[发明专利]用于调节管状磁控管的磁体系统的旋转角度的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于可旋转地支撑管状磁控管的磁体系统36的法兰单元11，这种管状磁控管和用于调节磁体系统36的角度的方法。法兰单元包括主刻度1和游标刻度2，它们形成为圆盘并且每个都具有旋转角度刻度13。主刻度1和游标2同心地布置并且彼此相邻，其中游标2可相对于主刻度1绕其公共轴40旋转，主刻度1和游标2的旋转角度刻度13具有发散的刻度分度。主刻度1和游标2具有连接装置，利用该连接装置，具有管状磁控管的静态分量的主刻度1和具有磁体系统36的游标2可机械连接。借助于锁定装置5，可以锁定游标2相对于主刻度1的设定旋转角度。

本发明一般涉及用于调节管状磁控管的磁体系统相对于管状磁控管的端块处的管状磁控管的支撑件的旋转角度的装置和方法。本发明还涉及一种用于调节这种管状磁控管的磁体系统的旋转角度的方法。

在真空涂覆技术中，所谓的管状磁控管用于溅射，其中管状靶(也称为管靶)包围磁体装置。管靶通常包括承载管，其具有施加到侧表面的靶材或完全由靶材制成的管。

管靶相对于磁体结构可旋转，使得管靶在涂覆操作期间可以旋转，同时磁体结构在涂覆室中均匀地对准。通过在稳态磁场下均匀地旋转管靶，整个圆柱形靶表面穿过跑道区域并实现靶材的均匀腐蚀。

这种旋转管靶通常安装在端块和支座之间的真空涂层设备的真空室中，有时也安装在两个端块之间，其设计成使得它们可以在两侧封闭管靶并且将管靶与磁体系统保持在其内部，使得磁体系统可以在限定的角度范围内围绕管靶的轴线旋转。术语“可旋转”与“旋转”可区别开来。关于角度调节，“可旋转”意味着安装磁体系统使得它可以旋转至少一定角度以便调节其角度。磁铁系统不像管靶那样旋转。

端块是多功能的，除上述外，它还用于驱动管靶、电源和冷却剂供应。

为了支持溅射，在管靶中布置具有局部交替极性的相邻磁体的磁体系统，也称为磁棒。用于磁控溅射的这种磁体系统通常包括中心磁极，该中心磁极以环形方式围绕第二相对磁极。由于由此形成环隧道形磁场，靶材移除到两个磁极之间的间隙上的特定程度，其中磁场线平行于靶表面延伸，从而在该区域形成环形溅射沟槽，由于材料去除的增加，也称为侵蚀沟槽形式。

为了优化真空涂层管磁控管的功能，必须以有针对性和可重复的方式将磁体系统的磁棒角度调整并改变到待涂覆的表面。已知这样的解决方案，其中磁棒的角度以15°递增并可调节到打开的涂层室。然而，对于不同的应用,这些步骤不足以可重复地创建具有属性定义的层。精密涂层在+/-15°或更大的范围内需要几乎无限的可调节性角度，重复精度为+/-0.1°。现有的管状磁控管不能满足这一要求。

这里重复使用的术语表示当从一个相同的起始位置重复接近目标位置时，接近的位置在彼此之间展开的距离。

基于上述现有技术，本发明的目的是改善磁体系统的旋转角度的可调节性，特别是减小可调节的步长，优选地小于1°。应至少在已知程度上确保重复精度。

用于此目的的设备是可行的，其只需很少的技术工作量和维护。

此外可选的是，不打开真空腔的情况下磁体系统旋转。

本发明的基本概念将描述为使用两部分可移动的旋转角度刻度，在这种情况下是可旋转的刻度，通过它们与磁体系统的旋转磁系统的机械连接来旋转。两部分刻度的使用也适合于通过第一和/或第二旋转角度刻度的适当刻度来实现期望的步长。此外，选择合适的锁定装置并结合刻度的设计可以实现所需的可重复性。

具有两部分旋转角度刻度的装置设置在管状磁控管的两个端块中的一个处，并且由于可旋转支撑而具有法兰状结构，并且磁体系统规则地布置在管中。在此称它为法兰单元。法兰单元可以布置在管靶中并且可以关闭其中磁体系统布置在其一侧的管。替代配置取决于，例如，管状磁控管的设计，可用安装空间或磁体系统可调节的角度范围。

在下文中将描述用于实现该概念的特征。这些将在各种实施例中以彼此不同的方式彼此组合，达到使其有意义并且适合于应用的程度。