磁控管装置和半导体工艺设备的制作方法

1.本技术属于半导体加工技术领域，具体涉及一种磁控管装置和半导体工艺设备。


背景技术：

2.在半导体的加工过程中，溅射工艺是一种常见的薄膜制备工艺，通过对靶材的轰击，使靶材中的粒子溅出，且沉积在衬底的表面形成薄膜。目前，通常利用金属或金属化合物作为溅射靶材，且借助磁控管辅助控制离子轰击靶材时产生的二次电子的运动轨迹，在诸如晶圆等半导体表面形成薄膜。
3.在集成电路铜互连系统中，钽(ta)或者氮化钽(tan)等金属化合物一方面可以起到阻挡铜元素向硅中扩散的作用，另一方面，其与硅、铜都有良好的附着性，因此钽(ta)或者氮化钽(tan)等金属化合物多用来作为铜互连系统中的阻挡层。
4.在金属阻挡层的沉积工艺中，通常包括沉积工艺和刻蚀工艺，利用沉积工艺在半导体的表面形成沉积层，且利用刻蚀工艺去除进行沉积工艺时在靶材表面形成的金属氮化物，降低工艺腔室内杂质的产生概率。在上述沉积工艺中，需要使磁控管在靶材中靠外的环形区域处进行旋转；而在刻蚀工艺中，则需要使磁控管在靶材中靠近中心的环形区域处进行旋转，因此，需要一种提供一种磁控管组件，该磁控管组件具备切换磁控管的位置的能力的机构辅助沉积工艺和刻蚀工艺的进行。


技术实现要素：

5.本技术公开一种磁控管装置和半导体工艺设备，具备切换磁控管位置的能力。
6.为了解决上述问题，本技术实施例是这样实现地：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种磁控管装置，其包括旋转座、驱动轴、换位转轴、曲柄、连杆、摇杆、安装座、磁控管、第一限位件和第二限位件，其中，
8.所述驱动轴和所述换位转轴均与所述旋转座可转动连接；所述曲柄与所述驱动轴传动连接，所述曲柄通过所述连杆与所述摇杆传动连接，所述摇杆与所述换位转轴传动连接；
9.所述安装座与所述换位转轴固定连接，所述磁控管固定于所述安装座背离所述旋转座的一侧，且所述磁控管与所述安装座的连接处位于所述换位转轴的轴线之外；
10.所述第一限位件和所述第二限位件均固定于所述旋转座朝向所述安装座的一侧，在所述换位转轴的周向上，所述摇杆位于所述第一限位件和所述第二限位件之间，且所述驱动轴可驱动所述摇杆在所述第一限位件和所述第二限位件之间运动；
11.在所述驱动轴沿第一方向转动，且驱动所述摇杆限位于所述第一限位件的情况下，所述驱动轴驱动所述旋转座沿所述第一方向转动，且所述磁控管与所述安装座的连接处与所述驱动轴之间的间距为第一间距；
12.在所述驱动轴沿第二方向转动，且驱动所述摇杆限位于所述第二限位件的情况下，所述驱动轴驱动所述旋转座沿所述第二方向转动，且所述磁控管与所述安装座的连接
处与所述驱动轴之间的间距为第二间距，所述第二间距大于所述第一间距，且所述第二方向与所述第一方向互为反方向。
13.第二方面，本技术实施例提供了一种半导体工艺设备，其包括工艺腔室和上述磁控管装置，所述磁控管装置的旋转座固定于所述工艺腔室。
14.本技术实施例提供一种磁控管装置，其包括磁控管，磁控管装置中，驱动轴和换位转轴均可转动地安装在旋转座上，且驱动轴和换位转轴二者之间通过曲柄、连杆和摇杆三者形成传动连接关系，进而可以将驱动轴的驱动作用力传递至换位转轴上，使固定在换位转轴上的安装座能够围绕换位转轴相对旋转座转动。并且，磁控管安装在安装座上，进而在安装座转动的过程中能够带动磁控管围绕换位转轴转动，从而改变磁控管与驱动轴之间的间距。同时，旋转座朝向安装座的一侧还设有第一限位件和第二限位件，且在换位转轴的周向上，摇杆位于第一限位件和第二限位件之间，在摇杆随驱动轴运动的过程中，第一限位件和第二限位件可以在不同方位处为摇杆提供限位作用，当摇杆与第一限位件或第二限位件相互限位时，驱动轴可以驱动旋转座转动，从而带动安装在旋转座上的部件一并围绕驱动轴转动，这使得磁控管能够具备沿不同直径的圆转动的能力，从而在溅射工艺过程中，可以根据所要进行的工艺不同的情况下，控制磁控管沿不同直径的圆转动，保证对应的工艺能够正常地进行。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
16.图1是本技术实施例公开的磁控管装置的结构示意图；
17.图2是本技术实施例公开的磁控管装置的剖面示意图；
18.图3是本技术实施例公开的磁控管装置处于一种状态下的示意图；
19.图4是本技术实施例公开的磁控管装置处于另一种状态下的示意图。
20.附图标记说明：
21.110-旋转座、120-安装座、130-磁控管、131-旋转轴、
22.210-驱动轴、220-换位转轴、231-第一轴承、232-第二轴承、240-套筒、250-胀套、260-平键、
23.310-曲柄、320-连杆、330-摇杆、340-销轴、
24.410-第一限位件、420-第二限位件、
25.510-挡圈、520-端盖、530-螺母、
26.610-第一均重件、620-第二均重件。
具体实施方式
27.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.以下结合附图，详细说明本技术各个实施例公开的技术方案。
29.如图1-图4所示，本技术实施例公开一种磁控管装置，其包括旋转座110、驱动轴210、换位转轴220、曲柄310、连杆320、摇杆330、安装座120、磁控管130、第一限位件410和第二限位件420。
30.其中，旋转座110为磁控管装置中的基础结构，其他部件均可以直接或间接地连接在旋转座110上。为了保证旋转座110具有较高的结构强度和承载性能，旋转座110可以采用金属材料形成，旋转座110的形状和尺寸等参数均可以根据实际情况确定，此处不作限定。在磁控管装置安装在半导体工艺设备的工艺腔室上时，可以借助旋转座110将整个磁控管装置固定在工艺腔室上方。
31.驱动轴210为磁控管装置中用于传递驱动作用力的部件，在磁控管装置的工作过程中，可以将驱动轴210连接在旋转电机上，从而利用旋转电机为整个磁控管装置提供动力，驱动磁控管130运动。换位转轴220为磁控管装置中辅助磁控管130切换位置的部件，驱动轴210和换位转轴220均可以为金属轴，如图2所示，二者均与旋转座110可转动连接，具体地，利用轴承等部件，能够使驱动轴210和换位转轴220均与旋转座110形成可转动的装配关系。如上所述，换位转轴220与磁控管130之间具有连接关系，进而，为了保证驱动轴210具备驱动磁控管130围绕驱动轴210转动的能力，在旋转座110上布设驱动轴210和换位转轴220时，需要使驱动轴210和换位转轴220在垂直于驱动轴210的轴向的方向上相互间隔，也即，在旋转座110相对驱动轴210转动的情况下，可以使换位转轴220能够围绕驱动轴210转动。更具体地，二者之间的间距可以根据磁控管装置中的其他部件的尺寸和形状等参数确定，此处不作限定。
32.如图3和图4所示，曲柄310、连杆320和摇杆330三者组成曲柄310摇杆330机构，曲柄310与驱动轴210传动连接，曲柄310通过连杆320与摇杆330传动连接，摇杆330与换位转轴220传动连接，以将驱动轴210的转动驱动力传递至换位转轴220。详细地说，曲柄310与驱动轴210之间，以及摇杆330与换位转轴220之间，均可以通过键形成可靠的传动关系，或者，还可以通过固定连接的方式形成传动关系，保证驱动作用力的可靠传递。其中，如图1所示，曲柄310与连杆320之间，以及连杆320与摇杆330之间均可以通过销轴340等转动连接件相互连接，使曲柄310和摇杆330均能够与连杆320形成可靠的转动连接关系。更具体地，曲柄310、连杆320和摇杆330亦均可以采用金属等材料形成，以保证三者均可以提供满足需求的传动作用和限位效果。
33.为了保证换位转轴220具备改变磁控管130位置的能力，如图2所示，安装座120与换位转轴220固定连接，磁控管130固定于安装座120背离旋转座110的一侧，且磁控管130与安装座120的连接处位于换位转轴220的轴线之外，从而在换位转轴220相对安装座120转动时，换位转轴220能够带动安装座120一并转动，由于磁控管130与安装座120的连接处位于换位转轴220的轴线之外，从而在换位转轴220转动的过程中，可以使磁控管130围绕换位转轴220产生类似于“公转”的旋转动作，进而在驱动轴210带动换位转轴220一并转动时，由于驱动轴210和换位转轴220的相对位置没有发生变化，在磁控管130围绕换位转轴220转动，从而可以改变磁控管130与驱动轴210之间的相对位置。其中，如图1所示，磁控管130与安装座120的连接处具体可以为磁控管130的旋转轴131.
34.更详细地说，如果驱动轴210与换位转轴220之间的距离为a，磁控管130与换位转轴220之间的距离为b，即磁控管130与安装座120之间的连接处与换位转轴220之间的距离
为b，则在没有其他因素干扰的情况下，如图3和图4所示，随着驱动轴210驱动换位转轴220转动的过程的进行，磁控管130与安装座120之间的连接处与驱动轴210之间的距离范围应当为(a与b的差)～(a与b的和)，也即，随着驱动轴210带动换位转轴220转动，磁控管130在逐渐靠近驱动轴210和逐渐远离驱动轴210的两个过程之间循环。
35.当然，为了保证磁控管装置具备使磁控管130形成满足需求的磁场的能力，磁控管装置还需具备使磁控管130围绕驱动轴210转动的能力。基于此，上述第一限位件410和第二限位件420均固定于旋转座110朝向安装座120的一侧，以利用第一限位件410和第二限位件420为磁控管130的运动范围形成一定的限制作用。并且，由于磁控管130安装在安装座120背离旋转座110的一侧，进而可以借助摇杆330辅助限制磁控管130的运动范围。
36.直观地说，在换位转轴220的周向上，摇杆330位于第一限位件410和第二限位件420之间，且驱动轴210可驱动摇杆330在第一限位件410和第二限位件420之间运动。也即，第一限位件410和第二限位件420在换位转轴220的周向上所夹持的空间大于摇杆330在对应方向上的尺寸，从而在驱动轴210动作的情况下，摇杆330仍能在第一限位件410和第二限位件420夹持形成的空间内活动，对应地，在摇杆330活动的情况下，换位转轴220对应地产生旋转动作。而在摇杆330随驱动轴210转动且转动至与第一限位件410(或第二限位件420)相互限位时，如果驱动轴210仍继续沿初始方向转动，由于摇杆330受限，无法继续将旋转驱动力传递至换位转轴220，进而被驱动部件则转换为与驱动轴210可转动连接的旋转座110，在旋转座110转动的情况下，可以带动磁控管装置中上述部件除驱动轴210之外的所有部件一并围绕驱动轴210的轴向作旋转运动。
37.综上，本技术实施例公开的磁控组件具备控制磁控管130远离驱动轴210和控制磁控管130靠近驱动轴210的能力，且具备驱动磁控管130围绕驱动轴210作旋转运动的能力，进而，当上述磁控管装置被安装在工艺腔室上时，通过使驱动轴210的轴线与工艺腔室的轴线重合，即可使磁控管130具备在工艺腔室中靠近侧壁的位置围绕驱动轴210转动的能力，以及具备在工艺腔室中靠近工艺腔室的轴线的位置围绕驱动轴210转动的能力。
38.详细地说，在驱动轴210沿第一方向转动，且驱动摇杆330限位于第一限位件410的情况下，驱动轴210驱动旋转座110沿第一方向转动，且磁控管130与安装座120的连接处与驱动轴210之间的间距为第一间距；在驱动轴210沿第二方向转动，且驱动摇杆330限位于第二限位件420的情况下，驱动轴210驱动旋转座110沿第二方向转动，且磁控管130与安装座120的连接处与驱动轴210之间的间距为第二间距，第二间距大于第一间距，且第二方向与第一方向互为反方向。
39.如上所述，驱动轴210能够驱动摇杆330在第一限位件410和第二限位件420之间的空间内运动，当驱动轴210始终沿同一方向转动的情况下，无论摇杆330的初始位置为何，随着时间的推移，摇杆330必然会受到第一限位件410或第二限位件420的阻挡，在这种情况下，当驱动轴210继续沿初始方向转动，则被驱动部件自摇杆330切换至旋转座110，在旋转座110围绕驱动轴210转动的情况下，安装在旋转座110上的所有部件均会随旋转座110围绕驱动轴210转动。第一方向可以为顺时针方向和逆时针方向中的一者，第二方向对应地为顺时针方向和逆时针方向中的另一者。
40.通过对第一限位件410和第二限位件420的设置位置，以及摇杆330和磁控管130的相对位置等参数进行设定，可以保证在摇杆330限位于第一限位件410时，以及摇杆330限位
于第二限位件420时，磁控管130与驱动轴210之间的间距能够发生改变。第一间距和第二间距的具体值可以根据工艺腔室的尺寸，以及所需磁场的分布情况等实际参数确定。
41.本技术实施例提供一种磁控管装置，其包括磁控管130，磁控管装置中，驱动轴210和换位转轴220均可转动地安装在旋转座110上，且驱动轴210和换位转轴220二者之间通过曲柄310、连杆320和摇杆330三者形成传动连接关系，进而可以将驱动轴210的驱动作用力传递至换位转轴220上，使固定在换位转轴220上的安装座120能够围绕换位转轴220相对旋转座110转动。并且，磁控管130安装在安装座120上，进而在安装座120转动的过程中能够带动磁控管130围绕换位转轴220转动，从而改变磁控管130与驱动轴210之间的间距。同时，旋转座110朝向安装座120的一侧还设有第一限位件410和第二限位件420，且在换位转轴220的周向上，摇杆330位于第一限位件410和第二限位件420之间，在摇杆330随驱动轴210运动的过程中，第一限位件410和第二限位件420可以在不同方位处为摇杆330提供限位作用，当摇杆330与第一限位件410或第二限位件420相互限位时，驱动轴210可以驱动旋转座110转动，从而带动安装在旋转座110上的部件一并围绕驱动轴210转动，这使得磁控管130能够具备沿不同直径的圆转动的能力，从而在溅射工艺过程中，可以根据所要进行的工艺不同的情况下，控制磁控管130沿不同直径的圆转动，保证对应的工艺能够正常地进行。
42.当然，在磁控管130随驱动轴210转动而围绕驱动轴210转动的过程中，为了保证磁控管130与旋转座110在驱动轴210的轴向上的间距基本不发生变化，需要使驱动轴210与换位转轴220二者的轴向平行。如上所述，驱动轴210和换位转轴220均可以通过轴承等部件与旋转座110形成可转动地连接关系，为了进一步防止出现驱动轴210以轴承所在处为铰接点而相对旋转座110晃动的情况，可选地，如图2所示，驱动轴210通过多个第一轴承231与旋转座110可转动连接，多个第一轴承231沿驱动轴210的轴向分布，在多个第一轴承231的一并作用下，基本可以防止驱动轴210与旋转座110产生除沿驱动轴210的周向相对转动的其他相对运动，这可以进一步保证驱动轴210的驱动稳定性，进而进一步提升磁控管130在驱动轴210的轴向上的位置的稳定性。当然，为了提升驱动轴210和旋转座110之间的连接可靠性，在驱动轴210的轴向上，驱动轴210与旋转座110需均与各第一轴承231形成相对固定关系，保证各第一轴承231均不会自驱动轴210和旋转座110之间脱出。
43.具体地，驱动轴210和旋转座110之间的第一轴承231的数量可以为两个，在这种情况下，可以兼顾驱动轴210的驱动稳定性和组装难度。在布设多个第一轴承231的过程中，如图2所示，可以使多个第一轴承231相邻设置，这可以进一步限制第一轴承231的晃动幅度，以进一步保证驱动轴210和旋转座110之间的装配稳定性。在第一轴承231的种类不同的情况下，驱动轴210和旋转座110二者与第一轴承231在在驱动轴210的轴向上形成相对固定关系的方式亦有所不同，对此，下文再详细介绍。
44.相似地，为了进一步防止出现换位转轴220以轴承所在处为铰接点而相对旋转座110晃动的情况，可选地，如图2所示，换位转轴220可以通过多个第二轴承232与旋转座110可转动连接，多个第二轴承232成对设置且沿换位转轴220的轴向分布，在多个第二轴承232的一并作用下，基本可以防止换位转轴220与旋转座110产生除沿换位转轴220的周向相对转动的其他相对运动，这可以进一步保证换位转轴220的装配稳定性，以进一步提升磁控管130在驱动轴210的轴向上的位置的稳定性。同样地，为了提升换位转轴220和旋转座110之间的连接可靠性，在换位转轴220的轴向上，换位转轴220与旋转座110需均与各第二轴承
232形成相对固定关系，保证各第二轴承232均不会自换位转轴220和旋转座110之间脱出。并且，换位转轴220与旋转座110之间的第二轴承232的具体结构和装配方式，以及各第二轴承232在换位转轴220的轴向上的限位方式，均可以参照上述驱动轴210与第一轴承231的实施例，考虑文本简洁，此处不再重复介绍。
45.如上所述，驱动轴210与旋转座110之间可以利用第一轴承231形成转动配合关系，且曲柄310可以通过键连接的方式与驱动轴210形成传动连接关系。在本技术的另一实施例中，如图2所示，磁控管装置还包括套筒240和胀套250，其中，套筒240套设在驱动轴210之外，且胀套250卡持在套筒240和驱动轴210之间，从而在胀套250的作用下，固定连接套筒240和驱动轴210，从而在驱动轴210转动的过程中，使套筒240能够随驱动轴210一并转动。在这种情况下，套筒240与旋转座110可转动连接，进而保证旋转座110具备相对驱动轴210转动的能力。具体来说，套筒240与旋转座110之间可以通过第一轴承231形成转动配合关系。当然，换位转轴220与旋转座110之间亦可以借助套筒和胀套相互连接，考虑到换位转轴220的载荷相对较小，亦可以直接利用第二轴承232将换位转轴220转动安装在旋转座110上。
46.同时，在上述实施例中，如图2所示，曲柄310固定在套筒240上，在采用这种技术方案的情况下，一方面可以防止键结构对驱动轴210的结构强度产生不利影响，另一方面还可以提升曲柄310与驱动轴210之间传动连接关系的可靠性。具体地，曲柄310可以通过螺钉等连接件可拆卸地固定连接在套筒240上，进一步地，为了提升磁控管装置的结构紧凑性，曲柄310上可以设置有通孔，且使曲柄310利用其通孔套设安装在驱动轴210上，在这种情况下曲柄310与套筒240基本可以相互贴合，这还可以进一步提升曲柄310和套筒240之间固定连接关系的可靠性。如上所述，换位转轴220可以直接通过第二轴承232与旋转座110连接，在这种情况下，摇杆330与换位转轴220之间可以通过平键260相互连接，或者，利用花键亦可以使摇杆330与换位转轴220形成可靠的传动连接关系。
47.如上所述，驱动轴210与旋转座110之间可以利用第一轴承231形成转动连接关系，可选地，第一轴承231为滑动轴承。在本技术的另一实施例中，各第一轴承231均为滚动轴承，在这种情况下，可以降低第一轴承231的摩擦阻力和摩擦损耗，一方面可以提升第一轴承231的使用寿命，另一方面，还可以降低驱动轴210转动时所需的驱动功率，减小能耗。相似地，换位转轴220与旋转座110之间的各第二轴承232亦均可以为滚动轴承。
48.在驱动轴210与旋转座110之间设置滚动轴承的情况下，可以通过使驱动轴210和旋转座110均与第一轴承231形成过盈配合的方式，使驱动轴210和旋转座110均与第一轴承231在驱动轴210的轴向上形成相对固定关系。为了进一步提升第一轴承231的位置稳定性，可选地，如图2所示，本技术实施例公开的磁控管装置还包括挡圈510和端盖520，在驱动轴210通过套筒240间接地与旋转座110可转动连接的情况下，套筒240的外壁设有沉槽，通过使沉槽设置在套筒240上，可以防止沉槽对驱动轴210的结构强度产生不利影响，进而可以提升驱动轴210的可靠性。并且，通过使挡圈510的一部分伸入沉槽，且使挡圈510的另一部分限位与第一轴承231的内圈的端面，即可利用挡圈510为第一轴承231的内圈提供更为可靠的限位效果。当然，挡圈510可以为开放式环状结构件，从而保证挡圈510能够通过套设在驱动轴210(或套筒240)上的方式安装至沉槽内。
49.可选地，第一轴承231的相背两端均可以设置有挡圈510，以保证第一轴承231的内
圈与驱动轴210在驱动轴210的轴向上的相对固定关系更为可靠。在本技术的另一实施例中，第一轴承231的相背两端中，可以仅有一端设置有挡圈510，第一轴承231的另一端则可以通过旋转座110进行限位。具体地，可以使旋转座110上用以安装驱动轴210的通孔为非规则圆柱孔，也即，通孔的一端的内径相对较小，仅能够供驱动轴210穿出，而由于套设在驱动轴210之外的第一轴承231的内圈的外径大于前述通孔的内径，从而使得第一轴承231的内圈能够被限制在前述通孔的端壁处。或者，也可以借助曲柄310为第一轴承231的内圈的一端端面提供限位作用，限位的原理与旋转座110上的通孔的结构限位的原理相似，此处不再重复说明。
50.而对于第一轴承231的外圈而言，则可以通过端盖520提供强化限位作用，端盖520贴合于第一轴承231的外圈的端面，且端盖520固定于旋转座110，这可以保证端盖520能够为第一轴承231的外圈提供可靠地限位作用。具体地，端盖520为环形结构件，其可以通过套设在驱动轴210(或套筒240)之外的方式，安装至第一轴承231的外圈的端面，且可以通过螺钉等连接件将端盖520可拆卸地固定在旋转座110上，为第一轴承231的维修和更换提供便利。相似地，第一轴承231的外圈的相背两侧均可以利用端盖520提供强化限位作用。或者，亦可以利用上述技术方案中提及的旋转座110上的通孔的端壁为第一轴承231的外圈提供限位作用。
51.综合可靠性和便利性来看，可选地，第一轴承231的内圈的一端可以利用挡圈510提供限位作用，第一轴承231的外圈的一端可以利用端盖520提供限位作用；同时，可以通过增大曲柄310的外周的方式为第一轴承231的内圈的另一端提供限位作用，通过减小旋转座110上用以安装驱动轴210的通孔的一端内径的方式，为第一轴承231的外圈的另一端提供限位作用。
52.相似地，换位转轴220上的第一轴承231的限位方式亦可以参展上述实施例，考虑到换位转轴220可能直接与第一轴承231连接，进而，如图2所示，换位转轴220亦可以借助螺母530为套设在换位转轴220之外的轴承提供限位作用。
53.为了进一步提升磁控管130在随驱动轴210运动时在驱动轴210的轴向上的位置稳定性，可选地，如图1和图2所示，本技术实施例公开的磁控管装置还包括第一均重件610，第一均重件610固定在安装座120上，且第一均重件610位于换位转轴220背离磁控管130的一侧，从而使安装座120中换位转轴220的相背两侧的重量更为接近，提升安装座120的平衡性能，以在安装座120随换位转轴220转动时，保证安装座120基本不会出现相对换位转轴220晃动的情况，以进一步提升磁控管130在驱动轴210的轴向上的位置稳定性。具体地，第一均重件610可以通过螺栓等连接件固定在安装座120上，或者，在第一均重件610和安装座120均为金属材质的情况下，还可以通过焊接的方式使第一均重件610固定连接在安装座120上。另外，还可以根据磁控管130的重量和重心等实际参数，对应确定第一均重件610的重量和安装位置，以最大化地提升安装座120中换位转轴220相背两侧的重量的均匀性。
54.可选地，如图2所示，磁控管装置还可以包括第二均重件620，第二均重件620固定于旋转座110，且第二均重件620位于驱动轴210背离安装座120的一侧，进而使旋转座110中转轴的相背两侧的重量也更为接近，提升旋转座110的平衡性能，这可以进一步防止磁控管130运动过程中产生沿驱动轴210的轴向的运动动作。对应地，第一均重件610可以通过连接件连接或焊接等方式固定在旋转座110上，且可以根据旋转座110中包括磁控管130的部分
所在的一侧的部件的总重量和理论重心等实际参数，对应确定第二均重件620的重量和安装位置。
55.如上所述，摇杆330能够随驱动轴210的转动而被限位于第一限位件410或第二限位件420，为了保证第一限位件410和第二限位件420二者所提供的限位效果具有较高的可靠性，可以使第一限位件410和第二限位件420均为金属结构件，且在旋转座110为金属材质的情况下，可以通过焊接的方式，将第一限位件410和第二限位件420固定连接在旋转座110上。对应地，摇杆330亦可以采用金属等材料制成，在这种情况下，摇杆330与第一限位件410接触时，以及摇杆330与第二限位件420接触时均会产生较大的碰撞效果，基于此，为了减小第一限位件410和第二限位件420与摇杆330接触时产生的冲击载荷造成的振动，可选地，第一限位件410和第二限位件420中的至少与这朝向摇杆330的一侧设有弹性缓冲件，以利用缓冲件为部件间接触提供缓震作用。
56.更进一步地，第一限位件410朝向摇杆330的一侧，以及第二限位件420朝向摇杆330的一侧均可以设置有弹性缓冲件，或者，可以在摇杆330朝向第一限位件410以及摇杆330朝向第二限位件420的一侧均设置弹性缓冲件，从而无论摇杆330与第一限位件410接触，还是摇杆330与第二限位件420接触时，均基本不会产生较大的碰撞作用和振动，提升溅射机构的可靠性和控制精度。具体地，弹性缓冲件可以为橡胶或树脂等弹性材料形成的弹性缓冲垫，其可以通过粘接等方式固定安装，弹性缓冲件的厚度等参数可以根据实际需求确定，此处不作限定。
57.基于上述任一实施例公开的磁控管装置，本技术还公开一种半导体工艺设备，其包括工艺腔室和上述磁控管装置，磁控管装置的旋转座固定在工艺腔室上，以使整个磁控管装置与工艺腔室形成可靠的装配关系。
58.本技术上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
59.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种磁控管装置，其特征在于，包括旋转座、驱动轴、换位转轴、曲柄、连杆、摇杆、安装座、磁控管、第一限位件和第二限位件，其中，所述驱动轴和所述换位转轴均与所述旋转座可转动连接；所述曲柄与所述驱动轴传动连接，所述曲柄通过所述连杆与所述摇杆传动连接，所述摇杆与所述换位转轴传动连接；所述安装座与所述换位转轴固定连接，所述磁控管固定于所述安装座背离所述旋转座的一侧，且所述磁控管与所述安装座的连接处位于所述换位转轴的轴线之外；所述第一限位件和所述第二限位件均固定于所述旋转座朝向所述安装座的一侧，在所述换位转轴的周向上，所述摇杆位于所述第一限位件和所述第二限位件之间，且所述驱动轴可驱动所述摇杆在所述第一限位件和所述第二限位件之间运动；在所述驱动轴沿第一方向转动，且驱动所述摇杆限位于所述第一限位件的情况下，所述驱动轴驱动所述旋转座沿所述第一方向转动，且所述磁控管与所述安装座的连接处与所述驱动轴之间的间距为第一间距；在所述驱动轴沿第二方向转动，且驱动所述摇杆限位于所述第二限位件的情况下，所述驱动轴驱动所述旋转座沿所述第二方向转动，且所述磁控管与所述安装座的连接处与所述驱动轴之间的间距为第二间距，所述第二间距大于所述第一间距，且所述第二方向与所述第一方向互为反方向。2.根据权利要求1所述的磁控管装置，其特征在于，所述驱动轴通过多个第一轴承与所述旋转座可转动连接，多个所述第一轴承沿所述驱动轴的轴向分布，且在所述驱动轴的轴向上，所述驱动轴和所述旋转座均与各所述第一轴承相对固定。3.根据权利要求2所述的磁控管装置，其特征在于，所述磁控管装置还包括套筒和胀套，所述套筒套设于所述驱动轴，且所述胀套卡持于所述套筒和所述驱动轴之间，以固定所述套筒和所述驱动轴，所述套筒与所述旋转座可转动连接，所述曲柄固定于所述套筒。4.根据权利要求3所述的磁控管装置，其特征在于，各所述第一轴承均为滚动轴承。5.根据权利要求4所述的磁控管装置，其特征在于，所述磁控管装置还包括挡圈和端盖，所述套筒的外壁设有沉槽，所述挡圈的一部分伸入所述沉槽，且所述挡圈的另一部分限位于所述第一轴承的内圈的端面，所述端盖贴合于所述第一轴承的外圈的端面，且所述端盖固定于所述旋转座。6.根据权利要求1所述的磁控管装置，其特征在于，所述换位转轴通过多个第二轴承与所述旋转座可转动连接，多个所述第二轴承成对设置且沿所述换位转轴的轴向分布，且在所述换位转轴的轴向上，所述换位转轴和所述旋转座均与各所述第二轴承相对固定。7.根据权利要求6所述的磁控管装置，其特征在于，各所述第二轴承均为滚动轴承。8.根据权利要求1所述的磁控管装置，其特征在于，所述磁控管装置还包括第一均重件，所述第一均重件固定于所述安装座，且所述第一均重件位于所述换位转轴背离所述磁控管的一侧。9.根据权利要求1所述的磁控管装置，其特征在于，所述磁控管装置还包括第二均重件，所述第二均重件固定于所述旋转座，且所述第二均重件位于所述驱动轴背离所述安装座的一侧。10.根据权利要求1所述的磁控管装置，其特征在于，所述第一限位件和所述第二限位件中的至少一者朝向所述摇杆的一侧设有弹性缓冲件。
11.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室和权利要求1-10任意一项所述的磁控管装置，所述磁控管装置的旋转座固定于所述工艺腔室。

技术总结
本申请公开一种磁控管装置和半导体工艺设备，磁控管装置包括旋转座、驱动轴、换位转轴、曲柄、连杆、摇杆、安装座、磁控管、第一限位件和第二限位件，在驱动轴沿第一方向转动，且驱动摇杆限位于第一限位件的情况下，驱动轴驱动旋转座沿第一方向转动，且磁控管与安装座的连接处与驱动轴之间的间距为第一间距；在驱动轴沿第二方向转动，且驱动摇杆限位于第二限位件的情况下，驱动轴驱动旋转座沿第二方向转动，且磁控管与安装座的连接处与驱动轴之间的间距为第二间距，第二间距大于第一间距，且第二方向与第一方向互为反方向。上述技术方案公开的磁控管装置具备切换磁控管位置的能力。开的磁控管装置具备切换磁控管位置的能力。开的磁控管装置具备切换磁控管位置的能力。


技术研发人员：任西鹏 李冰 赵康宁
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8