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用于PTF测量架的磁场检测器固定组件装置.pdf

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用于 PTF 测量 磁场 检测器 固定 组件 装置
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摘要
申请专利号:

CN200710089498.3

申请日:

2007.03.26

公开号:

CN101206250A

公开日:

2008.06.25

当前法律状态:

撤回

?#34892;?#24615;:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01R 33/02公开日:20080625|||公开
IPC分类号: G01R33/02; G01D11/30; C23C14/00(2006.01)N 主分类号: G01R33/02
申请人: 贺利氏有限公司
发明人: R·D·罗杰
地址: 美国亚利桑那州
优?#28909;ǎ?/td> 2006.12.20 US 11/641,877
专利代理机构: ?#26412;?#32426;凯知识产权代理有限公司 代理人: 赵蓉民
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710089498.3

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2010.09.01|||2008.06.25

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

摘要

本发明涉及一种磁场检测器固定组件装置,其用于对溅射靶进行测量的人工操作或自动化穿过通量(PTF)测量架。所述磁场检测器固定组件装置具有带纵向开口的垫圈,而所述垫圈的所述开口允许磁场检测器被定位。至少一个紧固件穿过所述磁场检测器固定装置的至少一个开口,而其中所述紧固件适于被调节以机械连接所述垫圈,以便将所述垫圈固定在所述磁场检测器固定组件内的预定位置。所述垫圈防止所述磁场检测器由于过度拧紧紧固件而被损害,并?#19968;?#38450;止划伤待测试的溅射靶的表面。所述磁场检测器固定组件可以用于人工操作的机械PTF架或自动化PTF架。

权利要求书

权利要求书
1.  一种磁场检测器固定组件装置,其用于对靶进行测量的穿过通量测量装置,所述磁场检测器固定组件装置包括:
具有纵向开口的垫圈,其中所述垫圈的所述开口允许磁场检测器被定位,且其中所述垫圈被定位在所述磁场检测器固定组件内;和
至少一个紧固件,其中所述至少一个紧固件穿过所述磁场检测器固定组件中的至少一个开口,且其中所述紧固件适于被调节以机械连接所述垫圈,以便将所述垫圈固定在所述磁场检测器固定组件内的预定位置。

2.  根据权利要求1所述的装置,其中所述垫圈由非金属材料组成。

3.  根据权利要求2所述的装置,其中所述垫圈由聚甲醛树酯、聚四氟乙烯、塑料、尼龙或者非磁性材料组成。

4.  根据权利要求1所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件中的所述至少一个开口被刻螺纹。

5.  根据权利要求4所述的装置,其中所述至少一个紧固件是至少一个螺丝,该螺丝被拧到所述至少一个开口中。

6.  根据权利要求1所述的装置,进一步包括在所述磁场检测器的一端与所述垫圈的一端之间的气隙。

7.  根据权利要求1所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件由黄铜或非磁性材料组成。

8.  根据权利要求1所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件具有上部分与下部分,且其中所述上部分的外部?#26412;?#23567;于或等于所述下部分的外部?#26412;丁?BR>
9.  根据权利要求1所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件具有上部分与下部分,所述上部分具有第一内部?#26412;叮?#32780;所述下部分具有第二内部?#26412;叮?#19988;其中所述第一内部?#26412;?#23567;于或等于所述第二内部?#26412;丁?BR>
10.  一种测定溅射靶的穿过通量的装置,包括:
(a)磁源,其产生穿过所述溅射靶的磁场;
(b)磁场检测器固定组件,其具有带纵向开口的垫圈,其中所述垫圈的所述开口允许磁场检测器被定位,且其中所述垫圈被定位在所述磁场检测器固定组件内;以及
(c)支架,其被配置以移动所述溅射靶或所述磁场检测器固定组件的一个或两者。

11.  根据权利要求10所述的装置,其中所述支架是人工操作机械架。

12.  根据权利要求10所述的装置,其中所述支架是自动化穿过通量测量架。

13.  根据权利要求10所述的装置,其中所述磁源是可旋转的。

14.  根据权利要求10所述的装置,其中所述垫圈由非金属材料组成。

15.  根据权利要求14所述的装置,其中所述垫圈由聚甲醛树酯、聚四氟乙烯、塑料、尼龙或者非磁性材料组成。

16.  根据权利要求10所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件具有至少一个紧固件,其中所述至少一个紧固件穿过所述磁场检测器固定组件的至少一个开口,且其中所述紧固件适于被调节以机械连接所述垫圈,以便将所述垫圈固定在所述磁场检测器固定组件内的预定位置。

17.  根据权利要求16所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件中的所述至少一个开口被刻螺纹。

18.  根据权利要求16所述的装置,其中所述至少一个紧固件是至少一个螺丝,该螺丝被拧到所述至少一个开口中。

19.  根据权利要求10所述的装置,进一步包括在所述磁场检测器的一端与所述垫圈的一端之间的气隙。

20.  根据权利要求10所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件由黄铜或非磁性材料组成。

21.  根据权利要求10所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件具有上部分与下部分,且其中所述上部分的外部?#26412;?#23567;于或等于所述下部分的外部?#26412;丁?BR>
22.  根据权利要求10所述的装置,其中所述磁场检测器固定组件具有上部分与下部分,所述上部分具有第一内部?#26412;叮?#32780;所述下部分具有第二内部?#26412;叮?#19988;其中所述第一内部?#26412;?#23567;于或等于所述第二内部?#26412;丁?/p>

说明书

说明书用于PTF测量架的磁场检测器固定组件装置
发明领域
【0001】本发明涉及一种磁场检测器固定组件装置,其用于穿过通量(PTF)测量架。更具体地,本发明涉及一种磁场检测器固定组件装置,其用于人工操作或自动化穿过通量(PTF,Pass-Through Flux)测量架。
发明背景
【0002】溅射工艺被广泛地用于将材料薄膜沉积到期望衬底上。典型的溅射系统包括:产生电子或离子束的源、包含要被原子化材料的靶、以及溅射材料沉积在其上的衬底。该工艺涉及用电子或离子束以一角度轰击靶材,这样导致靶材被溅出或被侵蚀。溅射靶材以薄膜或薄层沉积到衬底上。溅射工艺所用的靶材从纯金属到甚至更复杂合金的范围变化。
【0003】磁控溅射包括在靶材(阴极)后面布置永磁体或电磁体,并将磁场施加到靶上。所施加的磁场穿过靶,并将放电等离子体聚焦到靶的前面。靶的前表面被原子化,随后靶原子沉积在邻近靶的展开薄膜器件的顶部。
【0004】磁性靶材的磁控溅射在电子工业中是很流行的,尤其是在半导体与数据存储器器件的制造中。由于磁性靶合金的软磁性?#21097;?#25152;施加的磁场在靶体中存在相当大的?#33267;鰲?#36825;就导致由于透射磁场聚焦?#25509;煞至?#25152;致的刻蚀槽中而使得靶利用的减少。这种聚焦效应随着材料磁导率的增加而加剧(对应于材料PTF的?#26723;?。
【0005】?#26723;?#38774;材的磁导率可以促进不太严重的侵蚀轮廓,其提高了靶材利用且随后有助于?#26723;?#26448;料成本。严重的靶侵蚀轮廓的出现也促进了点源溅射现象,但这可导致比最优沉积薄膜厚度均匀性差的薄膜厚度均匀性。因此,?#26723;?#38774;材磁导率具有提高沉积薄膜厚度均匀性的额外好处。
【0006】溅射靶的PTF被定义为透射磁场对施加磁场的比值。100%的PTF?#24403;?#31034;非磁性材料,在该材料中没有任何所施加磁场被?#33267;?#36890;过靶体。磁性靶材的PTF典型地规定在0到100%的范围,而大多数商业生产的材料表现出30%到100%之间的值。
【0007】存在几种不同测量PTF的技术。一种技术涉及将4.4(+/-0.4)千高斯的条形磁体放置成与靶材的一面接触,并利用与靶材另一面接触的轴向霍尔(Hall)探测器对透射场进行监测。穿过靶体的磁场除以靶不在磁体与探测器(其被保持在与靶在它们之间时相同的相距距离)之间时所施加场的强度的最大值被定义为PTF。PTF可以表示为分数或百分比。
【0008】测量PTF的另一种技术涉及利用马蹄形磁体和横向霍尔探测器。可以发现,利用不同磁体和探测器装置所测量的PTF?#24403;?#29616;出与业界中常用的磁场强度值成良好的线性关系。PTF测量技术被用以对?#23548;?#30913;控溅射机器中存在的施加磁通量进行近似。因此,PTF测量直接适用于磁控溅射期间靶材的性能。
【0009】磁性材料的PTF与磁导率不是互斥的。而是,在PTF和磁性材料的最大磁导率之间存在很强的逆相关。磁性材料的磁导率值可以通过采用符合ASTM标准A 894-89的振动样品磁强计(VSM)技术进行非常精确的测定。
【0010】目前,PTF测量是用人工操作的PTF架完成的。ASTM F 1761-00与ASTM F 2086-01标准阐述了穿过磁通量的测试方法,并且描述了人工操作测试固定设备。这些测试固定设备用螺丝将磁场检测器固定在支撑管内。如果螺丝过度拧紧,磁场检测器可能容易被损害。另外,由于磁场检测器位于支撑管内的部位以致使检测器?#30001;?#36229;过管长度,因此如果磁场检测器与待测试的溅射靶接触,则磁场检测器可能被损害并且也会划伤靶表面。
【0011】因此,需要的是一种用于固定磁场检测器并将其附着到PTF测量架上的改进装置。另外需要的是磁场检测器固定组件,其在人工操作或自动化PTF测量架上的PTF测量期间不会损害磁场检测器或者待测量的溅射靶的表面。
发明内容
【0012】本发明的各个实施例致力于解决PTF测量架的典型磁场检测器附属装置的上述不足。
【0013】本发明的至少一个典型实施例涉及一种磁场检测器固定组件装置,其用于对溅射靶进行测量的人工操作或自动化穿过通量测量架。磁场检测器固定组件具有带纵向开口的垫圈,该垫圈的开口允许磁场检测器被定位。至少一个紧固件穿过磁场检测器固定装置的至少一个开口,而其中所述紧固件适于被调节以机械连接垫圈,以便将垫圈固定在磁场检测器固定组件内的预定位置。垫圈可以防止磁场检测器固定组件由于过度拧紧紧固件而被损害,并?#19968;?#38450;止划伤所要测试的靶的表面。
【0014】本发明的各个实施例涉及对溅射靶的穿过通量加以测定的装置。该装置具有磁源,该磁源产生穿过溅射靶的磁场。磁场检测器固定组件具有带纵向开口的垫圈,该垫圈的开口允许磁场检测器被定位,而其中垫圈被定位在磁场检测器固定组件内。该装置还具有支架,该支架被配置以移动溅射靶或磁场检测器固定组件的一个或两者。
【0015】本发明典型实施例的各个优点包括,但不限于,将磁场检测器牢固地固定在磁场检测器组件中。典型装置将为了使磁场检测器固定在磁场检测器固定组件内而过度拧紧紧固件带来的对磁场检测器的损害?#26723;?#21040;最小。此外,本发明的各个典型实施例防止使用磁场检测器而划伤溅射靶的表面。磁场检测器被固定在预定位置,?#20801;?#24471;即使磁场检测器固定组件与溅射靶接触,待测量的溅射靶不会由于接触磁场检测器而被损害。在本发明的各个典型实施例中,磁场检测器被定位在垫圈的纵向开口内,并被定位成使得磁场检测器不?#30001;?#21040;垫圈外。此外,磁场检测器固定组件可以用于对溅射靶进行测量的人工操作或自动化PTF测量装置。
【0016】应当理解,通过下面详?#35813;?#36848;,本发明的其他实施例对于本领域技术人员将变得很明显,其中仅仅通过图解说明,示出和描述了本发明的各个实施例。要认识到,本发明能够具有其他及不同的实施例,并且它的几个细节可以在各个其他方面进行修改,而所有这些都?#40644;?#31163;本发明的精神和范围。因此,附?#21152;?#35814;?#35813;?#36848;本质上是被认为说明性的而不是限制性的。
附图说明
【0017】现在参考附图,在附图中相同的参考数字自始至终代表相应的部件:
【0018?#23458;?A-1C说明了现有技术机械操作的PTF测量测试固定架,该固定架用以执行ASTM标准F 1761-00PTF的测试测量。
【0019?#23458;?A-2C说明了现有技术机械操作的PTF测量测试固定架,该固定架用以执行ASTM标准F 2086-01PTF的测试测量。
【0020?#23458;?A说明了计算机控制的PTF测量装置的侧面示意图。
【0021?#23458;?B说明了图3A计算机控制的PTF测量装置的俯视示意图。
【0022?#23458;?C说明了图3A计算机控制的PTF测量装置的局部示意图,其示出了溅射靶相对于磁源和磁场检测器的位置。
【0023?#23458;?说明了对图3A-3C的PTF测量装置的操作进行控制的计算机控制系统的框图。
【0024?#23458;?A说明了图1与图2的机械PTF测量架以及图3的自动化PTF测量架所用的磁场检测器及其固定组件的局部示意图。
【0025?#23458;?B说明了根据本发明各个典型实施例的图1与图2的机械PTF测量架以及图3的自动化PTF测量架的改进磁场检测器固定组件的局部示意图。
【0026?#23458;?C说明了根据本发明各个典型实施例的改进磁场检测器固定组件的截面图。
【0027?#23458;?A-6C说明了根据本发明各个典型实施例的磁场检测器固定组件的截面图。
【0028?#23458;?A-7B说明了根据本发明各个典型实施例的磁场检测器垫圈(insert)组件的截面图。
具体实施方式
【0029】结合附图,下面所阐述的详?#35813;?#36848;旨在描述本发明的各个实施例,而无意于代表可能实行本发明的最合适的实施例。详?#35813;?#36848;包括具体细节以便对本发明提供彻底的理解。然而,对于本领域技术人员显而?#20934;?#30340;是,本发明在没有这些具体细节时可以被实施。在一些实例中,以框图形式或局部示意图的方式示出了公知的结构与元件,以避免使本发明的概念模糊不清。
【0030?#23458;?A-1C说明了现有技术机械操作的PTF测量测试固定架100,该固定架用以执行ASTM标准F 1761-00PTF的测试测量。基板102和台支撑结构104支撑靶台106。柱子108具有套环110以连接柱子108与靶台106。柱子108支撑横臂112与支撑管114,该支撑管含有磁场检测器115(图5A所示)。横臂112与支撑管114可以在A或A’方向上由操作员进行机械移动。调节螺丝116可以松开以允许横臂112在A或A’方向上沿着柱子108移动。一旦操作员相对于靶台106的对?#26816;?#30424;120上的溅射靶118的位置把横臂112与支撑管114(带有磁场检测器,如图5A所示)固定在所需位置,调节螺丝116可以被拧紧以便将横臂112固定到柱子108上。因此,待测试的溅射靶118可以定位在磁源122(例如,马蹄形磁体)与位于支撑管114中的磁场检测器115之间。磁源122放置在基板102上面的磁性垫片124上。根据需要,经由操作员松开磁性夹具128的紧固件126并在顺时针或逆时针方向旋转磁源122,可以绕轴手动旋转磁源122。一旦磁源122被期望地定位,紧固件126可以拧紧,这就将磁性夹具128收紧到磁源122上。
【0031】磁场检测器115(图5A所示)被定位在支撑管114内。支撑管114通过可调紧固件130被固定于横臂112,该紧固件优选是螺丝或其他合适的紧固件。磁场检测器115通过两个紧固件132固定于支撑管114内。
【0032?#23458;?A-2C说明了现有技术机械操作的PTF测量测试固定架100,该固定架用以执行ASTM标准F 2086-01PTF的测试测量。固定架100与图1A-C所示的和上面所述的相同。然而,磁源122与支撑管114内的磁场检测器115处于与图1A-C中的位置不同的方位,以便允许根据F2086-01中所阐明的PTF标准测试测量方法进行PTF测量。
【0033?#23458;?A说明了计算机控制的PTF测量装置200的侧面示意图。计算机控制的PTF测量装置200具有基板202。台支撑结构204一端连接到基板202上,相对的另一端连接到靶台206上,而基板202和支撑结构204支撑靶台206。探测器连杆支撑结构208也连接到基板202上,并且以类似于台支撑结构204的方式帮助支撑靶台206。装置的结构元件(例如,基板202、台支撑结构204、靶台206、探测器连杆支撑结构208等等)采用非磁性材料以允许装置工作,而不影响源磁体(例如,源磁体260)的磁性。
【0034】计算机控制的PTF测量装置200能够使测量溅射靶的PTF的磁场检测器运动。磁场检测器210定位在磁场检测器固定组件212内。磁场检测器210可?#20801;?#39640;斯计、特斯拉计或者任何其他合适的磁场测量器件。在一些典型的实施例中,诸如图4说明的那些实施例中,磁场检测器可以由检测磁场的探测器和执行磁场测量的高斯计或特斯拉计组成。
【0035】磁场检测器210可以在垂直平面内沿A或A’方向移动,?#20801;?#20854;定位在一个位置以测量处于靶台206上或上方的溅射靶。由图4计算机340控制的调节电动机214为磁场检测器210在A或A’方向上的移动提供动力。
【0036】横臂213连接磁场检测器固定组件212与连杆轴承组件218。磁场检测器调节臂216连接到连杆轴承组件218上。连杆轴承组件218是悬挂于连杆220上,该连杆220固定于连杆支撑结构208上。连杆轴承组件218可以在垂直方向沿着连杆220移动,并由磁场检测器调节臂216导引。随着调节电动机214转动齿轮222,调节导螺杆224旋转并在A或A’方向上推动磁场检测器调节臂216。因此,随着调节电动机214转动齿轮222?#20801;?#35843;节导螺杆224旋转,磁场检测器调节臂216使连杆轴承组件218沿着连杆220移动。当磁场检测器固定组件212连接到连杆轴承组件218时,磁场检测器210可以在A方向上移动,而如果调节电动机214倒转时,磁场检测器210在A’方向上移动。
【0037】此外,当调节电动机214驱动探测器调节臂216在A或A’方向上移动时,编码器226跟踪磁场检测器210的运动。调节电动机214可具有内部开关(home switch),该开关可以由连杆轴承组件218沿着连杆220运动到至少一个预定位置来使能,以在溅射靶的任?#25105;?#21160;或测量之前初始化调节电动机214的起动位置。
【0038】接到来自图4计算机340的指令时,横向电动机228可以在B或B’方向上移动转板230,把溅射靶定位于磁通量检测器之下与磁源之上,以执行PTF测量。
【0039】转板横向滑板232安装在靶台206的下方。转板230连接到转板横向滑板轴承组件234,该轴承组件悬挂于转板横向滑板232。这种布置允许转板230沿着转板横向滑板232在B或B’方向上移动。转板横臂236一端附着到转板230上,而相对的另一端附着到横向导螺杆238。横向电动机228旋转横向齿轮240,该横向齿?#33267;?#25509;横向导螺杆238以移动转板横臂236与转板230。
【0040】横向电动机228可以具有内部开关,该开关可以被使能来在溅射靶的任?#25105;?#21160;或测量之前初始化横向电动机228的起点。关联于横向电动机228的内部开关可以通过转板横向滑板232上的横向滑板轴承组件234移动到至少一个预定位置而被激活来初始化起点。在收到来自计算机340(图4所示)的指令时,横向电动机228转动横向齿轮240。横向编码器242记录该初始位置以及横向电动机228的移动。因此,当横向电动机228驱动转板横臂236在B或B’方向上移动时,横向编码器242跟踪转板230的运动。
【0041】能够固定各种尺寸溅射靶的驱动轮244与惰轮246可旋转地连接于转板230的上侧面。虽然在图3A-3B中只举例说明了一个驱动轮(例如,驱动轮244),但是附加的驱动轮可以被用以固定或旋转溅射靶。必要时可以增加附加的驱动轮,以便从转动电动机248提供动力给附加的驱动轮。类似地,可以至少有两个惰轮用于固定溅射靶。靶台206的椭圆形切口(例如,图3C所示的椭圆形切口256)允许驱动轮244与惰轮246穿过。当增加附加的驱动轮或惰轮时,可以增加附加的椭圆形切口。转动电动机248和转动编码器250固定在转板230的下方。旋转调整器252允许移动驱动轮244,以允许不同尺寸的溅射靶被放置成与驱动轮244和至少两个惰轮246接触。可以增加附加的旋转调整器?#20801;视?#38468;加的驱动轮。驱动齿轮254转动驱动轮244以转动溅射靶,进而允许在预定方位的不同PTF测量。
【0042?#23458;?B说明了计算机控制的PTF装置200的俯视图。靶台206的椭圆形切口256允许安装在转板230上的驱动轮244与惰轮246定位在靶台206的表面之上并固定溅射靶。椭圆形切口256允许带有驱动轮244与惰轮246的转板230(位于靶台206的下方)在B或B’方向上移动,以便容纳不同尺寸的溅射靶,并允许在不同位置上测量给定的溅射靶。转板230在B或B’方向上的移动使得计算机控制的PTF装置200可以把待测试溅射靶的特定部分定位在磁场检测器210下面。
【0043】转向图3C,溅射靶258被定位在磁源260与磁场检测器210之间。磁源260连接到可旋转的底座262上,而底座262连接于基板202上。磁源260优选是马蹄形磁体。计算机控制的PTF装置200的操作员可以旋转磁源260,例如,用以执行如ASTM 1761或ASTM 2086描述的类似测试。溅射靶258优选被驱动轮244与惰轮246固定。这种布置允许溅射靶258通过驱动轮244的运动(以及惰轮246的相应运动)进行旋转,同时不与靶台206直接接触,这种直接接触会在旋转期间划伤溅射靶258。如上面?#33268;郟?#36716;板230可以在B或B’方向上水平移动,以便进一步将溅射靶258定位在磁场检测器210的下方。磁场检测器可以相对于溅射靶258与磁源260在A或A’方向上垂?#24065;?#21160;。
【0044?#23458;?说明?#19997;?#21046;PTF测量装置200运转的计算机控制系统300的框图。图4说明了:横向编码器242、横向电动机228、定位编码器226、调节电动机214、旋转编码器250以及旋转电动机248,这些都通讯地连接于指令处理器310。因此,数据和指令可以在编码器226、242及250,电动机214、228及248与指令处理器310之间进行交换。指令处理器310经由通信链路320通信连接于通信网络330。指令处理器310从计算机340接收指令,并指?#38236;?#21160;机214、228及248相应地开启或关掉,读取编码器226、242及250所收集的数据,或者接收来自关联于横向电动机228与调节电动机214的“内部”或初始化开关的初始化信息。计算机340利用通信链路320与通信网络330进行通信连接,如外部数据库350一样。
【0045】数据库350可以存储测量溅射靶所获得的数据。数据包括部件?#25319;?#25209;?#25319;?#26495;?#25319;?#38774;?#25319;?#26045;加场、平均高斯、高斯值的范围、最?#36879;?#26031;值、最大高斯值或者平均PTF百分比及其?#25105;?#32452;合,或任何其他合适的测量或数据。数据库350也可以存储由计算机340所产生的溅射靶PTF图。数据库350可以存储在溅射靶的测量期间加以利用的预定的详细说明。例如,数据库350可以存储数据,这些数据涉及应当对溅射靶进行测量的位置、所要进行的测量的数目、磁源的施加场、平均PTF百分比、平均高斯、高斯值的范围及其?#25105;?#32452;合或任何其他合适的信息。
【0046】计算机340可?#20801;?#20010;人计算机、膝上?#22270;?#31639;机、大?#22270;?#31639;机、简易终端、个人数?#31181;?#29702;(PDA)、无线终端、便携式电话或者任何其他形式的网络化个人计算元件。计算机340可以包括与通信网络330连接以发送和接收数据的网卡342。计算机340也可以具有处理器344,该处理器运行程序以控制与收集数据,这些数据来自横向编码器242、横向电动机228、定位编码器226、调节电动机214、旋转编码器250以及旋转电动机248、控制处理器310、数据库350或连接到通信网络330的其他数据存储器、磁场检测器(例如磁场检测器210、特斯拉计360、磁场探测器370等等)及其?#25105;?#32452;合或者任何其他合适的器件。PTF测量数据、溅射靶的图或者其他合适的数据或信息可以在?#20801;?#22120;346上?#27663;指?#25805;作?#34180;?
【0047】如图4所示,计算机440可以通信地连接到特斯拉计360与磁场探测器370,磁场探测器370读取穿过溅射靶的磁场强度,而特斯拉计360解释并量化来自探测器的磁场信息,并将所收集的数据发?#36879;?#35745;算机340。特斯拉计360与磁场探测器370也可能被结合成单个器件作为磁场检测器,例如图3A和3C所示的磁场检测器210。特斯拉计360可能用高斯计进行代替。
【0048?#23458;?A说明了图1A-1C与图2A-2C的机械PTF测量架以及图3A-3C与图4的自动化PTF测量架所用的磁场检测器及其固定组件的局部示意图。为简化起见,图1A-1C与图2A-2C的参考标号将用于描述图5A-5B。如图5A所示,磁源122被定位在靶台206的下面。磁源通过紧固件126与磁性夹具128固定在特定位置。待测试的溅射靶118位于靶台106的表面上或者表面的正上方。磁场检测器115通过紧固件132固定到支撑管114内。支撑管通过横臂112被固定,该横臂可以相对于溅射靶118在A或A’方向上移动。
【0049?#23458;?B说明了根据本发明各个典型实施例的图1与图2的机械PTF测量架以及图3A-3C的自动化PTF测量架的改进磁场检测器固定组件的局部示意图。类似于图5A,图5B说明了磁源122、靶台106和溅射靶118。然而,根据本发明各个实施例的改进的磁场检测器固定组件400示于图5B中,并且更具体地示于图5C中。
【0050?#23458;?C说明了根据本发明各个典型实施例的改进磁场检测器固定组件的截面图。图5C详述了磁场检测器410,该磁场检测器固定在垫圈420中,垫圈420进一步被固定在磁场检测器固定组件400内。固定紧固件430,优选是螺丝或其他具有可调性的合适的紧固件,可以被调节以与垫圈420接触,并保持垫圈420在磁场检测器固定组件400内。在各个典型实施例中,固定紧固件430可优选是塑料螺丝。如图5C所示,磁场检测器410定位在垫圈420与磁场检测器固定组件400内,以便在磁场检测器410的一端(即与溅射靶邻近的磁场检测器410的这一端)与垫圈420的一端(即与溅射靶邻近的垫圈420的这一端)存在空隙440。空隙440的优点是:如果磁场检测器固定组件400或垫圈420接触到溅射靶(例如溅射靶118),则将磁场检测器410所遭受的可能损?#31169;档?#21040;最小。空隙440可大于或等于0.001英寸,或者是任何其他合适的间隙,以防止磁场检测器410的损伤并且允许磁场检测器410能够检测磁场。磁场检测器410可?#20801;?#29305;斯拉计、高斯计或者任何其他合适的器件。替代地,磁场检测器410可?#20801;?#30913;场探测器与特斯拉计或高斯计的组合。
【0051?#23458;?A-6C说明了根据本发明各个典型实施例的磁场检测器固定组件的截面图。磁场检测器固定组件500具有上部分510与下部分520。例如上部分510可以具有3.00英寸的长度,而下部分520可以具有1.50英寸的长度。上部分510具有外部圆筒530与内部区域540。内部区域540可以容纳磁场检测器(例如,图5C所示的磁场检测器410)。
【0052?#23458;?B说明了上部分510的截面图,其描绘了外部圆筒530与内部区域540。例如,内部区域540可以具有0.19英寸的?#26412;叮?#32780;外部圆筒可以具有0.498英寸的?#26412;丁?
【0053】下部分520可以具有外部圆筒550与内部区域560。内部区域560可以容纳垫圈(例如,图5C的垫圈420)以及磁场检测器(图5C所示的磁场检测器410)。例如,内部区域560可以具有长度570,其可?#20801;?.30英寸。开口580可能是从外部圆筒550的外表面到内部区域560。优选地,开口580可容许紧固件(例如,图5C的紧固件430)被放置经过该开口以固定垫圈(例如,图5C的垫圈420)。优选地,开口580可能是被刻螺纹的(例如,10-32螺纹或任何其他合适的螺纹)以容纳螺纹状的紧固件(例如,螺丝或其他合适的螺纹紧固器件)。外部圆筒530及550优选是0.750黄铜棒材制成的,尽管可?#20801;?#29992;任何其他合适的非磁性材料。在磁场检测器固定组件500的元件(例如,元件510-580等等)的制造加工中可?#20801;?#29992;不同的容差水平。
【0054?#23458;?A-7B说明了根据本发明各个典型实施例的磁场检测器垫圈组件的截面图。转到图7A,垫圈600具有纵向开口610,磁场检测器可以优选放置在该开口中。例如,纵向开口610可能具有如图7A中C-尺寸所示的0.060英寸的?#26412;叮?#32780;垫圈600可能具有如D-尺寸所示的0.400英寸的?#26412;丁?#31471;盖620优选定位在垫圈600的一端。例如,端盖620可能具有图7A所示E-尺寸的0.60英寸的?#26412;丁?#22443;圈600例如可以具有F-尺寸的1.00英寸的长度,而端盖620可能具有图7A中G-尺寸的0.15英寸的长度。垫圈600与端盖620优选是由聚甲醛树酯()、聚四氟乙烯()、塑料、尼龙、非磁性材料或者任何其他合适的材料制成。由聚甲醛树酯、聚四氟乙烯、塑料、尼龙、非磁性材料或者任何其他合适的材料制成的垫圈600或端盖620的优点是当垫圈600或端盖620接触到靶时溅射靶可以不被划伤。而且,垫圈600可能经历来自紧固件的一些机械变形,但其可以将可能过度拧紧的紧固件对磁场检测器的任何潜在损害?#26723;?#21040;最小。例如,纵向开口610可具有图7B所示H-尺寸的0.388英寸的深度。在元件600、610或620的制造加工中可能使用不同的容差水平。
【0055】结合附图,下面所阐述的详?#35813;?#36848;是旨在描述本发明的各个实施例,而无意于代表可能实行本发明的最优实施例。详?#35813;?#36848;包括具体细节以便对本发明提供彻底的理解。然而,对于本领域技术人员明显的是,本发明在没有这些具体细节时可以被实施。在一些例子中,公知的结构与元件可能以框图形式进行?#20801;荊?#20197;避免使本发明的概念模糊不清。
【0056】应当理解,所公开的过程步骤的具体次序或层次是典型方法的一个例子。基于设?#30772;?#22909;,应当理解,过程步骤的具体次序或层次可能被重新安排而保持在当前公开的范围内。所附的方法权利要求以样本次序?#27663;至?#21508;个步骤的元件,而不意味着受限于所?#27663;?#30340;具体次序或层次。
【0057】结合这里所公开的实施例所描述的各个说明性逻辑方块、模块、电路、元件和/或部件,可以利用以下器件?#35789;?#29616;或执行,即通用处理器、数?#20013;?#21495;处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑部件、?#33267;?#38376;或晶体管逻辑、?#33267;?#30828;件部件或者设计成执行这里所述功能的?#25105;?#32452;合。通用处理器可?#20801;?#24494;处理器,但替代地,处理器可?#20801;?#20219;?#26410;?#32479;的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以作为计算部件的组合?#35789;?#29616;,例如,DSP与微处理器、多个微处理器、结合DSP核芯的一个或多个处理器、或任何其他这种配置的组合。
【0058】结合这里所公开的实施例所描述的方法或算法,可以直接具体化于硬件、由处理器执行的软件模块或者两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、?#20102;?#23384;储器(flash memory)、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者任何其他形式的在本领域中公知的存储媒介。存储媒介可以连接到处理器上,以便处理器可以从存储媒介中读取信息以及将信息写到存储媒介中。替代地,存储媒介可?#20801;?#22788;理器的组成部分。
【0059】前面的描述被提供来使能本领域技术人员可?#20801;?#29616;本文所描述的各个实施例。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员是很?#21248;?#30340;,且这里所限定的一般性原理可以应用到其他实施例中。因此,权利要求书无意于受限于本文所示的实施例,而是要符合与语言权利要书相一致的整个范围,其中对单数元件的标记并不意指“一个和仅一个?#20445;?#38500;非这样具体陈述了,而是意指“一个或多于一个?#34180;?#22312;整个本公开中所述的各个实施例的元件的所有结构与功能性等价物(这些等价物对于本领域技术人员是公知的或者以后会变成公知的),以引用方式清楚地被并入本文,并旨在被本权利要求书包含。而且,在这里所公开的内容都是受保护的,而不论其是否明确地陈述于权利要求书中。没有权项限定需要根据美国法典第35编第112条(35U.S.C.§112)第6款的规定被解释,除非这些限定是利用短语“用于…的装置”清楚地陈述的,或者在方法权利要求情况下,这些限定利用短语“用于…的步骤”清楚地陈述的。

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本文标题:用于PTF测量架的磁场检测器固定组件装置.pdf
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