本發(fā)明總體上涉及一種濺射系統(tǒng)，更具體而言，涉及脈沖DC濺射。
背景技術(shù)：
：濺射過去包括在真空腔室中產(chǎn)生磁場并且引起該腔室中的等離子體束撞擊犧牲靶，從而有時在與工藝氣體反應(yīng)之后引起該靶濺射(噴射)材料，該材料然后被沉積為基板上的薄膜層。濺射源可以采用磁控管，該磁控管利用強(qiáng)電場和磁場來將帶電的等離子體粒子局限在靶的表面附近。通常提供陽極以便在離子離開而碰撞靶時從等離子體收集電子以保持等離子體中性。多年來，本行業(yè)已進(jìn)行過各種嘗試以使得濺射效率最大化、減少功率消耗需求、使得系統(tǒng)的熱負(fù)荷最小化、使得電弧最小化和/或增加系統(tǒng)中可以使用的基板的類型。此外，在聚乙烯基板上濺射薄膜(例如，二氧化鈦(TiO2)薄膜或者二氧化硅(SiO2)薄膜)在工業(yè)上存在獨特的挑戰(zhàn)，因為聚乙烯是具有低熔點或者低耐熱性的塑料。當(dāng)前可用的濺射系統(tǒng)，無論是DC還是AC類型的系統(tǒng)，都要求高熱負(fù)荷以實現(xiàn)TiO2或者SiO2的濺射和/或沉積，然而由高電流密度導(dǎo)致的這種高熱負(fù)荷有效地排除了聚乙烯作為用于許多預(yù)期高功率應(yīng)用的適當(dāng)基板。使問題復(fù)雜的是，如果例如通過降低所施加的功率而使得當(dāng)前可用的濺射系統(tǒng)中的熱負(fù)荷下降到不熔化聚乙烯或者以其它方式使得聚乙烯不適當(dāng)?shù)乃?，那么沉積速率下降到導(dǎo)致低質(zhì)量的沉積層的點和/或使濺射所需要的時間增加至從商業(yè)角度來看使得聚乙烯用作為基板是不可行的點。因此，仍然存在對于一種在較低熱負(fù)荷下提供提高的濺射沉積速率的設(shè)備的需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本文所公開的實施例通過提供一種系統(tǒng)、方法或具有用于脈沖直流濺射的指令的非瞬時性存儲器來解決上述需求。在一些方面中，提供一種脈沖直流濺射系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以具有等離子體腔室，該等離子體腔室包圍耦合到第一靶的第一磁控管、耦合到第二靶的第二磁控管以及陽極。第一電源可以耦合到第一磁控管和陽極，并且被配置為在每個周期期間在陽極與第一磁控管之間提供具有正電勢和負(fù)電勢的周期性的第一電源電壓。第二電源可以耦合到第二磁控管和陽極，并且被配置為在每個周期期間在陽極與第二磁控管之間提供具有正電勢和負(fù)電勢的周期性的第二電源電壓?？刂破骺梢詫Φ谝浑娫措妷汉偷诙娫措妷旱呢?fù)載周期進(jìn)行相位同步和控制，以向陽極施加雙極陽極電壓，該雙極陽極電壓是周期性的第一電源電壓和周期性的第二電源電壓的組合?？刂破骺梢允沟谝淮趴毓茈妷号c第二磁控管電壓相位同步。被施加到陽極的組合陽極電壓的幅值可以是第一磁控管電壓和第二磁控管電壓的總和的幅值的至少80％。在一些方面中，提供一種非瞬時性存儲器，其包括非瞬時性指令。非瞬時性指令是以下指令至少其中之一：能夠由處理器執(zhí)行以便執(zhí)行方法的指令，以及能夠由現(xiàn)場可編程門陣列訪問以便將現(xiàn)場可編程門陣列配置為執(zhí)行該方法的指令。該方法可以包括：在第一時間段使得第一電源向等離子體腔室中的第一磁控管施加具有第一電壓和第一電流的第一濺射功率，并且在第一時間段使得第二電源向等離子體腔室中的第二磁控管施加具有第二電壓和第二電流的第二濺射功率，其中，第一電壓和第二電壓提供總和濺射電壓。該方法還可以包括：在第一時間段之后的第二時間段使得第一電源向等離子體腔室中的陽極施加第一陽極功率，以及在第二時間段使得第二電源向陽極施加第二陽極功率，其中，第一陽極功率和第二陽極功率提供具有組合電壓和組合電流的組合陽極功率。該組合電壓的幅值可以是總和濺射電壓的幅值的至少80％。第一時間段可以是由第一時間段和第二時間段構(gòu)成的濺射周期的至少70％。在一些方面中，提供一種脈沖直流濺射的方法。該方法可以包括提供等離子體腔室，該等離子體腔室包圍耦合到第一靶的第一磁控管、耦合到第二靶的第二磁控管、以及陽極；第一電源，該第一電源耦合到第一磁控管和陽極；第二電源，該第二電源耦合到第二磁控管和陽極；以及控制器，該控制器被配置為控制第一電源和第二電源來執(zhí)行方法。該方法可以包括：在第一時間段使得第一電源向第一磁控管施加具有第一電壓和第一電流的第一濺射功率，以及在第一時間段使得第二電源向第二磁控管施加具有第二電壓和第二電流的第二濺射功率，該第一電壓和第二電壓提供總和濺射電壓。該方法還可以包括：在第一時間段之后的第二時間段使得第一電源向陽極施加第一陽極功率，并且在第二時間段使得第二電源向陽極施加第二陽極功率，該第一陽極功率和第二陽極功率提供具有組合電壓和組合電流的組合陽極功率。該組合電壓的幅值可以是總和濺射電壓的幅值的至少80％。第一時間段可以是由第一時間段和第二時間段構(gòu)成的濺射周期的至少70％。附圖說明圖1是示出了濺射系統(tǒng)的一些方面的框圖；圖2是濺射系統(tǒng)中的功率施加的一些方面的圖；圖3是示出了可以在圖1中所示的系統(tǒng)中實施的一些硬件部件的方面的框圖；圖4是本文中所公開的方法的流程圖；圖5是對示例性系統(tǒng)所供給的功率的圖形描繪；圖6是本文中描述的示例性系統(tǒng)的熱負(fù)荷測試結(jié)果與傳統(tǒng)AC系統(tǒng)相比較的圖形描繪；圖7是使用本文中所描述的系統(tǒng)在4kW下產(chǎn)生的熱負(fù)荷與傳統(tǒng)AC系統(tǒng)在4kW下相比較的圖形描述；圖8是使用本文中所描述的系統(tǒng)在4kW下產(chǎn)生的熱負(fù)荷與傳統(tǒng)AC系統(tǒng)在8kW下相比較的圖形描述；以及圖9是使用本文中公開的不同設(shè)置的示例性系統(tǒng)所達(dá)到的膜厚度或沉積速率與不同的傳統(tǒng)AC系統(tǒng)相比較的圖形描述。具體實施方式本文中使用的詞語“示例性”的意思是“充當(dāng)示例、實例或者例示”。不必認(rèn)為本文中被描述為“示例性”的任何實施例較其它實施例是優(yōu)選的或者有利的。例如，當(dāng)功率被施加到第一磁控管104、第二磁控管106時，電源140、142將產(chǎn)生具有第一極性的電流和電壓，并且當(dāng)功率被施加到陽極108時，電源140、142將產(chǎn)生具有與第一極性相反的第二極性的電流和電壓?！肮β手芷凇敝荚谥复鷷r間段，該時間段包括具有第一極性的電壓的功率的時間接著具有第二極性的電壓的功率的時間。此外，出于本公開內(nèi)容的目的，所有的術(shù)語，具體而言諸如“同時地”和“等于”之類的術(shù)語，意指“在工藝或制造控制的容限范圍內(nèi)”。例如，將理解的是，諸如單元120之類的同步單元可能未在電源140、142之間實現(xiàn)完美同步，因此術(shù)語“同時(同時地)”應(yīng)當(dāng)被理解為“基本上同時(同時地)”?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，現(xiàn)在詳細(xì)描述示例性脈沖直流濺射系統(tǒng)100。概括而言，與在先的AC雙磁控管濺射方案和脈沖DC單磁控管濺射方案相比較，系統(tǒng)100通過在特定電流下輸送較高功率，而為用戶提供實現(xiàn)較高沉積速率的能力。更具體而言，在特定的功率水平下，與在先的AC濺射系統(tǒng)相比較，本文中公開的系統(tǒng)100的一些實施例可以將端部模塊(endblock)或者磁控管中的RMS電流削減約一半。因此，在端部模塊額定電流受限的情況下，如所公開的系統(tǒng)100可以實現(xiàn)接近兩倍的功率的輸送，而同時保持在端部模塊額定電流極限內(nèi)。在更加具體的示例中，網(wǎng)式涂布機(jī)(webcoater)可以使用系統(tǒng)100，該涂布機(jī)過去致力于在運行超過7天的生產(chǎn)期間將濺射工藝維持在可管理的溫度下，以提高沉積速率和質(zhì)量。在當(dāng)前可用的系統(tǒng)中，網(wǎng)式涂布機(jī)將通風(fēng)設(shè)備應(yīng)用于等離子體腔室101以減少熱，這與沒有通風(fēng)設(shè)備的系統(tǒng)相比較使生產(chǎn)率提高了35％。相反地，當(dāng)前公開的系統(tǒng)100甚至在應(yīng)用冷卻之前提供了加倍的生產(chǎn)率。亦即，本文中公開的系統(tǒng)100和/或方法400甚至在施加相同功率之下也可以降低基板經(jīng)受的熱負(fù)荷或熱，并且可以被實踐以便同當(dāng)前可用的系統(tǒng)中所實現(xiàn)的這些相比較，在縮短的時間段內(nèi)將高質(zhì)量的材料層(例如，二氧化硅(SiO2)或二氧化鈦(TiO2))施加到聚乙烯基板上，而不破壞聚乙烯基板。SiO2或TiO2層可以厚于當(dāng)前可用的設(shè)計中可以實現(xiàn)的厚度。系統(tǒng)100可以提供的沉積速率約為DC單磁控管濺射或脈沖DC單磁控管濺射的沉積速率的1.5倍，并且約為AC雙磁控管濺射或雙極型脈沖DC濺射的沉積速率的2倍，其中所經(jīng)受的熱負(fù)荷是當(dāng)前可用的濺射系統(tǒng)中所經(jīng)受的熱負(fù)荷的一半。系統(tǒng)100可以包括等離子體腔室101，其包圍與第一靶103接合的第一磁控管102，與第二靶105接合的第二磁控管104，以及陽極108。系統(tǒng)100可以包括基板122，系統(tǒng)100在濺射工藝中在基板122之上沉積薄膜材料。可以提供第一雙極型可控脈沖DC供電裝置112(或第一雙極型DC供電裝置112)和第二雙極型可控脈沖DC供電裝置114(或第二雙極型DC供電裝置114)。第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114可以分別從第一直流(DC)供電裝置116和第二DC供電裝置118接收直流功率。第一雙極型DC供電裝置112可以經(jīng)由一個或多個電源引線124耦合到第一磁控管102，并且被配置為將濺射功率施加到第一靶103。類似地，第二雙極型DC供電裝置114可以耦合到第二磁控管104，并且被配置為將濺射功率施加到第二靶105。第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114可以經(jīng)由一個或多個引線128耦合到陽極108，更具體地，電接頭129可以將起始于第一雙極型DC供電裝置112的第一陽極引線113耦合到起始于第二雙極型DC供電裝置114的第二陽極引線115。亦即，第一電源140可以通過引線124、113和128經(jīng)由第一磁控管102可操作地耦合到第一靶103和陽極108，而第二電源142可以通過引線126、115和128經(jīng)由第二磁控管104可操作地耦合到第二靶105和陽極108。在一些實施例中，陽極可以是等離子體腔室101的壁；然而，在其它實施例中并且如所示的，陽極108可以是浮置陽極108，并且還可以具有氣體入口107和多個氣體出口109，使得空心陰極效應(yīng)能夠有助于保持出口潔凈從而操作更加穩(wěn)定。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，由于陽極108是電源輸送電路的一部分，在入口107處進(jìn)入的氣體打破其鍵的可能性增大。例如，在氧氣離開多個出口109時，氧氣O2較為可能分成兩個氧原子，而在氮氣離開多個出口109時，氮氣N2較為可能分成兩個氮原子，導(dǎo)致在基板122上的膜比在未使用提供空心陰極效應(yīng)的陽極108的情況下所預(yù)期的質(zhì)量高。一些實施例提供系統(tǒng)100，該系統(tǒng)100維持陽極不會如本行業(yè)所公知的而“消失”，并且，在本文中所公開的系統(tǒng)中，可以通過在多個出口109中的空心陰極放電和/或通過在施加陽極功率期間直接進(jìn)行濺射，來在較高溫度下通過操作來清潔陽極108或者使其保持清潔。在一些實施例中，系統(tǒng)100將陽極108(其可以是浮動氣體陽極)維持在適于維持清潔陽極的相對高的溫度下，同時不會引起腔室101內(nèi)的熱負(fù)荷和/或基板122經(jīng)受的熱負(fù)荷變得太高以致?lián)p壞基板122，例如其中的聚乙烯基板，其中，陽極108可以是浮動氣體陽極。在一些實施例中，系統(tǒng)100可以將陽極108維持在100攝氏度或者更高。在一些實施例中，系統(tǒng)100可以將陽極108維持在約150攝氏度的溫度。在一些實施例中，例如當(dāng)網(wǎng)式涂布機(jī)將二氧化鈦(TiO2)或者二氧化硅(SiO2)沉積至聚乙烯基板上而使得陽極108處于使用中時，系統(tǒng)100可以將陽極108維持在150攝氏度或者更低。在一些實施例中，例如當(dāng)處于被玻璃涂布機(jī)使用中時，系統(tǒng)100可以將陽極108維持在200攝氏度或者更高。繼續(xù)圖1，包括同步單元120的控制器144可以通過將在本文的后續(xù)部分中被描述的方式來對來自第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114的功率信號進(jìn)行同步。在一些實施例中，第一電源140可以包括第一雙極型可控脈沖DC供電裝置112和第一DC供電裝置116。類似地，第二電源可以包括第二雙極型可控脈沖DC供電裝置114和第二DC供電裝置118。值得注意的是，第一供電裝置140和第二供電裝置142中的每一個都可以被布置和配置為知曉第一供電裝置140和第二供電裝置142中的另一個，而不試圖控制第一供電裝置140和第二供電裝置142中的另一個的操作。申請人已經(jīng)通過以下方式實現(xiàn)這種“知曉而不進(jìn)行控制”：首先配置第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114中的每一個的負(fù)載周期(例如，40kHz)，并且隨后耦合同步單元120，并且配置第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114中的一個以被視為出于頻率同步目的的發(fā)射器，并且配置第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114中的另一個以被視為出于頻率同步目的的接收器。相反，第一DC供電裝置116和第二DC供電裝置118中的每一個是獨立的，并不依賴于對第一DC供電裝置116和第二DC供電裝置118中的另一個的知曉而正常地運行。盡管未要求，但是在一個實施方式中，第一DC供電裝置116和第二DC供電裝置118均可以由美國科羅拉多州柯林斯堡的先進(jìn)能源工業(yè)公司所出售的一個或多個ASCENT直流供電裝置來實現(xiàn)。并且第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114均可以由ASCENTDMS雙磁控管濺射附件來實現(xiàn)，該ASCENTDMS雙磁控管濺射附件同樣由美國科羅拉多州柯林斯堡的先進(jìn)能源工業(yè)公司所出售。在此實施方式中，第一電源140和第二電源142均被實現(xiàn)為AMS/DMS堆棧，其中，ASCENT直流供電裝置可以提供連續(xù)DC功率并執(zhí)行電弧管理功能，并且DMS雙磁控管濺射附件由該連續(xù)DC功率產(chǎn)生脈沖DC波形。有益地，DMS雙磁控管濺射附件可以位于緊鄰腔室101的位置，并且ASCENT直流供電裝置可以位于遠(yuǎn)離腔室101的位置(例如，在遠(yuǎn)的架中)。在此實施方式中120同步單元可以通過DMS附件的共激機(jī)(CEX)功能來實現(xiàn)。在另一實施例中，第一電源140和第二電源142中的每一個都可以由集成脈沖DC供電裝置來實現(xiàn)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，在一些實施例中，控制器144和/或同步單元120可以被配置為使得第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114或者第一電源140和第二電源142同時分別向第一磁控管104和第二磁控管106施加濺射功率，之后同時對陽極108施加陽極功率。在一些實施例中，可以向磁控管102、104和陽極108施加一個周期的功率。如圖2中所示的，同步單元120可以被配置為在第一時間段t1使第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114向磁控管104、106施加功率，隨后在第二時間段t2向陽極108施加功率，其中，第一時間段t1是包括第一時間段t1和第二時間段t2的濺射周期的80％。第二時間段t2可以是周期的約20％。在一些實施例中，第一時間段t1可以是周期的至少70％，或者，在一些實施例中，在周期的70％與90％之間。第二時間段t2可以小于周期的30％，或者在周期的30％與10％之間。在一些實施例中，第一時間段t1可以在周期的80％與90％之間，并且第二時間段t2可以在周期的20％與10％之間。在一些實施例中，第一時間段t1可以在周期的85％與90％之間，并且第二時間段t2可以在周期的15％與10％之間。如本文中進(jìn)一步所論述的，控制器144可以被配置為控制第一電源140和第二電源142，并且可以具有非瞬時性存儲器，其包括用于實現(xiàn)本文中所描述的方法的非瞬時性指令。例如，非瞬時性指令可以是現(xiàn)場可編程門陣列可訪問的，以配置現(xiàn)場可編程門陣列來執(zhí)行一種或多種方法。在一些實施例中，非瞬時性指令是處理器可執(zhí)行的和/或現(xiàn)場可編程門陣列可訪問的，以配置現(xiàn)場可編程門陣列來執(zhí)行一種或多種方法。在其它實施例中，控制器144的一個或多個方面可以由硬件(例如，專用集成電路)來實現(xiàn)，該硬件持續(xù)地被配置為控制第一電源140和第二電源142，以實現(xiàn)本文中所描述的一種或多種方法?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，詳細(xì)地描述了可以由系統(tǒng)100執(zhí)行的濺射過程的某些新穎性和創(chuàng)新性方面。如圖2中所示的，系統(tǒng)100可以被配置為在第一時間段t1向第一磁控管102施加具有第一電壓V1的第一功率。同時，或者在第一時間段t1，系統(tǒng)100可以向第二磁控管104施加具有第二電壓V2的第二功率。在一些實施例中，第一電壓V1的幅值可以與第二電壓V2的幅值基本上相同，盡管應(yīng)當(dāng)理解，該數(shù)值是高度理想化的，并且在實踐中可能不會完美地匹配。在第一時間段t1內(nèi)濺射功率的施加中，同時施加的第一功率和第二功率可以產(chǎn)生任意總和電壓V總和。即，術(shù)語“總和電壓V總和”并非旨在意指該系統(tǒng)作為一個整體經(jīng)受總和電壓，而是，第一磁控管102可以經(jīng)受一個電壓并且第二磁控管104可以經(jīng)受一個電壓，其中出于分析的目的對該電壓進(jìn)行求和。繼續(xù)圖2，第二時間段t2可以在第一時間段t1之后。在第二時間段t2期間，系統(tǒng)100可以被配置為使得第一電源140向陽極108施加具有第三電壓V3的陽極功率，并且基本上同時使得第二電源142向陽極108施加具有第四電壓V4的陽極功率。即，因為第三陽極電壓V3和第四陽極電壓V4一起被施加在陽極108處，所以第三電壓V3和第四電壓V4可以被組合以便在第二時間段t2向陽極108施加具有組合電壓V組合的組合功率。值得注意的是，當(dāng)兩個電源140、142向陽極108同時施加功率時，陽極電流是可加的；然而，產(chǎn)生的組合電壓V組合可以不必是第三電壓V3和第四電壓V4的總和，并且，并且通常不是其總和。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，V1，V2和V組合都受腔室中的阻抗的影響。雖然圖2中的圖形描繪是非常理想化的，但可以提供對功率和電壓的近似。在一些實施例中，第一電壓V1可以在約300伏特與約800伏特之間。在一些實施例中，第一電壓V1可以是至少400伏特。第二電壓V2的幅值可以與第一電壓V1的幅值基本相等?？梢圆捎镁礁蛘逺MS來對電壓進(jìn)行求值。還應(yīng)當(dāng)注意的是，可以相對于陽極108來分別對V1和V2進(jìn)行測量，而可以相對于地來對V組合進(jìn)行測量。例如簡要地參考圖5，所示出的是例示了頂部跡線的示波器，該頂部跡線例示了相對于地的陽極電壓或V組合，而底部跡線例示了被施加到第一磁控管102的相對于陽極108的電壓。在一些實施例中，V組合是V總和的至少70％。在一些實施例中，V組合是V總和的至少80％。結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法可以直接在以下中被實現(xiàn)：硬件、被編碼在非瞬時性處理器可讀介質(zhì)中的處理器可執(zhí)行指令、或兩者的組合。參考圖3，例如，示出了描繪物理部件的框圖，可利用該物理部件來實現(xiàn)根據(jù)示例性實施例的控制器144。如所示出的，在此實施例中，顯示器部312和非易失性存儲器320耦合到總線322，該總線也耦合到隨機(jī)存取存儲器(“RAM”)324、處理部(其包括N個處理部件)326、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)327以及包括N個收發(fā)器的收發(fā)器部件328。盡管圖3中描繪的部件表示物理部件，但是圖3并非旨在為詳盡的硬件圖；因而，在圖3中描繪的許多部件可以通過常見構(gòu)造來實現(xiàn)或者分布在附加物理部件之中。而且，可設(shè)想，可以利用其它現(xiàn)有和尚待開發(fā)的物理部件和架構(gòu)來實施參考圖3描述的功能部件。此顯示器部312通常操作用于為用戶提供用戶界面，并且在若干實施例中，該顯示器通過觸摸屏顯示器來實現(xiàn)。通常，非易失性存儲器320是非瞬時性存儲器，其用于存儲(例如，持續(xù)地存儲)數(shù)據(jù)和處理器可執(zhí)行代碼(包括與實現(xiàn)本文中所描述的方法相關(guān)聯(lián)的可執(zhí)行代碼)。在一些實施例中，例如，非易失性存儲器320包括引導(dǎo)加載程序代碼、系統(tǒng)操作代碼、文件系統(tǒng)代碼和非瞬時性處理器可執(zhí)行代碼，其用于便于執(zhí)行參考圖4所描述的方法。在許多實施方式中，非易失性存儲器320通過閃存(例如，NAND或ONENAND存儲器)來實現(xiàn)，但是可預(yù)期的是，也可以利用其它存儲器類型。盡管可以執(zhí)行來自非易失性存儲器320的代碼，但是非易失性存儲器中的可執(zhí)行代碼典型地被加載至RAM324中，并且由處理部326中的N個處理部件中一個或多個來執(zhí)行。與RAM324相連接的N個處理部件通常操作用于執(zhí)行被存儲在非易失性存儲器320中的指令，以使得電源140、142能夠?qū)崿F(xiàn)一個或多個目的。例如，用于實現(xiàn)參考圖4所描述的方法的非瞬時性處理器可執(zhí)行指令可以被持續(xù)地存儲在非易失性存儲器320中，并且由與RAM324連接的N個處理部件來執(zhí)行。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到的，處理部326可以包括視頻處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、圖形處理單元(GPU)以及其它處理部件。另外地或者可替代地，F(xiàn)PGA327可以被配置為實現(xiàn)本文中所描述的方法(例如，參考圖4所描述的方法)的一個或多個方面。例如，非瞬時性FPGA配置指令可以被持續(xù)地存儲在非易失性存儲器320中，并且由FPGA327訪問(例如，在引導(dǎo)期間)以配置FPGA327從而實現(xiàn)控制器144的功能。輸入部件操作用于接收指示被施加到第一磁控管102和/或第二磁控管104的功率的一個或多個方面的信號。在輸入部件處接收的信號例如包括電壓、電流和/或功率。輸出部件通常操作用于提供一個或多個模擬信號或數(shù)字信號，以實現(xiàn)第一電源140和/或第二電源142的操作方面。例如，輸出部分可以是信號，該信號使得第一電源112和/或第二電源114實現(xiàn)參考圖4所描述的一些方法。在一些實施例中，輸出部件操作用于調(diào)整第一電源140和/或第二電源142的頻率和負(fù)載周期。所描繪的收發(fā)器部件328包括N個收發(fā)器鏈，其可以用于經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)與外部設(shè)備進(jìn)行通信。N個收發(fā)器鏈中的每一個都可以表示與特定通信方案(例如，WiFi、以太網(wǎng)、Profibus等等)相關(guān)聯(lián)的收發(fā)器?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，現(xiàn)在更詳細(xì)地描述在一些實施例中可以由系統(tǒng)100來執(zhí)行的濺射方法400。方法400可以包括提供等離子體腔室、第一電源、第二電源和其它濺射部件402。提供402可以通過提供系統(tǒng)(例如，參考圖1-3描述的系統(tǒng)100)來實現(xiàn)。方法400可以包括使得第一電源在第一時間段向第一磁控管施加第一濺射功率404。方法400還可以包括使得第二電源在第一時間段向第二磁控管施加第二濺射功率406，該第一濺射功率和該第二濺射功率提供總和濺射電壓。在一些實施例中，方法400可以包括計算被施加到第一磁控管和第二磁控管的總和濺射功率、總和濺射電壓和總和濺射電流中的一個或多個414。方法400還可以包括使得第一電源在第一時間段之后的第二時間段向陽極施加第一陽極功率408。方法400還可以包括使得第二電源在第二時間段向陽極施加第二陽極功率410，該第一陽極功率和第二陽極功率提供組合陽極功率。方法400可以包括將到陽極的陽極功率組合412，以使得具有電流和電壓的組合陽極功率具有一電壓，該電壓的幅值為總合濺射電壓的幅值的至少80％。在方法400中，第一時間段可以是濺射周期的至少80％，該濺射周期由第一時間段和第二時間段構(gòu)成。在一些實施例中，第一時間段是濺射周期的至少70％。在一些實施例中，組合陽極電壓具有至少800伏特的幅值。在一些實施例中，第一時間段t1可以在周期的70％與90％之間，并且第二時間段t2可以在周期的30％與10％之間。在一些實施例中，第一時間段t1可以在周期的80％與90％之間，并且第二時間段t2可以在周期的20％與10％之間。在一些實施例中，第一時間段t1可以在周期的85％與90％之間，并且第二時間段t2可以在周期的15％與10％之間。在一些實施例中，第一濺射功率具有的電壓的幅值是至少300伏特，并且第二濺射功率具有的電壓的幅值是至少300伏特。在一些實施例中，組合陽極功率具有電流和電壓，該電壓的幅值是至少1000伏特。在一些實施例中，陽極是浮置陽極，其包括氣桿，該氣桿具有氣體入口和多個氣體出口，其被成形以提供空心陰極效應(yīng)。在一些實施例中，方法400包括使同步器使得第一電源和第二電源在第一時間段同時向第一磁控管和第二磁控管施加功率，并且使得第一電源和第二電源在第二時間段同時向陽極施加功率。為確定基本功能，使用TiOx作為靶材料、使用126SCCM氬氣和100SCCM氧作為反應(yīng)氣體的6.4毫托、每個磁控管(其中，浮置陽極位于其之間)被施加的4kW的功率以及每分鐘10英寸的線速度，來對前文所描述的系統(tǒng)100和方法400進(jìn)行測試。表1示出了功能測試的結(jié)果，確立系統(tǒng)100將進(jìn)行操作。表1：在第一等離子體下的功能測試觀察項目電壓電流V1(第一磁控管102到陽極108的V)-535V7.2AV2(第二磁控管104到陽極108的V)-565V7.1A陽極108到地的電壓850VNA陽極-680V組合2.2A第一磁控管102到地的電壓-720VNA以上功能測試證明系統(tǒng)100基本上如所設(shè)想一樣是可運行的，并且試圖將全部的功率輸送到陽極108。值得注意的是，功能測試的未預(yù)見的結(jié)果揭示陽極功率呈現(xiàn)僅2.2安培的電流，或者是預(yù)期的電流的大約一半。由于在陽極108上不存在磁性增強(qiáng)，申請人已經(jīng)確定進(jìn)行加熱陽極108以外的任何更多工作會花費非常高的電壓，這也被發(fā)現(xiàn)是理想的響應(yīng)。即，在功能測試中，V組合足夠高而導(dǎo)致陽極108處非常低的電流。而且，因為電流是可加的，陽極108處僅2.2安培的電流指示第一磁控管102和第二磁控管104中的每一個處經(jīng)受接近0的電流-另一理想結(jié)果，以在陽極功率脈沖期間防止不期望的第一磁控管102和第二磁控管104的涂布。除了功能測試之外，以下在運行1、2和3下描述的三種其它設(shè)置下對系統(tǒng)進(jìn)行測試。還使用如下所述的傳統(tǒng)AC濺射系統(tǒng)來執(zhí)行基準(zhǔn)運行4和5。通過以相同的給定線速度來測量膜沉積厚度，可以計算沉積速率。如磁控管102、104和陽極108處的電壓和電流，還測量了基板122的熱負(fù)荷或溫度。值得注意的是，在具有相對小的磁控管的向下濺射的機(jī)器上運行該設(shè)置，因此進(jìn)程功率受限?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，例示了對熱負(fù)荷響應(yīng)的總結(jié)，在不同頻率下執(zhí)行一系列測試，顯著地運行1在20kHz下，運行2在30kHz下，并且運行3在40kHz下，其中A側(cè)ON時間盡可能多，即，盡可能多的向磁控管施加功率的時間。為了比較沉積速率和熱負(fù)荷，將系統(tǒng)100與當(dāng)前可用的先進(jìn)能源PEIIAC供電裝置進(jìn)行比較，示于基準(zhǔn)測試運行4和5處。關(guān)于每次運行，使用表面光度儀來進(jìn)行膜厚度測量，該表面光度儀在原始玻璃上具有標(biāo)記。在Sharpie標(biāo)記之上擦拭經(jīng)涂布的玻璃來去除涂布層，從而可以獲得良好的厚度階梯。同樣關(guān)于每次運行，通過SuperMole來測量基板上的熱負(fù)荷，SuperMole是被許多熱屏蔽件包圍的電路板，該熱屏蔽件具有被超強(qiáng)膠合到玻璃基板的很多K型熱電偶。SuperMole通過等離子體進(jìn)行實時溫度測量，并且然后下載和存儲結(jié)果?，F(xiàn)在同時參考圖6-9，在維持如上所述的所有機(jī)器設(shè)置的情況下，完成了5次運行。下面對這5次運行的結(jié)果進(jìn)行描述。表2：運行1，系統(tǒng)100@4kW，20kHz。表3：運行2，系統(tǒng)100@4KW，30KHz。表4：運行3，系統(tǒng)100@4kW，40kHz。表5：運行4，傳統(tǒng)AC系統(tǒng)@4kW。PEII設(shè)置功率電壓電流PEIIAC功率設(shè)置4kW570V7.6A表6：運行5，傳統(tǒng)的AC系統(tǒng)@8kW。PEII設(shè)置功率電壓電流PEIIAC功率設(shè)置8kW630V14A圖7示出了與AC系統(tǒng)在4kW下相比，系統(tǒng)100在40kHz和4kW下運行的熱負(fù)荷結(jié)果。圖8示出了與AC系統(tǒng)在8kW下相比，系統(tǒng)100在40kHz和4kW下運行的熱負(fù)荷結(jié)果。圖9示出了對于5次運行(運行1-3是測試運行，運行4-5是AC系統(tǒng)的基準(zhǔn)測試)中的每一次所得到的膜厚度?，F(xiàn)在參考圖7和圖9，圖7表明系統(tǒng)100產(chǎn)生較少的熱(在300攝氏度以下與超過300攝氏度相比)。而且，參考表3和表5，系統(tǒng)100在4kW的功率下提供4.4安培的組合電流I組合，而AC系統(tǒng)在4kW下提供7.6安培的電流。即，在相同的功率瓦特數(shù)設(shè)置下，系統(tǒng)100使得陽極108經(jīng)受明顯較小的電流(4.4安培與7.6安培相比)，導(dǎo)致相對熱的陽極，提高了陽極的清潔特性，并且也使基板保持相對冷。根據(jù)圖9，在傳統(tǒng)AC系統(tǒng)的相同功率設(shè)置下的系統(tǒng)100導(dǎo)致沉積速率的很大提高(超過350埃與大約225埃相比)，意味著處理設(shè)施可以在不損害諸如聚乙烯之類的敏感基板的情況下實現(xiàn)顯著產(chǎn)量?，F(xiàn)在參考圖8和圖9，示出了每一側(cè)具有在40kHz下操作的第一雙極型DC供電裝置112和第二雙極型DC供電裝置114以及在4kW下操作的第一DC供電裝置116和第二DC供電裝置的系統(tǒng)100，與在8kW下運行的傳統(tǒng)PEIIAC系統(tǒng)相比，值得注意的是，盡管傳統(tǒng)系統(tǒng)產(chǎn)生較厚的膜，但是系統(tǒng)100產(chǎn)生了低得多的熱負(fù)荷。即，盡管對于傳統(tǒng)系統(tǒng)而言沉積速率只是略高，但是在如本文中所述的系統(tǒng)100上熱負(fù)荷為一半。盡管這很有趣，但這并非是當(dāng)達(dá)到AC功率或電流極限且需要較高沉積速率時，普通工藝工程師將置身的情況。例如，如果濺射區(qū)域在90kW下運行且達(dá)到300安培的AC電流極限，則傳統(tǒng)系統(tǒng)、本文中所描述的系統(tǒng)100可以被替代地使用。替代120kWAC輸送系統(tǒng)而放置兩個120kW的供電裝置140、142會導(dǎo)致圖7和圖9中所示的顯著差異。借助于如本文中所描述的系統(tǒng)100，可以將較多的功率推進(jìn)功率輸送系統(tǒng)，而不會突破感應(yīng)熱電流極限。系統(tǒng)100可以提高生產(chǎn)速度，增加沉積速率而不增加陰極蓋，最大限度地使用現(xiàn)有陰極，并且使得基板保持較冷。參考表3和表6，可以看出系統(tǒng)100在4kW的功率下提供4.4安培的組合電流I組合，而AC系統(tǒng)在8kW下提供14安培的電流。根據(jù)圖9，可以看出系統(tǒng)100在4kW和40kHz下導(dǎo)致沉積速率接近傳統(tǒng)AC系統(tǒng)在兩倍功率下的沉積速率，但是導(dǎo)致顯著較小的電流(4.4安培與14安培相比)以及低得多的熱負(fù)荷(約300攝氏度與超過500攝氏度相比)。圖9的細(xì)致分析揭示了，在相同功率下使用如本文中前面所述的第一供電裝置140和第二供電裝置142，與傳統(tǒng)AC型濺射系統(tǒng)相比較，增加了沉積速率。例如，在每側(cè)4kW和20kHz下運行的系統(tǒng)100產(chǎn)生470埃的膜厚度，而傳統(tǒng)PEIIAC系統(tǒng)在4kW下產(chǎn)生僅230埃的膜厚度。為了達(dá)到系統(tǒng)100的沉積速率，傳統(tǒng)AC系統(tǒng)不得不施加大于8kW的功率。簡言之，申請人提供了一種系統(tǒng)、方法、和裝置，其用于提高沉積速率，同時在與傳統(tǒng)AC系統(tǒng)相同或較低的功率下顯著地降低基板122所經(jīng)受的熱負(fù)荷，并且顯著地降低陽極108和磁控管102、104所經(jīng)受的電流，這一點如前文所描述的是意料之外的結(jié)果。現(xiàn)在回到圖6，可以推斷出系統(tǒng)100可以在包括20kHz、30kHz、和40kHz或者其它頻率的任何頻率數(shù)下運行，并且提供持續(xù)地比傳統(tǒng)AC功率輸送好得多的埃/基板溫度曲線。提供了對公開實施例的先前描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出或者使用本發(fā)明。對這些實施例的各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，并且可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下將本文中所闡述的一般原理應(yīng)用于其它實施例。因此，本發(fā)明并非旨在限于本文中所示出的實施例，而應(yīng)符合與本文中所公開的原理和新穎特征一致的最寬范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3