[发明专利]用于磁控溅射装置中的环状阴极

权利要求书

1.一种磁控溅射装置，包括：

行星驱动系统，其具有用于主旋转的中央旋转轴C，并支持多个行星，每个行星具有在行星中心点C_s处的次级旋转轴，且所述每个行星代表由行星半径r_w描述的镀膜区域，所述行星驱动系统具有从所述中央旋转轴C到所述行星中心点C_s的托架半径r_C；

环状阴极，其包括环状靶，所述环状靶包括用于形成镀层的材料，所述阴极具有中心点C_c，大于所述行星半径的外径r₂，r₂＞r_W，和大于所述外径的四分之一的内径r₁，r₂＞r₁＞1/4*r₂；

其中所述阴极中心点C_c被设置在离所述中央旋转轴C的偏移距离r_T处，所述偏移距离r_T在所述托架半径r_C的2/3和4/3之间，2/3*r_C＜r_T＜4/3*r_C；

以及所述偏移距离r_T大于所述阴极的外径的一半，r_T＞1/2*r₂；

以及其中垂直地从靶表面到行星表面的抛距h在所述阴极的外径r₂的三分之一和所述阴极的外径的一倍之间，1/3*r₂＜h＜r₂；

室，其用于容纳所述阴极和所述行星驱动系统，适合于在操作中被排空；以及气体输送系统，其用于将溅射气体流提供到所述室中。

2.如权利要求1所述的磁控溅射装置，用于将溅射涂层提供到衬底，而不使用掩模。

3.如权利要求2所述的磁控溅射装置，还包括阳极，用于将电压差提供到所述阴极，使得所述阳极是电子的优选返回路径，所述阳极包括容器的内导电表面，所述容器具有与室壁电隔离的绝缘外表面，所述容器具有与所述室内部相通的开口，所述开口明显比所述容器的圆周小，以屏蔽所述内导电表面而避免最受溅射的材料。

4.如权利要求3所述的磁控溅射装置，其中所述溅射气体源被耦合到所述容器中，用于通过所述开口将溅射气体提供到所述室中，且所述开口的尺寸被设置，以允许气体流将所述阳极的容器内的压力局部地增加到排空的所述室的压力之上。

5.如权利要求2所述的磁控溅射装置，还包括用于反应气体的活性源。

6.如权利要求4所述的磁控溅射装置，还包括用于反应气体的活性源。

7.如权利要求4所述的磁控溅射装置，其中所述阴极被定位，使得与所述室内部相通的所述容器的开口在所述环状阴极的中心处。

8.如权利要求5所述的磁控溅射装置，其中用于反应气体的所述活性源位于所述环状阴极的中心。

9.如权利要求6所述的磁控溅射装置，其中所述阳极被定位，使得与所述室内部相通的所述容器的开口在所述环状阴极的中心处。

10.如权利要求6所述的磁控溅射装置，其中用于反应气体的所述活性源位于所述环状阴极的中心。

11.如权利要求4所述的磁控溅射装置，其中所述阳极还包括用于反应气体的源，所述源被耦合到所述容器中，用于通过所述开口提供活性气体及所述溅射气体进入所述室中。

12.如权利要求11所述的磁控溅射装置，其中进入包括所述阳极的所述容器的所述室的所述开口位于所述环状阴极的中心。

13.如权利要求12所述的磁控溅射装置，还包括与所述阴极存在距离的辅助的活性反应源。

14.如权利要求1所述的磁控溅射装置，其中所述内径r₁大于所述外径r₂的二分之一，使得r₂＞r₁＞1/2*r₂。