)準(zhǔn)革El材(standard target)反向軸承。在反向軸承處提供的是用于與磁體或磁控管(magnetron)連接的連接桿74。在一些實(shí)施例中，AC電力連接器60進(jìn)一步包括AC電力進(jìn)饋72或附連至AC電力進(jìn)饋72(且特別是RF電力進(jìn)饋)。
[0065]圖7示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的、具有AC電力連接器80的濺射設(shè)備的詳細(xì)視圖。
[0066]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，用于真空腔室中的濺射沉積的濺射設(shè)備包括真空腔室、可旋轉(zhuǎn)靶材92、AC電源以及AC電力連接器80，所述真空腔室具有壁部81，所述可旋轉(zhuǎn)靶材92在真空腔室內(nèi)，所述AC電力連接器用于將AC電力提供給可旋轉(zhuǎn)靶材92，所述AC電力連接器80是根據(jù)本文中所述實(shí)施例的且在壁部90內(nèi)提供，其中所述至少一個(gè)第一元件81連接至AC電源，并且所述至少一個(gè)第二元件82連接至可旋轉(zhuǎn)靶材92。
[0067]在圖7的示例中，以與圖2中所示的且上文所述的實(shí)施例類似的方式來配置AC電力連接器。然而，本公開不限于此，并且可根據(jù)本文中所述的實(shí)施例中的任一者來配置圖7的電力連接器。
[0068]如圖7中所示，濺射設(shè)備包括靶材92，所述靶材92可以是可旋轉(zhuǎn)靶材。濺射設(shè)備也可包括磁控管(未示出)。磁控管是一般由永久磁體提供以在濺射沉積期間約束等離子體的磁體組件。根據(jù)一些實(shí)施例，可在靶材92的表面的上方的至少一個(gè)方向上移動(dòng)磁控管。
[0069]RF電源經(jīng)由AC電力連接器80而連接至靶材92。在一些實(shí)施例中，RF頻率在5與30MHz之間的范圍中，特別是用于濺射的13.56或27.12MHz。然而，當(dāng)前的實(shí)施例不限于此，并且可使用其他頻率。
[0070]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，AC電力連接器80可進(jìn)一步包括附連至第一元件11的導(dǎo)體桿85。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)體桿85和第一元件11可例如由相同的材料一體式形成(integrally formed)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，導(dǎo)體桿85經(jīng)配置以插入在壁部90的開口中。導(dǎo)體桿85由此從真空腔室內(nèi)部延伸至真空腔室外部。根據(jù)一些示例，導(dǎo)體桿85可包括多個(gè)槽，使得可將一個(gè)或多個(gè)密封環(huán)91(例如，O形環(huán))插入在所述槽中，從而提供針對(duì)技術(shù)真空(technical vacuum)的真空密封。
[0071 ]根據(jù)一些實(shí)施例，可在導(dǎo)體桿85與壁部90之間提供絕緣體(未示出)。絕緣體可包括各自都用于容納密封環(huán)的一個(gè)或多個(gè)槽。作為對(duì)槽和密封環(huán)的替代，導(dǎo)體桿85可具有帶有粗糙度的表面以提供真空密封。
[0072]根據(jù)一些實(shí)施例，如圖7中所示的濺射設(shè)備用于真空腔室中的濺射沉積。濺射設(shè)備包括靶材92，所述靶材92可以是可旋轉(zhuǎn)靶材。一般而言，分段式平面靶材、單片(monolithic)平面靶材和可旋轉(zhuǎn)靶材可用于濺射。由于陰極的幾何結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，相比平面靶材，可旋轉(zhuǎn)靶材一般具有更高的利用率和增加的操作時(shí)間。因此，可旋轉(zhuǎn)靶材的使用一般延長了使用壽命并降低成本。
[0073]在圖7的示例中，靶材92經(jīng)由連接元件86而連接至第二元件82。在一些實(shí)施例中，第二元件82和靶材92兩者都提供為是可旋轉(zhuǎn)的。因此，所述至少一個(gè)第二元件82和可旋轉(zhuǎn)靶材92可以一起旋轉(zhuǎn)。作為示例，可提供驅(qū)動(dòng)器(未示出)以旋轉(zhuǎn)靶材92，并且所述至少一個(gè)第二元件12可附連至裝置或靶材30，從而與靶材92—起旋轉(zhuǎn)。換言之，可提供所述一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，以便同時(shí)地旋轉(zhuǎn)裝置30和所述至少一個(gè)第二元件12。
[0074]根據(jù)本文中所述的實(shí)施例，AC電力連接器包括具有良好導(dǎo)電性(Ag;CU;AU或具有這些材料的涂層)的兩個(gè)或多個(gè)(圓柱)板。它們中的一個(gè)是固定的，并且另一個(gè)與例如靶材一起旋轉(zhuǎn)。AC電力連接器可配置為在真空下的饋通，其中所述真空可由分開的真空栗或由工藝腔室的栗送系統(tǒng)(饋通可與靶材安裝在一起)生成。這些板的距離可取決于真空和RF電力的電壓。這些板可彼此同軸地旋轉(zhuǎn)。可利用絕緣體(例如，玻璃或陶瓷)保護(hù)這些板。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，絕緣體由蜿蜓型屏蔽件(meander shield)保護(hù)。如本文中所使用的術(shù)語“真空”可以是指真空條件，諸如，低真空、中真空、高真空或超高真空。然而，當(dāng)前的實(shí)施例不限于此，并且氣體可存在于連接器的真空罩中。此氣體可以是保護(hù)氣體或惰性氣體(例如，氬)和/或六氟化硫(SF6)。
[0075]由于不期望的等離子體或等離子體斑的產(chǎn)生，容性耦合的電力進(jìn)饋可能是等離子體隔絕的。因?yàn)檫@在真空條件下由于所需要的暗空間距離具有困難，因此可提供大氣空間或腔室，所述大氣空間或腔室可位于AC電力連接器的上方。在此大氣空間或腔室中，可提供AC(例如，HF、MF或RF)饋出(feed-out)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可進(jìn)一步提供對(duì)無功電流(reactive current或idle current)的補(bǔ)償?？扇Q于陰極阻抗來提供此類補(bǔ)償。隨后，可使用HF同軸電纜完成至饋出的連接，所述HF同軸電纜可引導(dǎo)通過金屬柔性管而至外部。
[0076]圖8示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的、用于將AC電力從AC電源提供至裝置的方法100的流程圖。
[0077]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，方法100包括以下步驟:在框101中，將AC電力從電源經(jīng)由至少一個(gè)第一元件而傳送到至少一個(gè)第二元件，其中所述至少一個(gè)第一元件和所述至少一個(gè)第二元件相對(duì)于彼此以第一距離布置；以及在框102中，相對(duì)于彼此來旋轉(zhuǎn)所述至少一個(gè)第一元件和所述至少一個(gè)第二元件中的至少一者。
[0078]雖然上文針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，但是可設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施例而不背離本發(fā)明的基本范圍，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書來確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于將AC電源與裝置連接的AC電力連接器，所述AC電力連接器包括: 至少一個(gè)第一元件和至少一個(gè)第二元件，所述至少一個(gè)第一元件可與所述AC電源連接，所述至少一個(gè)第二元件可與所述裝置連接，所述第一元件與所述第二元件相對(duì)于彼此以第一距離布置以限定電容； 其中所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的； 其中所述第一元件與所述第二元件配置成用于所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件之間的AC電力的傳送。2.如權(quán)利要求1所述的AC電力連接器，其中所述至少一個(gè)第一元件是圓柱元件，和/或其中所述至少一個(gè)第二元件是圓柱元件。3.如權(quán)利要求2所述的AC電力連接器，其中所述至少一個(gè)第一元件是中空的圓柱元件，和/或其中所述至少一個(gè)第二元件是中空的圓柱元件。4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的AC電力連接器，包括總共至少三個(gè)被嵌套的、特別是被交替地嵌套的第一和第二元件。5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的AC電力連接器，其中所述電容在I至5000nF的范圍中、在10至2000pF的范圍中、在100至100nF的范圍中、在400至600nF的范圍中，或特別是約500pF。6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的AC電力連接器，其中所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件是相對(duì)于彼此可同軸地旋轉(zhuǎn)的。7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的AC電力連接器，進(jìn)一步包括真空罩，其中所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件設(shè)置在所述真空罩內(nèi)。8.如權(quán)利要求7所述的AC電力連接器，其中所述真空罩的至少部分提供為相對(duì)于所述第一元件和/或所述第二元件是可旋轉(zhuǎn)的。9.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的AC電力連接器，其中所述至少一個(gè)第一元件和/或所述至少一個(gè)第二元件包括Ag、Cu和Au中的至少一者，特別是涂覆有Ag、Cu和Au中的至少一者O10.如權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的AC電力連接器，其中所述至少一個(gè)第一元件與所述至少一個(gè)第二元件至少部分地由絕緣構(gòu)件圍繞。11.如權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的AC電力連接器，其中所述AC電力連接器配置為旋轉(zhuǎn)式饋通，特別是配置為真空旋轉(zhuǎn)式饋通，用于將電力傳送到腔室中，特別是用于將電力傳送到真空腔室或包括氣體的腔室中。12.如權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的電力連接器，所述第一元件包括板元件，和/或其中所述第二元件包括板元件。13.如權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的電力連接器，其中所述第一距離是可改變的。14.一種用于真空腔室中的濺射沉積的濺射設(shè)備，所述濺射設(shè)備包括: 真空腔室，具有壁部； 可旋轉(zhuǎn)靶材，位于所述真空腔室內(nèi)； AC電源，用于將AC電力提供至所述可旋轉(zhuǎn)靶材；以及 在所述壁部中提供的、權(quán)利要求1至13中的一項(xiàng)所述的AC電力連接器，其中所述至少一個(gè)第一元件連接至所述AC電源，并且所述至少一個(gè)第二元件連接至所述可旋轉(zhuǎn)靶材。15.—種用于將AC電力從AC電源提供至裝置的方法，所述方法包括以下步驟: 將AC電力從所述AC電源經(jīng)由至少一個(gè)第一元件傳送到至少一個(gè)第二元件，其中所述至少一個(gè)第一元件和所述至少一個(gè)第二元件相對(duì)于彼此以第一距離布置;以及 相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)所述至少一個(gè)第一元件和所述至少一個(gè)第二元件中的至少一者。
【文檔編號(hào)】H01J37/34GK105830194SQ201380081666
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2013年12月18日
【發(fā)明人】F·施納朋伯格, A·赫爾米希, S·凱勒, M·本德
【申請(qǐng)人】應(yīng)用材料公司