Ac电力连接器、溅射设备及其方法
【专利摘要】提供一种用于将AC电源(20)与装置(30)连接的AC电力连接器。AC电力连接器包括可与AC电源连接的至少一个第一元件(11)以及可与装置连接的至少一个第二元件(12)，所述第一元件与所述第二元件相对于彼此以第一距离(13)布置以限定电容，其中所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件相对于彼此是可旋转的，其中所述第一元件与所述第二元件配置成用于所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件之间的AC电力的传送。
【专利说明】
AC电力连接器、溅射设备及其方法
技术领域
[0001 ]本发明的实施例涉及一种AC (交流)电力连接器、溅射设备及其方法。实施例特别涉及一种用于将AC电源与装置连接的AC电力连接器、一种用于真空腔室中的溅射沉积的溅射设备以及一种用于将AC电力从AC电源提供至装置的方法。
【背景技术】
[0002]物理气相沉积(PVD)工艺在例如显示器制造之类的一些技术领域中得到的关注增加。对于一些PVD工艺，良好的沉积速率可与足够的层特性一同取得。例如，溅射是用于显示器制造或其他应用的一种重要的沉积工艺。例如磁控管溅射之类的溅射是用于涂覆基板(例如，玻璃或塑料基板)的技术。通过使用等离子体来溅射靶材，溅射生成涂层材料的蒸气。在此期间，通过与来自等离子体的高能粒子的碰撞，材料从靶材的表面释放。溅射可由等离子体参数控制，所述等离子体参数诸如，压力、功率、气体和磁场。在真空中，溅射出的材料从靶材向一个或多个基板或工件行进，并且粘附至这一个或多个基板或工件的表面。可将包括金属、半导体和电介质材料的各种材料溅射成所需的规格。由此，已发现磁控管溅射在各种应用中被采纳，所述应用包括半导体处理、光学涂层、食物封装、磁记录(magneticrecording)以及抗磨涂层(protective wear coating)。
[0003]磁控溅射装置包括电源、磁性元件和靶材，所述电源用于将能量沉淀到气体中以撞击并维持等离子体，所述磁性元件用于控制离子的运动，所述靶材用于通过等离子体的溅射来生成涂层材料。利用具有不同的电、磁和机械配置的各种装置来完成溅射。这些配置包括用于产生等离子体的DC(直流)或AC(交流)电磁场或射频能量的源。具体而言，可使用RF (射频)溅射方法来溅射彳_导电材料。
[0004]许多应用可利用RF溅射来执行，例如，溅射低电阻率的材料(例如，ITO(氧化铟锡))或溅射不可以使用DC或MF(中频)溅射技术来溅射的材料(诸如，S12、Al203、LiPON和PTFE(聚四氟乙烯)。此外，一般使用可旋转靶材。由于几何结构与设计，可旋转靶相比平面靶具有更高的利用率和增加的操作时间。此外，可旋转靶避免再沉积区域(re-deposit1nzone)出现。因此，可旋转靶材的使用通常延长了使用寿命并减少成本。
[0005]然而，对于使用可旋转靶材的RF溅射，将电力提供至靶材是困难的。因此，对于改善AC馈通(feed-through)特别是提供RF馈通具有持续的需求。
【发明内容】
[0006]鉴于上述内容，提供根据独立权利要求的一种用于将AC电源与装置连接的AC电力连接器、一种用于真空腔室中的溅射沉积的溅射设备以及一种用于将AC电力从AC电源提供至装置的方法。本发明的其他方面、优点和特征通过从属权利要求、说明书和附图是显而易见的。
[0007]根据一个实施例，提供一种用于将AC电源与装置连接的AC电力连接器。所述AC电力连接器包括可与所述AC电源连接的至少一个第一元件以及可与所述装置连接的至少一个第二元件，所述第一元件与所述第二元件相对于彼此以第一距离布置以限定电容，其中所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件相对于彼此是可旋转的，其中所述第一元件与所述第二元件配置成用于所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件之间的AC电力的传送。
[0008]根据另一实施例，提供一种用于真空腔室中的溅射沉积的溅射设备。所述溅射设备包括:真空腔室，具有壁部;可旋转靶材，位于所述真空腔室内；AC电源，用于将AC电力提供至所述可旋转靶材；以及AC电力连接器，在所述壁部中提供，其中所述至少一个第一元件连接至所述AC电源，并且所述至少一个第二元件连接至所述可旋转靶材。所述AC电力连接器包括可与所述AC电源连接的至少一个第一元件以及可与所述装置连接的至少一个第二元件，所述第一元件与所述第二元件相对于彼此以第一距离布置以限定电容，其中所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件相对于彼此是可旋转的，其中所述第一元件与所述第二元件配置成用于所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件之间的AC电力的传送。
[0009]根据进一步的实施例，提供一种用于将AC电力从AC电源提供至装置的方法。所述方法包括以下步骤:将AC电力从AC电源经由至少一个第一元件传送到至少一个第二元件，其中所述至少一个第一元件和所述至少一个第二元件相对于彼此以第一距离布置;以及相对于彼此旋转所述至少一个第一元件和所述至少一个第二元件中的至少一者。
【附图说明】
[0010]因此，为了可详细地理解本发明的上述特征，可参照实施例对上文简要概述的本发明进行更具体的说明。附图关于本发明的实施例，并且描述如下:
[0011]图1示出根据本文中所述的实施例的AC电力连接器的示意图；
[0012]图2示出根据本文中所述的另一实施例的AC电力连接器的示意图；
[0013]图3示出根据本文中所述的又一实施例的AC电力连接器的示意图；
[0014]图4示出根据本文中所述的进一步的实施例的AC电力连接器的示意图；
[0015]图5示出图4的AC电力连接器的剖面图；
[0016]图6示出根据本文中所述的又一实施例的AC电力连接器的示意图；
[0017]图7示出根据本文中所述的实施例的、具有AC电力连接器的溅射设备的详细视图；以及
[0018]图8示出根据本文中所述的实施例的、用于将AC电力从AC电源提供至装置的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]现在将详细参照本发明的各种实施例，在附图中示出这些实施例的一个或多个示例。在下文对附图的描述中，相同的元件符号指示相同的元件。一般来说，仅描绘相对于单个实施例的差异。通过解释本发明的方式提供每一个示例，并且每一个示例不旨在是对本发明的限制。此外，示出并描述为一个实施例的部分的特征可用于其他实施例或与其他实施例结合，以取得更进一步的实施例。说明书旨在包括此类修改和变型。
[0020]图1示出根据本文中所述的实施例的、用于将AC电源20与装置30连接的AC电力连接器10 AC电力连接器10包括至少一个第一元件11和至少一个第二元件12，所述至少一个第一元件11可与AC电源20连接，所述至少一个第二元件12可与装置30连接，所述第一元件11和所述第二元件12相对于彼此以第一距离13布置，以便限定电容或电容的至少主要部分(例如，至少70%)。所述至少一个第一元件11和所述至少一个第二元件12相对于彼此是可旋转的。
[0021]如本文中所使用的术语“AC(交流)”或“AC电力”是指例如由电源提供的交变电流(alternating current)。在交变电流电路中，发生能量流方向的周期性反转。在一个方向上的能量的净传送(net transfer)可以是指“有功功率(real power)”。如本文中所使用的术语“RF(射频)”可以是指AC电力的频率范围。作为示例，术语“RF电力”可以是指具有在9kHz至300GHz的范围中的频率的AC电力，特别是频率为13.56MHz或27.12MHz的AC电力。如本文中所使用的术语“MF(中频)”可以是指具有在IkHz至3MHz的范围中(例如，1kHz至0.5MHz)的频率的AC电力。
[0022]所述至少一个第一元件11和所述至少一个第二元件12形成具有所限定的电容(capacitance)或电容量(electrical capacity)的电容器(capacitor)。所述至少一个第一元件11和所述至少一个第二元件12具有阻抗，S卩，电抗与电阻的向量和，所述阻抗描述在给定频率(例如，RF、MF等)下的例如正弦变化的电压与例如正弦变化的电流(交变电流，AC)之间的相位差和振幅比。一方面，阻抗随增加的电容和增加的频率而减小。因此，较高频率的信号或较大的电容导致每电流的较低的电压。另一方面，对于低频，电抗为高，使得那些频率被滤除。阻抗与电容器的定义特性(B卩，电容)成反比。因此，AC电力连接器(它可以是旋转式馈通)通过提供电容性耦合来允许对例如高频电力的传送。作为示例，在使用可旋转靶材的溅射系统中，可使用AC电力连接器以将RF电力传送到可旋转靶材，特别是通过容置可旋转靶材的真空腔室的壁或壁部。
[0023]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，所述至少一个第一元件11和所述至少一个第二元件12相对于彼此可同轴地旋转。在图1的示例中，第一元件11和第二元件12绕转动轴14可同轴地旋转。在一些实施例中，转动轴14是第一元件11和/或第二元件12的对称轴。如图1中所示，第一元件11和第二元件12可具有环形形状(circular shape),并且可以特别是环形板，其中转动轴14 一般通过所述的环形形状的元件11、12的中心。
[0024]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，所述至少一个第一元件11和所述至少一个第二元件12为板或包括板。所述板之间的第一距离13则可(与所述的板的面积一起)限定电容或电容量，所述电容或电容量与所述面积与所述第一距离的比率成比例。
[0025]在一些实现方式中，每一个板的面积在200至1500cm2的范围中、在500至1200cm2的范围中、在800至900cm2的范围中，并且特别是约850cm2。在一些实施例中，第一距离在I至1mm的范围中、在I至5mm的范围中、在I至2mm的范围中，并且特别是约1.5mm。使用此类配置，可将约1kW的AC电力从AC电源20传送到装置30。此示例可适用于作为具有长度为1.35m且直径为约130mm的可旋转(圆柱)靶材或阴极的装置。
[0026]作为示例，当面积为约850cm2，且第一距离为约1.5mm时，可取得约500pF的电容。使用此类配置，可将约1kW的AC电力从AC电源传送到装置30。在一些实施例中，由第一元件和第二元件提供的电容在I至2000nF的范围中、在100至100nF的范围中、或在400至600nF的范围中。在一些实施例中，由第一元件和第二元件提供的电容在I至5000pF的范围中、在10至2000pF的范围中、在100至100pF的范围中、在400至600pF的范围中、或特别是约500pFo
[0027]根据可与本文中所述其他实施例结合的一些实施例，第一距离13是可改变的。由此，电容或电容量可调整或适配于对例如不同电力或电力值的传送。在一些实现方式中，可例如通过使用电机(例如，步进电机)来手动地或自动地改变第一距离。
[0028]在一些实施例中，所述至少一个第一元件11和所述至少一个第二元件12为环形(circular)或圆形(round)(见图1)。作为示例，所述至少一个第一元件11和所述至少一个第二元件12为环形或圆形板，或包括环形或圆形板。然而，第一元件11和第二元件12的形状不限于环形或圆形形状，并且可以是适用于限定第一元件11与第二元件12之间的电容的任何二维或三维形状(参见例如图2至图7)。作为示例，第一元件11和第二元件12可具有矩形、椭圆形或方形。在一些实施例中，第一元件11和第二元件12可具有不同的形状。作为示例，第一元件11可以为环状，而第二元件12可以为矩形。限定电容的面积则可以是第一元件11与第二元件12的重叠面积。
[0029]在一些实现方式中，所述至少一个第一元件11可连接至AC电源20，所述AC电源20可以是RF电源。作为示例，RF电源可提供具有13.56MHz或27.12MHz的频率的AC或RF电力。
[0030]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，所述至少一个第二元件12可连接至装置30。在一些实现方式中，装置30是可旋转装置。例如，装置30可以是溅射设备的可旋转靶材。在一些实施例中，AC电力连接器10配置为旋转式馈通(且特别是真空旋转式馈通)用于将电力传送到腔室(且特别是真空腔室)内。当例如溅射设备的可旋转靶材位于真空腔室内时，可在所述真空腔室内或所述真空腔室的壁部处提供AC电力连接器，以便为从外部AC电源至可旋转革El材的AC电力提供馈通。如本文中所使用的术语“真空(vacuum)”可以是指真空条件，诸如，低真空(low vacuum)、中真空(medium vacuum)、高真空(highvacuum)或超高真空(ultra high vacuum)。然而，当前的实施例不限于此，并且气体可例如在派射工艺期间至少短暂地存在于真空腔室中。此气体可以是保护气体(protectivegas)、载气(carrier gas)和/或惰性气体(例如，氩)。
[0031]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，所述至少一个第一元件11固定在适当的位置，并且所述至少一个第二元件12相对于所述至少一个第一元件11是可旋转的。在其他实现方式中，所述至少一个第二元件12固定在适当的位置，并且所述至少一个第一元件11相对于所述至少一个第二元件12是可旋转的。如本文中所使用的术语“固定(fixed)”可以是指第一元件11相对于设备是固定的或不可改变位置，AC电力连接器被包括在此设备中，或AC电力连接器安装在此设备中，所述设备例如，溅射设备，并且特别是溅射设备的真空腔室。在更进一步的实施例中，元件11和12两者都是可旋转的。
[0032]在一些实现方式中，可旋转的第一元件11和/或第二元件12可经配置而以每分钟I至50转、每分钟5至30转或每分钟15至25转的范围中的速度旋转。一般来说，可旋转的第一元件11和/或第二元件12可经配置而以每分钟约20转的速度旋转。
[0033]在一些实施例中，装置30是可旋转装置，并且可以特别是溅射设备的可旋转靶材。当所述至少一个第二元件12连接至例如可旋转靶材之类的可旋转装置30时，所述至少一个第二元件12和可旋转装置30可以一起旋转。作为示例，可提供驱动器(未示出)以转动装置或靶材30，并且所述至少一个第二元件12可附连至装置30以与装置或靶材30—起旋转。换言之，可提供所述一个驱动器以旋转所述装置以及所述至少一个第二元件12。然而，也可提供不同的驱动器，以便分别旋转AC电力连接器的可旋转装置和(多个)可旋转元件。
[0034]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，所述至少一个第一元件11和/或所述至少一个第二元件12包括Ag、Cu和Au中的至少一者。
[0035]根据一些实施例，所述至少一个第一元件11和/或所述至少一个第二元件12至少部分地涂覆有Ag、Cu和Au中的至少一者。具体而言，AC (例如，RF)电流在导体中的的穿透深度(depth of penetrat1n)可能是低的(集肤效应(skin-effect))，电流因而沿导体的表面流动。由于电流不深入地穿透导体，因此通过涂覆实现了在表面处的良好导电率。例如，所述至少一个第一元件11和/或所述至少一个第二元件12也可包括不锈钢，并且可涂覆有银、铜或金。由此，也可考虑到像成本和材料强度之类的多个方面。
[0036]图2示出根据本文中所述的另一实施例的、用于将AC电源20与装置30连接的AC电力连接器40。
[0037]如图2中所示，根据一些实施例，所述至少一个第一元件41为圆柱元件，并且所述至少一个第二元件42为圆柱元件。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，所述至少一个第一元件41为中空的圆柱元件，和/或所述至少一个第二元件42为中空的圆柱元件。
[0038]在一些实现方式中，并且如图2的示例中所示，第一元件41包括底部元件或底板43以及侧向元件44，所述侧向元件44提供第一元件41的侧表面或圆柱表面。类似地，第二元件42包括底部元件或底板45以及侧向元件46，所述侧向元件46提供第二元件42的侧表面或圆柱表面。
[0039]在一些实施例中，第一元件41和第二元件42被嵌套(nested)或交错(interlaced)。具体而言，第一元件41可至少部分地插入到第二元件42中，或第二元件42可至少部分地插入到第一元件41中(如图2的示例中所示)，从而提供第一元件41的侧向元件44与第二元件42的侧向元件46的重叠。在图2中，以元件符号15标注重叠量或重叠高度。
[0040]第一元件41和第二元件42的电容或电容的至少主要部分(例如，至少70%)可以特别是由侧向元件44、46的重叠面积以及在所述侧向元件44、46之间的第一距离13来限定。重叠面积进而由重叠高度15以及侧向元件44与46的直径来限定。涉及到电容，这些直径是侧向元件44与46的相对的(opposing)表面的直径。在图2的示例中，侧向元件44的直径是所述侧向元件44的内径，而侧向元件46的直径是所述的侧向元件46的外径。为了定义电容，可使用侧向元件44与46的相应直径的平均直径来确定重叠面积。
[0041]第一距离13是侧向元件44与46的相对表面之间的距离。在一些实施例中，同轴地布置侧向元件44、46或第一元件41和第二元件42的圆柱表面，使得第一距离13是固定的。当第一距离(也称为暗空间(dark space)距离)保持恒定时，可减少不期望的等离子体或等离子体斑(plasma spot)的产生。
[0042]在一些实现方式中，重叠面积在200至1500cm2的范围中、在500至1200cm2的范围中、在800至900cm2的范围中，并且特别是约850cm2。在一些实施例中，第一距离在I至1mm的范围中、在I至5mm的范围中、在I至2mm的范围中，并且特别是约1.5mm。在一些实现方案中，重叠高度15在I至500mm的范围中、在10至200mm的范围中、或在50至10mm的范围中。使用此类配置，可将约1kW的AC电力从AC电源20传送到装置30。
[0043]作为示例，当重叠面积为约850cm2，并且第一距离为约1.5mm时，可取得约500pF的电容。使用此类配置，可将约1kW的AC电力从AC电源20传送到装置30。在一些实施例中，由第一元件和第二元件提供的电容在I至2000nF的范围中、在100至100nF的范围中、或在400至600nF的范围中。在一些实施例中，由第一元件和第二元件提供的电容在I至5000pF的范围中、在100至100pF的范围中、在400至600pF的范围中、或特别是约500pF。
[0044]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，重叠高度15是可改变的。由此，电容或电容量可调整或适配于例如不同电力或电力值的传送。在一些实现方式中，可通过使用电机(诸如，步进电机)来手动地或自动地改变重叠高度。
[0045]图3示出根据本文中所述的又一实施例的AC电力连接器50的示意图。此实施例与上文中参照图2的实施例类似，在此实施例中，第二元件52包括两个侧向元件56与57。因此，上文提供的描述也适用于图3的实施例。
[0046]如图3中所示，根据一些实施例，第一元件51包括底部元件或底板53以及侧向元件54，所述侧向元件54提供第一元件51的侧表面或圆柱表面。第二元件52包括底部元件或底板55以及两个侧向元件56与57。
[0047]在一些实施例中，并且如图3中所示，第一元件51和第二元件52被嵌套或交错。具体而言，第一元件51可至少部分地插入到第二元件52中(如图3的示例中所示)，或第二元件52可至少部分地插入第一元件51中，从而提供第一元件51的侧向元件54和第二元件52的侧向元件56与57的重叠。在图2中，以元件符号15标注重叠量或重叠高度。
[0048]在一些实施例中，第一元件51的侧向元件54插入在第二元件52的两个侧向元件56、57之间。由此，特别是在第一元件51的侧向元件54与第二元件52的侧向元件56之间，以及第一元件51的侧向元件54与第二元件52的侧向元件57之间提供电容。此嵌套允许在电力连接器的尺度(dimens 1n)或尺寸(size)的增加最小的情况下增加电容。
[0049]在一些实施例中，同轴地布置第一元件51的侧向元件54和第二元件52的侧向表面56、57，使得第一距离13在第一元件51的侧向元件54与第二元件52的一个侧向表面56之间以及在第一元件51的侧向元件54与第二元件52的另一个侧向表面57之间是恒定的。在一些实现方式中，第一元件51的侧向元件54与第二元件52的一个侧向表面56之间、以及第一元件51的侧向元件54与第二元件52的另一侧向表面57之间的第一距离13是相等/相同的。然而，第一元件51的侧向元件54与第二元件52的一个侧向表面56之间、以及第一元件51的侧向元件54与第二元件52的另一侧向表面57之间的第一距离13也可以不同。
[0050]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，提供总共至少三个嵌套的、且尤其是交替地嵌套的侧向元件。具体而言，可将一个侧向元件提供给第一元件，并且可将两个侧向元件提供给第二元件(如图3的示例中所示)，或可将一个侧向元件提供给第二元件，并且可将两个侧向元件提供给第一元件。然而，本公开不限于总共三个侧向元件，并且可提供任何所需数目的侧向元件。
[0051]图4示出根据本文中所述的又一实施例的AC电力连接器60的示意图，并且图5示出图4的AC电力连接器的剖面图。此实施例与上文中参照图2和图3所述的实施例类似，在此实施例中，第一元件61包括多个侧向元件，并且第二元件62也包括多个侧向元件。因此，上文给出的描述也适用于图4和图5的实施例。[0052 ] 如图4中所示，AC电力连接器60包括第一元件61和第二元件62。连接杆65 (例如，RF连接器进馈(connector infeed))附连至第一元件61。第二元件62可包括基座板63，装置(例如，可旋转靶材)可附连或安装至基座板63。基座板63可视情况包括AC(RF)输出67。
[0053]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，在真空条件下提供至少第一元件与第二元件。由此，可避免起弧(arcing)，对于高AC(RF)电力尤其如此。在一些实现方式中，AC电力连接器进一步包括真空罩(vacuum enclosure)。在所述真空罩内提供所述至少一个第一元件和所述至少一个第二元件。在一个实施例中，真空罩可经配置以与可旋转的第一和/或第二元件一起旋转。值得注意的是，可取决于真空条件、且特别是第一元件和第二元件所在的真空罩中的真空压力来选择在第一元件与第二元件之间的第一距离的值。如本文中所使用的术语“真空(vacuum)”可以是指真空条件，诸如，低真空、中真空、高真空或超高真空。然而，本实施例不限于此，并且在第一元件与第二元件之间(即，在罩中)气体而不是真空条件可以存在。此气体可以是保护气体或惰性气体(例如，氩)和/或六氟化硫(SF6)0
[0054]根据可与本文中所述的其他实施例结合的更进一步的实施例，真空腔室(S卩，处理腔室)可具有不同的真空压力(例如，0.3Pa)，并且连接器的真空罩可具有5.0E-5Pa的真空压力。此外，附加地或替代地，可利用分开的真空栗来对连接器的真空罩排气。
[0055]在图4和图5的示例中，真空罩或真空腔室包括绝缘构件64和管状构件69。管状构件69可包括玻璃或陶瓷或可由玻璃或陶瓷制成，并且可以特别是玻璃管(pipe)或陶瓷管。绝缘构件64可具有第一绝缘构件77和第二绝缘构件78。虽然在此示例中，绝缘构件64具有第一绝缘构件77和第二绝缘构件78，但是当前的实施例不限于此。具体而言，绝缘构件64可以是单个元件，即，可由单件(onepiece)形成。管状构件69的一端(例如，基座板63)可接触第二元件62，并且可由第二元件62密封。可在管状构件69的这一端(例如，基座板63)与第二元件62之间提供O形环或方形环(quad ring)。管状构件69的另一端可与第一绝缘构件77接触。可在管状构件69的所述另一端与第一绝缘构件77之间提供O形环或方形环。
[0056]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，绝缘构件64包括第一绝缘构件77和第二绝缘构件78。第一绝缘构件77和第二绝缘构件78可包括绝缘体或可由绝缘体制成，所述绝缘体例如是聚醚醚酮(peek)陶瓷。第一绝缘构件77和第二绝缘构件78可经配置以与第二元件62共同地旋转。滑动密封件70可用于封闭(seal off)第二绝缘构件与第一元件61之间的连接。
[0057]第一绝缘构件77、第二绝缘构件7 8和/或管状构件6 9可包括遮蔽槽(shadowgroove)，以便避免(例如，由于第一元件61的导电涂层(诸如，连接杆)而导致的)第一元件61与第二元件62短路。术语“遮蔽槽”可以是指例如是元件(诸如，第一绝缘构件77、第二绝缘构件77或管状构件69)的被覆盖的部分，可特别覆盖所述被覆盖的部分以防止溅射材料沉积在所述被覆盖的部分上。
[0058]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，第一绝缘构件77、第二绝缘构件78、管状构件69和第二元件62经配置以相对于第一元件61共同地旋转。可在第一绝缘构件77与第一元件61之间提供轴承71 (例如，陶瓷轴承)以允许第一绝缘构件77相对于第一元件61的旋转。
[0059]在一些实现方式中，提供真空连接以允许真空栗与真空罩的连接。作为示例，第二绝缘构件78可包括开口 66，所述开口 66配置成用于与真空栗的连接，所述真空栗诸如，分开提供的栗或工艺腔室(例如，溅射腔室)的栗送系统的栗。如本文中所使用的术语“真空”可以是指真空条件，诸如，低真空、中真空、高真空或超高真空。然而，本实施例不限于此，并且气体可存在于真空罩中。此气体可以是保护气体或惰性气体(例如，氩)和/或六氟化硫(SF6)0
[0060]如图5中所示，根据一些实施例，第一元件61包括多个侧向元件(在图5中为6个)，并且第二元件52也包括多个侧向元件(在图5中为6个)。这些侧向元件被嵌套或交错，使得由第一元件61和第二元件62的这些侧向元件的相对侧或(重叠的)表面来限定电容。此嵌套允许在电力连接器的尺度或尺寸的增加最小的情况下增加电容。
[0061]在一些实施例中，同轴地布置第一元件51的侧向元件54和第二元件52的侧向表面56、57，使得第一距离13在第一元件61的侧向元件与第二元件62的侧向元件的相对的表面之间是恒定的。在一些实现方式中，第一元件61的侧向元件与第二元件62的侧向元件的相对的表面之间的第一距离13是相等或相同的。然而，第一元件61的侧向元件与第二元件52的侧向元件之间的相应的第一距离13也可以不同。
[0062]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，提供经嵌套的、且特别是经交替地嵌套的多个侧向元件。本公开不限于如图5中所示的总共12个侧向元件，并且可提供任何所需数量的侧向元件。
[0063]图6示出AC电力连接器的示意图，此示意图可用于解释本文中所述的一些实施例。此实施例与上文中参照图4和图5所述的实施例类似，由此，上文提供的描述也适用于此实施例。
[0064]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，AC电力连接器60包括反向轴承(counter bearing)73或附连至反向轴承73。在派射设备的情况下，反向轴承73可以是标准革El材(standard target)反向轴承。在反向轴承处提供的是用于与磁体或磁控管(magnetron)连接的连接杆74。在一些实施例中，AC电力连接器60进一步包括AC电力进馈72或附连至AC电力进馈72(且特别是RF电力进馈)。
[0065]图7示出根据本文中所述的实施例的、具有AC电力连接器80的溅射设备的详细视图。
[0066]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，用于真空腔室中的溅射沉积的溅射设备包括真空腔室、可旋转靶材92、AC电源以及AC电力连接器80，所述真空腔室具有壁部81，所述可旋转靶材92在真空腔室内，所述AC电力连接器用于将AC电力提供给可旋转靶材92，所述AC电力连接器80是根据本文中所述实施例的且在壁部90内提供，其中所述至少一个第一元件81连接至AC电源，并且所述至少一个第二元件82连接至可旋转靶材92。
[0067]在图7的示例中，以与图2中所示的且上文所述的实施例类似的方式来配置AC电力连接器。然而，本公开不限于此，并且可根据本文中所述的实施例中的任一者来配置图7的电力连接器。
[0068]如图7中所示，溅射设备包括靶材92，所述靶材92可以是可旋转靶材。溅射设备也可包括磁控管(未示出)。磁控管是一般由永久磁体提供以在溅射沉积期间约束等离子体的磁体组件。根据一些实施例，可在靶材92的表面的上方的至少一个方向上移动磁控管。
[0069]RF电源经由AC电力连接器80而连接至靶材92。在一些实施例中，RF频率在5与30MHz之间的范围中，特别是用于溅射的13.56或27.12MHz。然而，当前的实施例不限于此，并且可使用其他频率。
[0070]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，AC电力连接器80可进一步包括附连至第一元件11的导体杆85。在一些实施例中，导体杆85和第一元件11可例如由相同的材料一体式形成(integrally formed)。在一些实现方式中，导体杆85经配置以插入在壁部90的开口中。导体杆85由此从真空腔室内部延伸至真空腔室外部。根据一些示例，导体杆85可包括多个槽，使得可将一个或多个密封环91(例如，O形环)插入在所述槽中，从而提供针对技术真空(technical vacuum)的真空密封。
[0071 ]根据一些实施例，可在导体杆85与壁部90之间提供绝缘体(未示出)。绝缘体可包括各自都用于容纳密封环的一个或多个槽。作为对槽和密封环的替代，导体杆85可具有带有粗糙度的表面以提供真空密封。
[0072]根据一些实施例，如图7中所示的溅射设备用于真空腔室中的溅射沉积。溅射设备包括靶材92，所述靶材92可以是可旋转靶材。一般而言，分段式平面靶材、单片(monolithic)平面靶材和可旋转靶材可用于溅射。由于阴极的几何结构与设计，相比平面靶材，可旋转靶材一般具有更高的利用率和增加的操作时间。因此，可旋转靶材的使用一般延长了使用寿命并降低成本。
[0073]在图7的示例中，靶材92经由连接元件86而连接至第二元件82。在一些实施例中，第二元件82和靶材92两者都提供为是可旋转的。因此，所述至少一个第二元件82和可旋转靶材92可以一起旋转。作为示例，可提供驱动器(未示出)以旋转靶材92，并且所述至少一个第二元件12可附连至装置或靶材30，从而与靶材92—起旋转。换言之，可提供所述一个驱动器，以便同时地旋转装置30和所述至少一个第二元件12。
[0074]根据本文中所述的实施例，AC电力连接器包括具有良好导电性(Ag;CU;AU或具有这些材料的涂层)的两个或多个(圆柱)板。它们中的一个是固定的，并且另一个与例如靶材一起旋转。AC电力连接器可配置为在真空下的馈通，其中所述真空可由分开的真空栗或由工艺腔室的栗送系统(馈通可与靶材安装在一起)生成。这些板的距离可取决于真空和RF电力的电压。这些板可彼此同轴地旋转。可利用绝缘体(例如，玻璃或陶瓷)保护这些板。在一些实现方式中，绝缘体由蜿蜓型屏蔽件(meander shield)保护。如本文中所使用的术语“真空”可以是指真空条件，诸如，低真空、中真空、高真空或超高真空。然而，当前的实施例不限于此，并且气体可存在于连接器的真空罩中。此气体可以是保护气体或惰性气体(例如，氩)和/或六氟化硫(SF6)。
[0075]由于不期望的等离子体或等离子体斑的产生，容性耦合的电力进馈可能是等离子体隔绝的。因为这在真空条件下由于所需要的暗空间距离具有困难，因此可提供大气空间或腔室，所述大气空间或腔室可位于AC电力连接器的上方。在此大气空间或腔室中，可提供AC(例如，HF、MF或RF)馈出(feed-out)。在一些实现方式中，可进一步提供对无功电流(reactive current或idle current)的补偿。可取决于阴极阻抗来提供此类补偿。随后，可使用HF同轴电缆完成至馈出的连接，所述HF同轴电缆可引导通过金属柔性管而至外部。
[0076]图8示出根据本文中所述的实施例的、用于将AC电力从AC电源提供至装置的方法100的流程图。
[0077]根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，方法100包括以下步骤:在框101中，将AC电力从电源经由至少一个第一元件而传送到至少一个第二元件，其中所述至少一个第一元件和所述至少一个第二元件相对于彼此以第一距离布置；以及在框102中，相对于彼此来旋转所述至少一个第一元件和所述至少一个第二元件中的至少一者。
[0078]虽然上文针对本发明的实施例，但是可设计本发明的其他和进一步的实施例而不背离本发明的基本范围，并且本发明的范围由所附权利要求书来确定。
【主权项】
1.一种用于将AC电源与装置连接的AC电力连接器，所述AC电力连接器包括: 至少一个第一元件和至少一个第二元件，所述至少一个第一元件可与所述AC电源连接，所述至少一个第二元件可与所述装置连接，所述第一元件与所述第二元件相对于彼此以第一距离布置以限定电容； 其中所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件相对于彼此是可旋转的； 其中所述第一元件与所述第二元件配置成用于所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件之间的AC电力的传送。2.如权利要求1所述的AC电力连接器，其中所述至少一个第一元件是圆柱元件，和/或其中所述至少一个第二元件是圆柱元件。3.如权利要求2所述的AC电力连接器，其中所述至少一个第一元件是中空的圆柱元件，和/或其中所述至少一个第二元件是中空的圆柱元件。4.如权利要求1至3中的任一项所述的AC电力连接器，包括总共至少三个被嵌套的、特别是被交替地嵌套的第一和第二元件。5.如权利要求1至4中的任一项所述的AC电力连接器，其中所述电容在I至5000nF的范围中、在10至2000pF的范围中、在100至100nF的范围中、在400至600nF的范围中，或特别是约500pF。6.如权利要求1至5中的任一项所述的AC电力连接器，其中所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件是相对于彼此可同轴地旋转的。7.如权利要求1至6中的任一项所述的AC电力连接器，进一步包括真空罩，其中所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件设置在所述真空罩内。8.如权利要求7所述的AC电力连接器，其中所述真空罩的至少部分提供为相对于所述第一元件和/或所述第二元件是可旋转的。9.如权利要求1至8中的任一项所述的AC电力连接器，其中所述至少一个第一元件和/或所述至少一个第二元件包括Ag、Cu和Au中的至少一者，特别是涂覆有Ag、Cu和Au中的至少一者O10.如权利要求1至9中的任一项所述的AC电力连接器，其中所述至少一个第一元件与所述至少一个第二元件至少部分地由绝缘构件围绕。11.如权利要求1至10中的任一项所述的AC电力连接器，其中所述AC电力连接器配置为旋转式馈通，特别是配置为真空旋转式馈通，用于将电力传送到腔室中，特别是用于将电力传送到真空腔室或包括气体的腔室中。12.如权利要求1至11中的任一项所述的电力连接器，所述第一元件包括板元件，和/或其中所述第二元件包括板元件。13.如权利要求1至12中的任一项所述的电力连接器，其中所述第一距离是可改变的。14.一种用于真空腔室中的溅射沉积的溅射设备，所述溅射设备包括: 真空腔室，具有壁部； 可旋转靶材，位于所述真空腔室内； AC电源，用于将AC电力提供至所述可旋转靶材；以及 在所述壁部中提供的、权利要求1至13中的一项所述的AC电力连接器，其中所述至少一个第一元件连接至所述AC电源，并且所述至少一个第二元件连接至所述可旋转靶材。15.—种用于将AC电力从AC电源提供至装置的方法，所述方法包括以下步骤: 将AC电力从所述AC电源经由至少一个第一元件传送到至少一个第二元件，其中所述至少一个第一元件和所述至少一个第二元件相对于彼此以第一距离布置;以及 相对于彼此旋转所述至少一个第一元件和所述至少一个第二元件中的至少一者。
【文档编号】H01J37/34GK105830194SQ201380081666
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2013年12月18日
【发明人】F·施纳朋伯格, A·赫尔米希, S·凯勒, M·本德
【申请人】应用材料公司