[發明專利]單一的直角端塊

無效

• 申請號: 200680007963.8
• 申請日: 2006-02-23
• 公開（公告）號: CN101137764A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: K·德拉爾特;W·德博斯謝爾;J·德貝維爾;G·拉佩爾
• 申請（專利權）人: 貝卡爾特先進涂層公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;H01J37/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 郭小軍

發明領域

本發明涉及一種端塊，其用來在濺射裝置中可旋轉地承載濺射靶材。更特別地，本發明涉及一種集所有供給功能于一身的端塊，同時靶材大致平行于端塊法蘭安裝，靶材通過該端塊法蘭而被安裝到濺射裝置的壁上。

背景技術

“濺射沉積”或“濺射”是一種鍍覆工藝，其中，通過用動態離子撞擊靶材而將原子從靶材中撞出，隨后這些原子噴射到基材上。通過陰極靶材和陽極之間的電壓差，在低壓濺射氣體(通常是高原子質量的惰性氣體，如氬氣)中激發自由電子等離子體，在該等離子體中產生離子。該電壓差也把離子加速到高動能朝向靶材移動。只有一小部分的離子動能用來將靶材原子撞出，大部分動能轉化為熱量。

為了盡可能的將等離子體局限在靶材附近，導入由磁體陣列產生的磁場，以將氣體電離限制在自閉的軌道中。因此將這種工藝稱作“磁控管濺射沉積”。然后，靶材的侵蝕優選在這種局部化的等離子體之下發生。為了最佳利用靶材材料，可在等離子體和靶材之間引起相對運動。這可通過相對于濺射裝置移動磁體陣列并保持靶材靜止，或者通過相對于濺射裝置移動靶材并保持磁體陣列固定來實現。后一種方案實際上是通過使用繞固定的磁體陣列旋轉的管形靶材來執行的。本發明涉及這種型式的旋轉的管形磁控管濺射裝置。

技術上的開創首先是由Kelvey在一系列美國專利中描述的，最值得注意的是US4356073、4422916、4443318、4445997。在這些思想的進展過程中，發明人面臨了不同的問題，例如：

·需要適當的驅動系統，其容許方便的靶材更換。

·需要可靠的電接觸裝置，其為可旋轉的并能夠承受大電流(有時大于100A)。

·因為管形靶材必須被旋轉，需要一種支承系統(一些靶材的質量大于200kg)。

·需要防漏的冷卻系統。因為大部分能量被轉化成熱量，冷卻系統必須能排出大量的熱量。根據裝置的大小，可在1kW到300kW之間改變。

·必須維持真空完整性。當靶材在低壓環境(在1和10-4Pa之間)中旋轉時，這是不明顯的。

·因為通常磁體陣列位于旋轉靶材內，必須提供用來使磁體陣列在旋轉的靶材管中保持靜止的裝置。

這些問題的解決方案及其實施大致沿著兩種不同的路線發展：

·如US5096562(圖2，圖6)和US2003/0136672A1所公開的雙直角式端塊，其中，在位于靶材兩端的兩端塊之間分配用于支承、旋轉、通電、冷卻和隔離(空氣、冷卻劑和電)的裝置。直角意味著端塊安裝到與靶材旋轉軸平行的濺射裝置的壁上。

·如US5200049(圖1)所公開的單一直通式端塊，其中，用于支承、旋轉、通電、冷卻和隔離的裝置都并入一個端塊中，并且靶材以懸臂方式保持在大面積鍍覆裝置內。“直通”意味著靶材的旋轉軸與安裝端塊的壁垂直。

自從Kelvey以來，管形旋轉的磁控管布置表現為所有種類和尺寸。最大的一種出現在大面積玻璃涂覆線上，其中，使用長達4米的靶材。較小尺寸的裝置(即，靶材小于1米)還沒有廣泛的應用，盡管其能夠改善較小基材(例如液晶顯示器或等離子顯示器的尺寸)的處理。在這種顯示器涂覆裝置中使用這些管形靶材的其中一個缺點是，需要對目前現有的設備進行深入的改變。

如今，在顯示器涂覆裝置中使用細長的平面磁控管濺射靶材。大部分輔助設備(冷卻裝置、磁體陣列、電流供給)安裝在從門外易于接近的靶材保持器上，而在門關閉時，靶材平行地面朝在裝置內的基材。基材以大約7°到15°的傾斜角度大致豎直地安裝，并置于其倚靠的輸送系統上。

為了使管形磁控管可用于顯示器涂覆裝置(無論是在原始設備上還是現有裝置的改型)，必須解決一些問題：

·用于管形磁控管的端塊所占據的長度必須最小化。

·為了使真空泄漏最小化，管形磁控管組件應具有少量的饋通連接。

·存在用于管形靶材的靶材和端塊之間的“快速連接器”。然而，在更換靶材管時靶材管中存在的冷卻劑必須以零漏溢量排出。

本發明人因此設計了解決上述問題的一種新型端塊。

發明概述

本發明的目的是提供一種端塊，該端塊自身能夠承載可旋轉的管形磁控管，該磁控管與安裝端塊的壁平行。本發明的一個目的是提供特別適于安裝在濺射裝置的門或壁上的單端的直角端塊。本發明的又一個目的是提供一種軸向長度最小的端塊。本發明的端塊還可以在必須替換靶材的情況下易于排出冷卻劑。