專利名稱：用于ptf測量架的磁場檢測器固定組件裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及一種磁場檢測器固定組件裝置，其用于穿過通量 (PTF)測量架。更具體地，本發(fā)明涉及一種磁場檢測器固定組件裝置， 其用于人工操作或自動(dòng)化穿過通量(PTF， Pass-Through Flux)測量架。
背景技術(shù)：
0002濺射工藝被廣泛地用于將材料薄膜沉積到期望襯底上。典型的
濺射系統(tǒng)包括產(chǎn)生電子或離子束的源、包含要被原子化材料的靶、以
及濺射材料沉積在其上的襯底。該工藝涉及用電子或離子束以一角度轟 擊靶材，這樣導(dǎo)致靶材被濺出或被侵蝕。濺射靶材以薄膜或薄層沉積到 襯底上。濺射工藝所用的靶材從純金屬到甚至更復(fù)雜合金的范圍變化。
0003磁控濺射包括在耙材(陰極)后面布置永磁體或電磁體，并將 磁場施加到耙上。所施加的磁場穿過靶，并將放電等離子體聚焦到靶的 前面。靶的前表面被原子化，隨后靶原子沉積在鄰近靶的展開薄膜器件 的頂部。
0004磁性靶材的磁控濺射在電子工業(yè)中是很流行的，尤其是在半導(dǎo) 體與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器件的制造中。由于磁性靶合金的軟磁性質(zhì)，所施加的 磁場在靶體中存在相當(dāng)大的分流。這就導(dǎo)致由于透射磁場聚焦到由分流 所致的刻蝕槽中而使得靶利用的減少。這種聚焦效應(yīng)隨著材料磁導(dǎo)率的 增加而加劇(對應(yīng)于材料PTF的降低)。
0005降低靶材的磁導(dǎo)率可以促進(jìn)不太嚴(yán)重的侵蝕輪廓，其提高了靶 材利用且隨后有助于降低材料成本。嚴(yán)重的靶侵蝕輪廓的出現(xiàn)也促進(jìn)了 點(diǎn)源濺射現(xiàn)象，但這可導(dǎo)致比最優(yōu)沉積薄膜厚度均勻性差的薄膜厚度均 勻性。因此，降低靶材磁導(dǎo)率具有提高沉積薄膜厚度均勻性的額外好處。
0006濺射靶的PTF被定義為透射磁場對施加磁場的比值。100X的PTF
值表示非磁性材料，在該材料中沒有任何所施加磁場被分流通過靶體。磁性靶材的PTF典型地規(guī)定在0到100。/。的范圍，而大多數(shù)商業(yè)生產(chǎn)的材料 表現(xiàn)出30%到100%之間的值。
0007存在幾種不同測量PTF的技術(shù)。 一種技術(shù)涉及將4.4 (+/—0.4)
千高斯的條形磁體放置成與靶材的一面接觸，并利用與靶材另一面接觸 的軸向霍爾(Hall)探測器對透射場進(jìn)行監(jiān)測。穿過靶體的磁場除以靶不 在磁體與探測器(其被保持在與靶在它們之間時(shí)相同的相距距離)之間 時(shí)所施加場的強(qiáng)度的最大值被定義為PTF。 PTF可以表示為分?jǐn)?shù)或百分 比。
0008測量PTF的另一種技術(shù)涉及利用馬蹄形磁體和橫向霍爾探測器。 可以發(fā)現(xiàn)，利用不同磁體和探測器裝置所測量的PTF值表現(xiàn)出與業(yè)界中常 用的磁場強(qiáng)度值成良好的線性關(guān)系。PTF測量技術(shù)被用以對實(shí)際磁控濺射 機(jī)器中存在的施加磁通量進(jìn)行近似。因此，PTF測量直接適用于磁控濺射 期間靶材的性能。
0009磁性材料的PTF與磁導(dǎo)率不是互斥的。而是，在PTF和磁性材料
的最大磁導(dǎo)率之間存在很強(qiáng)的逆相關(guān)。磁性材料的磁導(dǎo)率值可以通過采 用符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)A 894-89的振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)技術(shù)進(jìn)行非常精確
0010目前，PTF測量是用人工操作的PTF架完成的。ASTMF 1761-00 與ASTM F 2086-01標(biāo)準(zhǔn)闡述了穿過磁通量的測試方法，并且描述了人工 操作測試固定設(shè)備。這些測試固定設(shè)備用螺絲將磁場檢測器固定在支撐 管內(nèi)。如果螺絲過度擰緊，磁場檢測器可能容易被損害。另外，由于磁 場檢測器位于支撐管內(nèi)的部位以致使檢測器延伸超過管長度，因此如果 磁場檢測器與待測試的濺射靶接觸，則磁場檢測器可能被損害并且也會(huì) 劃傷靶表面。
0011因此，需要的是一種用于固定磁場檢測器并將其附著到PTF測量 架上的改進(jìn)裝置。另外需要的是磁場檢測器固定組件，其在人工操作或 自動(dòng)化PTF測量架上的PTF測量期間不會(huì)損害磁場檢測器或者待測量的
濺射靶的表面。

發(fā)明內(nèi)容
0012本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例致力于解決PTF測量架的典型磁場檢測器附
屬裝置的上述不足。
0013本發(fā)明的至少一個(gè)典型實(shí)施例涉及一種磁場檢測器固定組件裝 置，其用于對濺射靶進(jìn)行測量的人工操作或自動(dòng)化穿過通量測量架。磁 場檢測器固定組件具有帶縱向開口的墊圈，該墊圈的開口允許磁場檢測 器被定位。至少一個(gè)緊固件穿過磁場檢測器固定裝置的至少一個(gè)開口， 而其中所述緊固件適于被調(diào)節(jié)以機(jī)械連接墊圈，以便將墊圈固定在磁場 檢測器固定組件內(nèi)的預(yù)定位置。墊圈可以防止磁場檢測器固定組件由于 過度擰緊緊固件而被損害，并且還防止劃傷所要測試的靶的表面。
0014本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及對濺射靶的穿過通量加以測定的裝置。 該裝置具有磁源，該磁源產(chǎn)生穿過濺射靶的磁場。磁場檢測器固定組件 具有帶縱向開口的墊圈，該墊圈的開口允許磁場檢測器被定位，而其中 墊圈被定位在磁場檢測器固定組件內(nèi)。該裝置還具有支架，該支架被配 置以移動(dòng)濺射靶或磁場檢測器固定組件的一個(gè)或兩者。
0015本發(fā)明典型實(shí)施例的各個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括，但不限于，將磁場檢測器 牢固地固定在磁場檢測器組件中。典型裝置將為了使磁場檢測器固定在 磁場檢測器固定組件內(nèi)而過度擰緊緊固件帶來的對磁場檢測器的損害降 低到最小。此外，本發(fā)明的各個(gè)典型實(shí)施例防止使用磁場檢測器而劃傷 濺射靶的表面。磁場檢測器被固定在預(yù)定位置，以使得即使磁場檢測器 固定組件與濺射靶接觸，待測量的濺射靶不會(huì)由于接觸磁場檢測器而被 損害。在本發(fā)明的各個(gè)典型實(shí)施例中，磁場檢測器被定位在墊圈的縱向 開口內(nèi)，并被定位成使得磁場檢測器不延伸到墊圈外。此外，磁場檢測 器固定組件可以用于對濺射靶進(jìn)行測量的人工操作或自動(dòng)化PTF測量裝置。
0016應(yīng)當(dāng)理解，通過下面詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他實(shí)施例對于本領(lǐng) 域技術(shù)人員將變得很明顯，其中僅僅通過圖解說明，示出和描述了本發(fā) 明的各個(gè)實(shí)施例。要認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明能夠具有其他及不同的實(shí)施例，并 且它的幾個(gè)細(xì)節(jié)可以在各個(gè)其他方面進(jìn)行修改，而所有這些都不偏離本 發(fā)明的精神和范圍。因此，附圖與詳細(xì)描述本質(zhì)上是被認(rèn)為說明性的而 不是限制性的。


0017現(xiàn)在參考附圖，在附圖中相同的參考數(shù)字自始至終代表相應(yīng)的
部件
0018圖1A-1C說明了現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械操作的PTF測量測試固定架，該固
定架用以執(zhí)行ASTM標(biāo)準(zhǔn)F 1761-00 PTF的測試測量。0019圖2A-2C說明了現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械操作的PTF測量測試固定架，該固
定架用以執(zhí)行ASTM標(biāo)準(zhǔn)F 2086-01 PTF的測試測量。0020圖3A說明了計(jì)算機(jī)控制的PTF測量裝置的側(cè)面示意圖。0021圖3B說明了圖3A計(jì)算機(jī)控制的PTF測量裝置的俯視示意圖。0022圖3C說明了圖3A計(jì)算機(jī)控制的PTF測量裝置的局部示意圖，其
示出了濺射靶相對于磁源和磁場檢測器的位置。
0023圖4說明了對圖3A-3C的PTF測量裝置的操作進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)的框圖。
0024圖5 A說明了圖1與圖2的機(jī)械PTF測量架以及圖3的自動(dòng)化PTF測
量架所用的磁場檢測器及其固定組件的局部示意圖。0025圖5B說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的圖1與圖2的機(jī)械PTF 測量架以及圖3的自動(dòng)化PTF測量架的改進(jìn)磁場檢測器固定組件的局部示意圖。
0026圖5C說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的改進(jìn)磁場檢測器固定 組件的截面圖。
0027圖6A-6C說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的磁場檢測器固定組
件的截面圖。
0028圖7A-7B說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的磁場檢測器墊圈 (insert)組件的截面圖。
具體實(shí)施例方式
0029結(jié)合附圖，下面所闡述的詳細(xì)描述旨在描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施 例，而無意于代表可能實(shí)行本發(fā)明的最合適的實(shí)施例。詳細(xì)描述包括具 體細(xì)節(jié)以便對本發(fā)明提供徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而 易見的是，本發(fā)明在沒有這些具體細(xì)節(jié)時(shí)可以被實(shí)施。在一些實(shí)例中， 以框圖形式或局部示意圖的方式示出了公知的結(jié)構(gòu)與元件，以避免使本 發(fā)明的概念模糊不清。
0030圖1A-1C說明了現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械操作的PTF測量測試固定架100， 該固定架用以執(zhí)行ASTM標(biāo)準(zhǔn)F 1761-00 PTF的測試測量?；?02和 臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)104支撐靶臺(tái)106。柱子108具有套環(huán)110以連接柱子108與 耙臺(tái)106。柱子108支撐橫臂112與支撐管114，該支撐管含有磁場檢測 器115 (圖5A所示)。橫臂112與支撐管114可以在A或A，方向上由 操作員進(jìn)行機(jī)械移動(dòng)。調(diào)節(jié)螺絲116可以松開以允許橫臂112在A或A， 方向上沿著柱子108移動(dòng)。 一旦操作員相對于靶臺(tái)106的對準(zhǔn)轂盤120 上的濺射靶118的位置把橫臂112與支撐管114 (帶有磁場檢測器，如圖 5A所示)固定在所需位置，調(diào)節(jié)螺絲116可以被擰緊以便將橫臂112固 定到柱子108上。因此，待測試的濺射靶118可以定位在磁源122 (例如， 馬蹄形磁體)與位于支撐管114中的磁場檢測器115之間。磁源122放 置在基板102上面的磁性墊片124上。根據(jù)需要，經(jīng)由操作員松開磁性 夾具128的緊固件126并在順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)磁源122，可以繞軸 手動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁源122。 一旦磁源122被期望地定位，緊固件126可以擰緊， 這就將磁性夾具128收緊到磁源122上。
0031磁場檢測器115 (圖5A所示)被定位在支撐管114內(nèi)。支撐管 114通過可調(diào)緊固件130被固定于橫臂112，該緊固件優(yōu)選是螺絲或其他 合適的緊固件。磁場檢測器115通過兩個(gè)緊固件132固定于支撐管114 內(nèi)。
0032圖2A-2C說明了現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械操作的PTF測量測試固定架100， 該固定架用以執(zhí)行ASTM標(biāo)準(zhǔn)F 2086-01 PTF的測試測量。固定架100 與圖1A-C所示的和上面所述的相同。然而，磁源122與支撐管114內(nèi)的 磁場檢測器115處于與圖1A-C中的位置不同的方位，以便允許根據(jù)F2086-01中所闡明的PTF標(biāo)準(zhǔn)測試測量方法進(jìn)行PTF測量。
0033圖3A說明了計(jì)算機(jī)控制的PTF測量裝置200的側(cè)面示意圖。 計(jì)算機(jī)控制的PTF測量裝置200具有基板202。臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)204 —端連 接到基板202上，相對的另一端連接到靶臺(tái)206上，而基板202和支撐 結(jié)構(gòu)204支撐靶臺(tái)206。探測器連桿支撐結(jié)構(gòu)208也連接到基板202上， 并且以類似于臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)204的方式幫助支撐靶臺(tái)206。裝置的結(jié)構(gòu)元件 (例如，基板202、臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)204、靶臺(tái)206、探測器連桿支撐結(jié)構(gòu)208 等等)采用非磁性材料以允許裝置工作，而不影響源磁體(例如，源磁 體260)的磁性。
0034計(jì)算機(jī)控制的PTF測量裝置200能夠使測量濺射靶的PTF的磁 場檢測器運(yùn)動(dòng)。磁場檢測器210定位在磁場檢測器固定組件212內(nèi)。磁 場檢測器210可以是高斯計(jì)、特斯拉計(jì)或者任何其他合適的磁場測量器 件。在一些典型的實(shí)施例中，諸如圖4說明的那些實(shí)施例中，磁場檢測 器可以由檢測磁場的探測器和執(zhí)行磁場測量的高斯計(jì)或特斯拉計(jì)組成。
0035磁場檢測器210可以在垂直平面內(nèi)沿A或A'方向移動(dòng)，以使其 定位在一個(gè)位置以測量處于靶臺(tái)206上或上方的濺射靶。由圖4計(jì)算機(jī) 340控制的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214為磁場檢測器210在A或A，方向上的移動(dòng)提 供動(dòng)力。
0036橫臂213連接磁場檢測器固定組件212與連桿軸承組件218。磁 場檢測器調(diào)節(jié)臂216連接到連桿軸承組件218上。連桿軸承組件218是 懸掛于連桿220上，該連桿220固定于連桿支撐結(jié)構(gòu)208上。連桿軸承 組件218可以在垂直方向沿著連桿220移動(dòng)，并由磁場檢測器調(diào)節(jié)臂216 導(dǎo)引。隨著調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪222，調(diào)節(jié)導(dǎo)螺桿224旋轉(zhuǎn)并在A 或A，方向上推動(dòng)磁場檢測器調(diào)節(jié)臂216。因此，隨著調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214轉(zhuǎn) 動(dòng)齒輪222以使調(diào)節(jié)導(dǎo)螺桿224旋轉(zhuǎn)，磁場檢測器調(diào)節(jié)臂216使連桿軸 承組件218沿著連桿220移動(dòng)。當(dāng)磁場檢測器固定組件212連接到連桿 軸承組件218時(shí)，磁場檢測器210可以在A方向上移動(dòng)，而如果調(diào)節(jié)電 動(dòng)機(jī)214倒轉(zhuǎn)時(shí)，磁場檢測器210在A，方向上移動(dòng)。
0037此外，當(dāng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214驅(qū)動(dòng)探測器調(diào)節(jié)臂216在A或A'方向上移動(dòng)時(shí)，編碼器226跟蹤磁場檢測器210的運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214可 具有內(nèi)部開關(guān)(home switch)，該開關(guān)可以由連桿軸承組件218沿著連 桿220運(yùn)動(dòng)到至少一個(gè)預(yù)定位置來使能，以在濺射靶的任何移動(dòng)或測量 之前初始化調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214的起動(dòng)位置。
0038接到來自圖4計(jì)算機(jī)340的指令時(shí)，橫向電動(dòng)機(jī)228可以在B 或B'方向上移動(dòng)轉(zhuǎn)板230，把濺射靶定位于磁通量檢測器之下與磁源之 上，以執(zhí)行PTF測量。
0039轉(zhuǎn)板橫向滑板232安裝在靶臺(tái)206的下方。轉(zhuǎn)板230連接到轉(zhuǎn) 板橫向滑板軸承組件234，該軸承組件懸掛于轉(zhuǎn)板橫向滑板232。這種布 置允許轉(zhuǎn)板230沿著轉(zhuǎn)板橫向滑板232在B或B，方向上移動(dòng)。轉(zhuǎn)板橫臂 236 —端附著到轉(zhuǎn)板230上，而相對的另一端附著到橫向?qū)輻U238。橫 向電動(dòng)機(jī)228旋轉(zhuǎn)橫向齒輪240，該橫向齒輪連接橫向?qū)輻U238以移動(dòng) 轉(zhuǎn)板橫臂236與轉(zhuǎn)板230。
0040橫向電動(dòng)機(jī)228可以具有內(nèi)部開關(guān)，該開關(guān)可以被使能來在濺 射靶的任何移動(dòng)或測量之前初始化橫向電動(dòng)機(jī)228的起點(diǎn)。關(guān)聯(lián)于橫向 電動(dòng)機(jī)228的內(nèi)部開關(guān)可以通過轉(zhuǎn)板橫向滑板232上的橫向滑板軸承組 件234移動(dòng)到至少一個(gè)預(yù)定位置而被激活來初始化起點(diǎn)。在收到來自計(jì) 算機(jī)340 (圖4所示)的指令時(shí)，橫向電動(dòng)機(jī)228轉(zhuǎn)動(dòng)橫向齒輪240。橫 向編碼器242記錄該初始位置以及橫向電動(dòng)機(jī)228的移動(dòng)。因此，當(dāng)橫 向電動(dòng)機(jī)228驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)板橫臂236在B或B，方向上移動(dòng)時(shí)，橫向編碼器242 跟蹤轉(zhuǎn)板230的運(yùn)動(dòng)。
0041能夠固定各種尺寸濺射靶的驅(qū)動(dòng)輪244與惰輪246可旋轉(zhuǎn)地連 接于轉(zhuǎn)板230的上側(cè)面。雖然在圖3A-3B中只舉例說明了一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(例 如，驅(qū)動(dòng)輪244)，但是附加的驅(qū)動(dòng)輪可以被用以固定或旋轉(zhuǎn)濺射靶。必 要時(shí)可以增加附加的驅(qū)動(dòng)輪，以便從轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)248提供動(dòng)力給附加的 驅(qū)動(dòng)輪。類似地，可以至少有兩個(gè)惰輪用于固定濺射靶。靶臺(tái)206的橢 圓形切口 (例如，圖3C所示的橢圓形切口 256)允許驅(qū)動(dòng)輪244與惰輪 246穿過。當(dāng)增加附加的驅(qū)動(dòng)輪或惰輪時(shí)，可以增加附加的橢圓形切口。 轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)248和轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器250固定在轉(zhuǎn)板230的下方。旋轉(zhuǎn)調(diào)整器 252允許移動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪244，以允許不同尺寸的濺射靶被放置成與驅(qū)動(dòng)輪244 和至少兩個(gè)惰輪246接觸?？梢栽黾痈郊拥男D(zhuǎn)調(diào)整器以適應(yīng)附加的驅(qū)
動(dòng)輪。驅(qū)動(dòng)齒輪254轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪244以轉(zhuǎn)動(dòng)濺射靶，進(jìn)而允許在預(yù)定方 位的不同PTF測量。
0042圖3B說明了計(jì)算機(jī)控制的PTF裝置200的俯視圖。靶臺(tái)206 的橢圓形切口 256允許安裝在轉(zhuǎn)板230上的驅(qū)動(dòng)輪244與惰輪246定位 在耙臺(tái)206的表面之上并固定濺射靶。橢圓形切口 256允許帶有驅(qū)動(dòng)輪 244與惰輪246的轉(zhuǎn)板230 (位于靶臺(tái)206的下方)在B或B，方向上移 動(dòng)，以便容納不同尺寸的濺射靶，并允許在不同位置上測量給定的濺射 耙。轉(zhuǎn)板230在B或B，方向上的移動(dòng)使得計(jì)算機(jī)控制的PTF裝置200可 以把待測試濺射靶的特定部分定位在磁場檢測器210下面。
0043轉(zhuǎn)向圖3C，濺射靶258被定位在磁源260與磁場檢測器210之 間。磁源260連接到可旋轉(zhuǎn)的底座262上，而底座262連接于基板202 上。磁源260優(yōu)選是馬蹄形磁體。計(jì)算機(jī)控制的PTF裝置200的操作員 可以旋轉(zhuǎn)磁源260，例如，用以執(zhí)行如ASTM 1761或ASTM2086描述的 類似測試。濺射靶258優(yōu)選被驅(qū)動(dòng)輪244與惰輪246固定。這種布置允 許濺射靶258通過驅(qū)動(dòng)輪244的運(yùn)動(dòng)(以及惰輪246的相應(yīng)運(yùn)動(dòng))進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)不與靶臺(tái)206直接接觸，這種直接接觸會(huì)在旋轉(zhuǎn)期間劃傷濺 射靶258。如上面討論，轉(zhuǎn)板230可以在B或B，方向上水平移動(dòng)，以便 進(jìn)一步將濺射靶258定位在磁場檢測器210的下方。磁場檢測器可以相 對于濺射靶258與磁源260在A或A'方向上垂直移動(dòng)。
0044圖4說明了控制PTF測量裝置200運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)300 的框圖。圖4說明了橫向編碼器242、橫向電動(dòng)機(jī)228、定位編碼器226、 調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214、旋轉(zhuǎn)編碼器250以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)248，這些都通訊地連 接于指令處理器310。因此，數(shù)據(jù)和指令可以在編碼器226、 242及250, 電動(dòng)機(jī)214、228及248與指令處理器310之間進(jìn)行交換。指令處理器310 經(jīng)由通信鏈路320通信連接于通信網(wǎng)絡(luò)330。指令處理器310從計(jì)算機(jī) 340接收指令，并指示電動(dòng)機(jī)214、 228及248相應(yīng)地開啟或關(guān)掉，讀取 編碼器226、 242及250所收集的數(shù)據(jù)，或者接收來自關(guān)聯(lián)于橫向電動(dòng)機(jī) 228與調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214的"內(nèi)部"或初始化開關(guān)的初始化信息。計(jì)算機(jī) 340利用通信鏈路320與通信網(wǎng)絡(luò)330進(jìn)行通信連接，如外部數(shù)據(jù)庫350
一樣。
0045數(shù)據(jù)庫350可以存儲(chǔ)測量濺射靶所獲得的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包括部件
號(hào)、批號(hào)、板號(hào)、靶號(hào)、施加場、平均高斯、高斯值的范圍、最低高斯
值、最大高斯值或者平均PTF百分比及其任意組合，或任何其他合適的 測量或數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫350也可以存儲(chǔ)由計(jì)算機(jī)340所產(chǎn)生的濺射靶PTF 圖。數(shù)據(jù)庫350可以存儲(chǔ)在濺射靶的測量期間加以利用的預(yù)定的詳細(xì)說 明。例如，數(shù)據(jù)庫350可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涉及應(yīng)當(dāng)對濺射靶進(jìn)行 測量的位置、所要進(jìn)行的測量的數(shù)目、磁源的施加場、平均PTF百分比、 平均高斯、高斯值的范圍及其任意組合或任何其他合適的信息。0046計(jì)算機(jī)340可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、 簡易終端、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、無線終端、便攜式電話或者任何其 他形式的網(wǎng)絡(luò)化個(gè)人計(jì)算元件。計(jì)算機(jī)340可以包括與通信網(wǎng)絡(luò)330連 接以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的網(wǎng)卡342。計(jì)算機(jī)340也可以具有處理器344，該 處理器運(yùn)行程序以控制與收集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來自橫向編碼器242、橫向 電動(dòng)機(jī)228、定位編碼器226、調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)214、旋轉(zhuǎn)編碼器250以及旋 轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)248、控制處理器310、數(shù)據(jù)庫350或連接到通信網(wǎng)絡(luò)330的其 他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、磁場檢測器(例如磁場檢測器210、特斯拉計(jì)360、磁場 探測器370等等)及其任意組合或者任何其他合適的器件。PTF測量數(shù) 據(jù)、濺射靶的圖或者其他合適的數(shù)據(jù)或信息可以在顯示器346上呈現(xiàn)給 操作員。
0047如圖4所示，計(jì)算機(jī)440可以通信地連接到特斯拉計(jì)360與磁 場探測器370，磁場探測器370讀取穿過濺射靶的磁場強(qiáng)度，而特斯拉計(jì) 360解釋并量化來自探測器的磁場信息，并將所收集的數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī) 340。特斯拉計(jì)360與磁場探測器370也可能被結(jié)合成單個(gè)器件作為磁場 檢測器，例如圖3A和3C所示的磁場檢測器210。特斯拉計(jì)360可能用 高斯計(jì)進(jìn)行代替。
0048圖5A說明了圖1A-1C與圖2A-2C的機(jī)械PTF測量架以及圖 3A-3C與圖4的自動(dòng)化PTF測量架所用的磁場檢測器及其固定組件的局 部示意圖。為簡化起見，圖1A-1C與圖2A-2C的參考標(biāo)號(hào)將用于描述圖 5A-5B。如圖5A所示，磁源122被定位在靶臺(tái)206的下面。磁源通過緊
固件126與磁性夾具128固定在特定位置。待測試的濺射耙118位于靶 臺(tái)106的表面上或者表面的正上方。磁場檢測器115通過緊固件132固 定到支撐管114內(nèi)。支撐管通過橫臂112被固定，該橫臂可以相對于濺 射靶118在A或A，方向上移動(dòng)。
0049圖5B說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的圖1與圖2的機(jī)械 PTF測量架以及圖3A-3C的自動(dòng)化PTF測量架的改進(jìn)磁場檢測器固定組 件的局部示意圖。類似于圖5A，圖5B說明了磁源122、靶臺(tái)106和濺 射耙118。然而，根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的改進(jìn)的磁場檢測器固定組件 400示于圖5B中，并且更具體地示于圖5C中。
0050圖5C說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的改進(jìn)磁場檢測器固定 組件的截面圖。圖5C詳述了磁場檢測器410，該磁場檢測器固定在墊圈 420中，墊圈420進(jìn)一步被固定在磁場檢測器固定組件400內(nèi)。固定緊固 件430，優(yōu)選是螺絲或其他具有可調(diào)性的合適的緊固件，可以被調(diào)節(jié)以與 墊圈420接觸，并保持墊圈420在磁場檢測器固定組件400內(nèi)。在各個(gè) 典型實(shí)施例中，固定緊固件430可優(yōu)選是塑料螺絲。如圖5C所示，磁場 檢測器410定位在墊圈420與磁場檢測器固定組件400內(nèi)，以便在磁場 檢測器410的一端(即與濺射靶鄰近的磁場檢測器410的這一端)與墊 圈420的一端(即與濺射靶鄰近的墊圈420的這一端)存在空隙440。空 隙440的優(yōu)點(diǎn)是如果磁場檢測器固定組件400或墊圈420接觸到濺射 靶(例如濺射靶118)，則將磁場檢測器410所遭受的可能損傷降低到最 小?？障?40可大于或等于0.001英寸，或者是任何其他合適的間隙，以 防止磁場檢測器410的損傷并且允許磁場檢測器410能夠檢測磁場。磁 場檢測器410可以是特斯拉計(jì)、高斯計(jì)或者任何其他合適的器件。替代 地，磁場檢測器410可以是磁場探測器與特斯拉計(jì)或高斯計(jì)的組合。
0051圖6A-6C說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的磁場檢測器固定 組件的截面圖。磁場檢測器固定組件500具有上部分510與下部分520。 例如上部分510可以具有3.00英寸的長度，而下部分520可以具有1.50 英寸的長度。上部分510具有外部圓筒530與內(nèi)部區(qū)域540。內(nèi)部區(qū)域 540可以容納磁場檢測器(例如，圖5C所示的磁場檢測器410)。
0052圖6B說明了上部分510的截面圖，其描繪了外部圓筒530與內(nèi)
部區(qū)域540。例如，內(nèi)部區(qū)域540可以具有0.19英寸的直徑，而外部圓 筒可以具有0.498英寸的直徑。
0053下部分520可以具有外部圓筒550與內(nèi)部區(qū)域560。內(nèi)部區(qū)域 560可以容納墊圈(例如，圖5C的墊圈420)以及磁場檢測器(圖5C所 示的磁場檢測器410)。例如，內(nèi)部區(qū)域560可以具有長度570，其可以 是1.30英寸。開口 580可能是從外部圓筒550的外表面到內(nèi)部區(qū)域560。 優(yōu)選地，開口 580可容許緊固件(例如，圖5C的緊固件430)被放置經(jīng) 過該開口以固定墊圈(例如，圖5C的墊圈420)。優(yōu)選地，開口 580可 能是被刻螺紋的(例如，10-32螺紋或任何其他合適的螺紋)以容納螺紋 狀的緊固件(例如，螺絲或其他合適的螺紋緊固器件)。外部圓筒530 及550優(yōu)選是0.750黃銅棒材制成的，盡管可以使用任何其他合適的非磁 性材料。在磁場檢測器固定組件500的元件(例如，元件510-580等等) 的制造加工中可以使用不同的容差水平。
0054圖7A-7B說明了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)典型實(shí)施例的磁場檢測器墊圈 組件的截面圖。轉(zhuǎn)到圖7A，墊圈600具有縱向開口 610，磁場檢測器可 以優(yōu)選放置在該開口中。例如，縱向開口 610可能具有如圖7A中C-尺 寸所示的0.060英寸的直徑，而墊圈600可能具有如D-尺寸所示的0.400 英寸的直徑。端蓋620優(yōu)選定位在墊圈600的一端。例如，端蓋620可 能具有圖7A所示E-尺寸的0.60英寸的直徑。墊圈600例如可以具有F-尺寸的1.00英寸的長度，而端蓋620可能具有圖7A中G-尺寸的0.15英 寸的長度。墊圈600與端蓋620優(yōu)選是由聚甲醛樹酯(Delrin )、聚四 氟乙烯(Teflon )、塑料、尼龍、非磁性材料或者任何其他合適的材料 制成。由聚甲醛樹酯、聚四氟乙烯、塑料、尼龍、非磁性材料或者任何 其他合適的材料制成的墊圈600或端蓋620的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)墊圈600或端蓋 620接觸到靶時(shí)濺射靶可以不被劃傷。而且，墊圈600可能經(jīng)歷來自緊固 件的一些機(jī)械變形，但其可以將可能過度擰緊的緊固件對磁場檢測器的 任何潛在損害降低到最小。例如，縱向開口 610可具有圖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結(jié)合附圖，下面所闡述的詳細(xì)描述是旨在描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，而無意于代表可能實(shí)行本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例。詳細(xì)描述包括具體 細(xì)節(jié)以便對本發(fā)明提供徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的 是，本發(fā)明在沒有這些具體細(xì)節(jié)時(shí)可以被實(shí)施。在一些例子中，公知的 結(jié)構(gòu)與元件可能以框圖形式進(jìn)行顯示，以避免使本發(fā)明的概念模糊不清。0056應(yīng)當(dāng)理解，所公開的過程步驟的具體次序或?qū)哟问堑湫头椒ǖ?一個(gè)例子?；谠O(shè)計(jì)偏好，應(yīng)當(dāng)理解，過程步驟的具體次序或?qū)哟慰赡?被重新安排而保持在當(dāng)前公開的范圍內(nèi)。所附的方法權(quán)利要求以樣本次 序呈現(xiàn)了各個(gè)步驟的元件，而不意味著受限于所呈現(xiàn)的具體次序或?qū)哟巍?br> 0057結(jié)合這里所公開的實(shí)施例所描述的各個(gè)說明性邏輯方塊、模塊、
電路、元件和/或部件，可以利用以下器件來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行，即通用處理器、
數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)或其他可編程邏輯部件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件部件 或者設(shè)計(jì)成執(zhí)行這里所述功能的任意組合。通用處理器可以是微處理器， 但替代地，處理器可以是任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或者狀 態(tài)機(jī)。處理器也可以作為計(jì)算部件的組合來實(shí)現(xiàn)，例如，DSP與微處理 器、多個(gè)微處理器、結(jié)合DSP核芯的一個(gè)或多個(gè)處理器、或任何其他這 種配置的組合。
0058結(jié)合這里所公開的實(shí)施例所描述的方法或算法，可以直接具體 化于硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或者兩者的組合中。軟件模塊可以 駐留在RAM存儲(chǔ)器、閃速存儲(chǔ)器(flash memory) 、 ROM存儲(chǔ)器、EPROM 存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、移動(dòng)磁盤、CD-ROM或者任 何其他形式的在本領(lǐng)域中公知的存儲(chǔ)媒介。存儲(chǔ)媒介可以連接到處理器 上，以便處理器可以從存儲(chǔ)媒介中讀取信息以及將信息寫到存儲(chǔ)媒介中。 替代地，存儲(chǔ)媒介可以是處理器的組成部分。
0059前面的描述被提供來使能本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)本文所描述 的各個(gè)實(shí)施例。對這些實(shí)施例的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是很顯然 的，且這里所限定的一般性原理可以應(yīng)用到其他實(shí)施例中。因此，權(quán)利 要求書無意于受限于本文所示的實(shí)施例，而是要符合與語言權(quán)利要書相 一致的整個(gè)范圍，其中對單數(shù)元件的標(biāo)記并不意指"一個(gè)和僅一個(gè)"， 除非這樣具體陳述了，而是意指"一個(gè)或多于一個(gè)"。在整個(gè)本公開中所述的各個(gè)實(shí)施例的元件的所有結(jié)構(gòu)與功能性等價(jià)物(這些等價(jià)物對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的或者以后會(huì)變成公知的)，以引用方式清楚地 被并入本文，并旨在被本權(quán)利要求書包含。而且，在這里所公開的內(nèi)容 都是受保護(hù)的，而不論其是否明確地陳述于權(quán)利要求書中。沒有權(quán)項(xiàng)限
定需要根據(jù)美國法典第35編第112條(35U.S.C. §112)第6款的規(guī)定 被解釋，除非這些限定是利用短語"用于…的裝置"清楚地陳述的，或 者在方法權(quán)利要求情況下，這些限定利用短語"用于…的步驟"清楚地 陳述的。
權(quán)利要求
1. 一種磁場檢測器固定組件裝置，其用于對靶進(jìn)行測量的穿過通量測量裝置，所述磁場檢測器固定組件裝置包括具有縱向開口的墊圈，其中所述墊圈的所述開口允許磁場檢測器被定位，且其中所述墊圈被定位在所述磁場檢測器固定組件內(nèi)；和至少一個(gè)緊固件，其中所述至少一個(gè)緊固件穿過所述磁場檢測器固定組件中的至少一個(gè)開口，且其中所述緊固件適于被調(diào)節(jié)以機(jī)械連接所述墊圈，以便將所述墊圈固定在所述磁場檢測器固定組件內(nèi)的預(yù)定位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述墊圈由非金屬材料組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述墊圈由聚甲醛樹酯、聚四氟 乙烯、塑料、尼龍或者非磁性材料組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件中的所 述至少一個(gè)開口被刻螺紋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述至少一個(gè)緊固件是至少一個(gè) 螺絲，該螺絲被擰到所述至少一個(gè)開口中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述磁場檢測器的一端 與所述墊圈的一端之間的氣隙。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件由黃銅 或非磁性材料組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件具有上 部分與下部分，且其中所述上部分的外部直徑小于或等于所述下部分的外 部直徑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件具有上 部分與下部分，所述上部分具有第一內(nèi)部直徑，而所述下部分具有第二內(nèi) 部直徑，且其中所述第一 內(nèi)部直徑小于或等于所述第二內(nèi)部直徑。
10. —種測定濺射靶的穿過通量的裝置，包括(a) 磁源，其產(chǎn)生穿過所述濺射靶的磁場；(b) 磁場檢測器固定組件，其具有帶縱向開口的墊圈，其中所述墊圈 的所述開口允許磁場檢測器被定位，且其中所述墊圈被定位在所述磁場檢測器固定組件內(nèi)；以及(c) 支架，其被配置以移動(dòng)所述濺射靶或所述磁場檢測器固定組件的 一個(gè)或兩者。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述支架是人工操作機(jī)械架。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述支架是自動(dòng)化穿過通量測量架。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述磁源是可旋轉(zhuǎn)的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述墊圈由非金屬材料組成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述墊圈由聚甲醛樹酯、聚四 氟乙烯、塑料、尼龍或者非磁性材料組成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件具有 至少一個(gè)緊固件，其中所述至少一個(gè)緊固件穿過所述磁場檢測器固定組件 的至少一個(gè)開口，且其中所述緊固件適于被調(diào)節(jié)以機(jī)械連接所述墊圈，以 便將所述墊圈固定在所述磁場檢測器固定組件內(nèi)的預(yù)定位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件中的 所述至少一個(gè)開口被刻螺紋。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述至少一個(gè)緊固件是至少一 個(gè)螺絲，該螺絲被擰到所述至少一個(gè)開口中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述磁場檢測器的一端與所述墊圈的一端之間的氣隙。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件由黃 銅或非磁性材料組成。
21. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件具有 上部分與下部分，且其中所述上部分的外部直徑小于或等于所述下部分的 外部直徑。
22. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述磁場檢測器固定組件具有 上部分與下部分，所述上部分具有第一內(nèi)部直徑，而所述下部分具有第二 內(nèi)部直徑，且其中所述第一內(nèi)部直徑小于或等于所述第二內(nèi)部直徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁場檢測器固定組件裝置，其用于對濺射靶進(jìn)行測量的人工操作或自動(dòng)化穿過通量(PTF)測量架。所述磁場檢測器固定組件裝置具有帶縱向開口的墊圈，而所述墊圈的所述開口允許磁場檢測器被定位。至少一個(gè)緊固件穿過所述磁場檢測器固定裝置的至少一個(gè)開口，而其中所述緊固件適于被調(diào)節(jié)以機(jī)械連接所述墊圈，以便將所述墊圈固定在所述磁場檢測器固定組件內(nèi)的預(yù)定位置。所述墊圈防止所述磁場檢測器由于過度擰緊緊固件而被損害，并且還防止劃傷待測試的濺射靶的表面。所述磁場檢測器固定組件可以用于人工操作的機(jī)械PTF架或自動(dòng)化PTF架。
文檔編號(hào)G01R33/02GK101206250SQ200710089498
公開日2008年6月25日 申請日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
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