专利名称：溅镀靶安装到垫板上的方法和设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及阴极溅镀部件。尤其是，本发明涉及连接溅镀阴极组件的各部件的机械方法。
背景技术：
在溅镀应用领域中，溅镀广泛用于将材料的薄膜或薄层从溅镀靶沉积到期望的基板上。包括溅镀靶和电极的溅镀阴极组件可以与阳极一起放置在溅镀装置，或充满惰性气体的腔室中。期望的基板定位在腔室中靠近阳极的位置处，以基板的接收表面垂直于溅镀阴极组件和阳极之间的通道定向。高压电场施加在溅镀阴极组件和阳极之间，产生使惰性气体电离并将其推向溅镀靶表面的电场。惰性气体的离子对溅镀靶表面的轰击将材料从溅镀靶去除，然后材料沉积在基板的接受表面上，形成薄层或薄膜。
典型的是，溅镀阴极组件包括热接触和电接触的溅镀靶和电极。例如，金属靶或金属靶毛坯(例如，钽、钛、铝、铜、钴、钨等)结合到电极或垫板上，如垫板凸缘组件，如铜、铝或它们的合金。为了在各组件的部件之间获得所需要的热接触和电接触，靶和垫板可以通过冶金结合彼此永久地固定，如通过扩张结合、扩散结合、摩擦焊接、压接、环氧树脂粘合等等。
当通过扩张结合、扩散结合、摩擦焊接等在升高温度下实现结合时，所发生的靶材料和垫板材料之间的不同热膨胀能够在金属体内产生非常高水平的机械应力。该机械应力经常导致溅镀靶挠曲，并导致结合失败，从而溅镀靶与垫板在溅镀过程中所获得的升高温度下分离。当较高温度用于形成结合时，在溅镀靶和垫板之间的界面上的应变与靶和垫板之间的线性热膨胀系数的差和结合温度及靶的半径尺寸的乘积成正比，或
ε＝R(α1-α2)ΔT(Eq.1)其中，ε是距离靶中心R点处的应变，α1和α2分别是靶和垫板的线性热膨胀系数，并且ΔT是结合温度和室温之间的差。一般地，所有单位均是公制的，并且温度是℃。从方程1中可以看出，结合的应变将随着靶尺寸增大而增大。最终，应变随着靶和垫板的热膨胀系数之间的差增大而增大。于是，控制应变ε代表对于大面积溅镀阴极组件的特殊挑战，该溅镀阴极组件需要涂覆较大面积的基板，如用于电脑显示器或电视屏幕的平板显示的平玻璃板。
通过冶金结合永久固定溅镀阴极组件元件的另一缺点是通常以破坏性方式实现各组件元件的分离，如机械或化学蚀刻。垫板凸缘组件通常含有例如螺栓孔、对准标记和/或O形环凹槽等特征，机械加工将非常困难和昂贵。当溅镀阴极组件的溅镀靶废弃或不可用时，整个装置通常返回处理器进行回收。在凸缘有与溅镀靶相同材料制成的装置中，凸缘和靶通常转换成粉末或者其它适合于熔化的形式。否则，凸缘通常从靶去除，并单独再处理。在上述任一情况下，尽管凸缘及其加工特征通常非常完美或者至少可用，但是也要破坏凸缘。
对于大平板显示靶来说，用于控制将溅镀靶结合到电极上所产生的应变的常规方法是使用低熔点的焊料或铜材料。尽管焊料或低温铜焊技术通过较低的结合温度减小了净应变，但是所获得的结合强度对于大溅镀靶来说是不够的。于是，为了减小R，处于结合到电极上的几个靶瓦形式的多件靶结构用于在从低于焊料的失效点之下的焊接结合冷却期间保持不同热膨胀的应变。通过使用多件结构，不同的热膨胀应力ε减小。然而，焊料能够进入装置的多件靶段之间的连接点，并变成在溅镀期间起弧和粒子发射(即，污染)的根源。同时，单独的靶瓦的边缘的溅镀行为可以与靶阵列的整体行为不同，这导致了减小厚度的沉积膜不均匀。附图1中提供了带有多件溅镀靶结构的典型大矩形溅镀阴极组件的示意图。
虽然焊料和铜焊技术的使用避免了冶金结合部件的上述回收和再循环，但尽管如此，焊接溅镀阴极组件的废弃靶更换需要将整个装置从溅镀腔去除，从而可以将装置加热到焊接温度。同样，不同溅镀材料的溅镀靶的使用需要整个溅镀阴极组件的更换。这使得溅镀靶的更换成为浪费和耗时的过程。
因此，存在对于溅镀阴极组件的需求，其中溅镀靶和电极之间界面处的结合引起的应变小于常规永久粘接溅镀阴极组件的应变。也存在对于溅镀阴极组件的需求，其部件可以很容易地回收用于再循环或再使用。也存在对于溅镀阴极组件的进一步需求，它避免了与焊接和多靶溅镀阴极组件相关的意外起弧和污染事件。也存在对于溅镀阴极组件的又一需求，其中在不必须将电极从溅镀腔去除的情况下，很容易地去除和更换废弃溅镀靶。
发明内容
因此，本发明的特征是提供溅镀阴极组件，其中通过提供组件的各部件之间的可靠结合来避免发生松解事件。
本发明的另一特征是提供溅镀阴极组件，其中各组件的部件可以通过非破坏性装置彼此分离，并且回收的可用部件可以重新使用和/或再循环。
本发明的另一特征是提供溅镀阴极组件，尤其是大面积的溅镀阴极组件，它避免了在多靶结构的常规焊接溅镀阴极组件中存在的意外起弧和污染事件。
本发明的又一特征是提供溅镀阴极组件，其中在不需要将电极从溅镀腔去除的情况下，可以很容易地去除和更换溅镀靶元件。
本发明的另外特征和优点将在随后的描述中部分阐述，并且一部分将从描述中非常清楚，或者可以通过本发明的实践来获悉。本发明的目的和其他优点将利用在描述和所附权利要求中指出的元件和组合来实现和获得。
为了获得这些和其他优点，并根据本发明的目的，如此处所引用和广泛描述的那样，本发明涉及溅镀阴极组件，它包括具有配合表面的第一组装元件，该配合表面带有多个突起，该突起具有侧壁；及具有配合表面的第二组装元件，该配合表面带有多个凹槽，该凹槽具有侧壁；其中所述突起容纳在所述凹槽中，并且热膨胀导致所述突起的侧壁和所述凹槽的侧壁在接触温度下接触，从而在所述第一组装元件和所述第二组装元件之间形成临时机械安装。该溅镀阴极组件可选地包括用于将第一和第二组装元件互锁在一起的机械互锁。
本发明还涉及形成溅镀阴极组件的方法，它包括将中间层或垫板结合到溅镀靶上，该溅镀靶通过垫板/电极界面处的热膨胀临时固定到电极上，从而非金属溅镀靶材料可以用于溅镀阴极组件中。
应该理解，前面的概述和随后的详细描述都只是实例性和解释性的，并且希望提供如权利要求那样对本发明的进一步解释。
合并并构成本申请一部分的
了本发明的各个方面，并与说明书一起起到解释本发明原理的作用。
图1是多件大面积矩形溅镀阴极组件的示意图；图2是本发明的溅镀阴极组件的一个型式的示意图，具有机械互锁型式和突起/凹槽连接型式的分解剖视图；图3是本发明的一个实施例所述形成溅镀阴极组件的方法的示意图；图4是示出理论溅镀靶温度随着溅镀阴极组件的溅镀功率密度变化的图表，该溅镀阴极组件设计用于在50℃和80℃下接触。
具体实施例方式
本发明所述形成溅镀阴极组件的方法包括将第一组装元件和第二组装元件定位，该第一组装元件具有配合表面，该配合表面带有多个突起，该突起具有侧壁，该第二组装元件具有配合表面，该配合表面带有多个相对应的凹槽，该凹槽具有侧壁，从而突起容纳在凹槽中，其中在突起的侧壁和凹槽的侧壁之间存在间隙；加热第一组装元件或第二组装元件或二者，从而热膨胀使得突起的侧壁和凹槽的侧壁在接触温度下接触，以在第一组装元件和第二组装元件之间形成临时的机械连接。该方法可选择地包括将第一组装元件和第二组装元件机械地互锁在一起。
更加详细的是，上述溅镀阴极组件包括两个部件或组装元件，即溅镀靶和电极。溅镀靶元件和电极可以是任何合适的靶级(target grade)和电极级(electrode grade)材料。相对于将利用本发明的方法进行固定的靶材料，例子包括但不局限于钽、铌、钴、钛、铜、铝及其合金。电极材料的例子包括但不局限于铜，或铜合金、钽、铌、钴、钛、铝、钼及其合金，如TaW、NbW、TaZr、NbZr、TaNb、NbTa、TaTi、NbTi、TaMo、NbMo之类，或者钢。关于在溅镀靶和电极中所用材料的类型没有限制。在本发明中，将固定到电极上的靶材料可以是常规靶级材料，例如美国6,348,113号专利中所描述的那样，在此它通过引用合并进来。纯度、结构和/或粒度及其它属性，包括尺寸等对本发明都不是至关重要的。用于制作靶级板和靶自身的粉末可以具有与金属相关的任何纯度。例如，纯度可以是99％或更高，如大约99.5％或更高，更为优选的是99.95％或更高，更优选的是99.99％或更高，或者99.995％或更高，或者99.999％或更高。靶级板可以具有任意合适的粒度(例如，平均粒度小于300微米，小于100微米，小于50微米，小于20微米)和/或纹理(texture)。例如，纹理可以是随意的，原始(primary)(111)纹理，或者可以位于靶表面或整个厚度的纹理(100)。优选的是，该纹理是一致的。同时，该纹理可以在靶的整个表面或整个厚度上具有混合(111)∶(100)纹理。另外，靶可以基本避免纹理带，如基本避免(100)纹理带。本发明提供使得溅镀阴极组件具有任意类型的溅镀靶和电极的方法。
溅镀靶和电极能够具有任意形状和/或尺寸，例如象2003年2月25日提交的美国60/450196号专利申请中所描述的那样，该专利申请在此通过引用整体合并进来。例如，溅镀靶可以是圆形的、矩形的，或者可以是其它任何适合于溅镀的几何形状。溅镀靶的尺寸和表面面积可以是任何合适的尺寸，包括常规尺寸或下述尺寸。优选的是，溅镀靶和电极基本属于相同形状和相同尺寸。可选的是，电极可以具有超过靶的尺寸，或者靶级板能够具有超过电极的尺寸。在优选实施例中，靶和电极在形状上都基本为矩形或圆形的，具有从大约1英尺或以下到大约5英尺或以上的长度，和从大约1英尺或以下到大约5英尺或以上的宽度，或者从6英寸或以下到5英尺或以上的直径。此处，可以使用任何尺寸或范围。靶级板和电极的其它形状能够具有类似的表面面积。溅镀电极装置的其它尺寸包括大于1.5m2的溅镀表面积。优选的溅镀表面面积从大约1.5到大约10m2，更优选的是从大约2至大约6m2。描述本发明的一方面的另一方法是溅镀电极装置，其中所安装的靶/电极具有1.5m或以上长度和1.5m或以上宽度的矩形尺寸，或者如果该装置板为圆形的，圆的直径至少为1.5m。优选尺寸为1.5至大约3m的长度和从大约1.5至大约3m的宽度。类似地，圆的直径可以从大约1.5至大约3m或以上。如上所示，采用这种大溅镀表面面积，可以避免镶嵌溅镀靶或相邻放置的一系列溅镀靶的需求，或使之最小化。通过使用单个靶或较少靶形成镶嵌，可以获得更加一致的溅镀薄膜，用于各种用途，包括电容器区域、等离子屏区域等等。而且溅镀电极装置可以是空心的电极磁控管溅镀靶，并可以是其他形式的溅镀靶，如合并有固定或转动永磁体或电极磁体的平面磁控管组件。
电极和靶材料的厚度可以是用于形成溅镀阴极组件的任何合适的厚度。或者，电极和靶材料或将固定到电极上的其他金属板可以是对于期望应用的任何合适厚度。电极和靶材料的合适厚度的例子包括但不局限于从大约0.25以下至大约2英寸或以上的厚度的电极，和从大约0.06英寸到大约1英寸或以上的厚度的靶。
用于实现本发明的靶元件包括两个相对侧面、溅镀表面和配合表面。用于实现本发明的电极元件包括两个相对侧面、配合表面和后表面。优选的是，后表面适合采用水冷。在此合并进来的美国5,676,803号专利中所述的组件可以用于本发明。固定界面由靶元件和电极元件的配合表面之间的区域限定。利用本发明的方法实现的组装元件之间的临时机械固定最好导致配合表面之间的基本接触，使得在组装元件之间形成热接触和电接触。
当溅镀靶材料的热膨胀系数较大时，溅镀靶可以直接固定到电极上。具有较大热膨胀系数的材料的例子包括铝及其合金，和铜及其合金。然而，实际上关注的其它溅镀靶材料具有较低的热膨胀系数，并且因此难以直接固定。这些材料的例子包括钽、钨、铌、钴和钛。对于这些材料，较高的热膨胀系数的材料可以结合到溅镀靶材料上，并且该垫板材料在其结合层中具有突起或凹槽。用于将该垫板材料结合到靶材料上的方法包括扩散结合、扩张结合(explosion bonding)、钎焊、摩擦焊接、焊接和压配合。任何常规结合技术都可以使用。图2中所提供的示意图示出了溅镀靶和电极之间的垫板材料。
根据本发明的一个实施例，溅镀电极装置包括垫板和/或设置在溅镀靶和电极之间的中间层。如上所述，垫板最好利用任何常规方法结合到溅镀靶的配合表面上，如扩张结合、扩散结合、摩擦焊接、压配合、电阻焊接、钎焊、铜焊或焊接。这样，如本发明所述通过固定与电极接触的垫板表面为配合表面，该配合表面与电极的配合表面一起限定固定界面。垫板组装元件可以是任何合适的材料，包括但不局限于锆、钛、铜、铝、铬、钽、铌、银和它们的合金，或钢。如此处所使用的那样，根据本发明的方法，形成在溅镀靶的配合表面中的特征的描述也称之为可选垫板组装元件的配合表面。
本发明的溅镀阴极组装元件可以用具有不同热膨胀系数的材料制成。凹槽可以形成在组装元件(即靶、电极或垫板)的配合侧面中，该组装元件具有大于或小于其上形成有突起的组装元件的材料的热膨胀系数。凹槽可以利用包括机械加工和/或铣削在内的任何合适的方法形成在溅镀靶、垫板或电极的配合表面上。这些凹槽可以形成具有长度方向的尺寸，从而形成延伸的凹槽轨迹或通道。优选的是，凹槽通道为环形的，从而形成连续的凹陷轨迹(recessed track)。可以在配合表面中形成一个或多个凹槽通道。多个凹槽通道可以同心设置。
凹槽通道的开口适合于容纳具有突起的组装元件上的突起。也就是，凹槽开口具有足以允许突起通过进入开口的尺寸和形状。在凹槽的开口内部，凹槽的直径可以增大、减小或保持恒定。凹槽的内部可以是任何形状和/或体积。凹槽形状可以是规则的或不规则的。凹槽的横截面可以基本形成正方形、矩形、“T”、“L”、半圆形、斜截三棱柱、齿状、蝴蝶结形等等。同时，对于具有一个以上凹槽通道的组装元件，任一凹槽通道的形状都可以是不相同的。同时任一凹槽通道都可以沿着凹槽通道的长度改变形状。凹槽可以是任意深度，如从大约0.01英寸或以下到大约0.5英寸或以上，最好是从大约0.025英寸到大约0.075英寸。
突起可以形成在任一组装元件的配合表面，即溅镀靶、电极或垫板上。突起可以通过包括机械加工和铣削在内的任何合适的方法，形成在组装元件的配合表面上。突起具有远端和相对的近端，该近端固定在组装元件的配合表面上。远端属于允许突起进入含有凹槽的组装元件中的相对应凹槽的开口中的形状和尺寸。突起可以是任何尺寸或形状。突起的横截面能够基本上形成矩形、三角形或其他合适的形状。突起可以是任何规则的或不规则的形状。突起可以为圆柱形、圆锥形、圆锥台、立方体、长方体、金字塔形、椭圆形、楔形等。
突起可以设置在组装元件的配合侧面上，使得突起可以与另一组装元件的配合侧上的相对应凹槽配合。值得注意的是，含有凹槽的元件可以包括比含有突起的元件上的突起数量更多的凹槽通道。也就是，每个凹槽不需要具有相对应的突起。突起可以根据需要间隔开。例如，突起可以在一排中彼此间隔非常近，从而近似于连续的隆脊。多个突起可以设置在一排中。优选的是，突起可以圆形地设置。多排突起可以用于和含有凹槽的元件中的凹槽配合。优选的是，多排突起同心地设置。一排中任一突起的形状和尺寸可以与同一排中其它突起相似或不同。同样，突起的同心排能够包含类似或不同形状和尺寸的突起。突起从其近端到其远端测量的高度可以从大约0.01英寸或以下到大约0.5英寸或以上，最好从大约0.05英寸到大约0.2英寸。突起可以是任何横截面积，如从大约0.0001平方英寸到大约0.25平方英寸。优选的是，突起由高强度铜锆合金、铜铬合金或铜锌合金制成。
优选的是，一旦凹槽和突起的热接触形成，溅镀靶就可以利用绕着中心线旋转靶而固定到电极上，从而优选的靶的四个角位于电极的外侧。然后，靶就移动到电极中，使得凹槽和突起啮合。然后，旋转靶，使得靶与电极对准或重合。图3提供了一个靶固定方法的示意图。将第一组装元件和第二组装元件定位包括将一个与另一个相邻对准，从而每个突起都具有突起容纳到其中的相对应的凹槽。优选的是，突起完全容纳在凹槽中，使得第一和第二组装元件的配合表面处于基本接触。优选的是，定位包括将第一组装元件和第二组装元件彼此相对转动，从而突起容纳在凹槽中。
可以用任何方法加热第一组装元件、第二组装元件，或者二者，并且最好通过溅射方法获得。可以从任何温度开始加热，最好从环境温度或室温开始加热。组装元件的加热可以是低于组装元件的熔点的任何温度。优选的是，在环境温度下，在突起的至少一个侧壁和每个凹槽的至少一个侧壁之间存在间隙。最好加热到一定温度，从而热膨胀使得突起的侧壁和凹槽的侧壁在接触温度下接触。该接触温度是第一组装元件上的突起因热膨胀而与第二组装元件中的凹槽接触的温度。在靶到达接触温度之前，靶温度随着溅射功率密度的增大而快速升高。在实现接触之前，靶和电极之间的热传递是少量的。然而，一旦实现接触，接触区域在靶和最好水冷的电极之间提供良好的热传递。这样，靶中温度升高的速度大大减小，从而保持稳定的靶温度。图4提供了靶温度随着两个接触温度50℃和80℃的溅射功率的变化。
突起的侧壁和凹槽的侧壁的接触最好在第一组装元件和第二组装元件之间形成临时的机械固定。优选的是，预先确定凹槽和突起的位置和尺寸，从而每个凹槽及其相对应的突起在第一组装元件、第二组装元件或者二者的加热期间由于热膨胀而接触。更为优选的是，预先确定凹槽和突起的位置和尺寸，从而每个凹槽及其相对应的突起在相同的接触温度下由于热膨胀而接触。每个突起/凹槽组合的预定位置和尺寸可以通过靶材料的热膨胀方程决定。例如，在室温下(例如20℃)，突起和凹槽之间的间隙通过D＝Rα(Tc-20)给出，其中R是突起/凹槽距离装置中心的半径距离，α是突起材料的热膨胀系数，Tc是突起的侧壁和凹槽的侧壁之间发生接触的温度。优选的是，电极在溅射过程中进行主动冷却，从而保持在大约20℃的温度下。表1提供了距离装置中心各种半径(R)的突起/凹槽的间隙尺寸数据，和C18200Cu-Cr合金靶中间层的各种接触温度(Tc)，具有1.76E-05ppm/C的膨胀系数(α)。
表1
突起的侧壁和凹槽的侧壁在接触温度下的接触优选在第一组装元件和第二组装元件之间形成临时机械固定。优选的是，侧壁之间的间隙具有预定尺寸，从而侧壁之间的接触对于每个突起来说基本同时发生。优选的是，该间隙包括预定尺寸，从而接触温度从大约30至大约300℃或以上。温度范围仅仅是一个可能的范围。所使用金属的类型将决定最佳的温度范围。例如，接触温度的增加能够减小侧壁材料的屈服强度，于是较低的接触温度是优选的。靶装置的接触温度最好是侧壁的接触表面上产生的应力小于侧壁材料的屈服应力的温度。优选的是，临时机械固定使得组装元件的配合表面热接触。第一组装元件可以是溅镀靶，第二组装元件可以是垫板。第一组装元件可以是电极，第二组装元件可以是溅镀靶。另外，第一组装元件可以是结合到溅镀靶上的垫板，第二组装元件可以是电极。进而，第一组装元件可以是电极，第二组装元件可以是结合到溅镀靶上的垫板。通过冷却或者允许组装元件冷却到接触温度之下的温度，突起/凹槽的侧壁之间的接触失去，使得临时机械固定终止。此时，溅镀靶可以从电极上非破坏性地去除。然后，另一溅镀靶可以通过本发明的方法固定到电极上。
根据本发明的一个实施例，形成溅镀阴极组件的方法还包括将第一组装元件和第二组装元件机械地互锁到一起。机械互锁可以在定位第一组装元件和第二组装元件从而突起容纳在凹槽中之前、期间或之后进行。优选的是，机械互锁与第一和第二组装元件的定位同时进行。优选的是，机械互锁包括将第一组装元件和第二组装元件彼此相对转动。为了实现机械互锁，至少一个机械互锁特征可以设置在配合表面上。机械互锁特征可以通过任何合适的方法，如铣削或机械加工形成在配合表面上。将第一和第二组装元件机械互锁可以使配合表面电接触、热接触或物理接触。优选的是，机械互锁足以在配合表面之间保持物理接触，直到加热溅镀阴极组件而在组装元件之间形成临时机械固定为止。机械互锁可以由形成在一个配合表面中的凹口和形成在另一配合表面中的相对应突出物的任意组合形成，从而凹口和突出物的表面抵靠，因而产生互锁。例如，机械互锁能够包括适合于容纳燕尾槽形突出物的燕尾槽形凹口。机械互锁能够包括适合于容纳“T”形突出物的“T”形凹口。机械互锁能够包括适合于容纳“L”形突出物的“L”形凹槽。同时，机械互锁能够包括适合于容纳三角形突出物的三角形凹口。优选的是，配合表面既含有突出物又含有凹口。
在本发明的一个实施例中，机械互锁特征设置在矩形组装元件的一个或多个拐角处，从而通过定位组装元件使得它们的中心线偏置，然后将一个或另一个组装元件或者两个组装元件转动，使得矩形组装元件基本重合来实现机械互锁。在该过程中，突出物插入并容纳到相对应的凹口中，从而互锁组装元件。在本发明的一个实施例中，机械互锁特征设置在组装元件的中心区域中。在该特别实施例中，凹口包括开口狭槽，该开口狭槽足够大，当配合表面彼此相邻放置时允许突出物进入凹口，然后通过将组装元件彼此相对转动使得突出物转动到凹口中的最终位置。优选的是，在组装元件在处理期间不分离的情况下，或在溅镀腔中放置在垂直或悬置的水平位置之后，机械互锁允许组装元件在它们的配合表面处固定到一起。图2中提供了用于形成机械互锁的燕尾槽形凹槽和突出物的示意图。
本发明的前述方案具有许多优点，包括在装配大的矩形溅镀组件中使用热膨胀接触在溅镀靶和电极之间提供热接触，不需要焊接并且可以在不将电极从溅镀系统中去除的情况下更换靶。这极大地减少了改变靶所需要的时间。另外，该装配方法允许靶是单件结构，这极大地减少了溅镀期间靶的起弧，从而减少了沉积膜中的缺陷。
从本说明书和此处所公开的本发明的实践中本领域技术人员将非常清楚本发明的其它实施例。期望将本说明书和例子只看作是实例性的，本发明的真正范围和精神由所附权利要求及其等效物限定。
权利要求
1.一种形成溅镀组件的方法，包括将第一组装元件和第二组装元件定位，该第一组装元件具有配合表面，该配合表面带有多个突起，该突起具有侧壁，该第二组装元件具有配合表面，该配合表面具有多个相对应的凹槽，该凹槽具有侧壁，由此所述突起容纳在所述凹槽中，其中在所述突起的侧壁和所述凹槽的侧壁之间存在间隙；及对所述第一组装元件或所述第二组装元件或二者进行加热，由此热膨胀使得所述突起的侧壁和所述凹槽的侧壁在接触温度下接触，以在所述第一组装元件和所述第二组装元件之间形成临时机械固定。
2.如权利要求1所述的方法，还包括将所述第一组装元件和所述第二组装元件机械互锁。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述机械互锁是通过将所述第一组装元件和第二组装元件彼此相对转动来实现的。
4.如权利要求1所述的方法，还包括在所述配合表面上设置至少一个机械互锁特征。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述定位包括将所述第一组装元件和所述第二组装元件彼此相对转动，由此所述突起容纳在所述凹槽中。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组装元件包括溅镀靶，而所述第二组装元件包括垫板。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组装元件包括电极，而所述第二组装元件包括溅镀靶。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组装元件或所述第二组装元件为溅镀靶，而所述溅镀靶具有矩形形状。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组装元件或所述第二组装元件为溅镀靶，包括钴、钛、铜、铝、钽、铌、镍、钼、锆、铪、金、银、或它们的合金。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组装元件或所述第二组装元件为电极，包括铜、铝、钛、钼、铌，它们的合金，或钢。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组装元件包括结合到溅镀靶上的垫板，而所述第二组装元件包括电极。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述垫板包括铝、铬、铜、钽、钛、它们的合金，或钢。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组装元件包括电极，而所述第二组装元件包括结合到溅镀靶上的垫板。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述垫板包括铜、铝、钛、它们的合金，或钢。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述加热包括溅射。
16.如权利要求1所述的方法，其中，所述突起为圆柱形的，或其组合。
17.如权利要求1所述的方法，其中，所述突起包括同心的排。
18.如权利要求1所述的方法，其中，所述凹槽包括凹槽通道。
19.如权利要求1所述的方法，其中，所述凹槽包括同心的凹槽通道。
20.如权利要求1所述的方法，其中，所述间隙包括预定尺寸，从而所述接触对于每个所述突起来说基本上同时发生。
21.如权利要求1所述的方法，其中，所述间隙包括预定尺寸，从而所述接触温度从大约30到大约300℃。
22.如权利要求1所述的方法，其中，所述配合表面通过所述机械固定热接触。
23.一种溅镀组件，包括具有配合表面的第一组装元件，该配合表面带有多个突起，该突起具有侧壁；及具有配合表面的第二组装元件，该配合表面带有多个凹槽，该凹槽具有侧壁；其中所述突起容纳在所述凹槽中，并且所述突起的侧壁和所述凹槽的侧壁适合于在接触温度下在所述第一组装元件和所述第二组装元件之间形成临时机械固定。
24.如权利要求23所述的溅镀组件，还包括用于将所述第一组装元件和所述第二组装元件互锁的机械互锁特征。
25.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件和所述第二组装元件适合于通过将所述配合表面彼此相对转动实现机械互锁。
26.如权利要求24所述的溅镀组件，其中，所述机械互锁特征形成在所述配合表面上，用于将所述第一组装元件和所述第二组装元件互锁。
27.如权利要求26所述的溅镀组件，其中，所述机械互锁特征包括适合于容纳燕尾槽形突出物的燕尾槽形凹口。
28.如权利要求26所述的溅镀组件，其中，所述机械互锁特征包括适合于容纳“T”形突出物的“T”形凹口。
29.如权利要求26所述的溅镀组件，其中，所述机械互锁特征包括适合于容纳“L”形突出物的“L”形凹口。
30.如权利要求26所述的溅镀组件，其中，所述机械互锁特征包括适合于容纳三角形突出物的三角形凹口。
31.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述突起适合于通过将所述第一组装元件和第二组装元件彼此相对转动而容纳在所述凹槽中。
32.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件包括溅镀靶，而所述第二组装元件包括垫板。
33.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件包括电极，而所述第二组装元件包括溅镀靶。
34.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件或所述第二组装元件为矩形溅镀靶。
35.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件或所述第二组装元件为溅镀靶，包括钴、钛、铜、铝、钽、铌、镍、钼、锆、铪、金、银、或它们的合金。
36.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件或所述第二组装元件为电极，包括铜、铝、钛、钼、铌、它们的合金，或钢。
37.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件包括结合到溅镀靶上的垫板，而所述第二组装元件包括电极。
38.如权利要求37所述的溅镀组件，其中，所述垫板包括铝、铜、钽、钛、它们的合金，或钢。
39.如权利要求37所述的溅镀组件，其中，所述垫板通过扩张结合、扩散结合、摩擦焊接、压配合、电阻焊接、钎焊、铜焊或焊接结合到所述溅镀靶上.
40.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述第一组装元件包括电极，并且所述第二组装元件包括结合到溅镀靶上的垫板。
41.如权利要求40所述的溅镀组件，其中，所述垫板包括铝、铜、钽、钛、它们的合金，或钢。
42.如权利要求40所述的溅镀组件，其中，所述垫板通过扩张结合、扩散结合、摩擦焊接、压配合、电阻焊接、钎焊、铜焊或焊接结合到所述溅镀靶上。
43.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述热膨胀通过对所述溅镀靶装置进行溅射实现。
44.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述突起为圆柱形、矩形或它们的任意组合。
45.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述突起包括同轴的排。
46.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述凹槽包括凹槽通道。
47.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述凹槽包括同轴的凹槽通道。
48.如权利要求23所述的溅镀组件，其中每个所述突起基本上同时接触相应凹槽。
49.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述接触温度从大约30至大约300℃。
50.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，所述配合表面适合于通过所述机械固定形成热接触。
51.如权利要求23所述的溅镀组件，其中，当所述凹槽和所述突起处在低于所述接触温度的温度时，所述凹槽的侧壁和所述突起的侧壁之间存在间隙。
52.如权利要求51所述的溅镀组件，其中，每个所述间隙都适合于通过所述突起的所述侧壁、所述凹槽的所述侧壁，或者它们两者的热膨胀同时封闭。
全文摘要
本发明描述了通过设置在一个组装元件上的突起的热膨胀提供与另一组装元件的热接触装配溅镀阴极组件的各部件的方法，及所形成的溅镀阴极。该方法形成了各部件的临时机械连接，该临时机械连接当部件冷却到预定接触温度之下时终止。该方法可选择地包括将装置部件机械地互锁在一起。
文档编号C23C14/34GK1836307SQ200480022899
公开日2006年9月20日 申请日期2004年6月17日 优先权日2003年6月20日
发明者小查尔斯·E·威克沙姆 申请人:卡伯特公司