CN105026609B - 溅射装置 - Google Patents

Abstract

一种用于旋转靶材阴极的磁控管组件包括刚性支撑结构；磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到所述刚性支撑结构；和至少一个致动机构，所述至少一个致动机构耦接到所述刚性支撑结构并被配置以改变所述磁棒结构与可旋转靶筒的表面的距离。所述磁控管组件也包括位置指示机构，所述位置指示机构可操作以测量所述磁棒结构相对于所述可旋转靶筒的所述表面的位置。通信设备被配置以从所述磁控管组件的外部接收命令信号并将信息信号传输到所述磁控管组件的外部。

Description

溅射装置

相关申请的交叉参考

本申请请求2013年3月1日提交的美国临时专利申请序列号61/771,460的权益，所述临时专利申请以引用的方式并入本文。

发明背景

旋转靶材的磁控管溅射是众所周知的并被广泛地用于在各种基板上产生各种薄膜。在旋转靶材磁控管溅射的最基本的形式中，要被溅射的材料被形成为管的形状或被粘附到由刚性材料制成的支撑管的外表面。磁控管组件被设置在管中并供应磁通量，所述磁通量渗透靶材，使得在靶材的外表面上有足够的磁通量。磁控管组件产生的磁场被设计，使得其保留从靶材发射的电子，以增加其将与工作气体电离碰撞的概率，从而提高溅射过程的效率。

补偿靶材侵蚀效应正变得越来越重要，因为其有益于在更敏感的工艺条件下增大靶材厚度并操作溅射过程。对于较厚靶材的需求在很大程度上是受陶瓷靶材的制造成本驱动，但其也有利于在溅射镀敷器内具有更大库存的可用材料，以进行更长的涂覆活动。在更敏感的工艺条件下运行过程的需要受期望获得较高沉积速率、在反应模式溅射和/或精确地控制薄膜的化学性质驱动。

某些材料（特别是陶瓷透明导电氧化物（TCO）材料）的靶材的制造成本比起原料的成本相对高昂。为了改善这些靶材的经济性，期望增加靶材材料的厚度。这样，靶材将具有显著更多可用材料，同时仅向靶材的总成本增加了最小的成本，因为制造成本并未显著变化。唯一显著成本增加是由于使用的额外原料。此外，较厚的靶材具有允许在靶材变化之间进行较长生产活动的额外益处。

然而，过多地增大靶材厚度可导致使用标准磁控管组件时靶材表面上的磁通量不足。具有较高磁通量的磁控管设计最近已被引入，以提供较厚靶材所需的较高磁通量。

在反应磁控管溅射的情况下，金属靶材是在含有反应性气体（例如氧气或氮气）的气氛中被溅射。溅射材料与反应性气体反应，以形成包括靶材材料和反应性气体的化合物的薄膜。反应性气体也与靶材表面反应，从而在靶材表面上形成反应的化合物。表面化合物大大降低烧蚀率。为了提高溅射效率，可仔细控制反应性气体的量，以最小化靶材表面反应，同时仍然实现所需的薄膜化学性质。在一些情况下，需要控制所述过程，使得薄膜的化学性质是亚化学计量。

对工艺气体的这种精细控制使得过程对小扰动敏感。该行业在电力输送和工艺气体控制方面有相当大的技术进步，其最小化了许多工艺扰动。然而，几乎没有采取什么措施来最小化等离子体的磁约束的变化。随着靶材侵蚀，工作表面更接近磁组件且磁场变得更强。这改变了等离子体的约束，从而改变了溅射过程的动力学。这呈现出维持过程的长期稳定性的挑战。

用于旋转阴极的典型磁控管组件包括附接到例如钢的导磁材料的磁轭的三行基本平行的磁铁，所述导磁材料帮助完成磁路。磁铁的磁化方向相对于溅射靶材的主轴为径向。中心行磁铁具有与两个外行磁铁相反的极性。

内行磁铁和外行磁铁的磁通量通过在磁铁一侧上的导磁轭相连。在与磁轭相对的磁体的另一侧上，磁通量不包含在导磁材料中。因此，磁通量基本上无阻碍地渗透通过基本上非磁性的靶材。因此，两个弧形磁场被提供在靶材的工作表面上且接近所述工作表面。这些磁场保留电子并使电子在垂直于磁场线的方向上漂移，所述磁场线平行于磁铁的行。这就是所谓的ExB漂移。在普通的结构中，这个漂移路径也平行于靶材的主轴。

另外，外行磁铁略比内行磁铁长，且与外行相同极性的另外的磁铁被放置在组件的末端在两个外行之间，从而创建漂移路径的所谓的“转回”区域。这具有连接两个漂移路径的效果，因此形成一个连续的卵形“跑道”漂移路径。这优化了电子的保留，因此，优化了溅射过程的效率。

随着靶材侵蚀，工作表面更接近磁铁组件，且工作表面上磁场的强度以非线性方式增强。对于精确控制的过程，非常期望当靶材侵蚀时修改磁场，以便最小化过程的可变性，从而使得该过程在靶材寿命的过程中更容易控制。

当靶材侵蚀时改变磁场的需要是众所周知的，且这种需要对于平面溅射阴极的情况已得以实现。然而，对用于旋转阴极的可调节磁控管的需要仍未得到满足，因为阴极的几何形状和机械结构使任务特别具有挑战性。

发明概要

一种用于旋转靶材阴极的磁控管组件包括：刚性支撑结构；磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到刚性支撑结构；和至少一个致动机构，所述至少一个致动机构耦接到刚性支撑结构并被配置以改变磁棒结构与可旋转靶筒的表面的距离。所述磁控管组件也包括位置指示机构，所述位置指示机构可操作以测量磁棒结构相对于可旋转靶筒的表面的位置。通信设备被配置以从磁控管组件的外部接收命令信号并将信息信号传输到磁控管组件的外部。

附图简述

图1是根据一个实施方案的用于可旋转靶材阴极的磁控管组件的透视图；

图2是图1的磁控管组件的端视图；

图3是图1的磁控管组件的侧视图；

图4是沿图2的线4-4截取的磁控管组件的横截面侧视图；

图5是沿图4的线5-5截取的磁控管组件的放大截面图；

图6是沿图3的线6-6截取的磁控管组件的横截面端视图；

图7是根据另一实施方案的可旋转靶材阴极中磁控管组件的横截面侧视图；

图8是沿图7的线8-8截取的磁控管组件的放大截面图；

图9是根据一个实施方案的溅射装置的局部横截面侧视图；和

图10是根据另一实施方案的溅射装置的示意图。

具体实施方式

提供一种用于旋转阴极磁控管溅射的装置和技术，其解决当靶材侵蚀时溅射表面上磁场强度的变化，所述磁场强度的变化导致工艺条件的变化。通过磁补偿靶材侵蚀效应，本方法提高了工艺稳定性。

在一些实施方案中，磁控管组件的位置的调整可通过推压弹簧加载机械结构的气动或液压压力进行。弹簧可推动磁控管组件朝向靶材工作表面的最接近距离或朝向靶材工作表面的最远距离，而气动或液压压力沿相反方向推压弹簧。所施加的压力将确定组件的位置。在这样的实施方案中，承压线可被设置在中央水管道中，磁控管组件通常被安装在中央水管道上。这个位置是有益的，因为水管保持静态。因此，在运动部件上不需要密封且可靠性得到了优化。

在一个实施方案中，通过设置在靶材组件中的增压气瓶将能量提供到气动致动器。高压气瓶可例如为市售的二氧化碳（CO₂）盒。

在其它实施方案中，进行调整的运动可通过也可被设置在水管内的缆线来提供。在一个实例中，缆线可以是旋转式，例如在汽车的速度表中。在另一实例中，缆线可以是推/拉式，例如在自行车手制动缆线中。

取决于所使用阴极的具体设计，本方法的一些实施方案可直接通过沿靶材组件的轴线设置在水管内的旋转或线性轴的方式来提供运动。轴通过空气-水密封（例如可旋转密封）从空气传递到水。在线性运动的情况下，运动可通过波纹管传递，所述波纹管提供了完全的空气-水分离并通过压缩或扩张波纹管来传送运动。

在一些阴极设计中，靶材组件的一端被附接到所有功能都通过的末端块，且靶材的另一端被盖住。这种类型的阴极被称为单端阴极。带盖的端可被轴承支撑或可不被轴承支撑。在这种类型的阴极设计中，上面提到的波纹管可为端盖设计的一部分。

另一种提供机械馈通的方法是磁性的。靶材结构内的磁组件可磁性耦合到靶材外部的组件。外部组件的运动将通过磁钢棒平移穿过固体壁。这样的布置可以很容易地被实现为单端阴极设计的端盖的一部分。

在其它实施方案中，调节可通过利用靶材相对于静态磁控管/水-管组件的旋转运动来驱动。这可以通过提供例如齿轮的机械结构来进行，以利用靶材的旋转运动来驱动用以进行调整的致动器。在另一实施方案中，例如当水流过中央挡水条时，调整可通过控制流过阴极的水来驱动，如借由涡轮或水轮机构。在如靶材旋转或水流驱动的实施方案的情况下，需要提供用于从镀敷器外部接合和脱离机构的结构，例如开关机构，其可使用先前讨论的机械馈通方法中的任何方法。

在进一步的实施方案中，调整可通过内部马达进行，所述马达例如靶材组件内包含的伺服马达或步进马达，其可为潜水式或被包含在水密外壳内。这些马达可直接施加扭矩到调整螺钉，或者可能存在中间结构。中间结构可为例如改变运动方向的蜗轮齿轮、锥齿轮，或齿条和小齿轮。所述结构也可充当齿轮减速以调整马达的输出扭矩和要被施加到调整螺钉的所需扭矩之间的相对扭矩。

在替代性方法中，压电马达可用于致动机构中。压电马达提供线性运动。这种运动可被转换为旋转运动，以通过向被固定到调整螺钉的齿轮施加切向力来驱动调整螺钉。其它线性运动选项包括电动螺线管，和气动或液压缸。

虽然内部马达的电力可由穿过挡水条组件的电线提供，但是使这些电线免受施加到阴极的电力的影响可能较困难，这是因为组装靶材时所需的额外连接。或者，电源可通过电刷触点来路由，特别是在单端阴极的带盖的端。

另一种驱动内部马达的方法是通过在靶材空腔内提供电池组。在这种方法中，电力可通过任何前面讨论的机构来打开和关闭。

通常，致动器的气动实施方案需要比机动实施方案更少的电力。

在另一实施方案中，电子内部控制模块可位于靶材组件内。操作者和内部控制模块之间的命令和反馈通信可通过不需要显著改变阴极的各种方法来完成。

一种与内部控制模块远程通信的方法是通过电力线覆盖信号。在这种情况下，通信信号被传输通过与施加到靶材的电力相同的电导路径。然而，通信频率必须被选择为与溅射电源的任何电源频率大不相同。另外，可能必须发送冗余信号，以补偿溅射过程偶尔产生的电噪声。这种通信方法具有容易在大多数旋转阴极设计中实现而几乎不修改阴极结构的优点，且不需要特殊的馈通。

与控制模块通信的替代性方法包括：通过阴极或靶材组件中的窗口传输信号。所述窗口的最方便的地方是作为单端型阴极的端盖的中心。可通过这个窗口发送的示例性类型的信号包括无线电、Wi-Fi、蓝牙、光学、磁感应等。数字光通信具有不受溅射过程产生的电磁噪声干扰的优点，但通信路径需要合理蔽光。无线电和Wi-Fi信号需要屏蔽电磁噪声。磁感应通信涉及两个靠近的电感线圈，其中第一线圈由电流激活，而第二线圈充当响应于第一线圈产生的磁场而产生电压信号的拾波线圈。所有这些方法可提供双向通信。磁感应方法的一种变化是用霍尔传感器替换线圈中的一个，但这将通信限制为单向。

另一种用于远程通信的替代性方法是通过使用一对超声波收发器。超声波通信具有的优点在于，收发器被安装的地点有更多的通用性，因为它们不需要视距或通过其传输的任何特殊窗口。另外，超声波收发器不受任何电磁噪声、光学噪声，或光学阻抗的影响。超声波通信的优点使其更易于改型各种制造商生产的阴极。

也提供一种感测磁铁组件相对于靶材工作表面的位置的方法。在一种方法中，使用模拟或数字线性运动指示器来进行直接测量。如果该运动由伺服马达或步进马达驱动，那么可从这些马达获得反馈信号。另一种感测位置的方法是测量气动元件内的气体压力。另一种方法是在装置中安装磁铁和霍尔探针，使得当进行调整时，它们相对于彼此移动。霍尔探针将取决于其与磁铁的距离而具有不同的电压输出。

本文所公开的各种技术可用于将整个磁铁组件设置为单个单元，或沿磁铁组件的长度独立设置多个点，以使得也能够调整过程的均匀性。

图1-3和图6示出了根据一个实施方案的用于可旋转靶筒的磁控管组件100的各种视图。通常，磁控管组件100包括刚性支撑结构102（例如，冷却剂管）；可移动地附接到支撑结构102的磁棒结构104；和耦接到支撑结构102的一个或多个致动机构108。致动机构108被配置以改变磁棒结构104与可旋转靶筒的表面的距离。

致动机构108由致动器外壳109覆盖。位置指示机构位于致动器外壳109中，并可操作以测量磁棒结构104相对于可旋转靶筒的表面的位置。磁棒结构104包括附接到磁轭112的基本平行的磁铁110的阵列，如图6示出。磁轭112包括例如钢的导磁材料，所述导磁材料帮助完成磁路。

控制外壳106部分围封支撑结构102并包含通信设备，所述通信设备被配置以从磁控管组件100的外部接收命令信号并将信息信号传输到磁控管组件100的外部。控制外壳106也围封与致动机构108可操作通信的电子控制器。通信设备可为可操作地耦接到电子控制器的收发器。收发器例如可为射频（RF）收发器、光收发器，或超声波收发器。如图1示出，控制外壳106限定位置反馈连接端口114和一个或多个致动连接端口116。

位置指示机构可被实施为每个致动机构108中的内置位置传感器。位置传感器可通过直接感测或通过间接度量来测量磁棒结构104的位置。例如，位置指示机构可用模拟传感器中的霍尔探针和磁铁来实施。或者，位置指示机构可用例如柱塞式数字指示器的数字指示器来实施，所述数字指示器直接传输数据到操作者而无需额外处理。

此外，可提供电源以激励致动器机构108和电子控制器。电源可为完全自包含在磁控管组件的体积内。例如，诸如电池组的电源可位于控制外壳106中。

致动机构108能以各种方式来实施。例如，致动机构108可包括弹簧加载的气动结构或弹簧加载的液压结构。或者，致动机构108可包括旋转缆线或推/拉缆线。

在一个实施方案中，每个致动机构108可包括弹簧加载的气动波纹管、囊，或筒。在这种方法中，调整点用沿相反方向推压的气动元件中的压力来弹簧加载。用于进行调整的储备能量可被存储在例如CO₂气体盒的压缩气体供应装置中。调整可由调整阀进行，所述调整阀将压缩气体从CO₂气体盒释放到气动元件，或将气体从气动元件释放到靶材内的冷却水。

图4和图5中描绘了具有内置位置感测的致动机构108的一个实施方案的更多细节。在这个实施方案中，致动机构108包括用于霍尔探针的传感器端口120；被配置以接收压缩气体的气动致动端口122；和波纹管124，例如与气动致动端口122连通的焊接波纹管。控制轴130被耦接到波纹管124和磁棒结构104的磁轭112。回位弹簧128被耦接到控制轴130，且磁铁126位于控制轴130中以用于霍尔探针反馈。在这个实施方案中，霍尔探针/磁铁是用于位置感测的模拟检测器。图6示出控制外壳106内用于控制器的控制板113、一个或多个电磁阀115、收发器117、与电磁阀流体连通的CO₂气体盒118，和运行控制板的电池119的示例性位置，其与图4和图5的致动机构108连用。

如前文所讨论，致动机构可替代性地用例如伺服马达、步进马达或压电马达的机动结构来实施。可使用任何数量的机械配置来进行驱动运动。一个实例是可另外并入直角齿轮或减速齿轮的螺旋千斤顶。在这些实施方案中，磁棒的位置感测可通过来自机动结构的反馈来执行。

图7和图8示出了根据一个实施方案的用可旋转靶材阴极170中机动结构实施的磁控管组件140。通常，磁控管组件140被设置在靶筒172内，且包括刚性支撑结构142、可移动地附接到支撑结构142的磁棒结构144，和耦接到支撑结构142的多个机动致动机构146。机动致动机构146包括例如可具有100:1齿轮减速的齿轮传动的步进马达148。一组锥齿轮150被可操作地耦接到步进马达148。锥齿轮150可例如具有4:1齿轮减速。螺纹外壳152与每个锥齿轮150配合。螺纹柱154被耦接于磁棒结构144和螺纹外壳152之间。致动器外壳155围封每个机动致动机构146。

磁控管组件140也包括与机动致动机构146可操作通信的电子控制器156。例如超声波收发器/换能器158的通信设备可操作地耦接到电子控制器156。步进马达148和电子控制器156的电力可由电池组160提供。控制外壳162围封电子控制器156和电池组160。

靶筒172被可旋转地附接到端块174，如图7示出。超声波收发器/换能器176被安装在端块174上且与超声波收发器/换能器158通信。

图9示出了根据另一实施方案的被配置用于双向光通信的溅射装置200。可旋转阴极靶筒210被设置在具有外壁215的真空室212内。靶筒210被可操作地耦接到马达213，马达213被安装在真空室212外部的外壁215上。例如前文相对于图1-3所述的磁控管组件100位于靶筒210内。

如图9所描绘，光学通信盒214位于真空室212的外部在外壁215上。气氛中的第一光缆216光学耦接到光学通信盒214中的第一光收发器。光缆216也耦接到真空耦合器218，真空耦合器218向光缆216提供从气氛到真空的馈通。第二光缆224通过靶筒210的阴极水冷回路耦接到控制外壳106内的第二光收发器。靶筒210的端盖222中的光纤窗口220允许在光缆216和光缆224之间传输光信号。

图10是根据另一实施方案的溅射装置300的示意图，溅射装置300被配置用于在位于真空室340中旋转阴极组件320内的磁控管组件310与真空室340外部的外部控制器344之间进行双向超声波通信。磁控管组件310包括磁棒结构312，和机械地耦接磁棒结构312的多个机动致动机构314。内部电子控制器316例如通过可包括两组双绞线的马达控制缆线318来与机动致动机构314可操作通信。与电子控制器316一起安置的电池组向机动致动机构314和电子控制器316提供电力。

旋转阴极组件320包括靶筒322，靶筒322可填充有水且可旋转地耦接到端块324。第一超声波收发器326被安装在靶筒322内，并例如通过可包括一个双绞线的超声波通信线328与电子控制器316信号通信。第二超声波收发器330通过绝缘体332安装在端块324上，并与超声波收发器326超声波通信。可由用户操作的外部控制器344例如通过穿过真空耦合器336的超声波通信线334来与超声波收发器330信号通信，真空耦合器336从气氛向真空室340提供馈通。

在一个实施中，电子控制器316能够控制磁棒结构312的多达十二（12）个运动轴，其中在任何一个时间只控制机动致动机构314的一个马达。电子控制器316的控制理论可适于以给定顺序少量移动每个马达。一次仅控制一个马达简化了控制系统并降低了电池的要求，因为瞬时功率消耗较低。此外，控制线可用I型梁支撑件的磁棒侧上的通信总线来路由。水密封电连接可用于每一受控单元和通信总线之间。

在另一实施方案中，也可提供一种在阴极靶材组件内包含的磁控管组件与真空室的外部之间进行双向信息传输的系统。例如，双向通信可由策略性地放置的两个RF收发器来执行，其中一个收发器在靶材组件内而一个收发器在靶材组件外但在真空室内。靶材组件内的收发器被直接连接到电子控制器。真空室内的收发器被通过腔室壁中的电馈通连接到外部。需要在收发器天线之间提供对通信信号透明的窗口。窗口可被设置为单端阴极的端盖的一部分。

示例性实施方案

实例1包括一种磁控管组件，其包括刚性支撑结构；磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到刚性支撑结构；至少一个致动机构，所述至少一个致动机构耦接到刚性支撑结构并被配置以改变磁棒结构与可旋转靶筒的表面的距离；位置指示机构，所述位置指示机构可操作以测量磁棒结构相对于可旋转靶筒的表面的位置；和通信设备，所述通信设备被配置以从磁控管组件的外部接收命令信号并将信息信号传输到磁控管组件的外部。

实例2包括如实例1所述的磁控管组件，其中致动机构包括弹簧加载的气动结构或弹簧加载的液压结构。

实例3包括如实例1所述的磁控管组件，其中致动机构包括旋转缆线或推/拉缆线。

实例4包括如实例1所述的磁控管组件，其中致动机构包括机动结构，所述机动结构包括伺服马达、步进马达，或压电马达。

实例5包括如实例1-4中任一实例所述的磁控管组件，其中位置指示机构通过直接感测或通过间接度量来测量磁棒结构的位置。

实例6包括如实例1-4中任一实例所述的磁控管组件，其中位置指示机构包括霍尔探针和磁铁。

实例7包括如实例1-4中任一实例所述的磁控管组件，其中位置指示机构包括直接传输数据到操作者而无需额外处理的数字指示器。

实例8包括如实例4所述的磁控管组件，其中位置指示机构包括来自直接与机动结构耦接的反馈。

实例9包括如实例1-8中任一实例所述的磁控管组件，其还包括电子控制器，所述电子控制器与致动机构可操作通信。

实例10包括如实例9所述的磁控管组件，其还包括电池电源，所述电池电源被配置以激励致动机构和电子控制器。

实例11包括如实例9-10中任一实例所述的磁控管组件，其中通信设备包括收发器，所述收发器可操作地耦接到电子控制器。

实例12包括如实例11所述的磁控管组件，其中收发器包括射频收发器、光收发器，或超声波收发器。

实例13包括如实例1所述的磁控管组件，其中致动机构包括用于霍尔探针的传感器端口；气动致动端口，所述气动致动端口被配置以接收压缩气体；波纹管，所述波纹管与气动致动端口连通；控制轴，所述控制轴耦接到波纹管和磁棒结构；回位弹簧，所述回位弹簧耦接到控制轴；和磁铁，所述磁铁在控制轴中以用于霍尔探针反馈。

实例14包括如实例1所述的磁控管组件，其中致动机构包括步进马达；锥齿轮，所述锥齿轮可操作地耦接到步进马达；螺纹外壳，所述螺纹外壳与锥齿轮配合；和螺纹柱，所述螺纹柱耦接于磁棒结构和螺纹外壳之间。

实例15包括一种用于溅射装置的旋转阴极组件，所述旋转阴极组件包括可旋转靶筒，所述可旋转靶筒具有限定内部通道的内表面；冷却剂管，所述冷却剂管设置于靶筒的内部通道内；磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到内部通道内的冷却剂管；多个致动机构，所述多个致动机构耦接到冷却剂管并被配置以改变磁棒结构与靶筒的内表面的距离；多个位置指示机构，每个位置指示机构与致动机构中的相应一个相关联并可操作以测量磁棒结构相对于靶筒的内表面的位置；电子控制器，所述电子控制器在靶筒中并与致动机构可操作通信；第一收发器，所述第一收发器位于靶筒中并可操作地耦接到电子控制器；和第二收发器，所述第二收发器位于靶筒的外部并与第一收发器信号通信；其中在溅射装置的操作期间随着靶筒侵蚀，致动机构响应于来自电子控制器的控制信号来调整磁棒结构相对于靶筒的内表面的位置。

实例16包括如实例15所述的旋转阴极组件，其中第一和第二收发器包括光收发器。

实例17包括如实例16所述的旋转阴极组件，其还包括第一光缆，所述第一光缆耦接到第一收发器并与耦接到第二收发器的第二光缆光通信。

实例18包括如实例17所述的旋转阴极组件，其还包括靶筒上的端盖，端盖具有允许在第一光缆和第二光缆之间传输光信号的窗口。

实例19包括如实例15所述的旋转阴极组件，其中第一和第二收发器包括超声波收发器。

实例20包括如实例19所述的旋转阴极组件，其中第二收发器与用户操作的外部控制器信号通信。

尽管已描述了一些实施方案，但应理解，所述实施方案应被认为仅是说明性的而不是限制性的，且可在不脱离本发明的范围的情况下对所述实施方案进行各种修改。因此，本发明的范围由所附权利要求而非之前的描述来指示。权利要求的等效物的含义和范围内的所有改变都在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种磁控管组件，其包括：

刚性支撑结构；

磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到所述刚性支撑结构；

至少一个致动机构，所述至少一个致动机构耦接到所述刚性支撑结构并被配置以改变所述磁棒结构与可旋转靶筒的表面的距离；

通信设备，所述通信设备被配置以从所述磁控管组件的外部接收命令信号并将信息信号传输到所述磁控管组件的外部；和

电源，所述电源被配置以提供能量给致动机构，所述电源完全自包含在磁控管组件的体积内。

2.如权利要求1所述的磁控管组件，其中所述致动机构包括弹簧加载的气动结构或弹簧加载的液压结构。

3.如权利要求1所述的磁控管组件，其中所述致动机构包括旋转缆线或推/拉缆线。

4.如权利要求1所述的磁控管组件，其中所述致动机构包括机动结构，所述机动结构包括伺服马达、步进马达，或压电马达。

5.如权利要求1所述的磁控管组件，还包括位置指示机构，所述位置指示机构可操作以测量所述磁棒结构相对于所述可旋转靶筒的所述表面的位置。

6.如权利要求5所述的磁控管组件，其中所述位置指示机构包括霍尔探针和磁铁。

7.如权利要求5所述的磁控管组件，其中所述位置指示机构包括直接传输数据到操作者而无需额外处理的数字指示器。

8.如权利要求5所述的磁控管组件，其中所述位置指示机构包括来自直接与所述致动机构耦接的反馈。

9.如权利要求1所述的磁控管组件，其还包括电子控制器，所述电子控制器与所述致动机构可操作通信。

10.如权利要求9所述的磁控管组件，其中所述电源包括电池电源，所述电池电源被配置以激励所述致动机构和所述电子控制器。

11.如权利要求9所述的磁控管组件，其中所述通信设备包括收发器，所述收发器可操作地耦接到所述电子控制器。

12.如权利要求11所述的磁控管组件，其中所述收发器包括射频收发器、光收发器，或超声波收发器。

13.如权利要求1所述的磁控管组件，其中所述致动机构包括：

用于霍尔探针的传感器端口；

气动致动端口，所述气动致动端口被配置以接收压缩气体；

波纹管，所述波纹管与所述气动致动端口连通；

控制轴，所述控制轴耦接到所述波纹管和所述磁棒结构；

回位弹簧，所述回位弹簧耦接到所述控制轴；和

磁铁，所述磁铁在所述控制轴中以用于霍尔探针反馈。

14.如权利要求1所述的磁控管组件，其中所述致动机构包括：

步进马达；

锥齿轮，所述锥齿轮可操作地耦接到所述步进马达；

螺纹外壳，所述螺纹外壳与所述锥齿轮配合；和

螺纹柱，所述螺纹柱耦接于所述磁棒结构和所述螺纹外壳之间。

15.一种用于溅射装置的旋转阴极组件，所述旋转阴极组件包括：

可旋转靶筒，所述可旋转靶筒具有限定内部通道的内表面；

支撑结构，所述支撑结构设置于所述靶筒的所述内部通道内；

磁棒结构，所述磁棒结构可移动地附接到所述内部通道内的所述支撑结构；

多个致动机构，所述多个致动机构耦接到所述支撑结构并被配置以改变所述磁棒结构与所述靶筒的所述内表面的距离；

电子控制器，所述电子控制器在所述靶筒中并与所述致动机构可操作通信；

完全包含在所述靶筒中并耦接到所述电子控制器的电源，所述电源被配置成供给能量到致动机构；

第一收发器，所述第一收发器位于所述靶筒中并可操作地耦接到所述电子控制器；和

第二收发器，所述第二收发器位于所述靶筒的外部并与所述第一收发器信号通信；

其中在所述溅射装置的操作期间随着所述靶筒侵蚀，所述致动机构响应于来自所述电子控制器的控制信号来调整所述磁棒结构相对于所述靶筒的所述内表面的所述位置。

16.如权利要求15所述的旋转阴极组件，其中所述第一和第二收发器包括光收发器。

17.如权利要求16所述的旋转阴极组件，其还包括第一光缆，所述第一光缆耦接到所述第一收发器并与耦接到所述第二收发器的第二光缆光通信。

18.如权利要求17所述的旋转阴极组件，其还包括所述靶筒上的端盖，所述端盖具有允许在所述第一光缆和所述第二光缆之间传输光信号的窗口。

19.如权利要求15所述的旋转阴极组件，其中所述第一和第二收发器包括超声波收发器。

20.如权利要求19所述的旋转阴极组件，其中所述第二收发器与用户操作的外部控制器信号通信。