BE1026859B1 - Magnetron met geïntegreerd circuit voor het monitoren en controle - Google Patents

Abstract

Er wordt een magnetronstructuur voor gebruik in een sputterinrichting beschreven. De magnetronstructuur omvat een magnetron (100, 200, 300, 401) en een geïntegreerd circuit (106, 206, 301, 402) dat op een onbuigzame manier is verbonden met de magnetron (100, 200, 300, 401). Het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) is aangepast voor het ten minste gedeeltelijk monitoren en/of controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting.

Description

Magnetron met geïntegreerd circuit voor het monitoren en controle Gebied van de uitvinding De onderhavige uitvinding heeft betrekking op sputtereenheden voor het sputteren van materiaal van een target voor het bedekken van een substraat. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op magnetronstructuren of sputtereenheden omvattende dergelijke magnetronstructuren die het monitoren en controle van de werking of toestand van een sputtereenheid mogelijk maken.

Achtergrond van de uitvinding Materiaal sputteren van een target voor het bedekken van een substraat is algemeen gebruik geworden in een breed gebied van technische velden zoals het vervaardigen van geïntegreerde circuits, het bekleden met grote oppervlakken met glas en tegenwoordig meer en meer voor het bekleden van vlakke paneeldisplays. Een dergelijk sputteren vindt plaats onder een atmosfeer met verlaagde druk, waarbij sputter- of reactieve gassen of mengsels van beide worden toegelaten op een gecontroleerde manier. Vrije elektronen die op een magnetisch beperkt traject rondspringen, ioniseren de gasatomen of -moleculen in de buurt van het targetoppervlak. Deze ionen worden vervolgens versneld naar het target toe, dat een negatieve voorspanning heeft, waardoor de targetatomen worden losgemaakt en ze voldoende kinetische energie krijgen om het substraat te bereiken en te bedekken. De vorm van het traject wordt bepaald door een statische-magneetreeks, dichtbij het targetoppervlak dat tegenovergesteld is aan het oppervlak dat wordt gesputterd. Een dergelijk depositieproces wordt gewoonlijk ‘magnetronsputteren’ genoemd vanwege de aanwezigheid van de magneetreeks.

Er is een overvloed aan apparaten ontwikkeld, ontworpen en gebouwd met een specifieke toepassing in gedachten. De eerste, kleinere magnetronsputtereenheid gebruikte stationaire vlakke targets die aanvankelijk overwegend cirkelvormig waren (bv. de siliciumwafel waarop werd gesputterd). Laterwerden ook langwerpige, rechthoekige vormen voor het bekleden van grotere substraten die onder het target passeren beschikbaar (bv. nr. 3.878.085). Dergelijke langwerpige vlakke targets worden nu algemeen gebruikt in specifieke ‘schermbekledingsinrichtingen’ voor de productie van vlakke paneeldisplays zoals liquid crystal displays (LCD) en plasmaschermen. Deze vlakke targets zijn meestal gemonteerd in de toegangsdeuren van het apparaat; het targetoppervlak is gemakkelijk toegankelijk (met geopende deuren) en beslaat de lengte van en strekt zich zelfs uit over de breedte van het substraat. In een schermbekledingsinrichting wordt het te bekleden substraat onder een schuine hoek (7° tot 15°) uit de verticale stand gehouden en leunt het op een transportsysteem. Aangezien het target evenwijdig aan het substraat moet zijn voor het verkrijgen van een uniforme bekleding, moet het target onder in hoofdzaak dezelfde hoek worden gemonteerd.

Stationaire targets zijn gemakkelijk af te koelen en te activeren (omdat ze statisch zijn ten opzichte van het apparaat), maar ze hebben het nadeel dat het targetmateriaal alleen onder het traject wordt weggeërodeerd. De bruikbare levensduur van het target is dus beperkt tot het moment net voordat het target voor het eerst wordt doorboord. Het probleem van niet-uniforme erosie kan worden aangepakt door het introduceren van een magneetreeks die roteert ten opzichte van het targetoppervlak (zoals bv. geïntroduceerd in Amerikaans octrooischrift nr. 4.995.958 voor cirkelvormige vlakke magnetrons) of dat verschuift ten opzichte van het targetoppervlak (zoals bv. beschreven in Amerikaans octrooischrift nr. 6.322.679 voor langwerpige vlakke magnetrons). Hoewel dergelijke constructies het ongelijkmatige erosieprobleem grotendeels verlichten, maken ze het systeem complexer.

Bekledingsinrichtingen met groot oppervlak voor het bekleden van bv. vensterglas met verschillende lagen van functionele bekledingen zijn gewoonlijk uitgerust met een roterend, cilindrisch sputtertarget. In deze toepassing wordt de economische aandrijving doorgevoerd tegen lage materiaalkosten en een goede kwaliteit. Roterende cilindrische targets zijn daarvoor de ideale keuze, omdat ze grote breedten kunnen overspannen en lange tijd kunnen worden gebruikt. Doorwisselwerking roteert het target zelf ten opzichte van het apparaat en daarom is een complex en ruimte innemend ‘eindblok’ nodig voor het dragen, roteren, activeren, koelen en isoleren (koelmiddel, lucht en elektriciteit) van het roterende target terwijl de magneetreeks binnenin wordt vastgemaakt of eventueel roterend wordt geconfigureerd.

Er bestaan verschillende soorten opstellingen, waaronder bijvoorbeeld dubbele haakse eindblokken, een enkel recht doorlopend eindblok of een enkel haaks eindblok.

Dubbele, haakse eindblokken zoals geopenbaard in Amerikaans octrooischrift no. 5.096.562 (FIG. 2, FIG. 6) en US 2003/0136672 A1 waarbij de middelen voor het dragen, roteren, activeren, koelen en isoleren (lucht, koelmiddel en elektriciteit) zijn verdeeld over twee blokken, die zich aan beide uiteinden van het target bevinden.

Met haaks wordt bedoeld dat de eindblokken zijn gemonteerd aan de wand die evenwijdig is aan de rotatieas van het target.

Deze eindblokken zijn meestal gemonteerd op de bodem van een top-box bevattende hulpapparatuur.

De top-box met eindblokken en gemonteerde target kan in zijn geheel uit de bekledingsinrichting met groot oppervlak worden getild voor eenvoudige vervanging en eenvoudig onderhoud van het target.

Enkele, recht doorgaande eindblokken zoals geopenbaard in Amerikaans octrooischrift no. 5.200.049 (FIG. 1) waarbij de middelen voor het dragen, roteren, activeren, koelen en isoleren allemaal zijn opgenomen in één eindblok en het target vrijdragend binnen de bekledingsinrichting met groot oppervlak wordt gehouden.

Met ‘recht doorgaand’ wordt bedoeld dat de rotatieas van het target loodrecht staat op de wand waarop het eindblok is gemonteerd.

Er zijn ook ‘semi-vrijdragende’ opstellingen beschreven (Amerikaans octrooischrift nr. 5.620.577) waarbij het uiteinde van het target het verst van het eindblok wordt vastgehouden door een mechanische steun (zonder dat enige andere functionaliteiten zijn opgenomen in die steun). Besturing van de verschillende functionaliteiten die worden verschaft door een magnetron (voor gebruik met vlakke of cilindrische targets) of, meer in het algemeen, van de verschillende functionaliteiten van de sputtereenheid wordt op ditmoment typisch uitgevoerd met behulp van een regelaar buiten de sputtereenheid. Besturing wordt dus uitgevoerd door besturingssignalen van de regelaar buiten de sputtereenheid via een signaaltransmissiekabel over te dragen aan de magnetron in het vacuüm.

Verder, hoewel het gebruik van sensoren voor het detecteren van eigenschappen van de sputtereenheid bekend is, is er nog altijd ruimte voor het verbeteren van het monitoren van de sputtereenheid.

Samenvatting van de uitvinding Het is een doel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om magnetronstructuren te verschaffen en/of sputtereenheden omvattende dergelijke magnetronstructuren te verschaffen die goede monitoring en/of controle ondersteunen van de werking en/of toestand van een sputtereenheid of een sputterproces dat wordt uitgevoerd door dergelijke eenheid.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om magnetronstructuren te verschaffen en/of sputtereenheden omvattende dergelijke magnetronstructuren te verschaffen die gemakkelijke installatie mogelijk maken, omdat ten minste een deel van de monitorings- en/of controlefunctionaliteit in de sputtereenheid automatisch wordt geïnstalleerd bij het installeren van de magnetron.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om magnetronstructuren te verschaffen en/of om sputtereenheden omvattende dergelijke magnetronstructuren te verschaffen die eenvoudigere revisie van de magnetronstructuren tijdens onderhoud mogelijk maken, aangezien informatie betreffende werking, inclusief afwijking van normale werking, beschikbaar kan zijn van de magnetronstructuur, zelfs wanneer deze wordt gedemonteerd van de sputtereenheid. Op deze manier kan bv. foutieve bediening gemakkelijker worden gedetecteerd.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat defecte toestanden van componenten van de magnetron gemakkelijkkunnen worden gedetecteerd, bv. tijdens revisie van de magnetron. Deze laatste kan met voordeel worden uitgevoerd in uitvoeringsvormen waarbij monitoringsgegevens van de werking en/of toestand van de magnetron of de sputtereenheid beschikbaar zijn in de tijd. In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen dergelijke 5 gegevens met voordeel beschikbaar zijn in de magnetron zelf, zodanig dat de gegevens gemakkelijk toegankelijk zijn tijdens revisie van de magnetron. Dit maakt onder andere ook pro-actieve vervanging van componenten mogelijk, of maakt het mogelijk om componenten langer in bedrijf te houden, aangezien de feitelijke gebruikstijd van componenten kan worden monitort.

In een eerste aspect, wordt een magnetronstructuur verschaft voor gebruik in een sputterinrichting. De magnetronstructuur omvat een magnetron en een geïntegreerd circuit dat op een onbuigzame manier is verbonden met de magnetron. Het geïntegreerde circuit is geconfigureerd (bv. geprogrammeerd) voor het ten minste gedeeltelijk monitoren en/of controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat ten minste een deel van de gegevensverwerking kan worden geïntegreerd in de magnetron. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat er geen menselijke interactie nodig is voor het verwerken van de gegevens.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het geïntegreerde circuit van de magnetronstructuur een gegevensprocessor voor het verwerken van signalen in gegevens, of omgekeerd.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het geïntegreerde circuit verder gegevensopslag voor het opslaan van de gegevens met betrekking tot het ten minste gedeeltelijk monitoren en/of controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen dat gegevens met betrekking tot het monitoren en/of controleren van een toestand en/of werking van het sputterapparaat in de tijd lokaal kunnen worden opgeslagen. Het is een voordeelvan uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat informatie met betrekking tot de toestand of de werking van de sputterinrichting wordt opgeslagen in de magnetron, zodanig dat tijdens revisie of bij slecht functioneren de toestand of de werking van de sputterinrichting kan worden geëvalueerd. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat gegevens kunnen worden opgeslagen en vergeleken met gegevens die op een ander moment zijn verkregen, waardoor dynamische monitoren van de toestand van de sputterinrichting wordt verkregen, wat langetermijnopvolging en vroege detectie van verslechterde omstandigheden mogelijk maakt (zoals veroudering van verzegelingen, bijvoorbeeld).

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is de magnetron een eindblok dat is aangepast voor het ondersteunen van een buisvormige (bv. cilindrische) magneetstaaf en sputtertarget.

In sommige uitvoeringsvormen kan de magnetron zijn aangepast voor het monteren van een vlak target en het sputteren van een vlak target.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat de magnetronstructuur verder een sensor voor het waarnemen van sensorsignalen die zijn gerelateerd aan de sputterinrichting of het sputterproces. Het geïntegreerde circuit is aangepast om signalen van de sensor te ontvangen en te verwerken.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de status van het proces, van het target, of van enige andere subsystemen (zoals lagers of koelsystemen) in situ en tijdens het gebruik van de sputterinrichting kan worden monitort.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het geïntegreerde circuit verder een communicatiecomponent voor het uitwisselen van gegevens met een regelaar buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting. In specifieke uitvoeringsvormen is de communicatiecomponent aangepast voor het uitvoeren van draadloze communicatie (gebruikmakend van WIFI-communicatie, Bluetooth-communicatie, optische communicatie of elk ander type EM-straling) ofvoor het uitvoeren van bedrade communicatie (gebruikmakend van een optische vezelcommunicatie of elektrische communicatie).

De communicatiecomponent kan een connector omvatten voor het uitwisselen van gegevens tussen het uitwendige niet-vacuüm gedeelte van de sputterinrichting en het geïntegreerde circuit.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een uitlezing voor het lezen van de gegevens of het activeren van een alarm, en/of een opdrachtinvoer kan worden gebruikt in combinatie met de magnetron.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat de magnetron verder een regelaar voor het controleren van ten minste één actuator voor het aanpassen van een parameter die is gerelateerd aan het sputterproces in een sputterinrichting.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat automatisering van het proces kan worden verkregen.

Verder kan de regelaar worden aangepast voor het controleren van ten minste één actuator, voor het aanpassen van de parameter, binnen een gewenst venster.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de processor automatisch een parameter kan controleren binnen een bereik en met verminderde behoefte aan menselijke interactie, zodat een hoge mate van onafhankelijkheid met de buitenkant kan worden bereikt.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat de magnetronstructuur verder een vermogensbron voor het bekrachtigen van het geïntegreerde circuit. De stroombron kan een accu zijn, of een vermogensextractor die is aangepast voor het verkrijgen van vermogen uit een koelvloeistofstroom of een elektrische voeding van de targetbuizen.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is het bekrachtigen van het geïntegreerde circuit gebaseerd op een bedrade verbinding van het uitwendige niet-vacuüm gedeelte van de sputterinrichting.

Het is een voordeel van sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat gebruik van batterijen wordt vermeden, waardoor er minder onderhoud nodig is.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat de magnetron een bovenste gedeelte voor het vasthouden van het target en een onderste gedeelte dat kan worden bevestigd aan het bovenste gedeelte. Het geïntegreerde circuit kan op een onbuigzame manier zijn verbonden met het onderste gedeelte.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat het geïntegreerde circuit gemakkelijk toegankelijk is vanaf de buitenkant van de eenheid, waardoor eenvoudige installatie en eenvoudig onderhoud mogelijk is.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat de magnetronstructuur een draadloze connector omvattende een antenne voor het verzenden van gegevens buiten het systeem.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat geen bekabelde verbinding nodig is voor een extern controlesysteem (zoals een computer), waardoor een zeer compact eindblok wordt verkregen zonder dat extra draden nodig zijn voor gegevensoverdracht, hetzij binnen of buiten de eenheid.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een enkele verbinding (bv. een enkele bedrade verbinding, of zelfs een enkele draadloze verbinding) kan worden gebruikt voor het bekrachtigen van het geïntegreerde circuit en voor het uitwisselen van gegevens naar en van het geïntegreerde circuit, waardoor het eindbloksysteem wordt vereenvoudigd door het aantal verbindingen naar externe controle- en/of voedingsbronnen te verminderen. Als alternatief, kunnen verschillende verbindingen of een meeraderige verbinding worden gebruikt.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zijn de gegevens een of een combinatie van koelvloeistofgerelateerde informatie,

sputtervermogengerelateerde informatie, magneetgerelateerde informatie, magnetrontoestandgerelateerde informatie of targetaandrijvinggerelateerde informatie.

De koelvloeistofgerelateerde informatie kan een of een combinatie zijn van, maar niet beperkt tot, inkomende temperatuur van de koelvloeistof, uitgaande temperatuur van de koelvloeistof, druk van de koelvloeistof, stroomsnelheid van de koelvloeistof of soortelijke weerstand van de koelvloeistof. De sputtervermogengerelateerde informatie kan een of een combinatie zijn van, maar niet beperkt tot, spanning naar het target, spanning op specifieke delen zoals bijvoorbeeld door inductie, elektrische stroom door het systeem, spectrale inhoud of impedantie. Magnetische informatie kan een of een combinatie zijn van, maar niet beperkt tot, het type magneetconfiguratie, positionering van de magneetconfiguratie zoals globale positionering zoals translatie- of rotatiepositie of bewegingssnelheid, of lokale positionering, temperatuur of magnetische sterkte. De magnetrontoestandgerelateerde informatie kan een of een combinatie zijn van, maar niet beperkt tot, temperatuur in de buurt van het target, temperatuur op specifieke delen van de magnetron, druk in het systeem, vochtigheid of koelvloeistof. De targetaandrijvinggerelateerde informatie kan een of een combinatie zijn van, maar niet beperkt tot, rotatie- of bewegingssnelheid, operationele levensduur, elektrische stroomsturingeenheid of koppelniveau in de tijd of temperatuur.

Het geïntegreerde circuit kan informatie verschaffen voor het vergemakkelijken van onderhoud terwijl het in gebruik is, het geven van informatie over zijn status en over het geplande moment van vereist preventief onderhoud.

Het geïntegreerde circuit kan informatie verschaffen voor het vergemakkelijken van onderhoud tijdens de revisie om de historische gegevens te begrijpen en aldus een adequate revisie en adequaat onderhoud mogelijk te maken.

In een tweede aspect is een sputterinrichting verschaft, waarbij de inrichting een magnetronstructuur volgens een willekeurige uitvoeringsvorm van het eerste aspect, en een magneetconfiguratie omvat.

In een derde aspect wordt gebruik van een geïntegreerd circuit in een magnetronstructuur verschaft, voor het ten minste gedeeltelijk monitoren en/of controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een circuit met verwerkingskracht kan worden gebruikt in combinatie met een magnetron. Dit maakt een eenvoudige controle- en/of uitleesinterface mogelijk door het verminderen van installatiehindernissen zoals software-installatie, verbinding tussen externe computersystemen en een veelheid van connectoren van sensoren van de sputtereenheid, enz. Er kan een zeer compacte en ‘intelligente’ magnetron worden verkregen.

Specifieke en te verkiezen aspecten van de uitvinding zijn opgenomen in de bijbehorende onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies zoals gepast en niet louter zoals expliciet opgenomen in de conclusies.

Deze en andere aspecten van de uitvinding worden duidelijk uit en toegelicht met verwijzing naar de hieronder beschreven uitvoeringsvorm(en).

Korte beschrijving van de tekeningen Figuur 1 illustreert een magnetronstructuur in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding in opengewerkt aanzicht, inclusief een motor.

Figuur 2 illustreert een magnetronstructuur in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding in opengewerkt aanzicht, inclusief een koel(sub)systeem.

Figuur 3 illustreert een vooraanzicht van een eindblok, in de richting van de ring waar targets aan kunnen worden bevestigd, met een geïntegreerd circuit in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Figuur 4 illustreert een perspectivisch aanzicht van een eindblok waarbij een sectie is verwijderd voor betere weergave, en toont een voorbeeldplaatsing van een geïntegreerde module omvattende een geïntegreerd circuit, in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

De beschreven tekeningen zijn louter schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kan de grootte van sommige van de elementen overdreven zijn en niet op schaal zijn getekend voor illustratieve doeleinden.

Alle referentietekens in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd als vormende een beperking voor de doelstelling.

In de verschillende tekeningen verwijzen dezelfde referentietekens naar dezelfde of analoge elementen. Gedetailleerde beschrijving van illustratieve uitvoeringsvormen De onderhavige uitvinding wordt beschreven met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, maar de uitvinding is niet beperkt daartoe maar alleen tot de conclusies. De dimensies en de relatieve dimensies komen niet overeen met werkelijke reducties voor de praktijk van de uitvinding.

Verder worden de termen eerste, tweede en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies, gebruikt voor het maken van onderscheid tussen soortgelijke elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een reeks, hetzij in tijd, ruimte, rangorde of op enige andere wijze. Het is duidelijk dat de aldus gebruikte termen onder gepaste omstandigheden onderling verwisselbaar zijn en dat de hierin beschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen werken in andere volgorden dan hierin beschreven of geïllustreerd.

Bovendien worden de termen boven, onder en dergelijke in de beschrijving en de conclusies gebruikt voor descriptieve doeleinden en niet noodzakelijk voor het beschrijven van relatieve posities. Het is duidelijk dat de aldus gebruikte termen onder gepaste omstandigheden onderling verwisselbaar zijn en datde hierin beschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen werken in andere oriëntaties dan hierin beschreven of geïllustreerd.

Het dient vermeld dat de term ‘omvattende’, gebruikt in de conclusies, niet mag worden geïnterpreteerd als zijnde beperkt tot de daarna opgesomde middelen; het sluit geen andere elementen of stappen uit. Het moet dus worden geïnterpreteerd als specificerend voor de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, gehele getallen, stappen of componenten waarnaar wordt verwezen, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van een of meer andere kenmerken, gehele getallen, stappen of componenten, of groepen daarvan, niet uit. De term ‘omvattende’ dekt daarom de situatie waarin alleen de genoemde kenmerken aanwezig zijn en de situatie waarin deze kenmerken en een of meer andere kenmerken aanwezig zijn. De bedoeling van de uitdrukking ‘een inrichting omvattende middelen A en B’ mag dus niet worden geïnterpreteerd als zijnde beperkt tot inrichtingen die alleen bestaan uit componenten A en B. Dit betekent dat met betrekking tot de onderhavige uitvinding de enige relevante componenten van de inrichting A en B zijn.

Verwijzing doorheen deze specificatie naar ‘een bepaalde uitvoeringsvorm’ of ‘een uitvoeringsvorm’ betekent dat een specifieke eigenschap, structuur of kenmerk beschreven met betrekking tot de uitvoeringsvorm is opgenomen in ten minste een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. De opnamen van de uitdrukkingen ‘in een bepaalde uitvoeringsvorm’ of ‘in een uitvoeringsvorm’ op diverse plaatsen doorheen deze specificatie verwijzen niet noodzakelijk allemaal naar dezelfde uitvoeringsvormen, maar kunnen dat wel. Verder kunnen de specifieke eigenschappen, structuren of kenmerken op elke geschikte manier worden gecombineerd, zoals uit deze openbaring duidelijk is voor eenieder die is onderlegd in het vakgebied, in een of meer uitvoeringsvormen.

Evenzo dient het duidelijk te zijn dat in de beschrijving van de kenschetsende uitvoeringsvormen van de uitvinding diverse kenmerken van de uitvinding soms samen worden gegroepeerd in een enkele uitvoeringsvorm, figuur, of beschrijving daarvan voor het stroomlijnen van de openbaring en helpen bij het verkrijgen van inzicht in een of meer van de diverse aspecten van de uitvinding. Dezeopenbaringsmethode mag echter niet worden geïnterpreteerd als zijnde een intentie dat de geclaimde uitvinding meer kenmerken vereist dan expliciet vermeld in elke conclusie. In de plaats daarvan liggen, zoals blijkt uit de volgende conclusies, de inventieve aspecten in minder dan alle kenmerken van een enkele daarvoor geopenbaarde uitvoeringsvorm. De conclusies die volgen op de gedetailleerde beschrijving zijn hierdoor dus expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, waarbij elke conclusie op zichzelf staat als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.

Verder zijn, hoewel enkele hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige maar geen andere eigenschappen die zijn opgenomen in andere uitvoeringsvormen omvatten, combinaties van eigenschappen van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld om binnen de doelstelling van de uitvinding te liggen, en verschillende uitvoeringsvormen vormen, zoals duidelijk is voor de ervaren deskundige. Bijvoorbeeld, in de volgende conclusies kan elke van de geclaimde uitvoeringsvormen in elke combinatie worden gebruikt.

In de hierin verschafte beschrijving zijn diverse specifieke details opgenomen. Het is echter duidelijk dat uitvoeringsvormen van de uitvinding in praktijk kunnen worden gebracht zonder deze specifieke details. In andere instanties werden bekende werkwijzen, structuren en technieken niet in detail weergegeven om de duidelijkheid van de beschrijving niet in gevaar te brengen.

Waar in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding wordt verwezen naar een magnetronstructuur, wordt verwezen naar een magnetron en een geïntegreerd circuit dat op een onbuigzame manier daarmee is verbonden. Het geïntegreerde circuit kan binnen de magnetron zijn geplaatst of kan zijn bevestigd aan de magnetron, een bepaald deel daarvan of een behuizing daarvan. De magnetron kan een bovenste gedeelte omvatten voor het daarop monteren van een target, een behuizing en een onderste gedeelte voor het monteren van de magnetron op de rest van de sputtereenheid. Het geïntegreerde circuit kan daardoor op een onbuigzame manier zijn bevestigd aan het bovenste gedeelte, de behuizing of het onderste gedeelte, of zich bevinden binnenin een van deze componenten.

Verder, wanneer wordt verwezen naar een magnetronstructuur, kan worden verwezen naar zowel een systeem voor gebruik met een vlakke target als naar een systeem voor gebruik met een cilindrische target. In het laatste geval kan de magnetronstructuur ook worden aangeduid als eindblokstructuur en kan de magnetron worden aangeduid als eindblok In sommige specifieke uitvoeringsvormen kan het bovenste gedeelte overeenkomen met een eindblokkop voor het monteren van het cilindrische target en/of een corresponderende magneetstaaf. In dergelijke uitvoeringsvormen kan het onderste gedeelte ook overeenkomen met een basisplaat, die kenmerkend wordt gebruikt voor het monteren van het eindblok aan de rest van de sputterinrichting. Een bovenste gedeelte van een magnetronstructuur kan worden blootgesteld aan de barre omgeving van het plasma (bv. verwarming, bombardement …) en kan alle kritieke componenten van de magnetronstructuur bevatten die periodieke inspectie of periodiek onderhoud vereisen; bv. omvattende slijtageonderdelen (bv. dynamische afdichtingen, borstels voor het overbrengen van een signaal of vermogen, glijdende en rollende delen …), of die moeten worden schoongemaakt of gesmeerd, of enige andere interventie moeten ondergaan. Een bovenste gedeelte kan bestaan uit of een subsamenstel omvatten dat gemakkelijk kan worden verwijderd of vervangen voor revisie en snelle uitwisseling. Dit maakt een minimale uitvaltijd van de sputterinrichting mogelijk, terwijl de revisie, of bijwerking van het subsamenstel afzonderlijk kan worden uitgevoerd zonder de functionaliteit van de sputterinrichting te beïnvloeden (off-site, of in een gebied dat niet noodzakelijkerwijs is verbonden met de sputterinrichting).

Een onderste gedeelte kan meer op een onbuigzame manier zijn verbonden met de sputterinrichting; bv. vastgeschroefd aan de wand, de afdekking, het deksel of een deel van de sputterinrichting, bijvoorbeeld een gedeelte van de vacuümkamer. Een onderste gedeelte kan minder gevoelig zijn voor veroudering, kan minder worden blootgesteld aan de barre omgeving en kan bij voorkeur geen periodieke inspectie of revisie vereisen. Het kan een gedeelte zijn dat een interface vormt met het bovenste gedeelte om het sputterproces te laten werken, maar voorde meeste gevallen wordt dit beschouwd als behorend tot de sputterinrichting. De magnetronstructuren kunnen dus bestaan uit een enkele grote constructie of uit meerdere constructies zoals hierin beschreven, met een bovenste gedeelte en een onderste gedeelte.

Waar in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding wordt verwezen naar een sputtereenheid, wordt verwezen naar een systeem omvattende een magnetronstructuur en een magneetconfiguratie (d.w.z. een magneetstaaf in het geval van een systeem voor cilindrische targets). De sputtereenheid kan typisch worden gepositioneerd in een vacuümkamer die aldus deel uitmaakt van een sputterinrichting. Andere componenten in een dergelijk sputterapparaat kunnen een vacuümpompsysteem, een substraathouder, enz. zijn en zijn bekend bij de ervaren deskundige.

Waar in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding wordt verwezen naar het verwerken van signalen of het verwerken van gegevens, kan worden verwezen naar het veranderen, wijzigen, berekenen, toepassen van een vooraf bepaald algoritme daarop, enz. Waar in uitvoeringsvormen wordt verwezen naar communiceren, kan dit omvatten: verzenden, ontvangen, opslaan, ophalen, enz.

In een eerste aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een magnetronstructuur voor gebruik in een sputterinrichting. De — magnetronstructuur omvat een magnetron en een geïntegreerd circuit dat op een onbuigzame manier is verbonden met de magnetron. Het geïntegreerde circuit is geconfigureerd voor het ten minste gedeeltelijk monitoren en/of controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting. In sommige specifieke uitvoeringsvormen kan het geïntegreerde circuit een gegevensprocessor omvatten voor het verwerken van signalen in gegevens of omgekeerd. Dergelijke gegevens kunnen worden opgeslagen en/of gebruikt voor het monitoren of controleren van de sputterinrichting.

Het dient te worden opgemerkt dat volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding de magnetronstructuur kan worden gebruikt met zowel een platte target als een cilindrische target. Hierna zal vaak worden verwezen naarmagnetronstructuren voor gebruik met een cilindrisch target (in dergelijke gevallen door te verwijzen naar eindblokkenstructuren en eindblokken}, omdat dit enkele extra problemen illustreert met het oog op beweging van het target dat wordt gebruikt in een vacuümsysteem onder vacuümomstandigheden, waarbij het monitoren en controleren volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding met voordeel kan worden gebruikt.

Niettemin kunnen soortgelijke leringen mutatis mutandis worden toegepast op structuren voor platte targets, die dus ook worden voorzien.

Een eindblok is bij voorkeur monteerbaar als een enkele eenheid op een sputterinrichting, hoewel een wandgeïntegreerd eindblok ook zou kunnen worden overwogen.

Onderdelen die afneembaar zijn met de targetbuis of de verwijderbare magneetstaafconstructie kunnen soms worden beschouwd als niet behorend tot het eindblok.

De primaire functie van het eindblok is het dragen van het target.

Het kan ook worden geconfigureerd om het target rond een rotatieas te draaien.

Aangezien sputteren wordt uitgevoerd onder een lage gasdruk, moet het eindblok te allen tijde gasdicht zijn en zeker wanneer het draait.

Aangezien het sputteren van het target veel warmte op het targetoppervlak genereert, moet het target worden gekoeld, wat gewoonlijk wordt gedaan met water of een ander geschikt koelmiddel of koelvloeistof.

Dit koelmiddel moet door het eindblok worden toegevoerd en geëvacueerd.

Bovendien moet het target worden gevoed met een elektrische stroom om het target boven een bepaald elektrisch potentieel te houden.

Opnieuw moet deze elektrische stroom door het eindblok gaan.

Om al deze functies op te nemen, kan een eindblok verschillende middelen omvatten.

A.) Een aandrijfmiddel (bv. een aandrijving) om het target te laten draaien, bv. wormwieloverbrenging, of een cilindrisch tandwielsysteem of een conisch tandwielsysteem met gekruiste as, of een katrolbandsysteem, of andere middelen die in de techniek bekend zijn om het target te laten roteren.

B) Een elektrisch contactmiddel (bv. een roteerbaar contact, een connector) om elektrische stroom naar het target te verschaffen.

Dit kan worden bereikt door middel van een elektrische commutator die is uitgerust met borstels diein glijdend contact staan met een commutatorring. In plaats van een borstel-en- ringopstelling kunnen ook twee tegen elkaar glijdende ringen worden gebruikt, of een verbinding van het geleidende riemtype kan worden gebruikt zoals een metalen riem. De laatste oplossing combineert op geschikte wijze de aandrijfmiddelen radiaal met de elektrische contactmiddelen.

C.) Lagermiddelen, bijvoorbeeld een lager. Afhankelijk van het gewicht van het target, kan meer dan één lager nodig zijn. De ervaren deskundige zal gemakkelijk dat soort lagers kiezen dat geschikt is uit de verschillende soorten die bekend zijn, zoals kogellagers, rollagers, glijlagers, axiale lagers of elk ander type dat bekend is in het vakgebied.

D.) Ten minste één koelmiddelafdichting, bv. een roteerbare koelmiddelafdichting. Deze koelmiddelafdichtingen zorgen ervoor dat koelmiddel niet in het eindblok of - erger nog - in het vacuümapparaat of de sputterkamer terechtkomt terwijl vaste en roteerbare delen van een eindblok ten opzichte van elkaar roteren. Om dit risico te verminderen, worden een aantal koelmiddelafdichtingen in cascade geïntroduceerd. Typisch worden lipafdichtingen gebruikt als koelmiddelafdichting zoals ze in het vakgebied algemeen bekend zijn. Andere soorten - zonder uitputtend te zijn - van afdichtingen zoals mechanische oppervlakafdichtingen of labyrintafdichtingen zijn echter niet uitgesloten.

E.) Ten slotte kan ten minste één vacuümafdichting, zoals een roteerbare vacuümafdichting, worden opgenomen. Deze vacuümafdichtingen garanderen de integriteit van het vacuüm terwijl vaste en roteerbare delen van het eindblok ten opzichte van elkaar roteren. Een opeenvolgende serie vacuümafdichtingen - die het vacuüm progressief beschermen - verdient de voorkeur om het risico op vacuümlekkage te verkleinen. Er zijn wederom verschillende afdichtingen bekend, waarvan de lipafdichting het populairst is, hoewel andere soorten afdichtingen - zoals ferrofluïdische afdichtingen - natuurlijk ook kunnen worden gebruikt.

Zoals hierboven aangegeven kan de magnetron een bovenste magnetrongedeelte omvatten dat kenmerkend de verschillende hierbovenbeschreven middelen bevat, een onderste magnetrongedeelte voor het monteren van de magnetron in het systeem en voor het maken van verbindingen tussen een vacuümzijde en een niet-vacuümzijde van de sputterinrichting.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een geïntegreerd circuit op een onbuigzame manier bevestigd aan de magnetron, dat wil zeggen aan het bovenste gedeelte, het onderste gedeelte of de behuizing. In sommige uitvoeringsvormen kan het geïntegreerde circuit zijn gepositioneerd binnenin het bovenste gedeelte van de magnetron of het onderste gedeelte van de magnetron. Volgens ten minste enkele uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding wordt ten minste een deel van de verwerking van signalen naar gegevens of vice versa uitgevoerd in het geïntegreerde circuit.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen signalen, bv. signalen van sensoren (sensorsignalen), worden ontvangen in het geïntegreerde circuit, en worden verwerkt tot gegevens voor het monitoren of controleren van de status van de sputterinrichting of componenten daarvan of de status van een sputterproces. De gegevens kunnen verder worden gebruikt, opgeslagen of gecommuniceerd met een andere inrichting, bv. buiten de vacuümkamer. De magnetronstructuur kan derhalve ook een gegevensopslagmiddel en/of een gegevenscommunicatiemiddel omvatten.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen, controlegegevens, optioneel afkomstig van buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting, ook worden overgedragen aan en verwerkt in het geïntegreerde circuit voor het genereren van controlesignalen in de magnetron voor het controleren van componenten van de magnetron of de sputterinrichting. Een controlesignaal kan, bijvoorbeeld, worden ontvangen van een invoercommandoconsole (bijvoorbeeld, buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting) en worden verwerkt. Deze kunnen ook worden opgeslagen. De controlegegevens, die zijn gerelateerd aan het controleren van de status van de eenheid of van het sputterproces, kunnen worden gebruikt door het geïntegreerdecircuit om actuatoren te controleren binnen het vacuümgedeelte van de sputterinrichting, bv. in de magnetron.

In sommige uitvoeringsvormen kunnen zowel monitoringgegevens als controlegegevens worden afgehandeld door het geïntegreerde circuit van de magnetron.

In sommige uitvoeringsvormen kan het geïntegreerde circuit signalen van sensoren ontvangen, verwerkte monitoringgegevens verschaffen, en dergelijke informatie gebruiken voor het genereren van controlegegevens, die kunnen worden gebruikt voor het controleren, aanpassen of fijnstellen van de sputterinrichting of het sputterproces, door dergelijke controlegegevens te verzenden aan de actuatoren, met minder behoefte aan menselijke interactie. Aldus kan een geautomatiseerd sputterproces worden verschaft, waarbij weinig of geen communicatie met de ruimte buiten de vacuümkamer aanwezig hoeft te zijn.

Bij wijze van illustratie zullen uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding niet daartoe beperkt zijn, standaard en optionele kenmerken zullen nu verder worden beschreven met verwijzing naar de tekeningen. Opnieuw wordt verwezen naar een magnetronstructuur voor een cilindrische target, maar de kenmerken kunnen mutatis mutandis worden toegepast op een magnetronstructuur vooreen vlakke target.

Figuur1 en figuur 2 tonen twee opengewerkte aanzichten van verschillende typen magnetronstructuren 100, 200, met inbegrip van een bovenste gedeelte 101, 201 en een onderste gedeelte 102, 202. Het bovenste gedeelte 101, 201 wordt gebruikt voor het monteren van het target, terwijl het onderste gedeelte dient als een verbinding tussen het bovenste gedeelte en externe subsystemen (typisch gepositioneerd buiten het vacuümsysteem), zoals motoren, koelsystemen, enz. De magnetron 100 van figuur 1 is een magnetron die stuurfunctionaliteit verschaft zodanig dat het cilindrische target kan worden aangedreven. De magnetron 200 van figuur 2 verschaft koel- en voedingsfunctionaliteit voor het introduceren van koelvloeistof voor het koelen van het target en voor het brengenvan het target op een sputterspanning. De onderhavige uitvinding is echter niet beperkt tot dit type magnetrons. Functionaliteiten zoals hierboven beschreven kunnen allemaal zijn geconcentreerd in een enkele magnetron of anders zijn verdeeld over verschillende magnetrons. Verder kunnen het onderste gedeelte en het bovenste gedeelte een integraal stuk zijn.

De magnetron getoond op figuur 1 omvat een bovenste gedeelte 101 dat kan worden bevestigd aan het onderste gedeelte 102, bijvoorbeeld door de van schroefdraad voorziene nek 103 van het bovenste gedeelte 101 vast te schroeven aan het corresponderende stuk 104 van het onderste gedeelte 102. Elk ander geschikt verbindingssysteem kan worden gebruikt. In het voorbeeld van figuur 1 is een motorset 105 koppelbaar met het onderste gedeelte 102, dat aandrijfvermogen van de motor 105 kan overbrengen naar het bovenste gedeelte 101 van de magnetron 100. Het bovenste gedeelte 101 roteert dan rond een draaibaar target dat daaraan is bevestigd. In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de motorset ook zijn geïntegreerd in een enkel stuk met het bovenste gedeelte.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan een geïntegreerd circuit 106, dat optioneel een processor (bv. een verwerkingseenheid) omvat, zijn opgenomen in het bovenste gedeelte 101 van de magnetron (bv.

bevestigd aan een statisch gedeelte). Het zou echter ook in het onderste gedeelte kunnen zijn opgenomen, bv. daaraan bevestigd.

In het geval van figuur 2 is een koelcircuit 203 opgenomen in het onderste gedeelte 202 voor het inbrengen van koelvloeistof (bv. water, behandeld water, elke andere geschikte vloeistof of elk ander geschikt gas) in het target door het bovenste gedeelte 201 via een inlaat 204 en voor het evacueren van de gebruikte koelvloeistof via een uitlaat 205. In dit specifieke voorbeeld is elektrisch vermogen verbonden met de bout 208 boven de inlaten en uitlaten, waarbij het vermogen wordt overgedragen via een pen van de basisplaat naar het bovenste gedeelte 201. Een geïntegreerd circuit 206 met een processor kan worden bevestigd aan het bovenste gedeelte of het onderste gedeelte van het eindblok.

In sommige uitvoeringsvormen kan het geïntegreerde circuit 206 zijn gepositioneerd aan de vacuümzijde van de magnetronstructuur, waardoor dus directe transmissie van alle signalen van de binnenkant van de eenheid mogelijk is. De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot deze configuratie, en het integratiecircuit kan aan de atmosferische zijde van de magnetronstructuur worden geplaatst, bijvoorbeeld voor het verwerken van gegevens met betrekking tot functionaliteiten van vrijdragende magnetrons.

In elk geval wordt het, waar het geïntegreerde circuit ook is bevestigd, op voordelige wijze beschermd tegen materiaal dat wordt afgezet door het sputterproces, door het plasma, koelvloeistof, enz.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan ten minste één sensor of actuator 207 zijn opgenomen in de magnetron zelf, waardoor aldus een sterk geïntegreerde magnetron wordt verkregen. De sensor of actuator kan bijvoorbeeld deel uitmaken van het geïntegreerde circuit van de magnetron. In situ monitoring kan worden verkregen, bijvoorbeeld tijdens sputteren, op een compacte manier zonder dat het moet worden gebruikt om verdere installaties of verbindingen uit te voeren.

Bij wijze van illustratie zullen uitvoeringsvormen die daardoor niet worden beperkt, voorbeelden van het monitoren en/of controleren van bepaalde parameters in het geïntegreerde circuit in de magnetronstructuur verder worden beschreven. Voorbeelden van monitoring.

Vermogensmonitoring Een signaal kan worden verschaft aan het geïntegreerde circuit 206, bijvoorbeeld van ten minste één sensor (niet afgebeeld), die parameters kan detecteren die zijn gerelateerd aan het sputtervermogen, bijvoorbeeld spanning die wordt geleverd aan het target, elektrische stroom door het systeem, spectrale inhoud van het signaal (bv. veranderingen van de AC-vorm, frequentie, enz.), impedantie, enz. Dit kan informatie opleveren over spanningspieken, stabiliteit van het proces,

status van de krachtoverbrenging, problemen met betrekking tot het target zoals boogvorming, enz. Een sensor voor het genereren van dergelijke signalen kan worden opgenomen in de magnetron, bijvoorbeeld als deel van het geïntegreerde circuit. De sensor kan bijvoorbeeld de status van de krachtoverbrenging detecteren. Bijvoorbeeld, de status van borstels (gebruikt om het vermogen over te dragen van het statische gedeelte van de magnetron naar het roterende gedeelte van de magnetron) kan worden gedetecteerd om slijtage en dergelijke te detecteren (bijvoorbeeld door de weerstand te monitoren). Aanvullend of alternatief kan het sensorsignaal worden verschaft van buiten de magnetronstructuur maar bv. binnen het vacuümsysteem.

Sensoren voor het meten van elektrische parameters, zoals weerstandssensoren, voltmeters, stroomsensoren, detectoren van golfvorm en dergelijke kunnen worden gebruikt. Ze kunnen deze parameters lokaal op het target of in de magnetron meten, of op een invoerpoort voor een elektrisch signaal in de eenheid, of iets dergelijks. Rechtstreeks op de magnetronstructuur meten, in plaats van op de voedingsbron zoals gewoonlijk, geeft een rijkere signaalvorm waarmee meer accurate informatie kan worden verkregen. In bestaande opstellingen, moet lange bekabeling worden gebruikt voor het verkrijgen van de metingen, waardoor het signaal bij de voedingsbron niet het exacte signaal dichtbij het target weergeeft.

Bekabeling kan impedantieverliezen hebben, zodat de werkelijke impedantie van het plasma niet gemakkelijk aan de voedingsbron kan worden gemeten. Bovendien kunnen signalen met hoge frequentie worden verzwakt door de verbindingslijn. Dit effect maakt het onderzoek van signaalverstoringen moeilijk. Deze verstoringen vormen een belangrijke informatiebron, omdat ze kunnen worden veroorzaakt door plasma-oscillaties, of fysieke beperkingen in targetafwerking of in de krachtoverdrachtsmiddelen van de magnetron. In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding verschaft het meten aan het target een sneller en nauwkeuriger signaal zonder capacitieve of inductieve verliezen van kabels en/of magnetronverbindingssystemen.

Het geïntegreerde circuit 206 verzamelt het signaal en verschaft verwerkte gegevens daarvan, waardoor aldus informatie wordt verschaft met betrekking tot het monitoren van het sputterproces (bv. de stabiliteit van de voeding).

Koelvloeistofmonitoring. In een ander voorbeeld kan een signaal worden verschaft aan het geïntegreerde circuit 206 van figuur 2, bijvoorbeeld van ten minste één sensor 207, die parameters kan detecteren die zijn gerelateerd aan de koelvloeistof, bijvoorbeeld temperatuur van de vloeistof door de inlaat 204, temperatuur van de vloeistof door de uitlaat 205 (en verschillen daarvan), die kunnen worden gebruikt om de efficiëntie van het koelproces te beoordelen; het kan als alternatief of in aanvulling daarop ook parameters detecteren die zijn gerelateerd aan druk, of aan stroomsnelheid, die kunnen worden gebruikt voor het detecteren van dalingen van drukpieken, of zelfs om lekken te detecteren. Een andere parameter kan de weerstand van de koelvloeistof zijn, die nuttig kan zijn voor het monitoren van de hoeveelheid zouten en andere additieven in de koelvloeistof. Zoals eerder verzamelt het geïntegreerde circuit 206 het signaal en verschaft het op voordelige wijze verwerkte gegevens daarvan, waardoor aldus informatie wordt verschaft met betrekking tot het monitoren van het koelproces. De sensor kan opnieuw worden opgenomen in de magnetron, bijvoorbeeld als deel van de componenten van het koelsysteem dat in de magnetron aanwezig is, bv. in het bovenste gedeelte of in het onderste gedeelte. Stroomsensoren aan de inlaat en uitlaat kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor het meten van de koelvloeistofstroom, en het geïntegreerde circuit kan de differentiële stroom verwerken en monitoren, waardoor bv. lekkage kan worden gedetecteerd. Aanvullend of alternatief kan het sensorsignaal door een ander gedeelte worden verschaft, bijvoorbeeld door de delen van de targetbuis die de koelvloeistof ontvangen.

Monitoren van magnetische configuratie In sommige uitvoeringsvormen kan het geïntegreerde circuit sensorsignalen opvangen en verwerken, waarbij informatie wordt verkregen met betrekking tot de magnetische configuratie, bv. een of meer van de volgende niet- uitputtende voorbeelden van sensorsignalen die zijn gerelateerd aan magnetisme: - Type magneetconfiguratie, en/of positionering van de magneetconfiguratie, bijvoorbeeld globaal (detectie van translatie- of rotatiepositie, bewegingssnelheid, enz.) en/of lokaal (bijvoorbeeld, van optische sensoren, magnetische sensoren zoals Hall-sensoren, enz.).

- Temperatuur van de magnetische bronnen, omdat dit de sterkte van de magnetische velden kan beïnvloeden, bijvoorbeeld van thermokoppels, thermozuilen, enz.

- Magnetische sterkte, bijvoorbeeld op meerdere punten langs een magnetron.

Het geïntegreerde circuit verzamelt het sensorsignaal en verschaft op voordelige wijze verwerkte gegevens met betrekking tot het magnetische veld, die kunnen worden gebruikt voor het monitoren van kwesties die verband houden met de plasmatraject, ionenbombardement, efficiëntie van het proces enz. en dus meer in het algemeen van het sputterproces of de sputterinrichting Monitoren van andere eigenschappen van het sputterapparaat In sommige uitvoeringsvormen kan het geïntegreerde circuit 106, 206 de volgende nietuitputtende voorbeelden van sensorsignalen of actuatorinstellingen vastleggen die verband houden met de toestand of de werking van het sputtersysteem, of zelfs van de rest van de sputterinrichting (zoals van de vacuümkamer): - Temperatuur dichtbij het target (bv. de achtergrondstructuur van het target).

- Temperatuur op specifieke delen van de magnetron (behuizing, aansluitingen, afdichtingen, enz.).

- Druk in het systeem; sommige gedeelten kunnen bv. atmosferisch zijn of een drukverschil hebben tussen atmosferische druk en de druk in het vacuümsysteem en voor het mogelijk detecteren van een gaslek.

- Vochtigheid of sensoren die specifiek zijn aangepast voor het detecteren van koelvloeistof buiten het koelsysteem of buiten het target; bijvoorbeeld voor het controleren en voor het mogelijk detecteren van een vloeistoflek.

Het geïntegreerde circuit verzamelt het sensorsignaal en biedt op voordelige wijze verwerkte gegevens daarvan, die zijn gerelateerd aan de status van de magnetron, die kunnen worden gebruikt voor het monitoren van kwesties die verband houden met de afdichtingen en dergelijke.

Voor magnetrons voor gebruik met cilindrische targets kan het geïntegreerde circuit ook informatie verwerken die is gerelateerd aan targetaandrijving, bv. die is gerelateerd aan snelheid van targetbeweging (bv.

targetrotatie}), cumulatieve hoeveelheid rotaties, die kan worden verwerkt voor het verschaffen van monitoring van de operationele levensduur. Opgemerkt wordt dat dankzij de verwerking die wordt uitgevoerd door het elektronische circuit, andere eigenschappen (bv. andere eigenschappen die ook worden gemonitord door het geïntegreerde circuit) in aanmerking kunnen worden genomen als wegingsfactor voor de verwerking van de operationele levensduur, zoals belastingsniveaus, temperatuur, enz.

Informatie over de elektrische stroom, koppelniveau en historische informatie (bv. in de tijd of binnen één omwenteling) kan ook worden gemonitord, net zoals de temperatuur van de aandrijfeenheid.

Ook kunnen de status van de aandrijfmiddelen in de magnetron, en de status van de lagers (bv. druk op de lagers) worden gedetecteerd, naar het geïntegreerde circuit worden gezonden en worden verwerkt tot monitoringgegevens.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kunnen de verwerkte gegevens naar de buitenkant van het vacuümgedeelte van desputterinrichting worden verzonden, bijvoorbeeld naar een uitlezing (een scherm, een monitor, een lichtpaneel met kleurcode, enz.), of een extern geheugen, of zelfs een externe gegevensverwerkingseenheid, voor verdere verwerking, bv. gegevensanalyse en dergelijke.

Voor gegevensuitwisseling kan de magnetronstructuur een interface hebben met externe apparatuur voor communicatie; deze kan draadloos zijn (bv. WIFI, Bluetooth, optisch, of een ander type EM-straling …) of bedraad met een connector (elektrisch, optisch …) voor het overbrengen van gegevens.

Aanvullend of alternatief zouden de verwerkte gegevens kunnen worden opgeslagen in een geheugen dat is opgenomen in het geïntegreerde circuit. Er kan bijvoorbeeld een historisch verslag van de monitoringgegevens worden opgebouwd, dat monitoring en opvolging op lange termijn van de sputterinrichting mogelijk maakt, die ook kunnen worden geïdentificeerd door het geïntegreerde circuit in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Verergerde omstandigheden van de unit (veroudering van afdichtingen of lagers, slijtage van contactborstels, hogere wrijving of hoger koppel, verhoogde temperatuur, targetverbruik of schade of andere eigenschappen) kunnen, op basis van dergelijke historische gegevens, vroegtijdig worden opgespoord, voordat de schade zich uitbreidt naar andere delen of het sputterproces verslechtert. In alternatieve of aanvullende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen controlegegevens worden verwerkt door het geïntegreerde circuit van de magnetron. Er kunnen bijvoorbeeld controlesignalen naar de magnetron worden verzonden, het geïntegreerde circuit kan verwerking van de signalen verschaffen, en de verwerkte controlegegevens kunnen worden gebruikt voor het controleren van actuatoren, die zijn verbonden met het geïntegreerde circuit. De magnetronstructuur, of het elektronische circuit daarin, kan worden aangepast voor het controleren van de actuatoren in overeenstemming met de controlegegevens die worden verwerkt door de processor. Aldus is slechts een invoerconsole nodig voor het controleren van voornoemde actuatoren, zonder noodzaak vanverwerkingskracht (computers) buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting voor het controleren van deze actuatoren. De actuatoren kunnen zich buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting bevinden (bijvoorbeeld, een actuator van de voedingsbron of van het koelsysteem), of ze kunnen zich in de sputterinrichting bevinden (bijvoorbeeld: op de magnetron, of op de kleppen van de gasinlaat, of op een aandrijfsysteem) of zelfs in de magnetron (bijvoorbeeld: kleppen voor de inlaat van het koelsysteem, of op een aandrijfsysteem).

Zoals hiervoor kan een interface worden verschaft voor het overdragen van controlegegevens, die van hetzelfde of een ander type kan zijn als de interface voor het overdragen van monitoringgegevens. Voorbeelden van controle Zonder volledig te zijn, worden voorbeelden van procescontrolemiddelen en hun corresponderende procesparameters, die kunnen worden verwerkt door de magnetronstructuur als controlegegevens, hieronder opgesomd: - Voedingsbron: Procesparameters met betrekking tot de voedingsbron zijn bijvoorbeeld de golfvorm of het vermogensniveau, bv. spanningsniveau of stroomniveau, dat is gerelateerd aan de energie die wordt toegepast op het systeem. Het voedingsniveau is meestal een algemene procesparameter, d.w.z. dat het voedingsniveau niet kan worden gewijzigd op slechts één locatie. Een hoger voedingsniveau met verder constante depositieparameters kan bijvoorbeeld leiden tot een hogere dikte. In een sputterproces wordt de voedingsbron meestal gekoppeld aan de magnetron voor het voeden van het target.

Parallel hieraan kunnen echter additionele voedingsbronnen worden verschaft; bv. voor het voeden van een actief anodesysteem of bv. voor het voeden van een ionenbron.

In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen controlegegevens met betrekking tot de voedingsbron en het voedingsniveauworden verwerkt, inclusief controle van het vermogen van ionenbronnen en/of van de magnetron. - Gashoofdtoevoer: Een procesparameter die is gerelateerd aan de hoofdgastoevoer is de gasstroom. De gasverdeling bepaalt de locatieafhankelijke deeldruk in een proceskamer. De gasverdeling is een complexe parameter, omdat verschillende gassen in het spel kunnen komen, zuiver of met verschillende mengverhoudingen. De invloed van de gashoofdtoevoer kan beperkt zijn om zich uit te strekken buiten de afmeting van het afgiftesysteem in de proceskamer. - Gasreactieve toevoer: Procesparameters die zijn gerelateerd aan de reactieve gastoevoer zijn de gasverdeling en de betrokken deeldrukken, of de gasstroomsnelheid. Een hogere reactieve gasstroom zal typisch een lagere sputtersnelheid genereren. Door verandering van de reactieve gasstroom kan de dikte van de laag die wordt afgezet worden geregeld; maar ook de samenstelling en prestaties kunnen worden beïnvloed.

- Target (bv. rotatiesnelheid). Actuatoren kunnen in de magnetronstructuur worden geplaatst voor het afstemmen van de rotatiesnelheid, bijvoorbeeld door het afstemmen van het aandrijfsysteem of direct de motor.

- Magnetische configuratie: Procesparameters die zijn gerelateerd aan de magnetron zijn bijvoorbeeld magnetische veldsterkte, magneetbeweging, of rotatiesnelheid. Magneetbeweging omvat magneetstaaforiëntatie en magneetstaafpositie. De magneetstaafpositie bepaalt de plasmadichtheid, en dus de sputtersnelheid. De invloed van de magneetstaaf kan lokaal zijn als de magneetstaaf secties omvat. Een sterker lokaal magnetisch veld levert een hogere lokale sputtersnelheid op.

- Anode: Een procesparameter die is gerelateerd aan de anode is het afstemniveau van de anode; bv. de weerstand naar grondniveau.

- Verwarming: Een procesparameter die is gerelateerd aan verwarming is een temperatuurniveau. Verschillende temperaturen kunnen op verschillende locaties worden toegepast.

- Koelvloeistof: Een procesparameter die is gerelateerd aan de koelvloeistof kan zijn stroming, temperatuur, maar ook geleidbaarheid, zuiverheid, hoeveelheid afval (deeltjes in de vloeistof die kunnen slijten, bv. dynamische afdichtingen). Het geïntegreerde circuit kan bijvoorbeeld ook worden gebruikt voor het sturen en/of controleren van kleppen die zijn gemonteerd in de magnetronstructuur, voor het controleren (bv. optimaliseren) van de koelvloeistofeigenschappen (bijvoorbeeld stroomsnelheid, enz.).

Controle kan extern worden verschaft, bv. door het versturen van signalen naar het geïntegreerde circuit die worden verwerkt, zodanig dat controlegegevens worden verkregen. De onderhavige uitvinding is hiertoe niet beperkt en controle kan intern worden verschaft. Bijvoorbeeld, controle van het target en/of van de magnetische configuratie kan intern worden gedaan, bv. gebruikmakend van het geïntegreerde circuit dat is omvat in de magnetronstructuur, gebaseerd op bv. gemonitorde gegevens.

De besturingsgegevens kunnen elk van deze opgesomde parameters omvatten, of zelfs combinaties daarvan. Een parameter kan worden bestuurd door het variëren van verschillende actuatoren van verschillende systemen. Besturingsgegevens die zijn gerelateerd aan de magneetbeweging, bijvoorbeeld, kunnen worden verwerkt in het elektronische circuit van de magnetronstructuur en kunnen worden gebruikt voor het beïnvloeden van voornoemde beweging, bv. de oriëntatie van de staven, via actuatoren die zijn verbonden met het geïntegreerde circuit.

In bepaalde aanvullende of alternatieve uitvoeringsvormen is het geïntegreerde circuit aangepast voor zowel het monitoren van de toestand van de sputterinrichting (of van het sputterproces) als het controleren van de sputterinrichting (of het sputterproces).

In een voorbeeld kan het geïntegreerde circuit van de magnetronstructuur sensorsignalen ontvangen of opvangen. De signalen worden verwerkt tot monitoringgegevens. In respons op de monitoringgegevens genereert het geïntegreerde circuit besturingsgegevens die kunnen worden gebruikt voor hetcontroleren van het sputterproces of delen van de sputterinrichting. Aldus kan een terugkoppelingslus tot stand worden gebracht met een goede zelfregeling van het proces of van de sputterinrichting. Dit kan een hoge stabiliteit aan het sputteren, en minder menselijke feedback of behoefte aan interventie verschaffen. In het algemeen kan minder menselijke interactie nodig zijn, waardoor met voordeel een sterk geautomatiseerde eenheid wordt verkregen.

In deze uitvoeringsvorm is er geen strikte behoefte aan het verbinden van de actuatoren die kunnen worden bestuurd vanuit het geïntegreerde circuit binnenin. Tijdens de installatie van de sputterinrichting is het alleen nodig om de actuatoren en sensoren aan te sluiten op de circuits van de magnetronstructuur, zonder de actuatoren en/of sensoren aan te hoeven sluiten op en te hoeven configureren naar een externe computer of besturingssysteem. Op deze wijze wordt een compacte, stabiele en modulaire eenheid verkregen, met een laag aantal verbindingen naar buiten toe. Er kan desgewenst nog altijd een verbinding worden verschaft voor het invoeren van initiële instellingen, of externe besturing (bv. voor het overschrijven van de feedbackregeling), of voor het uitvoeren van monitoringgegevens of alarmsignalen die worden gegenereerd in het geïntegreerde circuit op basis van de monitoringgegevens. Dit maakt nog altijd menselijke interactie mogelijk, maar minder intens. De sputterinrichting kan bijvoorbeeld onafhankelijk zijn binnen een bereik van een werkingspunt. Er kan bijvoorbeeld een systeem met een zelfonderhoudende magnetronstructuur worden verschaft, waarin alleen gegevens op hoog niveau naar buiten kunnen worden overgedragen. Normaal gesproken is bijvoorbeeld onderhoud vereist tijdens een bekledingsproces, bijvoorbeeld bij een stop van de bekledingsinrichting. De onderhavige uitvinding maakt het adresseren van de rest van variaties intern mogelijk. Dit maakt het mogelijk om de volgende stop van de bekledingsinrichting soepel te laten verlopen, zonder tussentijdse uitval.

Specifieke voorbeelden van gecombineerde het monitoren en controle

Verschillende configuraties van de magnetron inclusief een geïntegreerd circuit, voor het controleren en/of monitoren van de status van het sputterproces en de sputterinrichting, kunnen worden verschaft. Elke geschikte combinatie van monitoringgegevens en besturingsgegevens kan worden gebruikt, bijvoorbeeld, vermogensregeling wanneer vermogensniveaus dalen, toename van koelvloeistofstroom indien de monitoringgegevens toename van vermogensniveaus of temperatuur of een combinatie van beide tonen, variatie van sputtergasstroom als het traject onstabiel wordt, en andere combinaties.

In een specifiek voorbeeld van deze terugkoppelingsconfiguratie kan het geïntegreerde circuit van de magnetronstructuur het sputterproces en/of - vermogen monitoren. Wanneer de monitoringgegevens een stabiel sputteren en een laag vermogen tonen, kan, op basis van deze informatie, het geïntegreerde circuit besturingsgegevens genereren en actuatoren van het koelsysteem controleren om de stroom van de koelvloeistof te verminderen, waardoor het vloeistofverbruik (bv.

water) wordt verminderd. De processor kan echter worden geprogrammeerd om de koelvloeistofstroom alleen binnen een vooraf bepaald bereik vanaf een veilig werkingspunt te verminderen. Anders zou, buiten dit bereik (bijvoorbeeld, als de besturingsgegevens tonen dat de stroom zou worden verminderd onder een vooraf bepaalde drempel), het geïntegreerde circuit kunnen worden geprogrammeerd om een operator te waarschuwen voor verificatie.

In sommige toepassingen kunnen magnetrons worden verwarmd die energieverlies, thermische uitzetting en veroudering veroorzaken, wat vacuümafdichtingen, koelvloeistofafdichtingen, enz. kan beschadigen. In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kunnen sensoren in de behuizing of in de magnetron de temperatuur en/of thermische uitzettingen detecteren en de signalen kunnen rechtstreeks naar het geïntegreerde circuit worden verzonden voor verwerking. De één of meer sensorsignalen worden geïnterpreteerd en, als de gegevens tonen dat het signaal een vooraf bepaalde drempel overschrijdt, kunnen de verwerkte gegevens worden gebruikt voor het genereren van besturingsgegevens voor het controleren van een alarm buiten de magnetroneenheid, ofbesturingsgegevens voor het verminderen van de voeding en/of de frequentie en/of de rotatiesnelheid, of een van een groot aantal parameters. In specifieke uitvoeringsvormen kan de sensor voor het monitoren van de status van de magnetronstructuur deel uitmaken van het geïntegreerde circuit, waardoor een zeer compacte opstelling wordt verkregen.

In een specifiek voorbeeld kan een sensor zijn geïntegreerd in de magnetronstructuur die koppel waarneemt. Het geïntegreerde circuit kan de sensorsignalen opvangen (bv. de sensorsignalen kunnen worden verzonden naar het geïntegreerde circuit voor verwerking), en de processor interpreteert de signalen in monitoringgegevens en monitort zo het koppel van het target. De processor kan worden geprogrammeerd om een alarm af te geven, bijvoorbeeld door een signaal naar een alarmsysteem te sturen, als het koppel niet binnen een vooraf bepaald bereik valt, wat kan betekenen dat het target niet goed aan de magnetron is bevestigd, of dat er te veel wrijving is. De monitoringgegevens kunnen ook een periodieke verandering van koppel tonen, wat kan betekenen dat het target een vervorming heeft (bv. is gebogen) en een onderdeel van de sputterinrichting krast. De koppelgegevens kunnen ook worden gekoppeld aan de snelheid van het target, die direct kan worden ingevoerd via een gegevensinterface of ook kan worden gedetecteerd.

Voorbeelden van geïntegreerde circuits Het geïntegreerde circuit kan, voor het verschaffen van verwerkte gegevens, een processor omvatten. Het kan worden geprogrammeerd voor het verwerken van sensorsignalen (bv. signalen die worden gegenereerd door, en worden vastgelegd door, sensoren), waardoor monitoringgegevens worden verschaft. In een dergelijk geval kan het geïntegreerde circuit signaalinvoer omvatten, bijvoorbeeld optische invoer, elektronische invoer (bedrade of draadloze invoer, bijvoorbeeld via radiofrequentie RF), drukinvoer, enz. Analoog-naar-digitaal en/of digitaal-naar-analoog omzetters kunnen in de circuits worden opgenomen.

Aanvullend of alternatief kan de processor worden geprogrammeerd voor het genereren van besturingsgegevens uit commando's. In dat geval, kan een invoer voor externe commando's worden opgenomen. In sommige uitvoeringsvormen kan het worden geprogrammeerd voor het genereren van besturingsgegevens uit monitoringgegevens, bijvoorbeeld uit monitoringgegevens die zijn verwerkt door de elektronische eenheid zelf, van sensorsignalen. Het geïntegreerde circuit kan zijn aangepast voor het aandrijven en controleren van actuatoren in de magnetronstructuur, in het algemeen in de sputterinrichting of in subsystemen daarvan, die zich binnen of zelfs buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting bevinden (koelsystemen, voedingsbronnen, enz.).

Het geïntegreerde circuit kan gegevensopslag (bv. een geheugen) omvatten voor het opslaan van gegevens, opzoektabellen, algoritmen en dergelijke, waartoe toegang kan worden verkregen door de processor en/of door externe systemen, voor het verschaffen van langetermijnmonitoring, enz. De opgeslagen informatie kan betrekking hebben op monitoringgegevens (historische dossiers, enz.), op besturingsgegevens (voor besturing van actuatoren) of op gegevens met betrekking tot het monitoren en/of controleren van het sputterproces of de sputterinrichting.

Het geïntegreerde circuit kan worden aangepast om feedback te verschaffen, bijvoorbeeld voor het controleren van actuatoren in respons op verwerkte monitoringgegevens, en/of in respons op vergelijkingen van waarden uit de monitoringgegevens en vooraf bepaalde gegevens in een geheugen.

De magnetron kan een interface hebben met externe apparatuur voor het communiceren en uitwisselen van de gegevens met de externe apparatuur; deze kan draadloos zijn (bv. WIFI, Bluetooth, optisch, of een ander type EM-straling …) of bedraad met een connector (elektrisch, optisch …) voor het overbrengen van gegevens van en naar het geïntegreerde circuit. De interface kan een connector omvatten die zich uitstrekt door de magnetron en/of zijn behuizing, buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting, van waaruit deze kan worden verbonden met de externe apparatuur via bv. een bedrade verbinding. In sommigeuitvoeringsvormen, zoals getoond op figuur 1, omvat de interface 108 of de connector daarvan een antenne 109 voor het uitwisselen van signalen met de externe apparatuur.

In sommige specifieke uitvoeringsvormen is de interface van de magnetron in staat om gegevens te verzenden en/of te ontvangen (monitoringgegevens en/of besturingsgegevens) en kan deze ook vermogen ontvangen voor het voeden van het geïntegreerde circuit, bijvoorbeeld met behulp van een enkele connector. Het aantal verbindingen, draden en dergelijke kan worden verminderd. Deze dubbele connector voor gegevens- en voedingssignalen kan bedraad of draadloos zijn.

De interface kan deel uitmaken van het geïntegreerde circuit. In andere uitvoeringsvormen kan het geïntegreerde circuit verbonden zijn met een interface die is verwijderd van de rest van het circuit, bijvoorbeeld in een andere positie van de magnetron. Bijvoorbeeld, zoals getoond op figuur 1, kan het geïntegreerde circuit 106 zich in het bovenste gedeelte 101 van de magnetron bevinden, en kan dit gegevens uitwisselen met een interface 108 in het bevestigbare onderste gedeelte 102. De gegevensuitwisseling tussen de interface en het geïntegreerde circuit kan worden gedaan via een bekabelde verbinding. Deze kan ook draadloos worden gedaan, waarvoor zowel de interface 108 als het geïntegreerde circuit 106 draadloze gegevenszenders/-ontvangers kunnen omvatten, waardoor een volledig modulair magnetrongeheel wordt verkregen, dat gemakkelijk te vervangen en uit te wisselen is. Verschillende bovenste magnetrongedeelten kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt met hetzelfde onderste gedeelte, en alleen de draadloze verbinding ertussen moet worden gepaard.

Het geïntegreerde circuit kan worden aangedreven door een lokale bron zoals geïntegreerde batterijen. In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan het circuit worden bekrachtigd door het extraheren van energie (bijvoorbeeld, met een vermogensextractor) uit de beschikbare bronnen zoals koelvloeistofstroom (hydraulische omzetting), elektrische voeding van de targetbuizen en dergelijke. In sommige uitvoeringsvormen kan het circuit wordengevoed door een externe connector, die geen onderhoud vereist zoals het openen van het vacuümsysteem van de sputterinrichting voor het vervangen van de batterijen.

Het geïntegreerde circuit kan koelsystemen omvatten. Het koelsysteem van de sputterinrichting kan bijvoorbeeld koeling verschaffen aan het geïntegreerde circuit.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan ten minste de processor een monolithisch circuit zijn, hoewel meer elementen kunnen worden omvat als deel van het geïntegreerde circuit.

In sommige uitvoeringsvormen, zoals getoond op figuur 3, is het geïntegreerde circuit een geïntegreerde module 301, omvattende een processor (bv. monolithische processor 302), en verder omvattende ADC's, DAC's, gegevensconnectoren, signaalinvoer voor het opvangen van sensorsignalen, aandrijvingen, zelfs sensoren en/of actuatoren. Op deze wijze wordt een sterk geïntegreerde inrichting verkregen, die kan worden aangepast aan en afgesteld op specifieke geometrieën van de magnetron 300.

Figuur 4 toont een perspectiefaanzicht van een magnetron 401 met een gedeelte daarvan verwijderd voor weergave van zijn binnenkant. Er wordt een voorbeeldplaatsing getoond van een geïntegreerde module 402, inclusief een processor, die is ingebed in de magnetron 401. De module 402 kan worden bevestigd aan het statische gedeelte van deel401, waardoor eventuele benodigde verbindingen worden vergemakkelijkt. De geometrie van de module 402 kan worden aangepast om de invoer van eventueel noodzakelijke voedingspennen, koelsystemen en dergelijke toe te staan. Het voorbeeld dat is geïllustreerd op figuur 4 is een voorbeeld van een magnetron uit één stuk, zonder een afzonderlijk bovenste of onderste gedeelte.

In een tweede aspect verschaft de onderhavige uitvinding een sputterinrichting omvattende ten minste één magnetronstructuur overeenkomstig uitvoeringsvormen van het eerste aspect van de onderhavige uitvinding.

Verdere kenmerken en eigenschappen kunnen overeenkomen met kenmerken van specifieke uitvoeringsvormen van magnetronstructuren zoals beschreven in het eerste aspect van de onderhavige uitvinding.

In een derde aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het gebruik van een geïntegreerd circuit, in een magnetronstructuur voor gebruik in een sputterinrichting. De magnetronstructuur kan worden gebruikt met, maar is niet beperkt tot een roteerbare magnetronsputterbron voor gebruik met buisvormige targets. Het geïntegreerde circuit kan worden aangepast (bv. geprogrammeerd) voor het monitoren van parameters die zijn gerelateerd aan het sputterproces en/of de sputterinrichting, of voor het controleren van functionaliteiten daarvan, of een combinatie van beide. Het geïntegreerde circuit kan zijn aangepast voor het verwerken van gegevens in signalen of omgekeerd. Het geïntegreerde circuit kan volledig integreerbaar zijn binnenin de magnetronstructuur, bijvoorbeeld binnen een bovenste gedeelte van de magnetron, een onderste gedeelte van de magnetron of de behuizing daarvan. Het circuit of de circuits die het geïntegreerde circuit vormen kunnen bijvoorbeeld worden bevestigd of geïntegreerd in een magnetron voor gebruik met een cilindrische target (bv. naar de basisplaat van een magnetron, of naar de kop daarvan). Verdere kenmerken kunnen overeenkomen met de functionaliteit van de componenten die is beschreven in het eerste en het tweede aspect.

Claims (18)

Conclusies

1.- Magnetronstructuur voor gebruik in een sputterinrichting, de magnetronstructuur omvattende een magnetron (100, 200, 300, 401) en een geïntegreerd circuit (106, 206, 301, 402) dat op een onbuigzame manier is verbonden met de magnetron (100, 200, 300, 401), waarbij het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) is geconfigureerd voor het ten minste gedeeltelijk controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting.

2.- Magnetronstructuur volgens conclusie 1, waarin het geïntegreerd circuit (106, 206, 301, 402) geconfigureerd is voor het ten minste gedeeltelijk monitoren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting.

3.- Magnetronstructuur volgens één van voorgaande conclusies, waarbij het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) een gegevensprocessor (302) voor het verwerken van signalen in gegevens of omgekeerd omvat.

4- Magnetronstructuur volgens één van voorgaande conclusies, waarbij het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) verder gegevensopslag voor het opslaan van de gegevens met betrekking tot het ten minste gedeeltelijk monitoren en/of controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting omvat.

5.- Magnetronstructuur volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de magnetron een eindblok is dat is aangepast voor het ondersteunen van een cilindrische magneetstaaf en een sputtertarget.

6.- Magnetronstructuur volgens een van de voorgaande conclusies, de magnetronstructuur verder omvattende een sensor (207) voor het detecteren van sensorsignalen die zijn gerelateerd aan de sputterinrichting of het sputterproces, waarbij het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) is aangepast voor het ontvangen en verwerken van signalen van de sensor (207).

7.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) verder een communicatiecomponent voor het uitwisselen van gegevens met een regelaar buiten het vacuümgedeelte van de sputterinrichting omvat.

8.- Magnetronstructuur volgens conclusie 7, waarbij de communicatiecomponent is aangepast voor het uitvoeren van draadloze communicatie onder gebruikmaking van een van WIFl-communicatie, Bluetooth-communicatie, optische communicatie, of EM-straling of voor het uitvoeren van bedrade communicatie onder gebruikmaking van een van optische vezelcommunicatie of elektrische communicatie.

9.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de magnetron (100, 200, 300, 401) verder een regelaar voor het controleren van ten minste één actuator voor het aanpassen van een parameter die is gerelateerd aan het sputterproces in een sputterinrichting omvat.

10.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, de magnetronstructuur verder omvattende een voedingsbron voor het voeden van het geïntegreerde circuit, waarbij de voedingsbron een is van een batterij of een vermogensextractor die is aangepast voor het verkrijgen van vermogen van een koelvloeistofstroom of een elektrische voeding van de één of meerdere targetbuizen gemonteerd op de magnetron.

11.- Magnetronstructuur volgens één van de conclusies 1 tot 9, waarbij het aandrijven van het geïntegreerde circuit is gebaseerd op een bedrade verbinding van een uitwendige niet-vacuüm gedeelte van de sputterinrichting.

—12.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de magnetron (200) een bovenste gedeelte (201) voor het vasthouden van het target en een onderste gedeelte (202) dat kan worden bevestigd aan het bovenste gedeelte (201) omvat, waarbij het geïntegreerde circuit (206) op een onbuigzame manier is verbonden met het onderste gedeelte.

—13.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de structuur een draadloze connector met een antenne (109) voor het verzenden van gegevens buiten het systeem omvat.

14.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de gegevens een of een combinatie zijn van koelvloeistofgerelateerde informatie, sputtervermogengerelateerde informatie, magneetgerelateerde informatie,

magnetrontoestandgerelateerde informatie of targetaandrijvinggerelateerde informatie.

15.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) informatie verschaft voor het vergemakkelijken van onderhoud terwijl deze in gebruik is, waarbij informatie wordt verschaft over zijn status en over het geplande moment van vereist preventief onderhoud.

16.- Magnetronstructuur volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het geïntegreerde circuit (106, 206, 301, 402) informatie verschaft voor het vergemakkelijken van onderhoud terwijl deze in revisie is om de historische gegevens te begrijpen en aldus adequate revisie en adequaat onderhoud te vergemakkelijken.

17.- Sputterinrichting omvattende een magnetronstructuur volgens één van de conclusies 1 tot 16 en een magneetconfiguratie.

18. Gebruik van een geïntegreerd circuit in een magnetronstructuur voor het ten minste gedeeltelijk controleren van een toestand en/of een werking van de sputterinrichting.