TW201441402A - 濺鍍設備 - Google Patents

Abstract

用於旋轉靶陰極的磁控組件包括：剛性支撐結構；磁棒結構，其可移動的附接到剛性支撐結構；以及至少一致動構件，其耦合於剛性支撐結構，並且建構成改變磁棒結構與可旋轉的靶圓柱之表面的距離。磁控組件也包括位置指示構件，其操作成測量磁棒結構相對於可旋轉的靶圓柱之表面的位置。通訊裝置係建構成接收來自磁控組件的外面的命令訊號，並且傳送資訊訊號到磁控組件的外面。

Description

濺鍍設備

本申請案主張2013年3月1日申請的美國臨時專利申請案序號61/771,460的利益，其係在此被納入作為參考。

旋轉靶的磁控濺鍍是眾所皆知的，並且廣泛用於在各式各樣的基板上製出各式各樣的薄膜。於旋轉靶磁控濺鍍的最基本形式，要濺鍍的材料不是形成管的形狀則是附著於剛性材料做成之支撐管的外表面。磁控組件配置在管子裡並且供應磁通量，其滲透靶而使得在靶的外表面有適當的磁通量。磁控組件所產生的磁場之設計方式使其維持從靶發射的電子，如此以增加電子與工作氣體進行離子化碰撞的機率，因而提升濺鍍製程的效率。

補償靶侵蝕效應變得越來越重要，因為希望增加靶厚度並在更敏感的製程條件下來操作濺鍍製程。雖然希望有較厚的靶大多是由陶瓷靶的製造成本所引起，但也希望為了在濺鍍塗覆機裡具有更多可用材料的存量，以便進行更久的塗覆活動。於更敏感的製程條件下來進行製程的需求是因為希望在反應模式濺鍍下得到更高的沉積速率以及/或者精細控制膜化學。

相較於原料的成本而言，以某些材料(尤其是陶瓷透明導電 氧化物(TCO)材料)所做的靶之製造成本相當高。為了改善這些靶的經濟性，希望增加靶材的厚度。以此方式，靶將具有顯著更可用的材料，同時僅對靶的整體成本增加最少，因為製造成本沒有顯著改變。僅有的顯著成本增加是由於所用的額外原料。此外，較厚的靶所具有的附加利益是允許在靶改變之間有較久的製造活動。

然而，當使用標準的磁控組件時，靶厚度增加得太多可能導致在靶表面有不適當的磁通量。最近已經引入具有較高磁通量的磁控設計以提供較厚的靶所需之較高的磁通量。

於反應性磁控濺鍍的案例中，金屬靶是在包含反應性氣體(例如氧或氮)的大氣中濺鍍。濺鍍材料與反應性氣體發生反應，以便形成包含靶材和反應性氣體之化合物的膜。反應性氣體也與靶表面發生反應，藉此在靶表面上形成反應的化合物。表面化合物大大地減少了侵蝕速率。為了改善濺鍍效率，可以小心控制反應性氣體的量，如此以使靶表面反應減到最少，同時仍達成所希望的膜化學。於某些案例中，需要控制該等製程，使得膜的化學是次化學配比的。

對製程氣體的精細控制使得該製程對小擾動很敏感。產業界已在功率傳輸和製程氣體控制方面看到相當的科技進展，其已經使許多的製程擾動減到最少。儘管如此，使電漿的磁性侷限變化減到最少則做得還很少。隨著靶侵蝕，工作表面變得更靠近磁性組件，並且磁場變得更強。這改變了電漿的侷限而變更了濺鍍製程的動力學。這代表在維持該製程之長期穩定性方面的挑戰。

用於旋轉陰極之典型的磁控組件包括三列實質平行的磁 鐵，其附接到以導磁材料(例如鋼)所做的軛而幫助完成磁迴路。磁鐵的磁化方向相對於濺鍍靶的主軸為徑向。中央列之磁鐵所具有的極性相反於外面二列之磁鐵的極性。

內列和外列磁鐵的磁通量是在磁鐵的一側上經由導磁軛 而連接。在磁鐵相對於軛的另一側上，磁通量並未包含於導磁材料中。因此，磁通量實質未受阻礙的滲透穿過靶，靶則實質為非磁性的。因此，二個弧形磁場提供在並且接近靶的工作表面。這些磁場維持著電子並且使電子在垂直於磁力線的方向上漂移，該方向係平行於成列的磁鐵。這已知為E×B漂移。於通常的安排，這漂移路徑也平行於靶的主軸。

此外，外列磁鐵要比內列磁鐵稍長，並且與外列相同極性 的額外磁鐵置於組件的末端而在二外列之間，這產生了所謂的漂移路徑之「迴轉」(turn-around)區域。這具有連接二條漂移路徑的效果，因而形成一條連續長圓形的「賽道」(racetrack)漂移路徑。這使電子的維持性最佳化，因而使濺鍍製程的效率最佳化。

隨著靶侵蝕，工作表面變得更靠近磁鐵組件，並且在工作 表面的磁場強度以非線性的方式增加。對於精細控制的製程而言，極希望隨著靶侵蝕來修改磁場，如此以使製程的變化性減到最少，藉此使該製程在靶的壽命期間更容易控制。

隨著靶侵蝕而需要改變磁場是眾所皆知的，並且在平面濺 鍍陰極的案例中已經完成了。然而，尚未滿足用於旋轉陰極之可調整磁控的需要，因為陰極的幾何和機械結構使這任務特別具有挑戰性。

用於旋轉靶陰極的磁控組件包括：剛性支撐結構；磁棒結構，其可移動的附接到剛性支撐結構；以及至少一致動構件，其耦合於剛性支撐結構，並且建構成改變磁棒結構與可旋轉的靶圓柱之表面的距離。磁控組件也包括位置指示構件，其操作成測量磁棒結構相對於可旋轉的靶圓柱之表面的位置。通訊裝置係建構成接收來自磁控組件的外面的命令訊號，並且傳送資訊訊號到磁控組件的外面。

100‧‧‧磁控組件

102‧‧‧剛性支撐結構

104‧‧‧磁棒結構

106‧‧‧控制外罩

108‧‧‧致動構件

109‧‧‧致動器外罩

110‧‧‧磁鐵

112‧‧‧軛

113‧‧‧控制板

114‧‧‧位置回饋連接埠

115‧‧‧螺線管閥

116‧‧‧致動連接埠

117‧‧‧收發器

118‧‧‧CO₂氣體筒匣

119‧‧‧電池

120‧‧‧感測器埠

122‧‧‧氣動埠

124‧‧‧風箱

126‧‧‧磁鐵

128‧‧‧返回彈簧

130‧‧‧控制軸幹

140‧‧‧磁控組件

142‧‧‧剛性支撐結構

144‧‧‧磁棒結構

146‧‧‧馬達化致動構件

148‧‧‧步進馬達

150‧‧‧斜面齒輪

152‧‧‧螺紋外罩

154‧‧‧螺紋柱

155‧‧‧致動器外罩

156‧‧‧電子控制器

158‧‧‧超音波收發器/轉換器

160‧‧‧電池包

162‧‧‧控制外罩

170‧‧‧可旋轉的靶陰極

172‧‧‧靶圓柱

174‧‧‧末端塊

176‧‧‧超音波收發器/轉換器

200‧‧‧濺鍍設備

210‧‧‧可旋轉的陰極靶圓柱

212‧‧‧真空腔室

213‧‧‧馬達

214‧‧‧光學通訊盒

215‧‧‧外壁

216‧‧‧第一光纖纜線

218‧‧‧真空耦合器

220‧‧‧光纖窗口

222‧‧‧末端蓋

224‧‧‧第二光纖纜線

300‧‧‧濺鍍設備

310‧‧‧磁控組件

312‧‧‧磁棒結構

314‧‧‧馬達化致動構件

316‧‧‧內部電子控制器

318‧‧‧馬達控制纜線

320‧‧‧旋轉陰極組件

322‧‧‧靶圓柱

324‧‧‧末端塊

326‧‧‧第一超音波收發器

328‧‧‧超音波通訊線

330‧‧‧第二超音波收發器

332‧‧‧絕緣體

334‧‧‧超音波通訊線

336‧‧‧真空耦合器

340‧‧‧真空腔室

344‧‧‧外部控制器

圖1是根據一具體態樣而用於可旋轉的靶陰極之磁控組件的透視圖；圖2是圖1之磁控組件的末端圖；圖3是圖1之磁控組件的側視圖；圖4是圖2之磁控組件沿著線4-4的截面側視圖圖5是圖4之磁控組件沿著線5-5的放大截面圖；圖6是圖3之磁控組件沿著線6-6的末端截面圖；圖7是根據另一具體態樣而在可旋轉的靶陰極中之磁控組件的截面側視圖；圖8是圖7之磁控組件沿著線8-8的放大截面圖；圖9是根據一具體態樣之濺鍍設備的部分截面側視圖；以及圖10是根據另一具體態樣之濺鍍設備的示意圖。

提供的是用於旋轉陰極磁控濺鍍的設備和技術，其處理濺鍍表面之磁性強度隨著靶侵蝕所做的變化，這變化導致製程條件有所改 變。藉由磁性補償靶侵蝕效應，本做法改善了製程穩定性。

於某些具體態樣，可能藉由推著載有彈簧的機械結構之氣 體或液體壓力而調整磁控組件的位置。彈簧可能把磁控組件推向最靠近或最遠離靶的工作表面，同時氣體或液體壓力在相反的方向上推著彈簧。施加的壓力將決定組件的位置。於此種具體態樣，承載壓力的管線可能配置在中央水管裡，而上面一般安裝了磁控組件。這位置是有利的，因為水管維持靜止的。因此，移動部件上不需要密封，並且可靠度是最佳化的。

於一具體態樣，能量經由配置在靶組件裡的加壓氣缸而提供給氣體致動器。舉例而言，高壓氣缸可能是市售可得的二氧化碳(CO₂)筒匣。

於其他具體態樣，用於調整的移動可能由纜線所提供，其也可能配置在水管裡。於一範例，纜線可能旋轉，例如汽車的速度計中所用者。於另一範例，纜線可能推/拉，例如腳踏車上的手煞車纜線所用者。

視所用陰極的特定設計而定，本做法的某些具體態樣可能藉由沿著靶組件的軸線而配置在水管裡的旋轉或線性軸幹來直接提供移動。軸幹經由空氣對水的密封(例如旋轉密封)而從空氣通到水。於線性移動的情形，移動可能經由風箱來傳送，其提供完全的空氣對水隔離並且經由風箱的壓縮或膨脹來傳遞移動。

於某些陰極設計，靶組件的一末端附接到通過所有功能的末端塊，並且靶的另一末端則加蓋。這種陰極稱為單端陰極。加蓋的末端可能由或不由軸承所支撐。於這種陰極設計，上面提到的風箱可能是末端蓋設計的部件。

提供機械饋通的另一方法是磁性。靶結構裡的磁性組件可 能磁性耦合於在靶外的組件。外部組件的移動將經由磁性連接而傳遞穿過實心壁。此種安排可能最容易實施成為單端陰極設計之末端蓋的部件。

於其他具體態樣，可能藉著利用靶旋轉相對於靜止之磁控 /水管組件的移動而驅動調整。這可能藉由提供機械結構(例如齒輪)而做到，以駕馭靶的旋轉運動而驅動用於做調整的致動器。於另一具體態樣，可能藉由駕馭流動經過陰極的水而驅動調整，如藉由渦輪或水輪構件來為之，例如這是當水流動經過中央水棒時。於此種隨著靶旋轉或水流驅動之具體態樣的情形，必須提供從塗覆機外來接合或脫離該構件的結構(例如切換構件)，其可能使用之前討論的任何一種機械饋通方法。

於進一步具體態樣，可能由內部馬達(例如包含在靶組件裡 的伺服器或步進馬達)來做調整，其可能浸沒在水中或者包含在不透水的外罩裡。這些馬達可能直接施加力矩來調整螺桿，或者可能有中間機械。中間機械可能是蝸輪、斜齒輪或齒條與小齒輪，舉例而言，其改變移動的方向。此種機械也可能作為齒輪減速，以便調整馬達的輸出力矩和希望施加以調整螺桿的力矩之間的相對力矩。

於替代性的做法，壓電馬達可能使用於致動構件。壓電馬 達提供線性移動。此移動可能藉由施加切線力到固定於調整螺桿的齒輪而轉移成旋轉運動以驅動調整螺桿。其他線性移動選項包括電螺線管和氣缸或液缸。

雖然用於內部馬達的電力可能由穿過水棒組件的電線所 提供，不過在將這些電線屏蔽於施加到陰極的電力方面，並且因為當組裝 靶時需要額外連接，故可能造成困難。替代而言，可能藉由電刷接觸而接入電力，特別是在單端陰極的末端蓋上。

驅動內部馬達的另一方法是在靶腔穴裡提供電池包。於此做法，可以藉由之前討論的任何構件來開關電力。

一般而言，致動器的氣動具體態樣所需的電力要比馬達化具體態樣所需者來得少。

於另一具體態樣，電子內部控制模組可能位在靶組件裡。在操作員和內部控制模組之間的命令和回饋通訊可能藉由各式各樣的方法而做到，其不須顯著更動陰極。

一種與內部控制模組做遠程通訊的方法是藉由電力線疊覆訊號來為之。於此情形，隨著電力施加到靶，通訊訊號係經由相同的傳導路徑來傳送。然而，通訊頻率必須選擇成極不同於濺鍍電源供應器的任何電力頻率。此外，可能需要發送冗餘訊號以補償濺鍍製程所偶而產生的電雜訊。這通訊方法具有的優點是容易實施於多數的旋轉陰極設計，而差不多不須對陰極結構加以修改並且也不需特殊的饋通。

用控制模組通訊的替代性方法包括經由陰極或靶組件中的窗口來傳送訊號。用於此種窗口的最方便位置是在單端型陰極之末端蓋的中心。可能經由此窗口來發送之範例性的訊號類型包括無線電、Wi-Fi、藍牙、光學、磁性感應或類似者。雖然數位光學通訊具有的優點在於對濺鍍製程所產生的電磁雜訊干擾免疫，但是通訊路徑需要合理的屏蔽於光。無線電和Wi-Fi訊號需要屏蔽於電磁雜訊。磁性感應通訊涉及二個緊密鄰近的感應線圈，其中第一線圈是由電流所活化，而第二線圈作為拾取線圈， 其產生電壓訊號以回應於第一線圈所產生的磁場。這些方法都可能提供雙向通訊。雖然磁性感應方法的變化例是以霍爾感測器來取代其中一個線圈，但是此限制通訊成單向。

遠程通訊的另一種替代方案是使用一對超音波收發器。超 音波通訊具有的優點在於安裝收發器的位置有更多的變化，因為它們不需視線(line-of-sight)或任何特殊窗口來傳送。此外，超音波收發器不受困於任何電磁雜訊、光學雜訊或光學阻抗。超音波通訊的優點使之更容易翻新由多樣製造商所生產的陰極。

本發明也提供感測磁鐵組件相對於靶工作表面之位置的方法。於一種做法，使用類比或數位線性移動指示器來進行直接測量。如果移動是由伺服器或步進馬達所驅動，則可以從這些馬達得到回饋訊號。感測位置的替代性方法是測量氣動元件裡的氣體壓力。另一方法則是將磁鐵和霍爾探針安裝於設備中，使得它們隨著做調整而相對於彼此來移動。霍爾探針將具有不同的電壓輸出，這取決於霍爾探針與磁鐵的距離。

在此揭示的多樣技術可能用於將整個磁鐵組件定位成單一單元，或者沿著磁鐵組件的長度而獨立定位出多個點，如此則也有可能調整該製程的均勻性。

圖1~3和6示範根據一具體態樣而用於可旋轉的靶圓柱之磁控組件100的多樣視圖。一般而言，磁控組件100包括剛性支撐結構102(例如冷卻管)、可移動的附接到支撐結構102的磁棒結構104、耦合於支撐結構102的一或更多個致動構件108。致動構件108係建構成改變磁棒結構104與可旋轉的靶圓柱之表面的距離。

致動構件108是由致動器外罩109所覆蓋。位置指示構件 位在致動器外罩109中，並且操作成測量磁棒結構104相對於可旋轉的靶圓柱之表面的位置。磁棒結構104包括多列實質平行之磁鐵110的陣列，其附接到軛112，如圖6所示。軛112則包含導磁材料(例如鋼，其幫助完成磁性迴路。

控制外罩106部分圍繞著支撐結構102並且包含通訊裝 置，其建構成接收來自磁控組件100的外面的命令訊號以及傳送資訊訊號到磁控組件100的外面。控制外罩106也包住操作連通於致動構件108的電子控制器。通訊裝置可能是收發器，其操作上耦合於電子控制器。舉例而言，收發器可能是射頻(RF)收發器、光學收發器或超音波收發器。如圖1所示，控制外罩106界定出位置回饋連接埠114和一或更多個致動連接埠116。

位置指示構件可能實施成在每個致動構件108中之內建的 位置感測器。位置感測器可能藉由直接感測或藉由間接度量而測量磁棒結構104的位置。舉例而言，位置指示構件可能由類比感測器中的霍爾探針和磁鐵來實施。替代而言，位置指示構件可能由數位指示器來實施，例如活塞型數位指示器，其直接傳送資料給操作員而無額外處理。

此外，可能提供電源以提供能量給致動器構件108和電子 控制器。電源可能是完全自我包含在磁控組件的體積裡。舉例而言，電源供應器(例如電池包)可能位在控制外罩106中。

致動構件108可能採多樣的方式來實施。舉例而言，致動 構件108可能包括載有彈簧的氣動結構或載有彈簧的液壓結構。替代而言，致動構件108可能包括旋轉纜線或推/拉纜線。

於一具體態樣，每個致動構件108可能包括載有彈簧的氣 動風箱、囊袋或缸體。於此做法，調整點是載有彈簧的而氣動元件中的壓力在相反方向上推動。用來做調整的儲備能量可能儲存於壓縮氣體供應器中，例如CO₂氣體筒匣。可能由調整閥來做調整，其從CO₂氣體筒匣釋放壓縮氣體到氣動元件裡，或者從氣動元件釋放氣體到靶內的冷卻水裡。

具有內建位置感測的致動構件108之一具體態樣的進一步 細節顯示於圖4和5。於此具體態樣，致動構件108包括用於霍爾探針的感測器埠120、建構成接收壓縮氣體的氣動埠122、連通於氣動埠122的風箱124(例如焊接風箱)。控制軸幹130耦合於風箱124和磁棒結構104的軛112。 返回彈簧128耦合於控制軸幹130，並且磁鐵126位在控制軸幹130中而用於霍爾探針回饋。此具體態樣中的霍爾探針/磁鐵是用於感測位置的類比偵測器。圖6示範下列在控制外罩106裡的範例性位置：用於控制器的控制板113、一或更多個螺線管閥115、收發器117、流體連通於螺線管閥的CO₂氣體筒匣118、運行控制板的電池119，它們用於圖4和5的致動構件108。

如之前所討論，致動構件可能替代性的由馬達化結構來實施，例如伺服器、步進馬達或壓電馬達。任何數目的機械組態可能用於驅動移動。一個範例是螺旋千斤頂，其可能額外併入直角齒輪或減速齒輪。於這些具體態樣，磁棒的位置感測可能經由來自馬達化結構的回饋而進行。

圖7和8示範根據一具體態樣而在可旋轉的靶陰極170中以馬達化結構所實施的磁控組件140。一般而言，磁控組件140配置在靶圓柱172裡，並且包括剛性支撐結構142、可移動的附接到支撐結構142的磁棒結構144、耦合於支撐結構142的多個馬達化致動構件146。馬達化致動 構件146包括囓合齒輪的步進馬達148，舉例而言，其可能具有100：1的齒輪減速。一組斜面齒輪150操作上耦合於步進馬達148。舉例而言，斜面齒輪150可能具有4：1的齒輪減速。螺紋外罩152匹配於每個斜面齒輪150。螺紋柱154耦合在磁棒結構144和螺紋外罩152之間。致動器外罩155包住每個馬達化致動構件146。

磁控組件140也包括電子控制器156，其操作連通於馬達化致動構件146。例如超音波收發器/轉換器158的通訊裝置操作上耦合於電子控制器156。用於步進馬達148和電子控制器158的電力可能由電池包160來提供。控制外罩162包住電子控制器156和電池包160。

靶圓柱172係可旋轉的附接到末端塊174，如圖7所示。超音波收發器/轉換器176安裝在末端塊174上並且與超音波收發器/轉換器158通訊。

圖9示範根據另一具體態樣的濺鍍設備200，其係建構成雙向光學通訊。可旋轉的陰極靶圓柱210配置在具有外壁215的真空腔室212裡。靶圓柱210操作上耦合於馬達213，其安裝在真空腔室212之外壁215的外面。例如之前相對於圖1~3所述的磁控組件100位在靶圓柱210裡。

如圖9所示，光學通訊盒214位在真空腔室212的外面而在外壁215上。大氣中的第一光纖纜線216光學耦合於光學通訊盒214中的第一光學收發器。光纖纜線216也耦合於真空耦合器218，其提供用於光纖纜線216之從大氣到真空的饋通。第二光纖纜線224經由靶圓柱210的陰極水冷卻迴路而耦合於控制外罩106裡的第二光學收發器。在靶圓柱210之末端蓋222中的光纖窗口220允許在光纖纜線216和光纖纜線224之間傳送光 學訊號。

圖10是根據另一具體態樣之濺鍍設備300的示意圖，其係 建構成在位於真空腔室340之旋轉陰極組件320裡的磁控組件310和真空腔室340外面的外部控制器344之間做雙向超音波通訊。磁控組件310包括磁棒結構312，並且多個馬達化致動構件314機械耦合著磁棒結構312。內部電子控制器316操作連通於馬達化致動構件314，例如經由馬達控制纜線318(其可能包括二組雙絞線)來為之。由電子控制器316罩住的電池包提供電力給馬達化致動構件314和電子控制器316。

旋轉陰極組件320包括靶圓柱322(其可能填充了水)而可 旋轉的耦合於末端塊324。第一超音波收發器326安裝在靶圓柱322內，並且訊號連通於電子控制器316，例如經由超音波通訊線328(其可能包括一條雙絞線)來為之。第二超音波收發器330安裝在絕緣體332之上的末端塊324上，並且是超音波連通於超音波收發器326。可能由使用者操作的外部控制器344是訊號連通於超音波收發器330，例如經由通過真空耦合器336的超音波通訊線334來為之，該真空耦合器提供從大氣到真空腔室340的饋通。

於一實施例，電子控制器316能夠控制用於磁棒結構312 之高達十二(12)軸的移動，而任何時候僅控制馬達化致動構件314的一個馬達。用於電子控制器316的控制理論可能調適成以給定的次序來小量移動每個馬達。一次僅控制一個馬達則簡化了控制系統，並且減少了電池需求，因為瞬間的電力抽取較低。此外，控制線可能由在I形樑柱支撐件之磁棒側上的通訊匯流排來定出路線。對水密封的電連接可能使用在每個被控制的單元和通訊匯流排之間。

於另一具體態樣，也可能提供在陰極靶組件裡所包含的磁 控組件和真空腔室的外面之間做雙向資訊傳送的系統。舉例而言，雙向通訊可能由二個RF收發器來進行，其有策略的放置成一收發器在靶組件裡而另一收發器在靶組件外但在真空腔室裡。靶組件裡的收發器係直接連接到電子控制器。真空腔室中的收發器則經由腔室壁中的電饋通而連接到外面。必須在收發器天線之間提供窗口，其對於通訊訊號是透明的。窗口的位置可能作為單端陰極之末端蓋的部件。

<範例性具體態樣>

範例1包括磁控組件，其包括：剛性支撐結構；磁棒結構，其可移動的附接到剛性支撐結構；至少一致動構件，其耦合於剛性支撐結構，並且建構成改變磁棒結構與可旋轉的靶圓柱之表面的距離；位置指示構件，其操作成測量磁棒結構相對於可旋轉的靶圓柱之表面的位置；以及通訊裝置，其建構成接收從磁控組件的外面的命令訊號，並且傳送資訊訊號到磁控組件的外面。

範例2包括範例1的磁控組件，其中致動構件包括載有彈簧的氣動結構或載有彈簧的液壓結構。

範例3包括範例1的磁控組件，其中致動構件包括旋轉纜線或推/拉纜線。

範例4包括範例1的磁控組件，其中致動構件包括馬達化結構，其包括伺服器、步進馬達或壓電馬達。

範例5包括範例1~4中任一者的磁控組件，其中位置指示構件藉由直接感測或藉由間接度量而測量磁棒結構的位置。

範例6包括範例1~4中任一者的磁控組件，其中位置指示構件包括霍爾探針和磁鐵。

範例7包括範例1~4中任一者的磁控組件，其中位置指示構件包括數位指示器，其直接傳送資料給操作員而無額外處理。

範例8包括範例4的磁控組件，其中位置指示構件包括來自直接耦合著馬達化結構的回饋。

範例9包括範例1~8中任一者的磁控組件，其進一步包括電子控制器，其操作連通於致動構件。

範例10包括範例9的磁控組件，其進一步包括電池電源供應器，其建構成提供能量給致動構件和電子控制器。

範例11包括範例9~10中任一者的磁控組件，其中通訊裝置包括收發器，其操作上耦合於電子控制器。

範例12包括範例11的磁控組件，其中收發器包括射頻收發器、光學收發器或超音波收發器。

範例13包括範例1的磁控組件，其中致動構件包括：感測器埠，其用於霍爾探針；氣動埠，其建構成接收壓縮氣體；風箱，其連通於氣動埠；控制軸幹，其耦合於風箱和磁棒結構；返回彈簧，其耦合於控制軸幹；以及磁鐵，其在控制軸幹中而用於霍爾探針回饋。

範例14包括範例1的磁控組件，其中致動構件包括：步進馬達；斜面齒輪，其操作上耦合於步進馬達；螺紋外罩，其匹配於斜面齒輪；以及螺紋柱，其耦合在磁棒結構和螺紋外罩之間。

範例15包括用於濺鍍設備的旋轉陰極組件，該旋轉陰極組 件包括：可旋轉的靶圓柱，其具有內表面而界定出內部通路；冷卻管，其定位在靶圓柱的內部通路裡；磁棒結構，其可移動的附接到內部通路裡的冷卻管；多個致動構件，其耦合於冷卻管，並且建構成改變磁棒結構與靶圓柱之內表面的距離；多個位置指示構件，其每一者關聯於個別的致動構件，並且操作成測量磁棒結構相對於靶圓柱之內表面的位置；電子控制器，其在靶圓柱中並且操作連通於致動構件；第一收發器，其位在靶圓柱中並且操作上耦合於電子控制器；以及第二收發器，其位在靶圓柱的外面並且訊號連通於第一收發器；其中隨著靶圓柱在濺鍍設備的操作期間侵蝕，致動構件調整磁棒結構相對於靶圓柱之內表面的位置，以回應於來自電子控制器的控制訊號。

範例16包括範例15的旋轉陰極組件，其中第一和第二收 發器包括光學收發器。

範例17包括範例16的旋轉陰極組件，其進一步包括第一 光纖纜線，其耦合於第一收發器並且光學連通於第二光纖纜線，而第二光纖纜線耦合於第二收發器。

範例18包括範例17的旋轉陰極組件，其進一步包括在靶 圓柱上的末端蓋，該末端蓋具有窗口，其允許光學訊號在第一光纖纜線和第二光纖纜線之間傳送。

範例19包括範例15的旋轉陰極組件，其中第一和第二收 發器包括超音波收發器。

範例20包括範例19的旋轉陰極組件，其中第二收發器是 訊號連通於使用者所操作的外部控制器。

雖然已經描述了許多具體態樣，不過將了解所述的具體態 樣是要僅視為示範性的而非限制性的，並且可能對所述的具體態樣做出多樣的修改，而不偏離本發明的範圍。本發明的範圍因此是由所附的請求項所指出而非前面的敘述所指出。所有落於請求項的均等之意義和範圍裡的改變是要包含在請求項的範圍裡。

100‧‧‧磁控組件

102‧‧‧剛性支撐結構

104‧‧‧磁棒結構

106‧‧‧控制外罩

108‧‧‧致動構件

109‧‧‧致動器外罩

114‧‧‧位置回饋連接埠

116‧‧‧致動連接埠

Claims (20)

1. 一種磁控組件，其包括：剛性支撐結構；磁棒結構，其可移動的附接到該剛性支撐結構；至少一致動構件，其耦合於該剛性支撐結構，並且建構成改變該磁棒結構與可旋轉的靶圓柱之表面的距離；位置指示構件，其操作成測量該磁棒結構相對於該可旋轉的靶圓柱之該表面的位置；以及通訊裝置，其建構成接收來自該磁控組件的外面的命令訊號，並且傳送資訊訊號到該磁控組件的外面。
2. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該致動構件包括載有彈簧的氣動結構或載有彈簧的液壓結構。
3. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該致動構件包括旋轉纜線或推/拉纜線。
4. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該致動構件包括馬達化結構，其包括伺服器、步進馬達或壓電馬達。
5. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該位置指示構件藉由直接感測或藉由間接度量而測量該磁棒結構的該位置。
6. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該位置指示構件包括霍爾探針和磁鐵。
7. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該位置指示構件包括數位指示器，其直接傳送資料給操作員而無額外處理。
8. 如申請專利範圍第4項的磁控組件，其中該位置指示構件包括來自直接耦合著該馬達化結構的回饋。
9. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其進一步包括電子控制器，其操作連通於該致動構件。
10. 如申請專利範圍第9項的磁控組件，其進一步包括電池電源供應器，其建構成提供能量給該致動構件和該電子控制器。
11. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該通訊裝置包括收發器，其操作上耦合於該電子控制器。
12. 如申請專利範圍第11項的磁控組件，其中該收發器包括射頻收發器、光學收發器或超音波收發器。
13. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該致動構件包括：感測器埠，其用於霍爾探針；氣動埠，其建構成接收壓縮氣體；風箱，其連通於該氣動埠；控制軸幹，其耦合於該風箱和該磁棒結構；返回彈簧，其耦合於該控制軸幹；以及磁鐵，其在該控制軸幹中而用於霍爾探針回饋。
14. 如申請專利範圍第1項的磁控組件，其中該致動構件包括：步進馬達；斜面齒輪，其操作上耦合於該步進馬達；螺紋外罩，其匹配於該斜面齒輪；以及螺紋柱，其耦合在該磁棒結構和該螺紋外罩之間。
15. 一種用於濺鍍設備的旋轉陰極組件，該旋轉陰極組件包括：可旋轉的靶圓柱，其具有內表面而界定出內部通路；冷卻管，其定位在該靶圓柱的該內部通路裡；磁棒結構，其可移動的附接到該內部通路裡的該冷卻管；多個致動構件，其耦合於該冷卻管，並且建構成改變該磁棒結構與該靶圓柱之該內表面的距離；多個位置指示構件，其每一者關聯於個別的該等致動構件，並且操作成測量該磁棒結構相對於該靶圓柱之該內表面的位置；電子控制器，其在該靶圓柱中並且操作連通於該等致動構件；第一收發器，其位在該靶圓柱中並且操作上耦合於該電子控制器；以及第二收發器，其位在該靶圓柱外並且訊號連通於該第一收發器；其中隨著該靶圓柱在該濺鍍設備的操作期間侵蝕，該等致動構件調整該磁棒結構相對於該靶圓柱之該內表面的該位置，以回應於來自該電子控制器的控制訊號。
16. 如申請專利範圍第15項的旋轉陰極組件，其中該等第一和第二收發器包括光學收發器。
17. 如申請專利範圍第16項的旋轉陰極組件，其進一步包括第一光纖纜線，其耦合於該第一收發器並且光學連通於第二光纖纜線，該第二光纖纜線耦合於該第二收發器。
18. 如申請專利範圍第17項的旋轉陰極組件，其進一步包括在該靶圓柱上的末端蓋，該末端蓋具有窗口而允許光學訊號在該第一光纖纜線和該 第二光纖纜線之間傳送。
19. 如申請專利範圍第15項的旋轉陰極組件，其中該等第一和第二收發器包括超音波收發器。
20. 如申請專利範圍第19項的旋轉陰極組件，其中該第二收發器係訊號連通於使用者所操作的外部控制器。