具有改善的阴极布置的涂层模块的制作方法

本发明涉及一种用于涂层系统的涂层模块、具有这种涂层模块的涂层系统、以及一种用于替换这种涂层模块中的涂层靶材的方法。

背景技术：

1、涂层系统中使用了各种涂层模块，例如在us2016/0172168 a1和de 44 14470a1中所述。利用例如物理气相沉积工艺的涂层模块通常使用由涂层靶材、用于安装涂层靶材的靶材背板、所谓的暗区屏蔽罩和磁体系统组成的涂层单元。此涂层单元安装在可抽真空的处理室中，并且出于维护目的必须能够打开。出于此目的，通常会提供室盖，整个涂层单元安装在其上或其中。如果需要在这种涂层模块中替换所使用的涂层靶材，则可以将室盖与涂层单元一起打开(例如，略高于垂直方向或达180°)，以获得到涂层单元的进入。在已经替换涂层靶材后，然后必须依次安装带有靶材和暗区的靶材背板，并与涂层模块对齐。由于单个部件有时沉重的重量，这非常困难且耗时。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种在此方面有所改进的涂层模块、具有这种涂层模块的涂层系统、以及用于替换这种涂层模块中的涂层靶材的方法。此目的通过独立权利要求来解决。除其他外，在从属权利要求中描述了本发明的优选实施方案。

2、根据第一方面，本发明除其他外，涉及一种用于涂层系统的涂层模块，其中涂层模块包括可抽真空的处理室、可用来以真空密闭方式密封处理室的室盖以及由涂层靶材、靶材背板、暗区屏蔽罩和磁体系统组成的涂层单元。涂层靶材、靶材背板以及暗区屏蔽罩安装在处理室中。磁体系统安装在室盖上，并且提供介质供应以用于在靶材侧为涂层单元提供流体和/或能量。

3、经常，暗区屏蔽罩被称为“屏蔽罩”并且用作阴极对应物的阳极，所述阴极对应物由靶材背板和涂层靶材组成。

4、在此背景下，涂层靶材、靶材背板和暗区屏蔽罩优选地不连接到室盖，因此在从处理室中提起室盖时将磁体系统与涂层单元的其余部分分离。因此，在打开室盖后，由靶材背板、涂层靶材和暗区组成的组仍保持在操作位置。这允许重型阴极(由涂层靶材和靶材背板组成)能够在好的人体工程学位置进行替换。此外，阴极的轮廓不再需要适合于处理室中的几何形状，使得分割面可以设计为平坦面。由于室盖的整体减轻的重量，盖可以手动打开，例如，借助气压弹簧用于支撑，而不再需要电力驱动。此外，根据本发明，磁体系统与涂层单元的其余部分的分离允许介质供应或对应的介质连接被静态放置。

5、因此，优选的是在其他事项中，介质供应不连接到室盖，使得将室盖从处理室中提起时，介质供应保持静止。

6、根据另一个方面，本发明还涉及一种用于涂层系统的涂层模块，其中涂层模块包括可抽真空的处理室、可借助其以真空密闭方式密封处理室的室盖、以及由涂层靶材、靶材背板、暗区屏蔽罩和磁体系统组成的涂层单元。涂层靶材、靶材背板以及暗区屏蔽罩安装在处理室中，其中磁体系统安装在室盖上。在此背景下，涂层靶材、靶材背板和暗区屏蔽罩不连接到室盖，因此在从处理室中提起室盖时将磁体系统与涂层单元的其余部分分离。

7、以下描述的优选特征可以应用于根据本发明的两个方面。

8、优选地，涂层靶材、靶材背板和暗区屏蔽罩形成预组装组，所述预组装组可以作为一个单元安装在处理室中以及从处理室中移除。为了便于安装，还优选地提供弹簧构件，借助所述弹簧构件将涂层靶材、靶材背板和暗区屏蔽罩的组以限定的方式定位在处理室中。优选地，弹簧构件用于使组沿至少一个轴线居中，优选地沿几个轴线居中。此外，组可以借助弹簧构件来实现电接触。优选地，暗区屏蔽罩以绝缘的方式连接到，尤其优选地螺接到涂层靶材和/或靶材背板。

9、优选地，室盖和磁体系统形成平坦分离面，所述平坦分离面能够以真空密闭方式与处理室的对应平坦分离面接合。具体来说，阴极的轮廓不再需要适合于处理室中的对应几何形状。

10、优选地，室盖的内侧具有凹曲率，其中凹曲率优选地相对于室盖或其下侧的厚度进行设计，并且在操作期间所提供的真空以如下方式进行设计，使得室盖的内侧在真空下以平坦的方式进行配置。换句话说，凹曲率的几何形状以如下方式进行限定，使得在工艺条件下确保均匀的暗区间隙。在此背景下，凹曲率可以包括形状为圆柱形或球形的部分或者以完全圆柱形或球形的方式弯曲的部分。

11、优选地，靶材背板包括一个或多个突起，所述突起上提供了用于流体和/或能量的连接。因此，介质供应从靶材侧静态进行，其中介质连接借助螺钉或类似的连接元件与处理室中的绝缘对应物螺接在一起，以便实现限定的真空密闭连接。优选地，无需断开或重新连接其他连接就能安装或移除阴极。

12、正如前面提到的，室盖可以优选手动地摆动打开，优选地利用气弹簧的支撑。

13、本发明还涉及一种涂层系统，其具有如上所述的涂层模块以及多个其他模块，其中模块基本上呈环形布置，并且其中涂层模块的室盖可沿圈的内侧的方向摆动打开。因此，打开的室盖不会干扰例如维修工作，并且在摆动运动期间不会与其他处理模块碰撞。圈可以是形状为圆形或椭圆形的圈。然而，圈也可以具有多边形形状，例如矩形或正方形。

14、如已经解释的，根据本发明的布置能够在改善职业安全的条件下实现人体工程学操作。平坦分割面能够实现来自靶材侧的介质的静态供应，从而使介质供应大大简化或改善。

15、本发明还涉及一种用于替换涂层模块中的涂层靶材的方法，所述涂层模块包括可抽真空的处理室、可用来以真空密闭方式密封处理室的室盖、以及由涂层靶材、靶材背板、暗区屏蔽罩和磁体系统组成的涂层单元。优选地，涂层模块是如上所述的涂层模块，从而允许根据本发明的涂层模块的所有优选特征也在根据本发明的方法的背景下发挥作用。

16、在根据本发明的方法中，首先对涂层模块或其可抽真空的处理室进行排气，然后打开室盖。在室盖打开的状态下，然后移除涂层靶材、靶材背板和暗区屏蔽罩，之后安装新的涂层靶材、新的靶材背板和新的暗区屏蔽罩。在成功安装和任何必要的对准后，再次关闭室盖，并且将涂层模块或其可抽真空的处理室抽空。

17、如在根据本发明的涂层模块的背景下已经解释的，涂层靶材、靶材背板和暗区屏蔽罩优选地形成预组装组，所述预组装组可以作为一个单元安装在处理室中以及从处理室中移除。因此，移除涂层靶材、靶材背板和暗区屏蔽罩的步骤优选地包括所述预组装单元的移除。以相似的方式，安装新的涂层靶材、新的靶材背板和新的暗区屏蔽罩的步骤优选地包括新的涂层靶材、新的靶材背板和新的暗区屏蔽罩的预组装组的安装。以此方式，对应部件的替换可以尤其高效且快速地发生，这可以显著减少对应涂层模块的维护时间。

18、取决于所用的材料的强度，室盖或其下侧的厚度优选地以如下方式进行设计，使得在已将涂层模块抽空后，室盖的内侧形成平坦表面。在本发明的背景下，平坦表面被理解为其高度轮廓以最大值0.2mm、更优选地以最大值0.1mm变化的表面。

19、在已将涂层模块抽空之后，将涂层靶材优选地安装在没有真空力的处理室中。换句话说，涂层靶材优选地以如下方式安装在涂层模块中，使得没有真空产生的力作用在涂层靶材上。

20、优选地，在已将涂层模块抽空后，涂层靶材和靶材背板除用于介质供应的局部连接点外均位于真空中。