用于阴极的翻滚保护器和用于补偿阴极的翻滚的方法与流程 专利技术说明

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本文描述的多个实施方式涉及可旋转溅射阴极，例如在溅射期间旋转的圆柱形溅射阴极。本文描述的多个实施方式进一步涉及一种用于补偿绕旋转轴线旋转的阴极的翻滚的翻滚保护器。特别地，本公开内容的多个实施方式涉及一种保护器定心元件，所述保护器定心元件被构造为与阴极间隔开安装。背景技术：2.已知用于将材料沉积在基板上的若干方法。例如，可通过物理气相沉积(pvd)工艺、化学气相沉积(cvd)工艺或等离子体增强化学气相沉积(pecvd)工艺等来涂覆基板。该工艺是在要涂覆的基板所定位的处理设备或处理腔室中执行的。沉积材料设置在设备中。多种材料还有它们的氧化物、氮化物或碳化物可用于在基板上的沉积。3.对于pvd工艺，沉积材料可以固相作为靶存在。通过用高能粒子轰击靶，靶材料(即要沉积的材料)的原子从靶被撞出。靶材料的原子沉积在要涂覆的基板上。在pvd工艺中，溅射材料(即，要沉积在基板上的材料)可以不同方式布置。例如，可使用可旋转靶，其中靶连接到旋转轴，例如旋转阴极。4.旋转轴或旋转阴极和/或靶可具有特定几何形状、尺寸和设计。特别地，阴极通常长，具有近似两米或更长的长度。通过使用阴极驱动单元驱动阴极的一端(例如，阴极的从动端)进一步旋转阴极。另一端(即，与阴极的从动端相对)可以是自由的，例如不由例如机械固定元件支撑、承载或稳固。这是因为任何接触(例如与阴极的自由端的机械接触)例如因作用在两者间的摩擦力可能污染材料溅射工艺(即，以交叉颗粒的形式)而造成磨蚀和/或磨损。颗粒可能负面地影响材料沉积工艺。将避免或至少减少与阴极的自由端的接触。5.然而，出现的另一个问题是由阴极的长度引起的。由于阴极的自由端在旋转期间不被支撑，因此阴极可能经受或可能遇到翻滚运动，例如远离旋转轴线倾斜。阴极的这种翻滚运动造成不均一、不均匀和/或不规则的沉积工艺，从而导致基板上的不同厚度。此外，这可能造成与阳极的接触，在阳极上产生颗粒，这可能负面地影响材料沉积工艺。因此，阴极的翻滚运动也可能负面地影响溅射工艺。6.因此，提供一种减少和/或抵消在旋转期间阴极的翻滚运动的设备和方法是有益的。技术实现要素：7.鉴于上文，提供了一种翻滚保护器、一种材料沉积设备以及一种用于补偿在绕旋转轴线的旋转期间阴极的翻滚或翻滚运动的方法。另外的方面、优点和特征结构从从属权利要求、说明书和附图中显而易见。8.根据一个实施方式，提供了一种用于补偿绕旋转轴线旋转的阴极的翻滚的翻滚保护器。所述翻滚保护器包括保护器定心元件，所述保护器定心元件被构造为与所述阴极间隔开安装。所述保护器定心元件可被安装以在所述保护器定心元件与所述阴极之间提供距离。9.根据一个实施方式，提供了一种用于补偿绕旋转轴线旋转的阴极的翻滚的方法。所述方法包括使所述阴极绕所述旋转轴线旋转。所述方法进一步包括至少在第一时间段期间用与所述阴极间隔开的保护器定心元件使所述阴极定心在所述旋转轴线处。10.根据一个实施方式，提供了一种沉积设备。所述沉积设备包括至少一个阴极，所述至少一个阴极具有：第一端，所述第一端是所述阴极的自由端；和第二端，所述第二端与所述第一端相对，所述第二端是所述阴极的从动端。所述沉积设备进一步包括：至少一个阴极驱动单元，所述至少一个阴极驱动单元用于使所述至少一个阴极绕旋转轴线旋转；和翻滚保护器，所述翻滚保护器用于补偿在绕旋转轴线旋转期间所述至少一个阴极的翻滚。附图说明11.为了可详细地理解本公开内容的上文陈述的特征结构，可参考多个实施方式来得到上文简要地概述的本公开内容的更特别的描述。附图涉及本公开内容的多个实施方式并在下文中进行描述：12.图1示出了根据本文描述的多个实施方式的具有至少一个阴极、阴极驱动单元和根据本文描述的多个实施方式的翻滚保护器的沉积设备的示意图；13.图2a示出了根据本公开内容的多个实施方式的包括在非倾斜位置中的翻滚保护器的可旋转阴极的一部分的示意图；14.图2b示出了根据本公开内容的多个实施方式的包括在倾斜位置中的翻滚保护器的可旋转阴极的一部分的示意图；15.图3示出了根据本公开内容的多个实施方式的包括另一个翻滚保护器的可旋转阴极的一部分的示意图；16.图4示出了根据本文描述的多个实施方式的方法的流程图；17.图5示出了根据本文描述的多个实施方式的方法的流程图。具体实施方式18.现在将详细地参考本公开内容的各种实施方式，各图中示出了这些实施方式的一个或多个示例。在以下对各图的描述内，相同的附图标记是指相同的部件。一般来讲，仅描述相对于个别实施方式的差异。每个示例以解释本公开内容的方式提供并且不意在作为本公开内容的限制。另外，被例示或描述为一个实施方式的部分的特征结构可在其他多个实施方式上或结合其他多个实施方式使用，以产生又另外的实施方式。说明书旨在包括此类修改和变化。19.附图是未按比例绘制的示意图。附图中的一些元件可具有为了突出本公开内容的方面的目的和/或为了清楚呈现的目的而夸大的尺寸。20.本文描述的多个实施方式涉及使用阴极和/或靶的材料沉积。例如，阴极和/或靶在阴极的一端处被驱动，以便引起绕旋转轴线的旋转移动(rotational movement)。与从动端相对的一端可以是自由的，例如不由机械固定元件支撑。由于阴极的长度，例如两米或更多或甚至三米或更多，阴极可能经受或可能遇到翻滚运动，例如远离旋转轴线倾斜(tilting)/摆动(swinging)/枢转(pivoting)。阴极的这种翻滚运动造成不均一、不均匀和/或不规则的沉积工艺，从而导致基板上的不同厚度。此外，这可能导致与阳极的接触，特别是在阳极上产生颗粒，这可能负面地影响材料沉积工艺。21.如上文所提及，接触(例如，与阴极的自由端的机械接触)导致摩擦(friction)、磨损(wear)和/或磨蚀(abrasion)，从而造成不需要的颗粒污染材料沉积工艺。此外，由阴极的旋转速度和阴极的长度两者的组合导致的翻滚可能造成材料沉积工艺不均匀、不均匀和/或不规则。这可能造成沉积的材料的厚度不同。22.因此，提供针对这种翻滚的保护的系统、设备和方法、特别是用于补偿绕旋转轴线旋转的阴极的翻滚的翻滚保护是有益的。此外，以非接触方式提供翻滚保护是有益的，例如以避免不必要的摩擦、磨损和/或磨蚀污染溅射工艺。附加地或替代地，当辊导向件或滑动导向件提供翻滚保护时，翻滚保护器可以封装方式提供，例如通过迷宫式密封。23.根据本文描述的多个实施方式的沉积设备100可被构造用于真空沉积并在图1中示例性地示出。沉积设备100可包括处理腔室，例如真空腔室116或外壳，特别是被构造为在腔室内具有真空的腔室。腔室可以是真空腔室。如本文所描述的至少一个阴极104或阴极的至少一局部(part)或部分(portion)可布置在处理腔室中，例如真空腔室116。24.图1示出了根据本文描述的多个实施方式的沉积设备100的截面。沉积设备100的截面示出在平行于阴极104的旋转轴线101的方向上。25.根据本文描述的多个实施方式的沉积设备100可以是溅射沉积设备。提供至少一个阴极104。至少一个阴极104可被构造为接收靶。阴极104也可称为阴极组件以说明靶。26.在整个本公开内容中，当提及“阴极”时，应当理解，还提及阴极组件，即包括靶的阴极组件。因此，术语“阴极”和“包括靶的阴极组件”可互换使用。阴极和/或靶可绕旋转轴线101旋转。阴极104可具有弯曲的、例如实质上圆柱形的表面。阴极组件可包括可布置在阴极内的磁体组件(未示出)。27.根据一些实施方式，阴极可以是悬臂式阴极。阴极可具有自由或无支撑端(例如，第一端)和从动端(例如，第二端)。阴极驱动单元103可被构造用于向阴极104供电并用于阴极104绕旋转轴线101的旋转。如果使用多于一个阴极，则可使用相应数量的阴极驱动单元103来独立地驱动每个阴极104。阴极驱动单元可包括或可连接到用于向阴极104供应电力的电源。附加地或替代地，阴极驱动单元103可被构造用于向阴极和/或向冷却剂接收外壳供应水或冷却剂。阴极驱动单元103可包括或可连接到用于向阴极供应水或冷却剂的水或冷却剂供应装置。如上所述，阴极驱动单元103被构造用于绕旋转轴线101驱动或旋转阴极和/或在阴极104的第二端106处的靶。如本文所描述的阴极驱动单元103可称为与阴极104的从动端106接合的端块或阴极驱动块。28.如图1中的箭头11所指示，来自靶的材料被朝向基板溅射。基板可由载体120支撑。载体120可通过运输系统140移入和移出真空腔室130。例如，运输系统140可以是辊座运输系统，其中载体由真空腔室116中的辊支撑。如图1所示，运输系统140可以是磁悬浮系统，该磁悬浮系统具有例如悬浮单元118和驱动单元119以用于移动载体120通过真空腔室。如图1所示，运输系统140可布置在载体上方并且驱动单元可布置在载体下方。然而，取决于磁悬浮系统和该系统中的另外的布置，悬浮单元118可在载体上方、下方或一侧处。附加地或替代地，驱动单元119可在载体的上方、下方或一侧处。29.图1的沉积设备100被描述为用于在竖直地取向的基板上的沉积的沉积设备。术语“竖直地取向(vertically oriented)”可包括以与完全竖直的小偏差布置的基板，例如，基板与完全竖直方向之间可能存在高达10°或甚至15°的角度。根据本文描述的多个实施方式的沉积设备可被构造用于在大面积基板上沉积。根据可与本文描述的其他多个实施方式结合的一些实施方式，沉积设备可被构造用于处理竖直地取向的基板。替代地，沉积设备可被构造为处理水平地取向的基板。30.如本文所使用的术语“基板”应当特别地包括实质上非柔性基板，例如晶片、透明晶体(诸如蓝宝石或类似物质)的切片或玻璃板。特别地，基板可以是玻璃基板和/或透明基板。本公开内容不限于此，并且术语“基板”还可涵盖柔性基板(诸如卷材或箔)。术语“实质上非柔性(substantially inflexible)”应当被理解为区分于“柔性(flexible)”。具体地，实质上非柔性的基板可具有一定程度的柔性，例如具有0.5mm或更低的厚度的玻璃板，其中与柔性基板相比，实质上非柔性的基板的柔性小。31.在图1的示例中，沉积设备100示出了一个阴极104。然而，根据本文描述的多个实施方式的沉积设备可包括一个或多个阴极104，特别是多个阴极，多个阴极适用于在诸如溅射沉积工艺的涂覆工艺中用作阴极。如在图1中可见，阴极104以悬臂布置提供，即竖直地延伸，在一端(例如，是阴极104的从动端106)处被支撑，而与该端相反的一端(即，是阴极104的自由端102)未被支撑。在使用多个阴极的情况下，则每个阴极可被布置成悬臂布置。32.根据本文描述的多个实施方式的材料沉积设备还可包括一个或多个阳极108。一个或多个阳极108可布置在一个或多个阴极旁边，特别是相对于旋转轴线101平行于阴极。例如，一个或多个阴极104可与多个阳极108一起布置，使得一个阴极104布置在两个阳极108间，例如与两个阳极相邻。图1示出的阳极108被示出为出于说明目的在阴极“之前”或在空间上在阴极前面。然而，另一个阳极108可在空间上布置在阴极104(未示出)之后。如上所述布置在两个阳极108之间的阴极104在图2a和图2b的多个实施方式中更详细地示出。33.用于大面积基板的沉积设备可包括多个阴极104和多个阳极108。例如，可提供四个或更多个诸如六个或更多个或甚至10个或更多个阴极和/或阳极。34.图1的材料沉积设备100包括阴极驱动单元103。阴极驱动单元103被构造为在阴极104的第二端处绕旋转轴线101旋转阴极104。第二端106可称为阴极104的从动端106。35.材料沉积设备还可进一步包括用于限制或约束材料溅射区域的屏蔽件112、114。材料溅射区域可分别被认为是第一屏蔽件112和第二屏蔽件114或第一屏蔽部分与第二屏蔽部分之间的空间区域。例如，屏蔽件将防止材料11从靶朝向基板溅射而污染腔室部件，例如运输系统140的悬浮单元118和驱动单元119。屏蔽和材料溅射区域的尺寸可取决于材料沉积设备的类型以及所使用的阴极的数量。36.图1示出的材料沉积设备100可进一步包括被构造为与阴极104间隔开安装的翻滚保护器110。如图所示，翻滚保护器110被安装成使得在翻滚保护器110和阴极104之间提供间距、间隙或距离。如图所示，可在阴极的纵向方向(例如旋转轴线101)上提供间距。在这种情况下，翻滚保护器110可被视为在空间上布置在阴极104“上方”或“前面”。如下文进一步讨论的，也可在阴极的径向方向上提供间距(例如，实质上垂直于旋转轴线101)。间距也可以径向方向和纵向方向的组合提供。37.如本文所使用的术语“在……上方(above)”或“在……前面(in front of)”可被理解为翻滚保护器110被布置成在旋转轴线101的方向上与阴极104间隔开。例如，图1示出的材料沉积设备100的阴极104被描述为材料沉积设备100，其中阴极104布置成平行于材料沉积设备100的截面。然而，对于具有实质上垂直于材料沉积设备100的截面布置的阴极104的材料沉积设备100，词语在阴极104“上方”或“前面”可由在空间上在阴极104“旁边(next to)”或“附近(adjacent)”代替。无论使用竖直地还是水平地布置的阴极104，翻滚保护器110都应当被布置为使得在阴极104与翻滚保护器110之间提供距离、间隙或间距，即在阴极的纵向和/或阴极的径向方向上，例如使得阴极和翻滚保护器110不接触或不碰触彼此。38.图2a示出了根据一些实施方式的图1示出的阴极104的自由端102的放大部分以及示例翻滚保护器210。在图2a中，仅示出了图1的阴极104的一部分。翻滚保护器210被布置成与阴极104的自由端102间隔开。如图2a所示，提供间隙、间距或距离a。在该非限制性示例中，间距或距离a设置在阴极的纵向方向上。在图2a中，翻滚保护器210可被视为布置在阴极“上方”。39.翻滚保护器210包括保护器定心元件214。在整个本公开内容中使用的术语“保护器定心元件”可被理解为能够提供阴极104在旋转轴线101处定心的任何设备、元件、单元或装置。还可在阴极104的旋转期间提供定心。40.在整个本公开内容中使用的关于阴极104的术语“定心(centering)”或“定心(centered)”可被理解为维持阴极104紧邻阴极的旋转轴线并特别是在旋转期间维持。例如，阴极104定心在旋转轴线处可包括阴极在从旋转轴线小(例如，空间和/或角度)偏差内的旋转。例如，与阴极的旋转轴线101的可允许偏差可以是例如高达0.05°或0.1°的角度偏差。例如，在3000mm的阴极长度处，在阴极顶部的径向偏差将是与旋转轴线101的3000mm*0.05°＝2.6mm径向偏差。这种偏差可称为阴极104的翻滚、翻滚运动、摆动运动(wobbling motion)或至少相对于旋转轴线101非对称(例如，椭圆形)的旋转。例如，“定心”在旋转轴线处的阴极104应当被理解为没有发生翻滚运动(即，保持在旋转轴线处)的阴极或至少是阴极104的翻滚运动在与旋转轴线101的可允许(例如，空间和/或角度)范围/偏差内的阴极104。41.如图2a的示例所示，翻滚保护器210还包括阴极定心元件204。阴极定心元件204被构造为安装在阴极104的第一端102处，阴极104的第一端102是阴极的自由端102。第一端102与图1示出的阴极104的第二端106相对。第二端106是阴极104的从动端。42.在整个本公开内容中使用的术语“阴极定心元件”可被理解为能够提供在旋转期间阴极104在旋转轴线101处定心的任何设备、元件、单元或装置。43.例如，阴极定心元件204可被构造为在阴极104旋转期间与保护器定心元件214相互作用、协作和/或接合，以便抵消、减少和/或削弱阴极的翻滚运动，使得阴极的旋转定心在旋转轴线101处和/或维持在该旋转轴线101处。如在图2a的示例中可见，保护器定心元件214和阴极定心元件204布置成彼此间隔开，例如隔开距离a。在该非限制性示例中，保护器定心元件214在阴极的纵向方向上与阴极定心元件204间隔开。保护器定心元件214也可布置成在阴极的径向方向上(例如，实质上垂直于旋转轴线)或以纵向方向和径向方向的组合与阴极定心元件204间隔开，如上所述。44.保护器定心元件和阴极定心元件之间的相互作用可包括能够在旋转期间使阴极104定心的任何相互作用。例如，相互作用可通过诸如磁力和/或机械力的力来提供。如下文进一步描述的，可持久地或临时地施加力。45.如图2a的示例所示，阴极定心元件204可包括具有磁极206a、206b的第一磁体组件206。第一磁体组件提供第一磁场b1。保护器定心元件214可包括具有磁极216a、216b的第二磁体组件216。第二磁体组件提供第二磁场b2。46.如图2a的示例所示，包括第一磁体组件206的阴极定心元件204与包括第二磁体组件216的保护器定心元件214间隔开以在两者间提供距离a。在磁性组件之间的距离a通常取决于所用磁体的数量以及所提供的磁场强度。如可看出，距离a设置在旋转轴线101的方向上，例如在阴极的纵向方向上，使得保护器定心元件214直接地布置在阴极定心元件104“上方”，例如使得它们共享相同的旋转轴线101。距离a也可设置在实质上垂直于旋转轴线101的方向上，例如在阴极104的径向方向上，使得保护器定心元件包围(enclose)、环绕(surround)、包住(encircle)和/或环抱(embrace)阴极定心元件204，例如径向地。在这种情况下，保护器定心元件214可形成为具有实质上“u”形的截面或轮廓以径向地包围、环绕、包住和/或环抱阴极定心元件204以提供间距a。例如，“u”形保护器定心元件214可包括例如设置在“u”形保护器定心元件214相对侧上的两个磁体，使得阴极定心元件204位于例如保护器定心元件214的两个磁体之间。例如，“u形”保护器定心元件的磁体可径向地环绕阴极定心元件，例如同心地。替代地，保护器定心元件的磁体可以是环形的，例如径向地环绕阴极定心元件，例如同心地。第一间距a1可设置在保护器定心元件的第一磁体与阴极定心元件之间，例如在阴极的径向方向上，并且可在保护器定心元件的第二磁体与阴极定心元件之间提供第二间距a2(例如，与第一间距a1相反)，例如在阴极的径向方向上。47.例如，在第一磁体组件与第二磁体组件之间的距离a可小于20mm，优选地小于10mm，并且由第一磁体组件206提供的磁场b1可至少0.2t，并且/或者由第二磁体组件216提供的磁场b2可以是至少0.2t以提供阴极104在旋转轴线101处的充分定心和/或减少阴极104的翻滚运动。48.图2a还示出了翻滚保护器210的示例性安装以提供间隙、间距和/或距离a。特别地，保护器定心元件214可安装、附接或附连在两个示例性阳极108之间以提供在阴极104的自由端102上方(例如，在阴极104的纵向方向上)的距离a。应当理解，保护器定心元件214的这种安装仅是示例。特别地，可选择不同的安装件，只要它们能够至少提供保护器定心元件214和阴极定心元件204之间的间隙、间距和/或距离a。如上所述，还可提供安装使得间隙、间距和/或距离a设置在阴极的径向方向或纵向方向和径向方向的组合上。如图2a可见，阴极定心元件204可安装在阴极104的自由端102处。定心元件204与阴极104一起旋转，例如以例如2rpm(每分钟转数)或更高和/或30rpm或更低、特别是5rpm(每分钟转数)或更高和/或20rpm或更低的相同转速。49.保护器定心元件214与阴极定心元件204之间的距离a允许保护器元件保持静止，例如，在阴极104和/或阴极定心元件204旋转时不旋转和/或不移动。50.第一磁场b1与第二磁场b2之间的相互作用可经由吸引力使阴极104定心在旋转轴线101处。由于保护器定心元件214与阴极定心元件204间隔开距离a，避免了在这些元件之间的(例如机械摩擦)接触，这避免了摩擦、磨蚀和/或磨损。由于力是磁性施加的，即非接触的，因此未提供可能造成磨蚀或磨损的进一步(机械)接触，因此避免了负面地影响沉积工艺。可持久地、恒定地和/或连续地提供磁力，例如在阴极104的旋转期间。也可可控制地或可调节地提供磁力，例如通过使用电磁体或电永磁体来设置、调整和/或选择特定或预定义磁场值。应当理解，这适用于能够提供磁场的所有元件。每个磁体和/或磁性组件的磁场b可被适配、遵守、调整、设置、更新和/或以其他方式定制。例如，在热量导致目标膨胀的情况下，使用可调整磁体可能很有用，例如在空间方向上，这造成间隙、间距和/或距离a变得更小或更短。在这种情况下，可重新调整、变更或修改磁场以说明例如长度的变化。磁力导致阴极104的旋转移动更稳定。翻滚运动被抵消、减少、最小化、避免或至少减弱。51.图2a所示的翻滚保护器210可进一步包括至少一个屏蔽件220。至少一个屏蔽件可具有例如环绕/包围保护器定心元件214中的一个或多个和阴极定心元件204的至少一部分的弯曲的(例如，实质上圆柱形的)截面或表面。至少一个屏蔽件允许减少翻滚保护器上的材料沉积。附加地或替代地，屏蔽件可被构造为屏蔽翻滚保护器的磁场，例如磁场b1和b2。因此，可减少或避免翻滚保护器的磁场对溅射工艺(例如，磁控溅射工艺)的影响。52.图2a示出了在阴极上方的距离a处在非倾斜位置的翻滚保护器210。特别地，根据本文描述的多个实施方式的保护器定心元件214被构造为相对于旋转轴线101、阴极104和/或阴极定心元件204可移除地或可倾斜地安装。保护器定心元件214相对于阴极104和/或阴极定心元件204的可移除或可倾斜安装允许或能够单独地和/或彼此独立地更换阴极104、阴极定心元件204和/或保护器定心元件214。这也允许提供进一步空间/区域用于维护，例如，在材料利用后更换阴极或靶。53.在整个本公开内容中使用的术语“可移动地”、“可移动的”、“可倾斜的”或“倾斜的”可被理解为至少保护器定心元件214在空间上远离旋转轴线101、阴极104和/或阴极定心元件204，例如使得保护器定心元件214在空间上移出或远离旋转轴线101。倾斜可包括保护器定心元件214在垂直于旋转轴线的方向上(例如，在阴极104的径向方向、平行于旋转轴线的方向上)的移动，例如空间移位，和/或它们的组合。特别地，至少保护器定心元件214远离旋转轴线101的任何移动可被视为“可倾斜”安装或“可移动安装”。54.图2b的示例示出了在倾斜位置的图2a的翻滚保护器210。特别地，保护器定心元件214被示出为在方向d上倾斜、侧斜(tipped)、偏斜(inclined)或移动离开旋转轴线101，例如顺时针地。保护器定心元件214的这种倾斜移动提供了通向阴极104、阴极定心元件204、磁体组件206以及至少一个屏蔽件220、第二磁体组件216和保护器定心元件214的通路以进行维护。这使得能够提供通路(access)用于以单独地和/或彼此独立地替换这些元件中的一个或多个。55.图3示出了图1的阴极104的自由端102的放大部分，以及根据一些实施方式的示例翻滚保护器310。翻滚保护器被布置成与阴极104的自由端102间隔开间隙、间隔或距离a。翻滚保护器310包括保护器定心元件214。56.如图3的示例所示，翻滚保护器210进一步包括阴极定心元件204。阴极定心元件204被构造为安装在阴极104的第一端102处，阴极104的第一端102是阴极的自由端。第一端102与阴极104的第二端106相对，如图1所示。57.如图3的示例所示，阴极定心元件204和保护器定心元件214限定(define)销和衬套组合。销205可具有第一直径d1，并且衬套可包括开口215，开口215具有第二直径d2。销和衬套组合如图3所示，即，销205位于或安装到阴极定心元件204，而衬套和/或衬套的开口215被描绘为位于或安装到保护器定心元件214。然而，销和衬套的位置也可互换，即，保护器定心元件214可包括销并且阴极定心元件204可包括衬套。58.销205的第一直径d1可小于衬套的开口215的第二直径d2以使得衬套能够至少部分地接收和/或至少环绕或包围销，例如同心地。如在图3的示例中可见，衬套在空间上安装在销上方以提供间隙、间距或距离a。安装可被视为非接触的。衬套的开口215至少部分地环绕或包围销205，例如同心地，其中提供另一个间隙、间距或距离b。该距离b被称为回转间隙，同心地设置在销和衬套组合之间，特别是在销205和衬套的开口215之间。如在图3的示例中可看出的，回转间隙的间隙、间距或距离b实质上垂直于保护器定心元件214和阴极定心元件204之间的距离或间隔a。特别地，距离b可设置在距阴极104的径向方向上。59.在整个本公开内容中使用的术语“回转间隙”可被理解为销和衬套的开口之间的间隙、距离、间距或余隙(clearance)b，使得销和衬套彼此间隔开，例如，不接触或不碰触彼此。60.在图3中，回转间隙是同心地设置的，因为销和衬套的开口都可能具有弯曲的，例如实质上圆柱形的截面或表面。然而，其他形式、尺寸和/或截面也是可能的。例如，衬套的开口215不需要具有圆柱形截面，例如衬套的开口215的内壁217可以是不连续的。相反，衬套的开口215的内壁217可以是中断的，例如，内壁217中可能有一个或多个间隙。间隙的数量以及它们的长度或尺寸取决于要使用的开口215。衬套的内壁217中的间隙也可用于布置或定位与阴极间隔开的翻滚保护器，例如通过从阴极在径向方向上移动、枢转或倾斜保护器元件。61.当阴极104绕旋转轴线101旋转时，回转间隙的距离b允许衬套和销组合保持非接触。也就是说，销和衬套彼此不接触，即销和衬套避免机械接触。当阴极104发生翻滚或翻滚运动时，回转间隙b提供的间距或距离b随着阴极104或销205接近衬套而减小。在机械接触(例如碰触)时，衬套将与销相互作用或接合，以便使阴极定心在旋转轴线101处，即，当阴极104的翻滚运动超过由回转间隙限定的距离b时。当超过距离b时，即当销接触衬套时，提供了抵消阴极104的翻滚运动的机械力。翻滚运动不仅被界定(delimited)，而且被减少。特别地，防止或限制阴极104进一步移动远离旋转轴线101。因此，回转间隙的距离b定义了距离，例如最大距离，在该距离内允许阴极104发生翻滚运动并且在该距离内维持销与衬套之间的非接触相互作用。一旦超过距离b，就开始机械相互作用，其中阴极104定心在旋转轴线101处，并且其中阴极104的翻滚运动被减少、抵消、最小化、避免和/或减弱。62.由回转间隙限定的距离b优选地小于9mm，优选地小于5mm或甚至可小于3mm。销和衬套组合的销和衬套之间的间隔或距离a优选地小于20mm，优选地小于10mm。然而，可选择距离a和b的其他值，例如取决于销和衬套组合的截面、尺寸、形式和/或形状，或取决于阴极的长度。也可根据例如使用的可调整或可控制磁场值b来选择距离a和b，反之亦然。特别地，销和衬套或销和衬套的开口可不一定具有弯曲的(例如实质上圆柱形的)截面或表面。相反，当超过回转间隙b的距离时实现施加机械力抵消和/或减少阴极104翻滚的效果的其他形状和形式就足够了。63.如在图3的示例中可见，翻滚保护器还可包括一个或多个轴承330、332以支撑衬套。一个或多个轴承可用于使衬套能够根据阴极104的旋转而旋转，具体地以与阴极定心元件204相同的(旋转)速度绕旋转轴线101旋转。64.在接触时，即当回转间隙的距离b最小化并且销与衬套结合、例如触碰时，由于以与阴极104相同的速度旋转的事实，可减少接触衬套、进一步磨损或磨蚀。机械接触抵消阴极104的翻滚运动，其中阴极104被迫维持定心在旋转轴线101处。机械接触，例如当衬套触碰阴极时，可削弱导致阴极104再次移回旋转轴线101的翻滚运动。回转间隙的距离b将再次增加或扩大，这将恢复销和衬套之间的非接触相互作用。因此，销中的衬套之间的机械接触仅建立很短的时间段，例如仅暂时地或只在必要时，以便抵消阴极104的翻滚。这允许通过仅在超过由回转间隙b限定的最大距离b时施加力来防止磨蚀和/或磨损。65.如在图3的示例中可进一步看到的，翻滚保护器310安装在沉积设备100的外壳或真空腔室116处。安装结构340使得保护器定心元件214能够枢转离开旋转轴线101，例如在与旋转轴线101垂直的方向上或在阴极104的径向方向上。这使得保护器定心元件能够可滑动地、可移动地或可推挤地(shoveably)安装在外壳处，例如安装在真空腔室116处。例如，翻滚保护器可安装在图1示出的屏蔽件112处。因此，保护器元件可在垂直于旋转轴线101的方向上(例如，在阴极104的径向方向上)被推动、放置或插入，在阴极定心元件和/或阴极104正上方，即与阴极定心元件和/或阴极104间隔开。如上文所提及，这种固定使得保护器定心元件能够从阴极定心元件和/或阴极移开，以允许阴极、阴极定心元件和/或保护器定心元件被单独地和/或彼此独立地更换。安装结构340也可以是可枢转的。66.根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的多个实施方式，提供了一种用于补偿绕旋转轴线101旋转的阴极的翻滚的方法400。67.在操作402处，阴极绕旋转轴线101旋转。在操作404处，至少在第一时间段期间，用与阴极104间隔开的保护器定心元件214将阴极定心在旋转轴线101处。在操作406处，在保护器定心元件与安装在阴极的自由端的阴极定心元件之间施加非接触力以使阴极定心。在阴极104的旋转期间可持久地、连续地和/或恒定地施加力。68.在操作406处，阴极104在阴极的旋转期间通过非接触力被固定、定心或稳定在旋转轴线处以抵消和/或减少阴极的翻滚运动，其中力被磁性地施加。69.根据可与本文描述的任何其他实施方式结合的多个实施方式，提供了一种用于补偿绕旋转轴线101旋转的阴极的翻滚的方法500。70.在操作502处，阴极绕旋转轴线101旋转。在操作504处，至少在第一时间段期间，用与阴极104间隔开的保护器定心元件214将阴极定心在旋转轴线101处。在操作506处，施加在保护器定心元件与安装在阴极的自由端的阴极定心元件之间的接触力以使阴极定心。可至少在保护器定心元件与阴极定心元件接合/相互作用的第二时间段期间施加力。71.在操作508处，在阴极旋转期间通过在第二时间段期间施加的接触力将阴极固定(fix)、定心或稳定(stabilize)在旋转轴线处以抵消和/或减少阴极的翻滚运动，其中该力被机械地施加。72.虽然前述内容针对的是本公开内容的多个实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设想本公开内容的多个其他和进一步实施方式，并且本公开内容的范围由所附权利要求书的范围确定。









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