TWI534283B - 支撐可旋轉靶材之裝置及濺射設備 - Google Patents

支撐可旋轉靶材之裝置及濺射設備 Download PDF

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TWI534283B
TWI534283B TW100108787A TW100108787A TWI534283B TW I534283 B TWI534283 B TW I534283B TW 100108787 A TW100108787 A TW 100108787A TW 100108787 A TW100108787 A TW 100108787A TW I534283 B TWI534283 B TW I534283B
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Description

支撐可旋轉靶材之裝置及濺射設備
本揭示案係關於一種用於支撐可旋轉靶材之裝置,尤其係關於一種具有主體、用於自可旋轉靶材接收流體之第一流體導管及用於將流體提供至可旋轉靶材之第二流體導管之裝置。另外,本揭示案係關於一種濺射設備,其包括用於支撐可旋轉靶材之裝置。
在許多應用中,期望在基板上沈積薄層。用於沈積薄層之已知技術尤其為蒸發、化學蒸氣濺射及濺射沈積。舉例而言,濺射可用於沈積薄層,諸如金屬(例如鋁)或陶瓷之薄層。在濺射製程期間,藉由在低壓下用典型惰性處理氣體之離子來轟擊靶材之表面,將塗佈材料自由此材料組成之濺射靶材輸送至待塗佈之基板。離子係由處理氣體之電子衝擊離子化來產生,且係由作為濺射陰極操作之靶材與陽極之間的高電壓降來加速。對靶材之轟擊導致該塗佈材料原子或分子射出,這些原子或分子在與濺射陰極相對佈置(例如,在該濺射陰極下方)之基板上累積為沈積薄膜。
分段平面靶材、整體平面靶材及可旋轉靶材可用於濺射。由於陰極之幾何形狀及設計,可旋轉靶材通常比平面靶材具有更高之利用率及增長之操作時間。因此,可旋轉靶材之使用通常延長使用壽命且降低成本。
通常由濺射設備之陰極驅動單元來支撐旋轉陰極。下文中亦將陰極驅動單元分別稱為端塊及陰極驅動塊。在濺射期間,陰極驅動單元可旋轉地將運動傳遞至旋轉的陰極。若旋轉陰極之縱向延伸高達約4 m且濺射設備之典型連續操作時間達若干天,則通常期望陰極驅動單元之軸承在長時間段上可靠地支撐重機械負載。
通常在低壓或真空狀態(亦即在真空腔室中)下執行濺射。由於成本原因,尤其當將陰極驅動單元佈置於濺射設備之真空腔室內時,通常亦期望陰極驅動單元具有低空間要求。因此,持續需要改良之陰極驅動單元,尤其需要緊密型陰極驅動單元。
鑒於上述,提供一種用於支撐可旋轉靶材之裝置、一種具有用於支撐可旋轉靶材之至少一裝置的沈積設備,及一種用於支撐可旋轉靶材之端塊。
根據一實施例,提供一種裝置,用於支撐在基板上濺射材料之沈積設備之可旋轉靶材。該可旋轉靶材界定旋轉軸。該裝置包括:主體、主體中之第一流體導管,及主體中之第二流體導管。第一流體導管適於自可旋轉靶材接收流體,且第一流體導管定向在正交於旋轉軸之方向中。第二流體導管適於向可旋轉靶材提供該流體,且第二流體導管定向在正交於旋轉軸之方向中。第一流體導管與第二流體導管在旋轉軸之方向中延伸之投影平面上的投影彼此重疊。
根據一個實施例,提供一種用於在基板上濺射材料之沈積設備。該沈積設備包括至少一個裝置用於支撐可旋轉靶材,可旋轉靶材界定旋轉軸。該裝置包括主體、主體中之第一流體導管,及主體中之第二流體導管。第一流體導管適於自可旋轉靶材接收流體,且第一流體導管定向在正交於旋轉軸之方向中。第二流體導管適於向可旋轉靶材提供該流體,且第二流體導管定向在正交於旋轉軸之方向中。第一流體導管與第二流體導管在旋轉軸之方向中延伸之投影平面上的投影彼此重疊。
根據一實施例,提供一種用於支撐可旋轉靶材之端塊,可旋轉靶材界定旋轉軸。該端塊包括:主體;第一流體導管,其適於在第一軸向座標處與主體流體連接;及至少一個第二流體導管,其適於在第二軸向座標處與主體流體連接。第一流體導管具有第一外徑。第一軸向座標與第二軸向座標之間的距離小於第一外徑。
本發明之進一步態樣、優點及特徵結構將自從屬請求項、描述及附圖顯而易見。
現將詳細參閱各種實施例,這些實施例之一或多個實例圖示於各圖式中。各實例係以解釋說明之方式提供,且其並非意謂本發明之限制。舉例而言,可將圖示或描述為一實施例之部分的特徵結構用於其他實施例上或與其他實施例結合使用,來產生進一步的實施例。本揭示案意欲包括此類修改及變化。
在濺射製程中,原子因高能粒子對靶材之轟擊而自固態靶材材料噴射出來。在刮削處用材料塗佈基板之製程通常涉及薄膜應用。本文以同義之方式使用術語「塗佈(coating)」及術語「沈積(depositing)」。本文以同義之方式使用術語「濺射設備(sputtering installation)」及「沈積設備(deposition apparatus)」,且應涵蓋使用濺射來在基板上沈積靶材材料(通常為薄膜)之設備。
典型的靶材材料包括(但不限於):諸如鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)及金(Au)之純金屬、諸如鋁-鈮(AlNb)合金或鋁-鎳(AlNi)合金之金屬合金、諸如矽(Si)之半導體材料及諸如氮化物、碳化物、鈦酸鹽類、矽酸鹽類、鋁酸鹽類等之介電質材料,及例如透明導電氧化物(transparent conducting oxides;TCO)(諸如,摻雜雜質的ZnO,例如ZnO:Al、AlZnO、In2O3、SnO2及CdO,以及摻雜Sn的In2O3(ITO)及摻雜F的SnO2)等之氧化物。
本文使用之術語「基板(substrate)」應涵蓋非撓性基板(例如,晶圓或玻璃板)及可撓性基板(諸如,網及箔)兩者。
代表性實例包括(但不限於)涉及以下之應用:半導體及介電質材料及裝置、矽基晶圓、平板顯示器(諸如,TFT)、遮罩及過濾器、能量轉換及儲存器(諸如,光電電池、燃料電池及電池組)、固態照明(諸如,LED及OLED)、磁性及光學儲存器、微機電系統(micro-electro-mechanical systems;MEMS)及奈機電系統(nano-electro-mechanical systems;NEMS)、微光機電系統(micro-optic and opto-electro-mechanical systems;MOEMS)、微光機電裝置、透明基板、建築用及汽車用玻璃、供金屬及聚合物箔及封裝所用之金屬化系統,及微成型(micro-molding)與奈成型(nano-molding)。
參閱第1圖,闡釋關於用於支撐沈積設備之可旋轉靶材之裝置的若干實施例。本文使用之術語「用於支撐可旋轉靶材之裝置(device for supporting a rotatable target)」應涵蓋適於機械地支撐可旋轉靶材、可旋轉地向可旋轉靶材傳遞運動且為可旋轉靶材提供冷卻劑之裝置。本文以同義之方式使用術語「用於支撐可旋轉靶材之裝置(device for supporting a rotatable target)」、「端塊(end-block)」、「陰極驅動頭(cathode drive-head)」及術語「陰極驅動塊(cathode drive-block)」。本文使用之術語「用於支撐可旋轉靶材之裝置」、「端塊」、「陰極驅動頭」及「陰極驅動塊」應尤其涵蓋向可旋轉靶材提供冷卻劑及/或電流,同時維持真空完整性及閉合的冷卻劑迴路之裝置。
本文使用之術語「可旋轉靶材(rotatable target)」應涵蓋任何陰極總成,該陰極總成適於可旋轉地安裝於濺射設備,且其包括適於受濺射之靶材結構。本文使用之術語「可旋轉靶材」應尤其涵蓋磁性增強之陰極總成,這些磁性增強之陰極總成另外包括用於改良之濺射的內部磁性構件(例如,永久磁鐵)。
下文亦分別稱為可旋轉濺射陰極及旋轉陰極的可旋轉靶材可由靶材材料之空心圓柱形主體製成。這些旋轉靶材亦稱為整體靶材且可藉由鑄造或燒結靶材材料來製造。
非整體之可旋轉靶材通常包括圓柱形可旋轉管(例如,背管),其外表面施加有靶材材料層。在此可旋轉濺射陰極之製造中,可(例如)藉由噴射或將粉末鑄造或等壓加壓於背管之外表面上來施加靶材材料。或者,可將靶材材料之空心圓筒(其亦可稱為靶材管)佈置並(例如,與銦一起)結合至背管,以形成旋轉陰極。根據進一步的替代方案,可對背管徑向向外提供未結合之靶材圓筒。
為獲得增加之沈積速率,已提出使用磁性增強之陰極。亦可將此狀況稱為磁控濺射。可包括一系列磁鐵之磁性構件可佈置於濺射陰極內側(例如,背管內側或整體靶材之內側),且為磁性增強之濺射提供磁場。陰極通常為可繞其縱軸旋轉,以便可將其相對於磁性構件轉動。
操作中,未冷卻之磁鐵可變熱。此狀況係因磁鐵由以離子轟擊之靶材材料圍繞之事實。產生之碰撞導致旋轉陰極之升溫。為使磁鐵保持在合適操作溫度,可提供靶材材料及磁鐵之冷卻。
第1圖示意性地圖示沿平行於可旋轉靶材(未圖示)界定之旋轉軸50之方向的端塊100之典型截面。在濺射期間,可旋轉靶材可繞旋轉軸50旋轉。旋轉軸50亦形成端塊100之縱軸50且界定軸向。在此方面,參閱旋轉軸50之方位來使用諸如「頂部(top)」、「底部(bottom)」、「上部(upper)」、「下部(lower)」、「上方(above)」、「下方(below)」及「上(on)」等之方向性術語。本文使用之術語「軸向(axial direction)」意欲描述平行於旋轉軸50之方向。同樣地,本文使用之術語「徑向(radial direction)」意欲描述正交於旋轉軸50且自旋轉軸50向外延伸的方向。本文使用之術語「軸向座標(axial co-ordinate)」意欲描述沿旋轉軸50之方向中的座標。通常由點在旋轉軸50上之正交投影給定點之軸向座標。同樣地,本文使用之術語「軸向距離(axial distance)」意欲描述沿旋轉軸50之方向中的距離。較大之軸向座標值對應於至可旋轉靶材之較短軸向距離。本文使用之術語「軸向延伸(axial extension)」意欲描述沿旋轉軸50之方向中的延伸。通常由部件之「最大軸向座標」與「最小軸向座標」之間的差給定部件之「軸向延伸」。
根據實施例,端塊100具有基座主體110(通常為空心基座主體110)、第一流體導管131及第二流體導管132。本文使用之術語「流體導管(fluid conduit)」意欲分別描述適於承載流體流之流體通道及管。第一流體導管131及第二流體導管132經定向而垂直於旋轉軸50。
通常將可旋轉靶材10佈置於主體110之上方用於濺射。在濺射期間,第二流體導管132向基座主體110之徑向向內安置部分提供冷卻劑(通常為水)。通常,冷卻劑係經由基座主體110之向內安置部分向上饋送至可旋轉靶材10,且自可旋轉靶材10經由基座主體110之向內安置部分向下饋送。第一流體導管131自基座主體110之徑向向內安置部分接收變熱的冷卻劑。通常,第一流體導管131及第二流體導管132可為用於在濺射期間冷卻可旋轉靶材之閉合冷卻劑迴路的部分。
根據實施例,第一流體導管131與第二流體導管132在旋轉軸50之方向中延伸之投影平面60上的正交投影彼此重疊。
換言之,在第1圖之截面中,第一流體導管131在第一最小軸向座標x1與第一最大軸向座標x3之間延伸。在第1圖之截面中,第二流體導管132在第二最小軸向座標x2與第二最大軸向座標x4之間延伸,其中第二最小軸向座標x2與第二最大軸向座標x4中之至少一者位於第一最小軸向座標x1與第一最大軸向座標x3之間。這意謂著滿足條件x1 x4 x3與x1 x2 x3中之至少一個條件。以此方式佈置第一流體導管131及第二流體導管132,產生端塊100之緊密且減少空間之設計。因而,可減少沈積設備之製程腔室內之空間且進而可減少成本。
第2圖示意性地圖示根據實施例之沿平行於可旋轉靶材之旋轉軸50的方向之端塊100的截面。第2圖之端塊100類似於第1圖之端塊100。第2圖中大部分元件類似於第1圖中之對應元件。為清晰起見,用相同的對應元件符號代表這些這些元件。
根據實施例,第一流體導管131自旋轉軸50向外徑向延伸。在第2圖中,由第一流體導管131之第一縱軸51來表明此狀況,第一縱軸51定向在徑向中。在這些實施例中,第二流體導管132包括通常平行於第一縱軸51之第二縱軸52。
根據實施例,第二流體導管132自旋轉軸50向外徑向延伸。在這些實施例中,相對於旋轉軸50,第二流體導管132之第二縱軸52為徑向,且第一縱軸51通常平行於第二縱軸52。
第一流體導管131及第二流體導管132與第一流體通道131及第二流體通道132通常分別為管狀。在該情況下,在平行於旋轉軸50之截面中,各別的外邊界為圓形。然而,在平行於旋轉軸50之截面中,第一流體導管131及/或第二流體導管132亦可形成為橢圓或多邊形。在這些截面中,縱軸51及縱軸52通常經過各別流體導管之面積之中心。
根據實施例,如第2圖中所示,第一縱軸51與第二縱軸52彼此平行。注意,第二縱軸52指向所示之截面,且第一縱軸51指向離開所示之截面。此狀況對應於濺射期間經由第一流體導管131及第二流體導管132之典型流向。
第3圖示意性地圖示根據實施例之沿平行於可旋轉靶材之旋轉軸50的方向之端塊100的截面。第3圖之端塊100類似於第1圖及第2圖之端塊100。根據實施例,第二最小軸向座標x2及第二最大軸向座標x4位於第一最小軸向座標x1與第一最大軸向座標x3之間。此狀況意謂兩條件x1 x4 x3與x1 x2 x3皆得以滿足。換言之,第二導管132在投影平面60上之投影完全地位於第一導管131在投影平面60上之投影中。
根據實施例,第一流體導管131與第二流體導管132之截面積實質上相等。因而,當提供相同量之冷卻劑流入與冷卻劑流出時,導管131與導管132中之流體流量實質上相等。
第4圖示意性地圖示根據實施例之沿平行於可旋轉靶材之旋轉軸50的方向之端塊100的截面。第4圖之端塊100類似於第1圖至第3圖中之端塊100。根據實施例,第4圖之端塊100進一步包括第三流體導管133,其在主體110中用於可旋轉靶材之流體支撐。第三導管133經定向而正交於旋轉軸50,且第一流體導管131與第三流體導管133在投影平面60上的投影彼此重疊。於第4圖所圖示的實施例中,第三流體導管133之投影位於第一流體導管131之投影內。換言之,在第4圖之截面中,第三流體導管133在第三最小軸向座標x5與第三最大軸向座標x6之間延伸,其中兩個條件x1 x5 x3與x1 x6 x3皆得以滿足。通常,第三導管133亦適於向基座主體110之徑向向內安置部分提供冷卻劑。另外,第三導管133之第三縱軸53通常亦平行於第一縱軸51及第二縱軸52中之至少一者。
根據實施例,第二流體導管132之截面積與第三流體導管133之截面積之和大致與第一流體導管131之截面積匹配。因而,在冷卻劑提供導管132及冷卻劑提供導管133之中的平均流體速度大致與冷卻劑排出導管131相同。在使用兩個冷卻劑提供導管132及133與一個中央冷卻劑排出導管131的情況下,可實現特定緊密之端塊100。
根據實施例,第二縱軸52及第三縱軸53佈置在正交於旋轉軸50之虛擬平面70中。這亦有助於實現特定緊密之端塊100。另外,第一縱軸51亦可佈置於平面70中。
第5圖示意性地圖示根據實施例之沿平行於可旋轉靶材之旋轉軸50的方向之端塊100的截面。第5圖之端塊100類似於第1圖至第4圖之端塊100。根據實施例,第4圖之端塊100進一步包括用於向可旋轉靶材提供適當電壓之至少一個電氣接觸點135(通常為若干滑動電氣接觸點135),以使得在濺射期間可將可旋轉靶材作為陰極來操作。為確保端塊100之緊密設計,至少一個電氣接觸點135具有最大軸向座標x8。最大軸向座標x8通常小於第一最大軸向座標x3與第一流體導管之第一軸向延伸d1的一半之和,亦即x8<x3+0.5*d1=1.5x3-0.5*x1。在管狀流體導管131的情況下,第一軸向延伸d1亦稱為第一直徑d1
第6圖示意性地圖示根據實施例之沿平行於可旋轉靶材之旋轉軸50的方向之端塊100的截面。第6圖之端塊100類似於第1圖至第5圖之端塊100。根據實施例,第6圖之端塊100進一步包括電源連接器136,其中第一流體導管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,在第6圖之截面中,電源連接器136在第四最小軸向座標x9與第四最大軸向座標x10之間延伸,其中第四最小軸向座標x9及第四最大軸向座標x10中之至少一者位於第一最小軸向座標x1與第一最大軸向座標x3之間。通常,電源連接器136在投影平面60上之投影完全位於第一流體導管131在投影平面60上之投影內,亦即x1 x9 x3且x1 x10 x3
根據實施例,主體110由導電材料製成,通常為例如鋼之金屬。因而,用於可旋轉靶材之電流可自電源連接器136流出,經由基座主體110,流至一或多個滑動電氣接觸點135。另外,使用鋼作為基座主體110之材料確保高機械穩定性。
至於第7圖及第8圖描述了緊密端塊100之進一步實施例。第7圖示意性地圖示沿平行於可旋轉靶材之旋轉軸50之方向的端塊100之截面之實施例。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100包括主體110、具有第一外徑d1之第一流體導管131及至少一個第二流體導管132。第一流體導管131適於在第一軸向座標a1處與主體110流體連接,且第二流體導管132適於在第二軸向座標a2處與主體110流體連接。介於第一軸向座標a1與第二軸向座標a2之間的距離d小於第一外徑d1。分別由縱軸51之軸向座標及縱軸52之軸向座標來界定軸向座標a1及軸向座標a2
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100進一步包括至少一個電氣接觸點135(通常為若干滑動電氣接觸點135),電氣接觸點135具有距第一縱軸51之最大軸向距離dmax,最大軸向距離dmax小於第一外徑d1之兩倍,通常小於第一外徑d1
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100進一步包括具有第四最小軸向座標x9及第四最大軸向座標x10之至少一個電源連接器136。第四最小軸向座標x9及/或第四最大軸向座標x10位於第一軸向座標a1與第一外徑d1之一半的差,及第一軸向座標a1與第一外徑d1之一半的和之間。通常,第四最小軸向座標x9與第四最大軸向座標x10兩者位於這些邊界內,亦即a1-0.5*d1 x9<x10 a1+0.5*d1
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100包括兩個第二流體導管132。
第8圖示意性地圖示沿平行於可旋轉靶材之旋轉軸50之方向的端塊100之截面的實施例。根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100包括主體110、適於與主體110流體連接之至少一個第二流體導管132,及適於與主體110流體連接且具有第一外徑d1之第一流體導管131。第一流體導管131及至少一個第二流體導管132可佈置在垂直於旋轉軸50之第一虛擬平面61,與垂直於旋轉軸50之第二虛擬平面62之間,其中第一平面61與第二平面62之間的距離D小於第一外徑d1之兩倍。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100進一步包括至少一個電氣接觸點135,通常為佈置於第一平面61與第二平面62之間的若干滑動電氣接觸點135。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100進一步包括佈置於第一平面61與第二平面62之間的軸向中之至少一個電源連接器136。通常,至少一個電源連接器136可佈置於至少一個電氣接觸點135下方。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,端塊100包括兩個第二流體導管132。
第9圖示意性地圖示根據實施例之沿可旋轉靶材之旋轉軸50之端塊100的截面。第1圖至第8圖所圖示之截面可對應於沿第9圖中之線BB’之截面,線BB’正交於第9圖的截面。因此,參閱第1圖至第8圖所闡釋之實施例可與第9圖之實施例結合。
通常,端塊100包括外殼。在圖示截面中,僅圖示外殼之下部壁126及上部壁127之部分。在濺射期間,外殼通常相對於其中執行濺射之製程腔室不旋轉。製程腔室通常為低壓腔室且以下亦稱為真空腔室。外殼可(例如)附接於製程腔室之壁。為穩定性之原因,外殼通常由金屬製成,例如鋼、不銹鋼或鋁。
根據實施例,端塊100具有剛性連接至外殼之下部壁126之空心基座主體110。因而,在濺射期間,基座主體110通常相對於製程腔室亦不旋轉。換言之,基座主體110通常可剛性連接至沈積設備之非旋轉部分。
根據實施例,與旋轉軸50同軸之圓柱形空腔113係形成於基座主體110中。亦可將圓柱形空腔稱為基座主體110之徑向向內安置部分。
根據實施例,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的內壁之間形成空心圓柱形間隙115。冷卻劑管114及間隙115可與冷卻劑(例如,水)一起用於支撐旋轉靶材。通常,冷的冷卻劑在間隙115中向上流動,而變熱之冷卻劑在冷卻劑管114中向下流動。亦可使冷卻劑之流向反向。
根據實施例,軸承系統149可佈置於基座主體110周圍。軸承系統149通常與旋轉軸50同軸。通常,在濺射期間,軸承系統149適於承載由可旋轉靶材之運動產生之徑向負載及軸向負載兩者。通常,軸承系統149包括至少一個錐形滾軸軸承,例如一個或兩個環狀錐形滾軸軸承。錐形滾軸軸承支撐徑向負載及軸向負載兩者,且由於較大之接觸面積,故通常可能承載比(例如)球狀軸承更高之負載。
根據實施例,轉子120可佈置於軸承系統149周圍。轉子120處於適於接收旋轉靶材之外殼外側之上部。因而,可使旋轉靶材繞旋轉軸50旋轉。通常,轉子120為旋轉靶材提供機械支撐,亦即在濺射期間,轉子120通常承載旋轉靶材且向旋轉靶材傳遞旋轉運動。在不旋轉之基座主體110周圍佈置適於機械地支撐旋轉靶材之轉子120,進而產生端塊100之緊密及空間減少之設計。因而,可減少製程腔室內之空間且進而可降低成本。
根據實施例,轉子120包括軸承外殼123,軸承外殼123佈置於軸承系統149周圍且連接至軸承系統149。與旋轉軸50正交且經過軸承系統149之典型截面可顯示軸承外殼123、冷卻劑管114及基座主體110之環狀截面。
根據實施例,齒輪151可佈置於軸承外殼123之周圍且固定至軸承外殼123,以將旋轉運動傳遞至轉子120。通常,齒輪151可固定於軸承外殼123之下部(如第9圖中所示)或中部。此(例如)可經由皮帶來促進齒輪151與穿過外殼之旋轉電傳動之間的機械耦合。
根據實施例,靶材凸緣121可佈置於軸承外殼123上且真空緊密地安裝於軸承外殼123上。通常,O型環密封件13可佈置於軸承外殼123與靶材凸緣121之間。由於靶材凸緣121及軸承外殼123通常係不可旋轉地彼此耦接,故可藉由旋轉電傳動來旋轉安裝於靶材凸緣121頂部之可旋轉靶材。
在濺射期間,至少靶材凸緣121之上部或靶材凸緣121通常佈置於外殼外側,亦即處於低壓或真空環境中。與此不同,通常外殼之內部空間處於正常壓力。根據實施例,為避免氣體之交換,密封件托架124可真空緊密地佈置於外殼之上部壁127與轉子120之間。在典型實施例中,滑動環狀真空密封件118可佈置於密封件托架124與軸承外殼123之間。密封件托架124亦可附接於軸承外殼123,且滑動環狀真空密封件可佈置於密封件托架124與外殼之上部壁127之間。
根據實施例,可於靶材凸緣121與基座主體110之間佈置兩個環狀滑動密封件117(例如流體密封件117)。使用至少一個環狀滑動流體密封件分別避免了冷卻劑、軸承潤滑脂及真空潤滑劑之交換。因而,保護軸承系統149免受冷卻劑之滲入的影響。另外,可避免潤滑脂滲入冷卻系統。
根據實施例,可在轉子120之下端將集電器板122安裝至軸承外殼123,亦即與靶材凸緣121相對。通常在正交於旋轉軸50之截面中,集電器板122亦具有環狀外形。通常,使用集電器板122來將電流傳輸至可旋轉靶材。
根據實施例,垂直於旋轉軸50定向之絕緣板116通常用螺釘204固定至基座主體110之下部119。因而,端塊100之內部部分對外殼絕緣且係不可旋轉地安裝至外殼。
根據實施例,在集電器板122與基座主體110之下部119之間實現冷卻劑供給及電氣支撐。滑動電氣接觸點135可佈置於基座主體110上,且與集電器板122接觸。在第9圖之截面中,僅圖示用於接收冷卻劑且形成第一流體導管131之管131。通常,亦提供一個或兩個冷卻劑排出管,但在第9圖之截面中看不見。參閱第11圖,更詳細地闡釋了冷卻劑支撐。
第10圖示意性地圖示沿旋轉軸50安裝至端塊之靶材凸緣121之可旋轉靶材10的截面。根據實施例,靶材凸緣121及可旋轉靶材10彼此同軸。
通常,可旋轉靶材10包括背管11及安置於背管11上之靶材管12。本文使用之術語「靶材管(target tube)」應涵蓋適於受濺射的材料之任何殼體,其尤其形成為空心圓柱。
靶材管之支撐可包括機械支撐、提供電氣接觸點及提供靶材管與可供選擇的磁鐵之冷卻。
或者,可旋轉靶材亦可為整體靶材。在此情況下,可旋轉靶材之形狀可類似於第2圖中所示之可旋轉靶材10之形狀。在此情況下,圖示之鄰接區域11及12通常形成相同材料之簡單連接的區域。
可旋轉靶材之支撐可包括機械支撐、提供電氣接觸點及提供靶材管與可供選擇的磁鐵之冷卻中之至少一者。
通常,可使用環狀夾具15將可旋轉靶材10裝配於靶材凸緣121之上部,環狀夾具15將可旋轉靶材10壓至靶材凸緣121上。通常,O型環密封件13a分別佈置於靶材凸緣121與背管11及可旋轉靶材10之鄰接部分之間。因此,可旋轉靶材10可真空緊密地安裝至靶材凸緣121。
根據實施例,可旋轉靶材10可真空緊密地安裝至靶材凸緣121之上部。這通常由環狀密封件(未圖示)來達成。因而,可防止流體滲漏至低壓製程腔室。
根據實施例,可旋轉靶材10包括管狀內部結構16,管狀內部結構16流體緊密地安裝於端塊之冷卻劑管114上,冷卻劑管114用於冷卻可旋轉靶材10,尤其是提供於可旋轉靶材10內側之可供選擇的磁鐵(未圖示)。
為了在濺射期間將可旋轉靶材10作為陰極操作,通常亦經由靶材凸緣121提供用於可旋轉靶材10之至少一個電源(未圖示)。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,靶材凸緣與軸承外殼兩者皆由導電材料(例如,鋼)製成。在這些實施例中,電流可自集電器板流出,經軸承外殼及靶材凸緣到達可旋轉靶材。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,靶材凸緣適於機械地支撐可旋轉靶材。另外,通常經由靶材凸緣提供用於靶材管之冷卻劑及電源。
第11圖示意性地圖示沿第9圖之線A-A’之端塊100的截面。這意謂第9圖之截面經過主體110之下部119。
通常,端塊100包括冷卻劑排出管131,其形成用於自可旋轉靶材接收流體之第一流體導管131。端塊100進一步包括第一冷卻劑供應管132及第二冷卻劑供應管133,其分別形成用於將流體提供至可旋轉靶材之第二流體導管132及第三流體導管133。冷卻劑排出管131、冷卻劑供應管132及冷卻劑供應管133,在正交於旋轉軸50之方向中,經基座主體110中之各別空隙供給。通常,冷卻劑排出管131、冷卻劑供應管132及冷卻劑供應管133彼此平行。冷卻劑排出管131通向冷卻劑管114之開口,且冷卻劑供應管132及冷卻劑供應管133通向在基座主體110與冷卻劑管114之間形成的環狀冷卻劑間隙115。如實箭頭所示,可將諸如水之冷卻劑提供至供應管132。在濺射期間,冷卻劑通常流經供應管132,且於冷卻劑間隙115中向上流至可旋轉靶材。變熱冷卻劑之回流通常如虛箭頭所示,向下經過冷卻劑管114,且經由排出管131徑向排出。因而,可為可旋轉靶材提供閉合冷卻劑迴路。
根據實施例,使閉合冷卻劑迴路中之流向反向。在這些實施例中,端塊100包括冷卻劑管131及兩個冷卻劑管132、133,冷卻劑管131形成用於將流體提供至可旋轉靶材之第二流體導管,而兩個冷卻劑管132、133分別形成用於自可旋轉靶材接收流體之兩個第一流體導管。通常,在這些實施例中,第二流體導管自旋轉軸50向外徑向延伸。
根據實施例,於冷卻劑排出管131及/或冷卻劑供應管132、133之徑向遠端處形成作為用於連接外部流體供給線之流體轉接器。
通常,基座主體110之向外徑向安置部分中包括:用於將基座主體110之下部119固定(通常為鎖固)至絕緣板之通孔。
第12圖示意性地圖示根據實施例之端塊100之內部部分的透視圖。沿旋轉軸50之截面圖通常類似於第9圖之截面。
根據實施例,端塊100包括具有圓柱形空腔113之空心主體110,圓柱形空腔113係與旋轉軸50同軸佈置。冷卻劑管114可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的內壁之間形成空心圓柱形間隙115。用於接收流體管之三個空隙可佈置於主體110之下部119中。第一管131可插入徑向佈置之空隙中。第一管131通向冷卻劑管114之內部空間,且形成用於自冷卻劑管114之內部空間接收冷卻劑之第一流體導管131。第二管132可饋送入第二空隙208中。第二管132形成用於向間隙115提供冷卻劑之第二流體導管132。另外,第三管(未圖示)通常可饋送入第三空隙209中。第三管形成用於向間隙115提供冷卻劑之第三流體導管133。因而,如參閱第10圖所闡釋,可用閉合冷卻劑迴路中之冷卻劑來支撐安裝於主體110上之可旋轉靶材。
根據實施例,滑動電氣接觸點135可插入在下部119之頂部的孔隙中。另外,電源連接器136可佈置於下部119中,且在滑動電氣接觸點135下方。
根據實施例,主體110之下部119包括通孔207,穿過通孔207可將主體110鎖固於絕緣板116上。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,第一流體導管、第二流體導管、第三流體導管、電源連接器及滑動電氣接觸點可佈置在虛擬圓盤中,虛擬圓盤經定向而垂直於旋轉軸,且虛擬圓盤沿旋轉軸方向具有延伸,該延伸低於第一流體導管沿旋轉軸方向之延伸的兩倍。通常,虛擬圓盤之軸向延伸低於第一流體導管之軸向延伸的1.5倍。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,基座主體之下部為環狀主體,且包括第一流體導管及至少一個第二流體導管。環狀主體經定向而垂直於旋轉軸,且其具有沿旋轉軸方向之延伸,該延伸低於第一流體導管沿旋轉軸方向之延伸的兩倍。通常,環狀主體之軸向延伸低於第一流體導管之軸向延伸的1.5倍。第一流體導管及至少一個第二流體導管正交於旋轉軸。通常,在基座主體之下部提供電源連接器,且在環狀主體上佈置至少一個滑動電氣接觸點。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,主體由諸如鋼之導電材料製成。因而,達成主體之充分的機械穩定性。另外,可經由主體之材料將滑動電氣接觸點與電源連接器電氣連接。
第13圖示意性地圖示根據實施例之端塊100之內部部分的透視圖。通常,沿旋轉軸50之截面圖類似於第9圖之截面。
根據實施例,端塊100包括具有圓柱形空腔113之空心主體110,圓柱形空腔113與旋轉軸50同軸佈置。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之內壁之間形成空心圓柱形間隙115。三個管131、132及133及空隙佈置在主體110之下部119中,用於接收流體管。在徑向佈置之空隙中,第一管131饋經流體轉接器方塊106。第一管131徑向地通向冷卻劑管114之內部空間,且形成用於自冷卻劑管114之內部空間接收冷卻劑之第一流體導管131。第二管132及第三管133插入流體轉接器方塊106中且通向間隙115。第二管132及第三管133分別形成用於向間隙115提供冷卻劑的第二流體導管132及第三流體導管133。因而,如參照第10圖所闡釋,可用閉合冷卻劑迴路中之冷卻劑來支撐安裝於主體110上之可旋轉靶材。通常,第一流體導管131、第二流體導管132及第三流體導管133大體上彼此平行。
根據實施例,絕緣的馬蹄形導體主體138可部分地佈置於主體110之徑向向內安置部分105及流體轉接器方塊106周圍。絕緣的馬蹄形導體主體138可形成主體110之一部分。
根據實施例,滑動電氣接觸點135可佈置穿過馬蹄形導體主體138之導電主體139上之孔隙。另外,可於導體主體138上安裝兩個電源連接器136。
根據實施例,絕緣的馬蹄形導體主體138包括通孔207,主體110可穿過通孔207鎖固於絕緣板116上。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的一實施例,可在垂直於旋轉軸之第一平面與垂直於旋轉軸之第二平面之間佈置第一流體導管、第二流體導管、第三流體導管、電源連接器及滑動電氣接觸點,其中第一平面與第二平面之間的距離小於第一流體導管在旋轉軸方向中之延伸的兩倍(通常小於約1.5倍)。
第14圖示意性地圖示根據實施例之沿旋轉軸50之濺射設備200的截面。濺射設備200通常包括由壁231及壁232形成之製程腔室220。因而,根據典型實施例,陰極、靶材或背管之軸50基本上平行於附接端塊100之壁231。因而,實現陰極之偶入(drop-in)設置。
根據實施例,如參閱上述圖式所闡釋,至少一個端塊100可安裝於製程腔室220之中,以使得端塊100之基座主體110相對於製程腔室220之壁231為不可旋轉。通常經由絕緣板116將基座主體110固定於製程腔室220之擋板或門230。在濺射期間,擋板或門230關閉。因此,在濺射期間,通常基座主體110為固定的,至少為不可旋轉。或者,可將外殼125直接固定於製程腔室220之壁231。
根據實施例,經由安裝支撐件152將旋轉驅動150(通常為電驅動)佈置於製程腔室220外側。然而,亦可將旋轉驅動150置放於外殼125內。通常,在濺射期間,旋轉驅動150可經由其馬達軸154、與馬達軸154連接之小齒輪153、繞小齒輪153循環之鏈或齒形帶(未圖示),及附接至轉子120之軸承外殼123的齒輪151來驅動可旋轉靶材10。
通常,冷卻劑支撐管134及/或電氣支撐線134可自冷卻劑供給及排出單元130及/或電氣支撐單元130,經由外殼125饋送至製程腔室220之外側。
通常,由以懸臂式之方式佈置於基板(未圖示)上方之端塊100來支撐可旋轉靶材10。另外,可旋轉靶材10可在其上端處被進一步支撐。
第15圖示意性地圖示根據實施例之濺射設備200的截面。第15圖之濺射設備200類似於第14圖之濺射設備。然而,將第15圖中之絕緣板116經定向而分別平行於壁231及安裝端塊100之擋板230。與此不同,第14圖中之絕緣板116經定向而分別垂直於壁231及安裝端塊100、101之擋板230。另外,在第15圖之實施例中,馬達軸154延伸入外殼125之中。為清晰起見,未圖示通常亦使用於第15圖之實施例中之冷卻劑支撐管及電氣支撐線路。
根據實施例,如第15圖中所示,外殼125之下部壁126可分別安裝於壁231或門230及擋板230。
根據其他實施例,端塊100安裝可於壁231,以使得真空腔室220之壁231及外殼125之上部壁127在真空腔室220內側形成基本上平坦的過渡區域,或僅具有小台階之過渡區域。在第15圖中,此狀況由水平虛線來指示。在這些實施例中,可減少真空腔室220之內部體積。
通常,第15圖之佈置可用於濺射設備,其中相對於重力來水平定向基板。可將第6圖之佈置用於水平及垂直定向之基板。
第16圖圖示了如第14圖及第15圖中所示之濺射設備200。第16圖之示意截面分別正交於第14圖及第15圖之截面。根據實施例,濺射設備200具有真空腔室220,真空腔室220包括用於向其提供處理氣體(例如,氬氣)之氣體入口201。真空腔室220進一步包括基板支撐件202及佈置於基板支撐件202上之基板203。另外,真空腔室220包括可旋轉靶材10,其通常以懸臂式之方式佈置於基板203上方。
通常,在作為陰極操作之可旋轉靶材10與作為陽極操作之基板支撐件202之間施加高電壓差。通常可藉由加速之電子與(例如)氬原子之衝擊離子化形成電漿。所形成之氬離子在可旋轉靶材10之方向中加速,以將可旋轉靶材10之粒子(通常為原子)濺射且隨後沈積於基板203上。
在實施例中,可使用例如其他惰性氣體(諸如氪),或諸如氧氣或氮氣等反應性氣體之其他適合的氣體來產生電漿。根據可與本文描述之其他實施例結合的典型實施例,電漿區中之壓力可為約10-4 mbar至約10-2 mbar,通常約10-3 mbar。在另一實施例中,真空腔室220可包括一或多個開口及/或閥門,用於將基板203引入或撤出真空腔室220。
磁控濺射之特別優勢在於其沈積速率頗高。藉由在可旋轉靶材10內側佈置一或多個磁鐵14,可截留正在靶材表面下方所產生之磁場內之自由電子。此狀況通常將離子化氣體分子之概率提高若干數量級。亦可顯著地提高沈積速率。取決於應用及待濺射之材料,可使用固定磁場或時變磁場。另外,冷卻流體通常在可旋轉靶材10內循環以冷卻磁鐵224及/或靶材10。
通常由端塊100來支撐可旋轉靶材10,端塊100在圖示之截面中不可見,且因而將其圖示為虛線圓。
通常,端塊100不可旋轉地安裝於製程腔室220之壁230或門231或擋板231,壁230或門231或擋板231在所圖示之截面中不可見,且因而將其圖示為矩形。
端塊通常包括基座主體,其適於剛性耦接至諸如濺射設備之壁、門或擋板等非旋轉部分。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,端塊包括:在主體中用於自可旋轉靶材接收流體之第一流體導管;及在主體中用於向可旋轉靶材提供流體之第二流體導管;其中,第二流體導管在旋轉軸方向中延伸之投影平面上之投影位於第一流體導管在投影平面上之投影內。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,第一流體導管及第二流體導管中之至少一者自旋轉軸向外徑向延伸。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,基座主體包括與旋轉軸同軸佈置之圓柱形空腔,且冷卻劑管同軸地插入圓柱形空腔中,其中第一流體導管通向冷卻劑管。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,在冷卻劑管與基座主體之內壁之間形成空心圓柱形間隙,且其中第二流體導管通向間隙。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,端塊進一步包括第三流體導管,第三流體導管在主體中用於可旋轉靶材之流體支撐。第三導管經定向而垂直於旋轉軸。第一流體導管與第三流體導管在旋轉軸方向中延伸之平面上的投影彼此重疊。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,第一流體導管具有第一截面積,第二流體導管具有第二截面積且第三流體導管具有第三截面積。第一截面積大致與第二截面積與第三截面積之和匹配。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,端塊進一步包括具有最大軸向座標之至少一個電氣接觸點,該最大軸向座標小於第一流體導管之最大軸向座標與第一流體導管之軸向延伸之和。
根據可與本文揭示之其他實施例結合的實施例,端塊進一步包括至少一個電源連接器。第一流體導管與至少一個電源連接器在沿旋轉軸方向延伸之投影平面上的投影彼此重疊。
儘管第14圖至第16圖之各圖式僅圖示一個可旋轉靶材,但根據可與本文揭示之其他實施例結合的不同實施例,兩個或兩個以上可旋轉靶材可由各別陰極驅動方塊來支撐且安置於真空腔室中。通常,兩個或兩個以上可旋轉靶材之圓柱形軸大體上平行,亦即在至少5°之測角精度內平行,更特定而言在至少1°之測角精度內平行。
本書面描述使用實例(包括最佳模式)來揭示本發明,且亦能使任何熟習此項技術者實踐所描述之標的,包括製造及使用任何裝置或系統且執行任何所併入之方法。儘管上文中已揭示了各種特定實施例,熟習此項技術者將認識到申請專利範圍之精神及範疇允許同等有效之修改。特定而言,上述實施例之彼此非排他性特徵結構可彼此結合。本發明之專利範疇係由申請專利範圍來界定,且可包括熟習此項技術者思及之此類修改及其他實例。若這些其他實例之結構元素與申請專利範圍之文字語言無區別,或若這些其他實例包括與申請專利範圍之文字語言無實質差異之等效結構元素,則這些其他實例意欲包含於申請專利範圍之範疇內。
10...可旋轉靶材
11...背管
12...靶材管
13...O型環密封件
13a...O型環密封件
14...磁鐵
15...環狀夾具
16...管狀內部結構
50...旋轉軸
51...第一縱軸
52‧‧‧第二縱軸
53‧‧‧第三縱軸
60‧‧‧投影平面
61‧‧‧第一虛擬平面
62‧‧‧第二虛擬平面
70‧‧‧虛擬平面
100‧‧‧端塊/裝置
106‧‧‧流體轉接器方塊
110‧‧‧基座主體
113‧‧‧圓柱形空腔
114‧‧‧冷卻劑管
115‧‧‧間隙
116‧‧‧絕緣板
117‧‧‧環狀滑動密封件
118‧‧‧滑動環狀真空密封件
119‧‧‧基座主體110之下部
120‧‧‧轉子
121‧‧‧靶材凸緣
122‧‧‧集電器板
123‧‧‧軸承外殼
124‧‧‧密封件托架
125‧‧‧外殼
126‧‧‧下部壁
127‧‧‧上部壁
130‧‧‧冷卻劑供給及排出單 元/電氣支撐單元
131‧‧‧第一流體導管
133‧‧‧第三流體導管
132‧‧‧第二流體導管
135‧‧‧電氣接觸點
134‧‧‧冷卻劑支撐管/電氣 支撐線
138‧‧‧絕緣馬蹄形導體主 體
136‧‧‧電源連接器
149‧‧‧軸承系統
139‧‧‧導電主體
151‧‧‧齒輪
150‧‧‧旋轉驅動
153‧‧‧小齒輪
152‧‧‧安裝支撐件
200‧‧‧濺射設備
154‧‧‧馬達軸
202‧‧‧基板支撐件
201‧‧‧氣體入口
204‧‧‧螺釘
203‧‧‧基板
208‧‧‧第二空隙
207...通孔
220...製程腔室
209...第三空隙230擋板/門
224...磁鐵
232...壁
231...壁
a2...第二軸向座標
a1...第一軸向座標
BB'...線
A-A'...線
d1...第一軸向延伸/第一外徑
d...距離
dmax...最大軸向距離
D...距離
x1...第一最小軸向座標
x2...第二最小軸向座標
x3...第一最大軸向座標
x4...第二最大軸向座標
x5...第三最小軸向座標
x6...第三最大軸向座標
x8...最大軸向座標
x9...第四最小軸向座標
x10...第四最大軸向座標
將參閱以下附圖,在以上典型實施例之描述中,更詳細地描述上述實施例中之一些實施例,在附圖中:
第1圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第2圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第3圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第4圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第5圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第6圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第7圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第8圖示意性地圖示根據實施例之用於沿一軸支撐可旋轉靶材之裝置的截面,該軸平行於旋轉軸;
第9圖示意性地圖示根據實施例之沿旋轉軸之用於支撐可旋轉靶材之裝置的截面;
第10圖示意性地圖示根據實施例之沿旋轉軸之用於支撐可旋轉靶材之裝置的截面;
第11圖示意性地圖示根據實施例之沿第10圖之線A-A'之用於支撐可旋轉靶材之裝置的截面;
第12圖示意性地圖示根據實施例之用於支撐可旋轉靶材之裝置的內部之透視圖。
第13圖示意性地圖示根據實施例之用於支撐可旋轉靶材之裝置的內部之透視圖。
第14圖示意性地圖示根據實施例之濺射設備之截面;
第15圖示意性地圖示根據實施例之濺射設備之截面;
第16圖示意性地圖示根據實施例之濺射設備之截面;
圖式之元件無需相對於彼此按比例繪製。相同元件符號表示對應類似部分。
50...旋轉軸
60...投影平面
100...端塊/裝置
110...主體
131...第一流體導管
132...第二流體導管
x1...第一最小軸向座標
x2...第二最小軸向座標
x3...第一最大軸向座標
x4...第二最大軸向座標

Claims (20)

  1. 一種用於支撐一沈積設備(200)之一可旋轉靶材(10)的裝置(100),該沈積設備(200)用於在一基板上濺射材料,該可旋轉靶材(10)界定一旋轉軸(50),且該裝置(100)包含:一主體(110);一第一流體導管(131),其在該主體(110)中用於自該可旋轉靶材(10)接收一流體,該第一流體導管(131)係定向在正交於該旋轉軸(50)之一方向中;以及一第二流體導管(132),其在該主體(110)中用於向該可旋轉靶材(10)提供該流體,該第二導管(132)係定向在正交於該旋轉軸(50)之一方向中;其中該第一流體導管(131)與該第二流體導管(132)在該旋轉軸(50)之方向中延伸之一投影平面上的投影彼此重疊,且其中該第一流體導管(131)與該第二流體導管(132)中之一者自該旋轉軸(50)向外徑向延伸。
  2. 如請求項1所述之裝置(100),其中該第二流體導管(132)在該投影平面上之該投影,位於該第一流體導管(131)在該投影平面上之該投影內。
  3. 如請求項1或2所述之裝置(100),其中該主體(110)包含一圓柱形空腔(113),該圓柱形空腔與該旋轉軸(50)同軸 佈置,該主體(110)更包含一冷卻劑管(114),該冷卻劑管同軸地插入該圓柱形空腔(113)中,其中該第一流體導管(131)通向該冷卻劑管(114)。
  4. 如請求項3所述之裝置(100),其中在該冷卻劑管(114)與該主體(110)的內壁之間形成一空心圓柱形間隙(115),且其中該第二流體導管(132)通向該間隙(115)。
  5. 如請求項4所述之裝置(100),更包含一第三流體導管(133),該第三流體導管在該主體(110)中用於該可旋轉靶材(10)之流體支撐,該第三流體導管(133)係定向在正交於該旋轉軸(50)之一方向中,其中該第一流體導管(131)與該第三流體導管(133)在該投影平面上的投影彼此重疊。
  6. 如請求項5所述之裝置(100),其中該第三流體導管(133)通向該間隙(115)。
  7. 如請求項6所述之裝置(100),其中該第一流體導管(131)包含一第一截面積,其中該第二流體導管(132)包含一第二截面積,其中該第三流體導管(133)包含一第三截面積,且其中該第一截面積大致匹配該第二截面積與該第三截面積之和。
  8. 如請求項1所述之裝置(100),其中該第一流體導管(131) 在一軸方向中具有一第一延伸(d1),並具有一第一最大軸向座標(x3),該第一流體導管(131)更包含至少一個電氣接觸點(135),其中該至少一個電氣接觸點(135)具有一最大軸向座標(x8),該最大軸向座標(x8)小於該第一最大軸向座標(x3)與該軸方向中中之該第一軸向延伸(d1)之和。
  9. 如請求項8所述之裝置(100),更包含一集電器板(122),該集電器板經佈置可樞接於該主體(110)周圍且與該至少一個電氣接觸點(135)機械接觸。
  10. 如請求項1或2所述之裝置(100),更包含至少一個電源連接器(136);其中該第一流體導管(131)與該至少一個電源連接器(136)在該投影平面上的投影彼此重疊。
  11. 如請求項1或2所述之裝置(100),其中該主體(110)包含一導電材料。
  12. 如請求項1或2所述之裝置(100),更包含一靶材凸緣(121),該靶材凸緣經佈置可樞接於該主體(110)周圍且適於機械支撐該可旋轉靶材(10)。
  13. 如請求項1或2所述之裝置(100),更包含一絕緣板(116),該絕緣板經定向以垂直於該旋轉軸(50),該主體(110)係安裝於該絕緣板上,且該絕緣板適於固定在該沈積設備 (200)之一非旋轉部分上。
  14. 一種用於在一基板上濺射材料之沈積設備(200),其包含用於支撐一可旋轉靶材(10)之至少一個裝置(100),該可旋轉靶材(10)界定一旋轉軸(50),該至少一個裝置(100)包含:一主體(110);一第一流體導管(131),其在該主體(110)中用於自該可旋轉靶材(10)接收一流體,該第一流體導管(131)係定向在正交於該旋轉軸(50)之一方向中;以及一第二流體導管(132),其在該主體(110)中用於向該可旋轉靶材(10)提供該流體,該第二導管(132)係定向在正交於該旋轉軸(50)之一方向中;其中該第一流體導管(131)與該第二流體導管(132)在該旋轉軸(50)之方向中延伸之一投影平面上的投影彼此重疊,且其中該第一流體導管與該第二流體導管中之一者自該旋轉軸(50)向外徑向延伸。
  15. 如請求項14所述之沈積設備(200),其中,該第二流體導管(132)在該投影平面上之該投影,位於該第一流體導管(131)在該投影平面上之該投影內。
  16. 如請求項14或15所述之沈積設備(200),其中該主體(110)包含一圓柱形空腔(113),該圓柱形空腔與該旋轉軸 (50)同軸佈置;該主體(110)更包含一冷卻劑管(114),該冷卻劑管同軸地插入該圓柱形空腔(113)中,其中該第一流體導管(131)通向該冷卻劑管(114)。
  17. 如請求項14或15所述之沈積設備(200),其中在該冷卻劑管(114)與該基座主體(110)之內壁之間形成一空心圓柱形間隙(115),且其中該第二流體導管(132)通向該間隙(115)。
  18. 一種用於支撐一沈積設備(200)之一可旋轉靶材(10)的端塊(100),該沈積設備(200)用於在一基板上濺射材料,該可旋轉靶材(10)界定一旋轉軸(50),且該端塊(100)包含:一主體(110);一第一流體導管(131),具有一第一外徑(d1),該第一流體導管(131)適於在一第一軸向座標(a1)處與該主體(110)流體連接;以及至少一個第二流體導管(132),該第二流體導管(132)適於在一第二軸向座標(a2)處與該主體(110)流體連接,其中介於該第一軸向座標(a1)與該第二軸向座標(a2)之間的一距離(d)小於該第一外徑(d1),其中,該第一流體導管(131)與該至少一個第二流體導管(132)中之一者自該旋轉軸(50)向外徑向延伸。
  19. 如請求項18所述之端塊(100),更包含至少一個電氣接 觸點(135),該電氣接觸點具有一最大軸向座標,該最大軸向座標小於該第一外徑與該第一軸向座標之和。
  20. 如請求項18或19所述之端塊(100),更包含至少一個電源連接器(136),該電源連接器具有一第四最小軸向座標(x9)及一第四最大軸向座標(x10),其中該第四最小軸向座標(x9)與該第四最大軸向座標(x10)中之至少一者處於一區間中,該區間由該第一軸向座標(a1)及該第一外徑(d1)的一半之間的差,與該第一軸向座標(a1)及該第一外徑(d1)的一半之和所形成。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014115275B4 (de) * 2014-10-20 2019-10-02 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Endblockanordnung und Prozessieranordnung
WO2016073002A1 (en) * 2014-11-07 2016-05-12 Applied Materials, Inc. Cost effective monolithic rotary target
KR20170132952A (ko) * 2016-05-24 2017-12-05 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치 및 이의 제조 장치, 및 전자 장치의 제조 방법
CN111006006B (zh) * 2019-12-26 2023-11-03 兰州空间技术物理研究所 一种镀覆超润滑固体薄膜的齿轮传动装置
CN111156255A (zh) * 2019-12-26 2020-05-15 兰州空间技术物理研究所 一种镀覆超润滑固体薄膜的滚动传动装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4519885A (en) * 1983-12-27 1985-05-28 Shatterproof Glass Corp. Method and apparatus for changing sputtering targets in a magnetron sputtering system
JP2693960B2 (ja) * 1988-02-24 1997-12-24 プロメトロンテクニクス株式会社 マグネトロンスパッタリングカソード装置
US5100527A (en) * 1990-10-18 1992-03-31 Viratec Thin Films, Inc. Rotating magnetron incorporating a removable cathode
US5171411A (en) * 1991-05-21 1992-12-15 The Boc Group, Inc. Rotating cylindrical magnetron structure with self supporting zinc alloy target
US20030173217A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Sputtering Components, Inc. High-power ion sputtering magnetron
DE10213049A1 (de) * 2002-03-22 2003-10-02 Dieter Wurczinger Drehbare Rohrkatode
US20050051422A1 (en) * 2003-02-21 2005-03-10 Rietzel James G. Cylindrical magnetron with self cleaning target
DE602004020227D1 (de) * 2003-07-04 2009-05-07 Bekaert Advanced Coatings Rotierende rohrförmige sputtertargetanorndung
CA2567372A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-19 Cardinal Cg Company Cylindrical target with oscillating magnet from magnetron sputtering
DK1856303T3 (da) * 2005-03-11 2009-03-30 Bekaert Advanced Coatings Enkelt, retvinklet endeblok
ATE425548T1 (de) * 2005-12-22 2009-03-15 Applied Materials Gmbh & Co Kg Zerstäubungsvorrichtung mit einer rohrkathode und verfahren zum betreiben dieser zerstäubungsvorrichtung
EP2030221A1 (en) 2006-06-19 2009-03-04 Bekaert Advanced Coatings Insert piece for an end-block of a sputtering installation
US7938943B2 (en) 2006-10-17 2011-05-10 Von Ardenne Anlagentechnic GmbH Supply end block for rotary magnetron
US8182662B2 (en) * 2009-03-27 2012-05-22 Sputtering Components, Inc. Rotary cathode for magnetron sputtering apparatus

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