CN113748483A - 使用磁控溅射系统可调节地镀膜的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种使用磁控溅射设备(100)在基板上可调节镀膜的方法和系统。该方法包括提供磁控管组件(202)的步骤，该磁控管组件包括附接到多个磁轭(206)的多个磁体和多个致动机构(208)，每个致动机构可操作地联接到多个磁轭(206)中的至少一者。该方法还包括基于至少一个参数自动确定磁控管组件(202)的多个磁轭(206)中的每一者的各个位置，以及根据自动确定的各个位置，单独地调节磁控管组件(202)的多个磁轭(206)中的每一者的位置。

Description

使用磁控溅射系统可调节地镀膜的方法和系统

技术领域

本发明属于磁控溅射镀膜沉积领域，尤其是利用旋转溅射阴极的磁控溅射镀膜沉积领域。更具体地，本发明涉及一种用于在具有平坦和非平坦的表面、尤其是在一维或二维中呈现曲率的多种基板(例如玻璃)上镀膜的方法。

背景技术

利用旋转阴极的磁控溅射长期以来一直用于玻璃镀膜行业，因为它能够最大化靶材利用率，同时产生均匀的镀膜。在操作期间以高精度控制镀膜均匀性对基板功能和工艺成本具有直接和关键的影响。

薄膜技术的快速发展导致了具有高要求和窄公差的先进镀膜应用。这些包括涉及具有复杂表面的非平坦基板的应用。

在利用旋转阴极的磁控溅射中局部调节磁场强度提供靶腐蚀的精确控制，从而精确控制镀膜轮廓，这为镀膜非平坦基板的技术应用铺平道路。

专利申请公开US 2014/0246312 A1公开了一种用于旋转靶阴极的磁控管组件，包括细长的支承结构、可移动地定位在支承结构下方的磁杆结构、以及联接到支承结构的多个驱动模块。每个驱动模块包括可操作地联接到磁杆结构的机动致动机构。磁杆结构包括附接到单个磁轭的基本上平行的成排磁体的阵列。

然而，上述文献的缺点在于，磁杆结构的整体形状被致动机构修改。由于磁体连接到单个磁轭上，磁场的修改基本上依赖于弯曲磁杆。这限制了对特定位置的磁场形状和强度的精确控制，因此限制了精确控制等离子体强度和所得镀膜轮廓的可能性，最终限制了在非平坦基板上镀膜的前景。

鉴于上述问题和缺点，本发明的目的是提供一种使用磁控溅射系统以高品质、高效率方式在复杂基板上局部调节镀膜的方法和系统。

发明内容

该目的通过所附独立权利要求中提供的技术方案实现。在从属权利要求中进一步限定了本发明的有利实施方式。

根据本发明的第一方面，提供了一种使用磁控溅射设备在基板上镀膜的方法。该方法包括提供磁控管组件的步骤，该磁控管组件包括附接到多个磁轭的多个磁体和多个致动机构，每个致动机构可操作地联接到多个磁轭中的至少一者；基于至少一个参数自动确定磁控管组件的多个磁轭中的每一者的各个位置；根据自动确定的各个位置，单独地调节磁控管组件的多个磁轭中的每一者的位置。

有利地，由于对各个磁体和各个磁轭的精确操纵，可以在特定位置实现磁场强度和形状的精确控制，从而能够在磁控溅射设备的操作期间直接跨过多个复杂基板局部调节镀膜轮廓。这提高效率、节省时间并降低操作成本。

根据本发明的第一方面的第一优选实施方式，至少一个参数定义跨平坦基板和/或非平坦基板的镀膜轮廓。这是有益的，因为能够生产具有多种应用的高品质复杂镀膜基板。

根据本发明的第一方面的第二优选实施方式，至少一个参数包括在跨基板的特定位置处的镀膜厚度、在跨基板的特定位置处的磁场强度、多个磁轭的各个特定位置、或其任意组合中的至少一者。有利地，适用于各自用途情况的不同参数被启用。

根据本发明的第一方面的另一优选实施方式，该方法还包括基于优选在溅射设备外部在基板上执行的至少一个测量来自动设置至少一个参数。有利地，提高了效率和精度。

根据本发明的第一方面的另一优选实施方式，至少一个参数分别从跨基板或在基板上测量的各个光透射光谱或各个光反射光谱得出，由此光学测量在对应于多个磁轭中的每一者的位置处执行。有利地，这能够分析在生产过程中使用的各种各样的基板和/或镀膜材料。

根据本发明的第一方面的另一优选实施方式，磁控管组件还包括主控制器，该主控制器接收多个磁轭中的每一者的自动确定的各个位置并将它们发送到多个从控制器，该从控制器与相应的致动机构可操作地通信。这是有益的，因为可以实现完全或部分自动化控制，从而提高精度和效率。

根据本发明的第一方面的另一优选实施方式，多个致动机构形成为沿着细长支承杆附接并且被配置为根据自动确定的各个位置将磁轭分别地远离和/或朝向细长支承杆移动，从而位移具有相对于细长支承杆的垂直分量。有利地，进一步提高了效率和精度。

根据本发明的第一方面的另一优选实施方式，该方法还包括基于多个磁轭的自动确定的各个位置自动确定模拟的镀膜轮廓并将其显示在显示器上的步骤。有利地，这有助于用户确定是否需要额外调节磁轭，从而节省时间并提高效率。

根据本发明的第一方面的进一步优选实施方式，该方法还包括以下可选步骤：在移动多个磁轭之后，自动确定和设置基于在基板上执行的至少一个测量所定义的至少一个测量参数；基于至少一个测量参数，自动确定磁控管组件的多个磁轭中的每一者的新的各个位置；以及根据自动确定的新的各个位置，单独地调节磁控管组件的多个磁轭中的每一者的位置。

有利地，这允许在磁控溅射设备的操作期间直接跨多个复杂基板进一步局部地调节镀膜轮廓。这提高了效率并降低了操作成本。

根据本发明的第一方面的另一优选实施方式，至少一个测量参数特别是分别从跨镀膜的基板或在镀膜的基板上测量的各个光透射光谱或各个光反射光谱得出，由此光学测量在对应于多个磁轭中的每一者的位置处执行。有利地，这能够分析生产过程中使用的各种各样的基板和/或镀膜材料。

根据本发明的第二方面，还提供了一种用于在基板上镀膜的磁控溅射设备。溅射设备包括：磁控管组件，该磁控管组件包括附接到多个磁轭的多个磁体和多个致动机构，每个致动机构可操作地联接到多个磁轭中的至少一者；控制器，其与溅射设备可操作地通信并且包括处理器，该处理器被配置为基于至少一个参数自动确定多个磁轭中的每一者的各个位置，其中，磁控管组件的多个磁轭中的每一者的位置通过致动机构根据处理器自动确定的各个位置来单独地调节。

有利地，由于对各个磁体和各个磁轭的精确操纵，可以在特定位置实现磁场强度和形状的精确控制，从而能够在磁控溅射设备的操作期间直接跨多个复杂基板局部调节镀膜轮廓。这提高效率、节省时间并降低操作成本。

根据本发明的第二方面的第一优选实施方式，至少一个参数定义了跨平坦基板和/或非平坦基板的镀膜轮廓。除此以外或作为替选，至少一个参数包括在跨基板的特定位置处的镀膜厚度、在跨基板的特定位置处的磁场强度、多个磁轭的各个特定位置、或其任意组合中的至少一者。这是有益的，因为能够生产具有多种应用的高品质复杂镀膜基板。此外，可以提供适用于各自用途情况的不同参数。

根据本发明的第二方面的第二优选实施方式，磁控管组件还包括主控制器，其从外部控制器接收由处理器确定的多个磁轭中的每一者的各个位置并将它们发送到多个从控制器，该从控制器与相应的致动机构可操作地通信。除此之外或作为替选，磁控管组件的多个致动机构沿细长支承杆附接并且根据确定的各个位置将多个磁轭单独地远离和/或朝向细长支承杆移动，由此位移具有相对于细长支承杆的垂直分量。这是有益的，因为可以实现完全或部分自动化控制，从而提高精度和效率。

根据本发明的第二方面的另一优选实施方式，处理器基于多个磁轭的自动确定的各个位置自动确定基板上的模拟镀膜轮廓并将其显示在显示器上。有利地，这有助于用户确定是否需要额外调节磁轭，从而节省时间并提高效率。

根据本发明的第二方面的另一优选实施方式，至少一个测量参数是基于在多个磁轭移动之后优选在溅射设备外部在基板上执行的至少一个测量来定义的。除此之外或作为替选，至少一个测量参数基于在基板上执行的至少一个测量自动设置。附加地或替选地，处理器基于至少一个测量参数自动确定磁控管组件的多个磁轭中的每一者的新的各个位置。另外或作为替选，磁控管组件的多个磁轭中的每一者的位置通过致动机构根据处理器自动确定的新的各个位置单独地调节。

有利地，这允许在磁控溅射设备的操作期间直接跨多个复杂基板进一步局部地调节镀膜轮廓。这提高效率并降低操作成本。

附图说明

参考附图，本发明的说明性实施方式仅通过示例而非限制的方式进一步解释，其中相似的附图标记指代相似的元件。需要指出的是，各种特征不一定按比例绘制。图中：

图1示出根据本发明的一个方面的溅射设备的第一实施方式，该溅射设备包括磁控管组件，该磁控管组件具有附接到各个磁轭的各个磁体；

图2A示出放置在图1所示溅射设备的旋转阴极组件内的磁控管组件；

图2B是图2A的磁控管组件和旋转阴极组件的剖视图；

图3示出溅射设备的示例性实施方式，其中在镀膜基板上执行光学测量；

图4示出根据本发明的另一方面的本发明方法的代表性实施方式的流程图；

图5A示出根据本发明的通过考虑18个可调磁轭获得的抛物线形基板的示例性模拟镀膜轮廓；

图5B示出根据本发明的通过考虑36个可调磁轭获得的抛物线形基板的示例性模拟镀膜轮廓；

图6A示出根据本发明的通过考虑18个可调磁轭获得的窄抛物线形基板的示例性模拟镀膜轮廓；

图6B示出根据本发明的通过考虑36个可调磁轭获得的窄抛物线形基板的示例性模拟镀膜轮廓；

图7A示出根据本发明的通过考虑18个可调磁轭获得的三重抛物线形基板的示例性模拟镀膜轮廓；

图7B示出根据本发明的通过考虑36个可调磁轭获得的三重抛物线形基板的示例性模拟镀膜轮廓；

图7C示出根据本发明的通过考虑33个可调磁轭获得的三重抛物线形基板的示例性模拟镀膜轮廓；和

图8示出根据本发明的通过考虑33个可调磁轭获得的箱形基板的示例性模拟镀膜轮廓。

具体实施方式

本发明将针对具体实施方式并参考某些附图进行描述，但本发明不限于此。在说明书和权利要求中，不定冠词一或一个不排除复数。此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二等用于区分相似的元件并且不一定用于在时间上、空间上、按等级或以任何其他方式描述顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施方式能够以不同于本文描述或图示的其他顺序操作。

此外，说明书和权利要求中的术语上、下等一般用于描述目的，不一定用于全面描述排他性的相对位置。应当理解，如此使用的任何前述术语可以在适当的情况下互换，使得本文描述的本发明的各种实施方式能够以与本文描述或示出的那些配置和/或取向不同的其他配置和/或取向操作。

将首先描述一般的溅射设备，然后结合具体示例描述本发明的方法。

参考图1，其示出根据本发明的一个实施方式的溅射设备100的总体示意图，该设备被配置用于使用旋转阴极进行磁控溅射。溅射设备100包括放置在具有外壁104的真空室102内的基板101。通过使用例如具有多个辊106的传送带105引导待镀膜的基板101通过旋转阴极组件103下方。基板101是指大面积基板、例如玻璃，但不限于玻璃。

真空室102内的旋转阴极组件103的第一端107通过轴108可旋转地附接到驱动结构109，驱动结构109适于使旋转阴极组件103及其所有部件(这将在下文中描述)绕其主轴线旋转。驱动结构109可以例如以齿带驱动器或机动齿轮或类似机构的形式实施。真空室102相对于支承驱动结构109的壳体110是密封的。

如图1所示，旋转阴极组件103的第二端111设有冷却流体进出口112。冷却流体进出口112可以设置在壳体113内，该壳体113相对于真空室102密封。除此之外，旋转阴极组件103的第二端111使用轴承114可旋转地附接到壳体113。

在该示例性实施方式中，溅射设备100能够将光信号从真空室102外部传输、和/或传输到真空室102外部。光信号由设置在可旋转的靶阴极组件103的第一端107处的至少一个光纤115承载。

至少一个光纤115联接到真空室102外部的至少一个外光纤116，至少一个外光纤116又与控制器118可操作地通信。

控制器118联接到显示器121，并且包括光电转换器119和处理器120。

图2A和图2B示出包括在溅射设备100内的旋转阴极组件103，其包括磁控管组件202，该磁控管组件202具有被中空靶阴极201包围的保护管203，在所述中空靶阴极201的内表面222和保护管203的外表面221之间形成通道204。中空靶阴极还包括靶材219。

如下文将详细讨论的，磁控管组件202包括附接到多个磁轭206的多个磁体205、多个驱动模块207、由驱动模块207提供的多个致动机构208、多个从控制器209、主控制器210、至少一个可充电电池211和至少一个冷却流体管212，它们放置在保护管203内。

从图2A和图2B中，注意到至少一个冷却流体管212可以附接到细长支承杆213并且沿着多个磁轭206的一侧放置。

特别是在图2A的上下文中，冷却流体经由旋转阴极组件103的第二端111处的入口214被供应到磁控管组件202的至少一个冷却流体管212。冷却流体沿着至少一个冷却流体管212、沿图2A中箭头所示的方向流动，直到它到达流体引导件215并通过侧向孔216离开、到达在磁控管组件202的保护管203的外表面221与中空靶阴极201的内表面222之间形成的通道204。

然后，冷却流体通过通道204流回到旋转阴极组件103的第二端111，在那里它通过出口217排出。以这种方式，磁控管组件的其余部件(即多个磁体205、多个磁轭206、多个致动机构207、从控制器209、中央控制器210、支承杆213和至少一个可充电电池211)被保护免于由于冷却流体造成的腐蚀，同时中空靶阴极201和靶材209保持适当冷却。

同样在图2A的上下文中，提到旋转阴极组件103的第一端107包括用于在溅射设备100和磁控管组件202之间传输光信号的装置。在该实施方式中，至少一个光纤115可以包括静止部分115a和旋转部分115b，它们优选地通过透镜220联接。此外，至少一个光纤115及其静止部分115a和旋转部分115b相对于到达所述第一端107处的流体引导件215和侧向孔216的冷却流体被密封，从而避免腐蚀。

现在将特别关于图2B讨论磁控管组件202的示例性实施方式，图2B描绘了放置在旋转阴极组件103的中空靶阴极201内的磁控管组件202的侧视图。

如前所述，磁控管组件202包括附接到多个磁轭206的多个磁体205。总的来说，磁体205形成为安装在各个磁轭206上的基本上平行的成排永磁体，如图2B所示。每个磁轭206可以由金属材料、尤其是铁磁材料(例如钢)制成，并且可以成形为不同的形式，例如大致为“U”形或“E”形或允许容纳磁体205的任何其他形状。

磁控管组件202还包括多个驱动模块207。每个驱动模块207包括致动机构208，其可操作地联接到多个磁轭206中的至少一者。多个驱动模块207适于单独地调节多个磁轭206的位置。

在该示例性实施方式中，多个驱动模块207以及因此多个磁轭206沿着细长支承杆213附接，从而驱动模块207使磁轭206单独地并且以相对于细长支承杆213的基本上垂直方式移动。

在这方面，提到各个磁轭206的长度例如分别可以为100mm至300mm、优选为100mm至200mm，并且它们的位移例如可以为5mm至30mm、优选12mm。多个磁轭206不一定具有相同的长度，但是每个磁轭206可以具有不同的长度。此外，在多个磁轭206中的每一者处的磁场强度可以是几毫特斯拉的数量级。

关于图2B，注意到当具有保护管203的磁控管组件202被放置在中空靶阴极201内时，每个致动机构208使磁轭206中的至少一者以相对于细长支承杆213基本上垂直的方式移向保护管203的内表面218。替选地，每个致动机构208使磁轭206中的至少一者以相对于所述细长支承杆213基本上垂直的方式从保护管203的内表面218移向细长支承杆213。

因此，磁轭206的这种移动改变了磁体205到/离中空靶阴极201的距离，从而能够局部控制由磁体205产生的磁场的强度，这又改变了产生的等离子体并因此允许当旋转阴极组件201用于溅射设备100内时控制镀膜均匀性，如图1所示。

如前文所述，磁控管组件202还包括多个从控制器209，每个从控制器209与驱动模块207可操作地通信。多个从控制器209连接到主控制器210。特别地，主控制器210适于分别向磁控管组件202外部发送信号和从磁控管组件202外部接收信号，这些信号是由至少一个光纤115、特别是其旋转部分115b承载的光信号，该光信号通过光电信号转换器117。替选地，磁控管组件202可以在其端部的一者中包括接收器(未示出)，该接收器直接与光纤静止部分115a或替选地与透镜220光通信，因此光纤旋转部分115b和光电转换器117变得多余。这是有益的，因为降低了复杂性。

此外，每个驱动模块207通过相应的致动机构208，根据通过相应的从控制器209从主控制器210接收到的信号来移动磁轭206，在相应的磁轭206移动之后将确认信号发送回主控制器210。

还提到主控制器210可以通过至少外部光纤116从溅射设备100外部接收信号，该信号包括关于要通过移动多个磁轭206中的至少一者来校正的基板101上的任何镀膜不均匀性的信息。附加地或替选地，主控制器210可以通过至少一个外部光纤116从溅射设备100外部接收信号，该信号包括关于通过移动多个磁轭206中的至少一者来控制的基板101上的任何镀膜轮廓的信息。

与驱动模块207可操作地连通的至少一个可充电电池211被配置为给致动机构208、从控制器209和主控制器210供电。此外，至少一个可充电电池211可以被外部充电。这是有益的，因为可以例如在设备维护期间执行至少一个可充电电池211的充电和更换，从而节省时间和操作成本。电池211可以替选地由内部发电机充电，该内部发电机由通过冷却流体的流动而旋转的涡轮机驱动。

由多个驱动模块207提供的致动机构208可以包括至少一个致动器208b，该致动器208b可以与其他致动器分开控制。至少一个致动器208b可以被实施为例如机动致动器、液压致动器、气动致动器、压电致动器等。总的来说，至少一个致动器208b还可以包括至少一个止动器(未示出)，该止动器限定对应磁轭206相对于细长支承杆213的最大和最小位移。可以以另外的方式确定这样的最大或最小位移，例如在至少一个致动器是步进电机线性致动器的情况下通过计算电机的步数，或通过传输到溅射设备100外部/从溅射设备100外部传输的预定光信号，或通过其他机构。

上述可单独地调节的多个磁轭206使溅射设备100能够在具有平坦或非平坦表面的各种基板(例如分别具有二维或三维、2D和3D的曲率的基板，具有现在将描述的高品质)上实现镀膜。

在该上下文中，提到了用溅射设备100实现的期望镀膜轮廓可以由至少一个参数定义。这样的至少一个参数可以包括例如在跨基板101的特定位置处的镀膜厚度、在跨基板101的特定位置处的磁场强度、多个磁轭206的各个特定位置、或其任意组合中的至少一者。作为另一示例，至少一个参数可以包括关于基板表面形状的信息，例如抛物线形状或箱形或类似形状。

此外，至少一个参数可以基于通过输入设备122设置的至少一个用户输入手动提供给控制器118，如图1中的示例所示。

然而，优选的是，至少一个参数是基于优选地在溅射设备100外部在基板101上执行的至少一个测量而自动设置的。所述测量由测量单元123执行，该测量单元123通过例如光纤124可操作地联接到控制器118。附加地或替选地，可以在溅射设备100内部执行测量。

在这方面，图3描绘了根据本发明的溅射设备100的第二实施方式，其中示出基板如何通过气闸302穿过溅射设备100。此外，在图3中，举例说明了测量单元123可以包括具有光源303的光谱仪301。光谱仪301优选地在溅射设备100外部在基板101上或跨基板101执行各个测量。特别地，如从图3可以看出的，沿着基板101的宽度、在特别对应于磁控管组件202内的多个磁轭206中的每一者的各个位置处执行光学测量。

然后，对于磁控管组件202内的每个磁轭206，分别在基板101上或跨基板101测量各个光透射光谱或各个光反射光谱。然后，定义基板101上的镀膜轮廓的至少一个参数从由光谱仪301产生的各个光谱得出，并通过光纤124自动提供给控制器118。为了清楚起见，这里没有示出溅射机100或控制器118的所有细节。

在图1至图3的上下文中，控制器118将至少一个参数提供给处理器120。注意，在通过光纤124自动确定所述至少一个参数的情况下，光纤124首先通过光电转换器119，该光电转换器119又连接到处理器120。

然后，处理器120被配置为基于至少一个参数自动确定磁控管组件的多个磁轭206中的每一者的各个位置。以这种方式，由所述参数定义的镀膜轮廓通过局部调节由附接到磁轭206的多个磁体205产生的磁场强度来实现。

在光电转换器119的帮助下，包括磁轭206的确定位置的信号通过至少一个外部光纤116从控制器118发送到磁控管组件202。如前所述，磁控管组件202内的主控制器210通过至少一个光纤115接收所述信号，并将其发送到多个从控制器209，该从控制器209又与多个驱动模块207可操作地通信。然后，根据接收到的包括位置的信号，每个驱动模块207通过相应的致动机构208移动磁控管组件202的多个磁轭206中的每一者，从而在基板101上产生期望的镀膜轮廓。

此外，在图1的上下文中，处理器120基于多个磁轭206的自动确定的各个位置自动模拟镀膜轮廓，其进一步显示在显示器121上。可以以镀膜厚度根据细长支承杆213的长度或根据基板长度的变化的图表的形式显示模拟的镀膜轮廓。附加地或替选地，还可以显示各个磁轭根据基板长度或根据细长支承杆213的长度的位移。

在多个磁轭206移动之后，可以重复上述过程，例如，在检测到跨基板101的镀膜不均匀的情况下，或者进一步移动各个磁轭206，尤其是在基板101在两维或三维上具有非平坦形状的情况下。

在该上下文中，在溅射设备100内部或优选外部在基板101上执行测量。然后，基于所述测量确定定义基板101上的镀膜轮廓的至少一个测量参数。

至少一个测量参数可以由通过输入设备122设置的至少一个用户输入来手动设置。优选地或附加地，至少一个测量参数是根据在基板101上执行的测量自动确定的。这样的测量可以尤其包括通过分光镜301分别跨镀膜的基板101或在镀膜的基板101上测量的各个光透射光谱或各个光反射光谱，如图3所示，由此在对应于磁控管组件202内的多个磁轭206中的每一者的位置处执行光学测量。至少一个测量参数尤其从各个光谱得出。

然后，基于至少一个测量参数，处理器120自动确定磁控管组件202的多个磁轭206中的每一者的新的各个位置，这些位置随后通过从控制器209和主控制器210被发送到多个驱动模块208，如前所述。驱动模块208中的每一者根据新的自动确定的各个位置单独调节多个磁轭206中的每一者的位置。

现在，图4示出根据本发明另一方面的本发明方法的示例性实施方式的流程图。在第一步骤S100中，提供磁控管组件202。可放置在旋转阴极组件103内的磁控管组件202尤其包括附接到多个磁轭206的多个磁体205和多个致动机构208，每个致动机构208可操作地联接到多个磁轭206中的至少一者。

在第二步骤S101中，基于至少一个参数自动确定磁控管组件202的多个磁轭206中的每一者的各个位置。然后，在步骤S102中，根据自动确定的各个位置，单独地调节多个磁轭206中的每一者的位置。

至少一个参数定义了跨基板101的镀膜轮廓，基板101可以是平坦的基板，另外或替选地是非平坦的基板，并且可以包括例如在跨基板的特定位置处的镀膜厚度、或在跨基板的特定位置或多个磁轭206的各个特定位置处的磁场强度、或其任意组合。

本发明的方法还包括由通过输入设备122设置的至少一个用户输入来手动设置至少一个参数。如前文所述，至少一个参数优选地基于在基板101上执行的至少一个测量以自动方式确定和设置。这种至少一个测量可以在溅射设备100内部或优选在溅射设备100外部执行。

测量可以包括例如各个光透射光谱或各个光反射光谱，它们分别通过光谱仪301跨基板101或在基板101上测量，由此在对应于多个磁轭中的每一者的位置处执行光学测量。

此外，磁控管组件202还包括主控制器210，其接收多个磁轭206中的每一者的自动确定的各个位置并将它们发送到与对应的致动机构208可操作地通信的多个从控制器209。在此上下文中，要强调的是，多个致动机构208被形成为沿着细长支承杆213附接，此外，被配置为根据所确定的各个位置使磁轭206单独地远离和/或朝向细长支承杆213移动。由此，位移优选地具有相对于细长支承杆213的垂直分量。

该方法还包括基于所确定的多个磁轭206的各个位置自动确定模拟的镀膜轮廓的步骤。然后将模拟的轮廓显示在显示器121上。有利地，根据所显示的镀膜轮廓，用户可以确定是否需要额外的调节磁轭，特别是如果基板101在二维或三维上具有复杂的非平坦表面。

本发明的方法进一步包括如下的可选步骤：在多个磁轭移动之后，基于在溅射设备100内部或优选外部在基板101上执行的至少一个测量，手动或优选自动地确定和设置S103至少一个测量参数。在下一步骤S104中，基于至少一个测量参数自动确定磁控管组件202的多个磁轭206中的每一者的新的各个位置。

在随后的可选步骤S105中，磁控管组件202的多个磁轭206中的每一者的位置根据新的自动确定的各个位置被单独地调节。

正如之前在图3的上下文中所解释的，至少一个测量参数特别从各个光透射光谱或各个光反射光谱得出，各个光透射光谱或各个光反射光谱分别通过光谱仪301跨镀膜基板101或在镀膜基板101上测量，从而在对应于多个磁轭206中的每一者的位置处执行光学测量。

除了以上解释之外，本发明应该特别关于图5A至图8中描绘的示例性模拟结果来讨论。在模拟中，考虑了140mm的靶到基板距离。图5A至图8中的每一者所示出的示例性图表包括三个曲线图。一个曲线图是对于特定数量的磁轭和不同基板，根据支承杆213的长度变化的归一化镀膜厚度。还示出根据支承杆213的长度变化的待镀膜的基板轮廓的曲线图。除此之外，第三个曲线图示出通过相应的致动机构208沿着细长支承杆213附接的磁轭的位移，即表示用于磁控管组件202中的磁轭的配置。在图5A至图8中还提到了，左纵轴代表磁轭的位移，其中4个单位代表1mm的位移。

作为第一示例，在图5A中，考虑将使用18个磁轭来镀膜具有抛物面的基板，每个磁轭的长度为200mm。设置于控制器118的至少一个参数定义了这种抛物线形状。然后，处理器120自动确定每个磁轭206的各个位置。每个位置是指对应的磁轭206相对于细长支承杆213的位移，位移的大小表示在左轴中。为了清楚起见，在该示例的图中，每个磁轭从y1到y18编号，以说明磁轭在磁控管组件202内沿支承杆213布置的方式。

磁轭的各个靶位移以外部光纤116承载的光信号的形式传输到磁控管组件202内的主控制器，并通过从控制器209从其传输到多个致动机构208。然后，致动机构208根据图5A中描绘的位置移动磁轭206。

处理器210进一步以自动方式确定利用所确定的位置(或位移)获得的镀膜轮廓，其以图5A中绘制的归一化镀膜厚度的形式示出，其中观察到，预计在磁轭移动之后获得模拟的镀膜轮廓与基板的抛物面密切对应。

在图5B中，使用36个磁轭，y1到y36，考虑了相同的抛物线基板，每个磁轭的长度为200mm。还示出磁轭206的自动确定的位置和模拟的归一化镀膜厚度。如同图5A，图5B示出了可以通过单独地调节36个磁轭中各个的位移来镀膜复杂的非平坦基板。

作为第二示例，在图6A和图6B中，使用18个长度为200mm的磁轭(图6A)和36个长度为100mm的磁轭(图6B)考虑具有窄抛物线形状的基板。应注意，图6B中使用的磁轭的确定的各个位置导致镀膜厚度以比图6A中更精确的方式跟随基板表面。

作为进一步的示例，图7A至图7C考虑具有三个相邻抛物线的表面的复杂基板。在图7A中，使用了18个长度为200mm的磁轭。图7B考虑了36个长度为100mm的磁轭，而在图7C中使用了33个长度为100mm的磁轭。应注意的是，在图7B和图7C中使用的各个磁轭的数量和尺寸导致模拟的归一化镀膜厚度的性能几乎相同。

在本发明的上下文中也可以镀膜不同的基板形状，如图8所示，其中使用33个磁轭考虑具有箱形表面的基板的镀膜，每个磁轭具有100mm的长度。从此处显示的模拟的归一化镀膜厚度可以看出，可能需要对磁轭中各个的位置的进一步自动调节，以提高镀膜轮廓品质。

图5A至图8中示出的示例可以相反地指在其顶部实现结构化镀膜的平坦基板，例如图5A至图6B中的抛物线镀膜、图7A至图7C中的三重抛物线镀膜或图8中的箱形镀膜。这种镀膜形状可以通过磁轭的等效移动获得，如在所述每一个示例中基于至少一个参数自动确定的。

因此，图5A至图8所示的示例性曲线图示出本发明的方法和本发明的系统单独地调节多个磁轭206的有利能力，以便控制平坦且成形的基板上的镀膜轮廓。

最后，在本发明全文中提到，不排除致动机构208也可适于每次使磁轭206组移动。而且，不排除多于一个致动机构208可适于使单个磁轭206移动。举例来说，两个或更多个磁轭206可以通过致动机构208或其任意组合同时移动。

虽然上文已经描述了本发明的各种实施方式，但是应当理解，它们仅通过示例而非限制的方式呈现。在不脱离本发明的范围的情况下，可以根据本文的公开内容对所公开的实施方式进行许多改变。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述实施方式的限制。相反，本发明的范围应根据所附权利要求及其等同物来定义。

尽管本发明已经针对一个或多个实施方式进行了说明和描述，但本领域的其他技术人员在阅读和理解本说明书和附图后将想到等效的改变和修改。此外，虽然本发明的特定特征可能仅针对多种实施方式中的一种而被公开，但是这种特征可以与其他实施方式的一个或多个其他特征组合，如对于任何给定或特定应用可能是期望的和有利的。

Claims (15)

1.一种使用磁控溅射设备(100)在基板上镀膜的方法，所述方法包括：

提供(S100)磁控管组件(202)，所述磁控管组件(202)包括：

附接到多个磁轭(206)的多个磁体(205)，

多个致动机构(208)，每个致动机构可操作地联接到所述多个磁轭(206)中的至少一者；

基于至少一个参数自动确定(S101)所述磁控管组件(202)的多个磁轭(206)中的每一者的各个位置；和

根据自动确定的各个位置，单独地调节(S102)所述磁控管组件(202)的多个磁轭(206)中的每一者的位置。

2.如权利要求1所述的方法，

其中，所述至少一个参数定义跨平坦基板和/或非平坦基板的镀膜轮廓。

3.如权利要求1或2所述的方法，

其中，所述至少一个参数包括在跨基板的特定位置处的镀膜厚度、在跨基板的特定位置处的磁场强度、所述多个磁轭的各个特定位置、或其任意组合中的至少一者。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中，所述方法还包括基于优选在溅射设备(100)外部在基板(101)上执行的至少一个测量自动设置所述至少一个参数。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，

其中，所述至少一个参数是从分别跨基板(101)或在基板(101)上测量的各个光透射光谱或各个光反射光谱得出的，由此在对应于所述多个磁轭(206)中的每一者的位置处执行光学测量。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，

其中，所述磁控管组件(202)还包括主控制器(210)，所述主控制器接收所述多个磁轭(206)中的每一者的自动确定的各个位置并将它们发送到多个从控制器(209)，所述从控制器与相应的致动机构(208)可操作地通信。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，

其中，所述多个致动机构(208)被形成为沿着细长支承杆(213)附接并且被配置为根据自动确定的各个位置将所述磁轭(206)分别远离和/或朝向所述细长支承杆(213)移动，由此位移具有相对于所述细长支承杆(213)的垂直分量。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，

其中，所述方法还包括基于所述多个磁轭(206)的自动确定的各个位置自动确定模拟的镀膜轮廓并将所述模拟的镀膜轮廓显示在显示器(122)上的步骤。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，

其中，所述方法还包括以下可选步骤：

在移动所述多个磁轭(206)后，自动确定和设置(S103)基于在基板(101)上执行的至少一个测量所定义的至少一个测量参数；

基于所述至少一个测量参数，自动确定(S104)所述磁控管组件(202)的所述多个磁轭(206)中的每一者的新的各个位置；和

根据自动确定的新的各个位置，单独地调节(S105)所述磁控管组件(202)的所述多个磁轭(206)中的每一者的位置。

10.如权利要求9所述的方法，

其中，所述至少一个测量参数特别是从分别跨镀膜的基板(101)或在镀膜的基板(101)上测量的各个光透射光谱或各个光反射光谱得出的，由此在对应于所述多个磁轭(206)中的每一者的位置处执行光学测量。

11.一种用于在基板上镀膜的磁控溅射设备(100)，所述溅射设备(100)包括：

磁控管组件(202)，包括

附接到多个磁轭(206)的多个磁体(205)，

多个致动机构(208)，每个致动机构可操作地联接到所述多个磁轭(206)中的至少一者，

控制器(118)，所述控制器与所述溅射设备(100)可操作地通信并且包括处理器(120)，所述处理器被配置为基于至少一个参数自动确定所述多个磁轭(206)中的每一者的各个位置，

其中，所述磁控管组件(202)的多个磁轭(206)中的每一者的位置由所述致动机构(208)根据由所述处理器(120)自动确定的各个位置而单独地调节。

12.如权利要求11所述的磁控溅射设备，

其中，所述至少一个参数定义跨平坦基板和/或非平坦基板的镀膜轮廓，和/或

其中，所述至少一个参数包括在跨基板的特定位置处的镀膜厚度、在跨基板的特定位置处的磁场强度、所述多个磁轭(206)的各个特定位置、或其任意组合中的至少一者。

13.如权利要求11或12所述的磁控溅射设备，

其中，所述磁控管组件还包括主控制器(210)，所述主控制器从所述控制器(118)接收由所述处理器(120)确定的所述多个磁轭(206)中的每一者的各个位置并将所述位置发送到多个从控制器(209)，所述从控制器与相应的致动机构(208)可操作地通信，和/或

其中，所述磁控管组件的多个致动机构(208)沿着细长支承杆(213)附接并且根据确定的各个位置将所述多个磁轭(206)单独地远离和/或朝向所述细长支承杆(213)移动，由此位移具有相对于所述细长支承杆(213)的垂直分量。

14.如权利要求11至13中任一项所述的磁控溅射设备，

其中，所述处理器(120)基于所述多个磁轭(206)的自动确定的各个位置自动确定基板(101)上的模拟的镀膜轮廓并将所述模拟的镀膜轮廓显示在显示器(122)上。

15.如权利要求11至14中任一项所述的磁控溅射设备，

其中，在移动所述多个磁轭(206)后，至少一个测量参数是基于优选在所述溅射设备(100)外部在所述基板(101)上执行的至少一个测量来定义的，和/或

其中，至少一个测量参数是基于优选在所述溅射设备外部在所述基板(101)上执行的所述至少一个测量而自动设置的，和/或

其中，所述处理器(120)基于所述至少一个测量参数自动确定所述磁控管组件(202)的所述多个磁轭(206)中的每一者的新的各个位置，和/或

其中，所述磁控管组件(202)的所述多个磁轭(206)中的每一者的位置由所述致动机构(208)根据由所述处理器(120)自动确定的新的各个位置而单独地调节。

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