BE1029871B1 - Magnetron-Targetkupplung und Lagervorrichtung - Google Patents

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BE1029871B1 BE20225767A BE202205767A BE1029871B1 BE 1029871 B1 BE1029871 B1 BE 1029871B1 BE 20225767 A BE20225767 A BE 20225767A BE 202205767 A BE202205767 A BE 202205767A BE 1029871 B1 BE1029871 B1 BE 1029871B1
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Ardenne Asset Gmbh & Co Kg Von
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Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist eine Magnetron-Targetkupplung (301) auf: einen Targetkupplung-Flansch (702); eine Welle (808), welche stirnseitig mit dem Targetkupplung-Flansch (702) starr gekuppelt ist, und auf einer dem Targetkupplung-Flansch (702) gegenüberliegenden Seite ein erste Linearlager-Komponente (808l) aufweist; eine Kommunikationsschnittstelle (704), welche eine erste Kommunikationselektrode (704a) und eine zweite Kommunikationselektrode (704b) aufweist, welche elektrisch miteinander gekoppelt sind; wobei die zweite Kommunikationselektrode (704b) auf einer der Welle (808) gegenüberliegenden Seite starr an dem Targetkupplung-Flansch (702) befestigt ist, wobei der Targetkupplung-Flansch (702) zwischen der ersten Kommunikationselektrode (704a) und der zweiten Kommunikationselektrode (704b) angeordnet ist; wobei die erste Kommunikationselektrode (704a) derart gelagert ist, dass dieses zu der zweiten Kommunikationselektrode (704b) hin und/oder von diesem weg verschoben werden kann.

Description

Magnetron-Targetkupplung und Lagervorrichtung
Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Magnetron-Targetkupplung und eine
Lagervorrichtung.
Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines
Substrats ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern), welches vom Typ der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) ist. Mittels Sputterns (d.h. mittels eines
Sputterprozesses) kann beispielsweise eine Schicht oder können mehrere Schichten auf einem
Substrat abgeschieden werden. Dazu kann mittels einer Kathode ein plasmabildendes Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (Targetmaterial) zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.
Modifikationen der Kathodenzerstäubung sind das Sputtern mittels eines Magnetrons, das so genannte Magnetronsputtern, oder das so genannte reaktive Magnetronsputtern. Dabei kann das
Bilden des Plasmas mittels eines Magnetfeldes unterstützt werden. Das Magnetfelde kann von einem Magnetsystem erzeugt werden und die Kathode (dann auch als Magnetronkathode bezeichnet) durchdringen, so dass an der Oberfläche des Targetmaterials (Targetoberfläche) ein torusförmiger Plasmakanal, ein so genannter Racetrack, ausgebildet werden kann, in dem sich
Plasma bilden kann.
Die räumliche Verteilung des Plasmas bzw. die damit verbundene Zerstäubungsrate hängt sehr sensibel von der räumlichen Verteilung des Magnetfelds ab. Daher kommt dem Magnetsystem eine besondere Bedeutung hinsichtlich verschiedener Prozesseigenschaften zu, wie beispielsweise
Prozessstabilität, Reproduzierbarkeit, Targetausnutzung und Homogenität. Vor diesem
Hintergrund besteht ein grundsätzliches Bedürfnis darin, das Magnetsystem zu verbessern, beispielsweise zu vereinfachen und/oder störende Einflüsse zu mindern.
EP 3 137 646 A1 offenbart eine Magnetron-Baugruppe mit einem Steuermodul, welches zur
Kommunikation optische Signale durch ein Fenster der Magnetron-Baugruppe hindurch übermitteln bzw. empfangen kann. US 2022 / 0 157 582 A1 offenbart eine Vorrichtung zum
Magnetronsputtern, die eine Signalquelle zur optischen Kommunikation aufweist.
US2014/0097 080 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Magnetronsputtern, die Mittel zur kontaktlosen Datenübertragung aufweist. EP 2 642 669 A1 und WO 03/ 023 731 A1 offenbaren jeweils ein System zur kontaktlosen Datenübertragung.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, dass eine
Kommunikation mit einem verstellbaren Magnetfeld bereitgestellt wird. Mittels Stellens des
Magnetfeldes kann ein Zerstäuben des Targetmaterials beeinflusst werden, beispielsweise derart, dass ein möglichst gleichmäßiges Zerstäuben und/oder Beschichten erfolgen kann. Diesbezüglich wurde anschaulich erkannt, dass die dazu verwendeten Komponenten zur Kommunikation verschiedenen Störungen unterworfen sind, was die Kommunikation mit dem Magnetsystem bzw. das Verstellen des Magnetfelds erschwert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine zusammenhängende Baugruppe in Form einer Magnetron-Targetkupplung bereitgestellt, welche eine axial verstellbare
Kommunikationsschnittstelle aufweist. Die Kommunikationsschnittstelle kann eine kommunikative Kopplung des Magnetsystems mit der Lagervorrichtung bereitstellen, so dass das
Magnetsystem zuverlässiger angesteuert werden kann. Anschaulich erreicht die axial verstellbare
Kommunikationsschnittstelle, dass Toleranzen und Wärmedehnung besser ausgeglichen werden.
Dies mindert Störungen der Kommunikation mit dem Magnetsystem.
Die kommunikationsschnittstelle ist optional zur kontaktlosen Kommunikation mit dem
Magnetsystem bzw. mit der Lagervorrichtung eingerichtet, was den Verschleiß mindert, bzw. bewegende Schleifkontakte vermeidet.
Es zeigen
Figuren 1, 2 und 4 jeweils ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten;
Figur 3A, 5 sowie 10 jeweils eine Sputtervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten und Figur 3B ein Magnetsystem der
Sputtervorrichtung;
Figur 6 einen Gehäusedeckel eines Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht;
Figur 7 und 12 jeweils eine Magnetron-Targetkupplung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;
Figur 8 und 13 jeweils eine Kommunikation-Baugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;
Figur 9 eine Lagervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen
Querschnittsansicht; und
Figur 11 ein Drehlager der Lagervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische
Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.
Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische
Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in — einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten
Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen
Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten
Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen
Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff "gekoppelt" oder "Kopplung" im
Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, entlang welcher die Wechselwirkung ausgetauscht werden kann, z.B. ein Fluid (dann auch als fluidleitend gekoppelt bezeichnet). Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine
Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische Wechselwirkung. Eine Kopplung mehrerer Vakuumkomponenten (z.B.
Ventilen, Pumpen, Kammern, usw.) miteinander kann aufweisen, dass diese fluidleitend miteinander gekoppelt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann "gekuppelt" im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen.
Der Begriff „Lagervorrichtung“ bezeichnet hierin eine Vorrichtung (zum Beispiel eine Baugruppe aufweisend), welche zum Lagern (z.B. geführten Positionieren und/oder Halten) eines oder mehr als eines Bauteils eingerichtet ist. Die Lagervorrichtung kann, beispielsweise pro Bauteil (das mittels dieser gelagert wird), ein oder mehr als ein Lager aufweisen zum Lagern (z.B. geführten
Positionieren und/oder Halten) des Bauteils. Jedes Lager der Lagervorrichtung kann eingerichtet sein, dem Bauteil einen oder mehr als einen Freiheitsgrad (beispielsweise einen oder mehr als einen Translationsfreiheitsgrad und/oder einen oder mehr als einen Rotationsfreiheitsgrad) bereitzustellen, gemäß welchem das Bauteil bewegt werden kann. Beispiele für ein Lager weisen auf: Radiallager, Axiallager, Radiaxlager, Linearlager (auch als Linearführung bezeichnet).
Der Begriff „Sputtern“ bezeichnet das Zerstäuben eines Materials (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet), welches als sogenanntes Target bereitgestellt ist, mittels eines
Plasmas. Die zerstäubten Bestandteile des Targetmaterials werden somit voneinander separiert und können beispielsweise zum Bilden einer Schicht woanders angelagert werden. Das Sputtern kann mittels einer sogenannten Sputtervorrichtung erfolgen, welche ein Magnetsystem aufweisen kann (dann wird die Sputtervorrichtung auch als Magnetron bezeichnet). Zum Sputtern kann das
Magnetron in einer Vakuum-Prozessierkammer angeordnet werden, so dass das Sputtern in einem
Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während des Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten
Zusammensetzung oder einem vordefinierten Druck (z.B. gemäß einem Sollwert) bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein ionenbildendes
Gas (Prozessgas) oder ein Gasgemisch (z.B. aus einem Prozessgas und einem Reaktivgas) in der
Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Bei einem reaktiven Magnetronsputtern kann das zerstäubte Material beispielsweise mit einem Reaktivgas (z.B. Sauerstoff, Stickstoff und/oder
Kohlenstoff aufweisend) reagieren und das daraus entstehende Reaktionsprodukt (z.B. ein 5 Dielektrikum) abgeschieden werden.
Das Sputtern kann mittels eines sogenannten Rohrmagnetrons erfolgen, bei welchem ein rohrförmiges Target (auch als Rohrtarget oder Rohrkathode bezeichnet), welches das
Targetmaterial aufweist, axial um das Magnetsystem rotiert. Mittels Stellens des Magnetsystems bzw. mittels Veränderns des damit erzeugten Magnetfeldes kann das Zerstäuben des
Targetmaterials und damit die räumliche Verteilung, mit der das Target abgetragen wird, beeinflusst werden.
Die Rohrkathode und das Magnetsystem können mittels einer Lagervorrichtung (auch als Target-
Lagervorrichtung bezeichnet) gelagert sein, welche die Rohrkathode beispielsweise drehbar relativ zu dem Magnetsystem lagert. Die Lagervorrichtung kann beispielsweise einen oder mehr als einen
Endblock aufweisen, wobei jeder Endblock der Lagervorrichtung einen Endabschnitt der
Rohrkathode bzw. des Magnetsystems hält. Die Lagervorrichtung (z.B. deren einer oder mehr als einer Endblock) kann ferner ein Versorgen der Rohrkathode (z.B. mit elektrischer Leistung, einer
Drehbewegung und/oder Kühlfluid) bereitstellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Endblock (dann auch als Antriebsendblock bezeichnet) der Sputtervorrichtung einen Antriebsstrang zum Übertragen der Drehbewegung auf die Rohrkathode aufweisen, der beispielsweise mit einem Antrieb gekuppelt sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Endblock (auch als Medienendblock bezeichnet) der Sputtervorrichtung zum Zuführen und Abführen von Kühlfluid (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch) eingerichtet sein, welches durch die Kathode hindurch geleitet werden kann.
Es kann allerdings auch genau ein Endblock (auch als Kompaktendblock bezeichnet) verwendet werden, welcher den Antriebsstrang und die Fluidleitung aufweist und somit die Funktionen eines
Antriebsendblocks und eines Medienendblocks gemeinsam bereitstellt. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann beispielsweise frei auskragen (d.h. frei hängen), oder mittels eines Lagerbocks abgestützt sein, was als Cantilever-Konfiguration bezeichnet wird.
Das Magnetsystem kann mehrpolig sein, d.h. mehrere Magnetpole aufweisen. Von den mehreren
Magnetpolen kann ein erster Magnetpol (auch als Außenpol bezeichnet) entlang eines in sich geschlossenen Pfades (auch als Umlaufpfad bezeichnet) erstreckt sein und ein zweiter Magnetpol innerhalb des von dem Umlaufpfad umschlossenen Bereichs angeordnet sein (auch als Innenpol bezeichnet). Der Umlaufpfad kann beispielsweise ovalförmig sein. Jeder Magnetpol kann mehrere hintereinander aufgereihte Magnete (dann auch als Reihe von Magneten oder Magnetreihe bezeichnet) aufweisen, von denen jeder Magnet magnetisiert ist bzw. eine Magnetisierung aufweist. Jeder Magnetpol kann beispielsweise mindestens 10 (z.B. mindestens 100) Magnete pro
Meter aufweisen. Beispielsweise können zwei oder mehr zwischen den Endstücken des
Magnetsystems angeordnete Magnetreihen im Wesentlichen den Mittelbereich des Magnetsystems (anschaulich eine Reihe den Innenpol, beiderseits des Innenpols je eine Magnetreihe Außenpol) bereitstellen. Generell können sich der Außenpol und der Innenpol einen Abstand voneinander aufweisen und/oder sich voneinander unterscheiden in ihrer Magnetisierungsrichtung und/oder in ihrer Anzahl von Magneten.
Das Magnetsystem ‚z.B. dessen sogenannter Magnetbalken, kann optional mehrere hintereinander angeordnete und/oder räumlich voneinander separierte (z.B. mehrpolige) Segmente (auch als
Magnetsystemsegment oder als Magnetsystemgruppe bezeichnet) aufweisen, von denen zwei
Segmente (auch als Umkehrsegmente oder Endstücke bezeichnet) an den Stirnseiten (anschaulich am Magnetsystemende) des Magnetsystems angeordnet sind und von denen ein oder mehr als ein optionales Segment (auch als Mittelstück bezeichnet) zwischen den Endstücken angeordnet ist.
Hierin wird exemplarisch auf ein Magnetsystem mit mehreren Magnetsystemgruppen Bezug genommen, wobei das diesbezüglich Beschriebene auch für ein unsegmentiertes Magnetsystem gelten kann bzw. das bezüglich einer Magnetsystemgruppe Beschriebene in Analogie für mehrere
Magnetsystemgruppen gelten kann und andersherum.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „federelastisch“ mit Bezug auf ein
Objekt verstanden werden, dass dieses gegen eine Rückstellkraft verformbar (auch als flexibel bezeichnet) ist. Die Verformbarkeit kann bereitgestellt sein oder werden, indem das federelastische
Objekt ein elastisches Material aufweist oder daraus hergestellt ist, z.B. einem Elastomer.
Alternativ oder zusätzlich kann die Verformbarkeit (z.B. Dehnbarkeit) bereitgestellt sein oder werden, indem das federelastische Objekt ein Material mit hoher Festigkeit (z.B. Biegefestigkeit) aufweist oder daraus hergestellt ist, z.B. einem Federstahl. Die Verformbarkeit (z.B. Dehnbarkeit) bezeichnet die Fähigkeit des Objekts, sich bei mechanischer Belastung aus einem Ausgangszustand (z.B. Ausgangsform) heraus entgegen der Rückstellkraft zu verformen und, bei Verschwinden der
Belastung in den Ausgangszustand zurückzukehren (z.B. ohne Beschädigungen). Ausgehend von dem Ausgangszustand x (z.B. eine Ausdehnung x) bezeichnet das Verhältnis € der Verformung Ax (z.B. eine Ausdehnungsänderung Ax) zu dem Ausgangszustand (z.B. einer Ausgangsausdehnung),
d.h. e=Ax/x, auch die relative Verformbarkeit (bezogen auf die Ausdehnung auch als Dehnung bezeichnet). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das federelastische Objekt (z.B. die
Gasführungsstruktur) eingerichtet sein für eine relative Verformbarkeit von mehr als ungefähr 10%, z.B. ungefähr 25%, z.B. ungefähr 50%, z.B. ungefähr 75%.
Nachfolgend werden zunächst die Funktionalität und der Aufbau des Magnetsystems und der
Sputtervorrichtung erläutert, um das Verständnis der bereitgestellten Magnetron-Targetkupplung zu vereinfachen.
Hierin wird Bezug genommen auf eine Kommunikationsschnittstelle, welche zum
Längenausgleich eingerichtet ist, beispielsweise indem diese zwei elektrisch miteinander gekoppelte Kommunikationselektroden aufweist, deren Abstand voneinander veränderlich eingerichtet ist (z.B. mittels eines Linearlagers), z.B. derart, dass diese eine axiale
Relativbewegung zueinander durchführen können. Diese Konfiguration ist hilfreich, wenn die
Lagerelektrode starr mit dem Lagergestell gekuppelt ist (was diese aber nicht notwendigerweise muss). Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand der Lagerelektrode von dem Lagergestell veränderlich eingerichtet sein (z.B. mittels eines Linearlagers), z.B. derart, dass diese eine axiale
Relativbewegung zueinander durchführen können. Dann können (müssen aber nicht notwendigerweise) die zwei elektrisch miteinander gekoppelten Kommunikationselektroden der
Kommunikationsschnittstelle starr miteinander gekuppelt sein.
Es kann also verstanden werden, dass das hierin bezüglich der Relativbewegung der zwei elektrisch miteinander gekoppelten Kommunikationselektroden Beschriebene in Analogie für die
Lagerelektrode gelten kann. Allgemeiner gesprochen können die Kommunikationselektrode (die der Lagerelektrode unmittelbar gegenüber liegt) und/oder die Lagerelektrode derart gelagert sein, dass eine Veränderung des Abstands dieser voneinander, wenn die Magnetron-Targetkupplung um eine Strecke relativ zu dem Lagergestell verschoben wird, kleiner ist als die Strecke. In ähnlicher
Weise kann der Längenausgleich an dem der Kommunikationsschnittstelle gegenüberliegenden
Ende des Targets implementiert werden, z.B. wenn zwischen den vier Elektroden keine axiale
Relativbewegung möglich ist.
Fig.1 veranschaulicht ein Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. mit Blick auf diejenige Richtung 101 (auch als Referenzrichtung 101 bezeichnet), entlang welcher das Magnetsystem 100 längserstreckt ist. Das Magnetsystem kann beispielsweise eine Länge (Ausdehnung entlang der Referenzrichtung 101) von mehr als ungefähr 0.5 m (Meter) und/oder weniger als ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m und/oder mehr als 3 m.
Das Magnetsystem 100 kann eine Vielzahl Magneten 104 und ein Tragwerk 160 aufweisen, welches zum Tragen der Magneten 104 des Magnetsystems 100 eingerichtet ist. Das Tragwerk 160 kann zumindest einen (d.h. einen oder mehr als einen) Träger 102, 202 (auch als Magnetträger bezeichnet) aufweisen, wovon ein erster Träger 102 (auch als erster Magnetträger oder
Systemträger bezeichnet) zum Tragen einer oder mehr als einer Magnetsystemgruppe 150 des
Magnetsystems 100 (z.B. deren Magneten 104) eingerichtet ist.
Das Magnetsystem 100 kann pro Systemträger 102 beispielsweise eine oder mehr als eine
Magnetsystemgruppe 150 aufweisen, z.B. pro Systemträger 102 mehrere Magnetsystemgruppen 150. Jede Magnetsystemgruppe 150 kann mehrere (z.B. drei oder mehr) Magneten 104 aufweisen und optional verstellbar eingerichtet sein. Mindestens zwei Magneten 104 pro
Magnetsystemgruppe 150 können sich in ihrer Magnetisierungsrichtung voneinander unterscheiden.
Jede verstellbar eingerichtete Magnetsystemgruppe 150 kann eine Verstelleinrichtung 150s aufweisen, welche beispielsweise (z.B. teilweise) zwischen dem Systemträger 102 und den/dem
Magneten 104 der Magnetsystemgruppe 150 angeordnet ist und/oder diese miteinander kuppelt.
Die Verstelleinrichtung 150s kann eingerichtet sein, eine räumliche Verteilung des von der
Magnetsystemgruppe 150 erzeugten Magnetfeldes 120 zu verändern, z.B. indem diese eine räumliche Verteilung (z.B. Position und/oder Ausrichtung) des/der Magnet(en) 104 der
Magnetsystemgruppe 150 verändert. Beispielsweise kann die Verstelleinrichtung 150s eine
Komponente des Tragwerks 160 sein und eingerichtet sein, die räumliche Position und/oder
Ausrichtung zumindest eines Magneten des Magnetsystems 100 zu verändern.
Exemplarische Komponenten der Verstelleinrichtung 150s weisen auf: eine Lagervorrichtung 116 (auch als Gruppenlagervorrichtung bezeichnet) und/oder ein Stellglied 106. Die
Verstelleinrichtung 150s (z.B. deren Gruppenlagervorrichtung 116 und/oder Stellglied 106) können den oder jeden Magneten 104 der Magnetsystemgruppe 150 mit dem Systemträger 102 kuppeln. Die Gruppenlagervorrichtung 116 kann den Magneten 104 einen oder mehr als einen
Translationsfreiheitsgrad 111 bereitstellen, wovon ein erster Translationsfreiheitsgrad 111 entlang der Referenzrichtung 101 und/oder ein oder mehr als ein zweiter Translationsfreiheitsgrad quer zu der Referenzrichtung 101 sein kann.
Ferner kann das Tragwerk 160, z.B. pro Magnetsystemgruppe 150, einen zweiten Träger 202 (auch als zweiter Magnetträger oder als Gruppenträger bezeichnet) aufweisen, der die mehreren
Magneten 104 (vgl. auch Fig.2) miteinander und/oder mit der Verstelleinrichtung 150s kuppelt. In dem Fall kann der oder jeder Gruppenträger 202 magnetisch sein (dann den sogenannten
Rückschlussträger bereitstellend) und der Systemträger 102 kann unmagnetisch sein.
Das Stellglied 106 kann zum mechanischen Bewegen der Magneten 104 gemäß einem oder mehr als einem Translationsfreiheitsgrad 111 eingerichtet sein (auch als Stellvorgang bezeichnet). Dazu kann das Stellglied 106 mit dem Magneten 104 und/oder dem Systemträger 102 gekuppelt sein, so dass beim Stellen des Stellglieds 106 eine Lage (d.h. Ausrichtung und/oder Position) des Magneten 104 relativ zu dem Systemträger 102 verändert werden kann, z.B. gemäß einem Soll-Zustand.
Zum Erzeugen der Bewegung kann das Stellglied 106 einen elektromechanischen Wandler (z.B. einen Elektromotor oder piezoelektrischen Aktor) aufweisen. Der elektromechanische Wandler kann eingerichtet sein, eine translatorische Bewegung zu erzeugen (z.B. im Fall eines Linear-
Elektromotors) oder eine rotatorische Bewegung zu erzeugen (z.B. im Fall eines Rotation-
Elektromotors). Zum Übertragen der Bewegung an die Magneten 104 kann das Stellglied 106 optional ein Getriebe (auch als Stellgetriebe bezeichnet) aufweisen.
Zum Versorgen des Stellglieds 106 mit elektrischer Leistung (auch als Versorgungsleistung bezeichnet) und/oder zum Zuführen eines Kommunikationssignals zu dem Stellglied 106 kann das
Stellglied 106 mit einer oder mehr als einer elektrischen Leitung 108 gekoppelt sein. Grundsätzlich können das Kommunikationssignal und die Versorgungsleistung gemeinsam über eine Leitung 108 zugeführt werden, müssen aber nicht. Diese können auch über voneinander separierte Leitungen 108 zugeführt werden.
Fig.2 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 200 in einer schematischen Perspektivansicht, in denen das Magnetsystem 100, z.B. jede seiner
Magnetsystemgruppen 150, mehrere räumlich voneinander separierte Magnetreihen 204a, 2041 aufweist, die auf einem gemeinsamen Gruppenträger 202 befestigt (z.B. magnetisch damit gekoppelt) sind. Jede der Magnetreihen 2044, 204i kann mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Magnete derselben Magnetisierungsrichtung aufweisen. Zumindest die mittlere
Magnetreihe 204i, welche zwischen zwei Magneten der äußeren Magnetreihe 204a angeordnet ist, kann in die Referenzrichtung 101 längserstreckt sein.
Fig.3A veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht und Fig.3B das Magnetsystem 100 der
Sputtervorrichtung 300 in einer schematischen Detailansicht 300b.
Die Sputtervorrichtung 300 kann eine Lagervorrichtung 350 (auch als Target-Lagervorrichtung bezeichnet) aufweisen zum drehbaren Lagern eines rohrförmigen Targets 302 (auch als Rohrtarget bezeichnet). Die Target-Lagervorrichtung 350 kann einen oder mehr als einen Endblock 312a, 312b aufweisen, mittels dessen das Rohrtarget 302 drehbar gelagert, z.B. um einer Drehachse 311 herum, und/oder versorgt werden kann. Dazu kann die Target-Lagervorrichtung 350 (z.B. jeder
Endblock 312a, 312b) ein oder mehr als ein entsprechendes Drehlager 950 (siehe auch Fig.9) aufweisen.
Pro Drehlager 950 kann die Target-Lagervorrichtung 350 beispielsweise eine Magnetron-
Targetkupplung 301 aufweisen, welche mit dem Drehlager 950 gekuppelt ist. Die Magnetron-
Targetkupplung 301 ist eingerichtet, das Target 302 und das Magnetsystem 100 zu halten, derart, dass das Target 302 um das Magnetsystem 100 herum gedreht werden kann. Beispielsweise kann die Magnetron-Targetkupplung 301 einen Target-Anschlussflansch 702 (vgl. Fig.7) aufweisen, der mittels des Drehlagers 950 drehbar gelagert ist und mit dem das Rohrtarget 302 gekuppelt werden kann. Die Drehachse 311 kann entlang Referenzrichtung 101 bzw. entlang einer Wellenachse der
Magnetron-Targetkupplung 301sein.
Ein erster Endblock 312a der Target-Lagervorrichtung 350 kann als Antriebsendblock 312a eingerichtet sein, d.h. einen Antriebsstrang 302a zum Drehen des Rohrtargets 302 aufweisen. Ein zweiter Endblock 312b der Target-Lagervorrichtung 350 oder der erste Endblock 312a kann als
Medienendblock 312b eingerichtet sein, d.h. zum Zuführen und Abführen eines Kühlfluids (z.B.
Wasser aufweisend) und/oder zum Versorgen der Rohrkathode 302 mit elektrischer Leistung. Das
Kühlfluid kann durch das Rohrtarget 302 hindurch geleitet werden.
Der Antriebsstrang 302a kann mit einer außerhalb des Antriebsendblocks 312a angeordneten
Antriebsvorrichtung (z.B. einem Motor) gekuppelt sein oder diesen aufweisen. Mittels des
Antriebsstrangs 302a kann ein Drehmoment in das Rohrtarget 302 eingekuppelt werden zum
Antreiben einer Drehbewegung des Rohrtargets 302.
Ferner kann die Sputtervorrichtung 300 das Magnetsystem 100 aufweisen, welches mittels der
Lagervorrichtung 350 gehalten wird, z.B. ortsfest und/oder drehgesichert relativ zu einer
Gravitationsrichtung. Beispielsweise kann das Magnetsystem 100 beim Drehen des Rohrtargets
302 (um das Magnetsystem 100 herum) in einer festen Ausrichtung bezüglich der
Gravitationsrichtung verbleiben.
Die Lagervorrichtung 350 kann pro Endblock 312a, 312b einen drehbar gelagerten Target-
Anschlussflansch 702 (vgl. Fig.7) aufweisen, mittels welchem das Rohrtarget 302 angekuppelt werden kann, z.B. an den Antriebsstrang 302a und/oder an die Kühlfluidversorgung (z.B. eine oder mehr als eine Fluidleitung aufweisend). Beispielsweise kann der Target-Anschlussflansch 702 (vgl.
Fig.7) eingerichtet sein zur lösbaren Verbindung mit dem Target 302, so dass ein Montieren und
Demontieren des Rohrtargets 302 möglich sind. Die Targetkupplung 301, z.B. deren Target-
Anschlussflansch 702, kann optional von einem Festlager durchdrungen sein, mittels dessen das
Magnetsystem 100 gelagert sein kann.
In Detailansicht 300b sind exemplarisch zwei Magnetsystemgruppen 150 dargestellt, von denen jede Magnetsystemgruppe einen Gruppenträger 202 aufweist; mehrere Magneten 104 aufweist, welche mittels des Gruppenträgers 202 (z.B. magnetisch) miteinander gekoppelt sind; und ein elektrisches Stellglied 106 aufweist, welches eingerichtet ist, die Lage der Gruppenträger 202 bzw. der Magneten 104 relativ zu dem Systemträger 102 und/oder relativ zueinander zu stellen in
Antwort auf das dem Stellglied 106 zugeführte elektrische Kommunikationssignal. Das Stellglied 106 weist beispielsweise einen elektrischen Motor 106m und ein optionales Stellgetriebe 106g auf.
Das Stellgetriebe 106g kann den Motor 106m mit dem Gruppenträger 202 kuppeln.
Optional kann das Magnetsystem 100 einen elektrischen Generator 308 aufweisen, welcher eingerichtet ist, jedem der Stellglieder 106 elektrische Leistung (auch als Versorgungsleistung bezeichnet) bzw. eine Versorgungsspannung zuzuführen. Dazu kann die Leitung 108 eine oder mehr als eine elektrische Versorgungsleitung 108b aufweisen, welche den Generator 308 mit jedem der Stellglieder 106 koppelt.
Ferner kann die Magnetron-Targetkupplung 301 eine Kommunikationsschnittstelle 704 aufweisen, welche zumindest einen der Endblöcke 3124, 312b mit der Leitung 108, z.B. deren
Kommunikationsleitung(en) 1084 elektrisch (z.B. galvanisch entkoppelt und/oder kapazitiv) gekoppelt. Beispielsweise kann mittels der Kommunikationsschnittstelle 704 der
Kommunikationsleitung 1084 das Kommunikationssignal von dem Endblock eingekoppelt werden.
Fig.4 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen das Magnetsystem 100 eine (z.B. fluiddichte, z.B. vakuumdichte) Kammer 406 (auch als Systemkammer 406 bezeichnet)
aufweist, die ein. z.B. rohrförmiges, Gehäuse 406g und einen oder mehr als einen Deckel 406d (auch als Anschlussdeckel 406d oder Gehäusedeckel 406d bezeichnet) aufweist. Der oder jeder
Gehäusedeckel 406d kann eingerichtet sein, das Gehäuse 406g stirnseitig (z.B. aus oder in die
Referenzrichtung 101) zu verschließen (z.B. fluiddicht, z.B. vakuumdicht). Optional kann zumindest ein Gehäusedeckel 406d der Systemkammer 406 zum Versorgen der oder jeder
Magnetsystemgruppe 150 des Magnetsystems 100 eingerichtet sein (dann auch als
Versorgungsdeckel bezeichnet), z.B. mit dem Kommunikationssignal und/oder mit der
Versorgungsleistung bzw. Versorgungsspannung. Dazu kann der Versorgungsdeckel 406d beispielsweise eine Getriebestufe 804, einen Generator 308, eine Kommunikationselektrode 406e und/oder eine Drehdurchführung aufweisen, wie zu Fig.6 genauer beschrieben wird.
Fig.5 veranschaulicht die Sputtervorrichtung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500 in einem schematischen Verschaltungsdiagramm. Hier sind exemplarisch sechs Stellglieder 106 des
Magnetsystems 100 veranschaulicht, wobei deren Anzahl auch größer oder kleiner als sechs sein kann. Optional kann die Sputtervorrichtung 300 eine Steuervorrichtung 806 (beispielsweise zur
Antriebssteuerung) aufweisen, welche das Kommunikationssignal erzeugt.
Es kann verstanden werden, dass mittels des Kommunikationssignals eine Kommunikation zwischen der Steuervorrichtung 806 und einem Stellglied 106 des Magnetsystems 100 erfolgen kann, z.B. bidirektional (d.h. hin und zurück) oder unidirektional (d.h. nur von der
Steuervorrichtung 806 zu dem Stellglied 106). Mit anderen Worten kann das
Kommunikationssignal der Träger einer Informationsübertragung zwischen der Steuervorrichtung 806 und einem Stellglied 106 sein.
Das Kommunikationssignal kann anschaulich ein elektrisches Signal sein, mittels dessen
Informationen übertragen werden können (auch als Kommunikation bezeichnet), beispielsweise
Instruktionen bzw. Steuerdaten, Messdaten, Anfragen und/oder Antworten. Die Kommunikation mittels des Kommunikationssignals kann, auf physischer Ebene, mittels eines Austausches elektrischer Leistung erfolgen. Die physische Ebene der Kommunikation kann mittels physischer
Transmitter erfolgen. Die Kommunikation mittels des Kommunikationssignals kann, auf logischer
Ebene, mittels eines Austauschs an Informationen erfolgen. Die logische Ebene der
Kommunikation kann mittels einer Datenverarbeitung erfolgen, welche beispielsweise mittels eines Prozessors und/oder eines Programms implementiert werden kann und/oder die Transmitter ansteuert. Der Austausch elektrischer Leistung zwischen den Transmittern kann beispielsweise gemäß der zu übertragenden Information moduliert sein oder werden.
Die Kommunikation kann beispielsweise nachrichtenbasiert (d.h. auf Grundlage von Nachrichten) gemäß einem Kommunikationsprotokoll (z.B. einem Netzwerkprotokoll) erfolgen. Beispielsweise kann ein Feldbus-Netzwerkprotokoll als Kommunikationsprotokoll verwendet werden.
Beispielsweise kann ein USB-Bus-Netzwerkprotokoll als Kommunikationsprotokoll verwendet werden (Universeller serieller Bus - USB). Selbstverständlich kann auch ein anderes
Kommunikationsprotokoll verwendet werden, welches beispielsweise proprietär sein kann.
Eine von der Steuervorrichtung 806 an das Stellglied 106 übertragene Information kann beispielsweise den Soll-Zustand repräsentieren, den das Stellglied 106 einnehmen soll. Eine von einem Stellglied 106 an die Steuervorrichtung 806 übertragene Information kann beispielsweise den Ist-Zustand des Stellglieds 106 repräsentieren oder eine Empfangsbestätigung.
Die Kommunikationsleitung 108a kann mit der Kommunikationsschnittstelle 704 gekoppelt sein.
Die Kommunikationsschnittstelle 704 kann eingerichtet sein, das Kommunikationssignal zwischen der Steuervorrichtung 806 und einem oder mehr als einem der Stellglieder 106 auszutauschen. Mit anderen Worten kann die Kommunikationsschnittstelle 704 eingerichtet sein, das
Kommunikationssignal weiterzugeben. Dies kann im Allgemeinen mittels einer optischen
Kopplung, induktiven Kopplung und/oder kapazitiven Kopplung erfolgen. Diese erreichen eine zuverlässigere Kommunikation. Anschaulich kann eine optische, induktive und/oder kapazitive
Weitergabe des Kommunikationssignals eine galvanische Trennung zwischen Stellglied 106 und
Steuervorrichtung 806 bewirken. Diese galvanische Trennung hemmt elektrische Störeinflüsse im
Betrieb des Magnetsystems 100.
Die Kommunikationsschnittstelle 704 kann eingerichtet sein zur kontaktlosen Kommunikation (z.B. Übertragung von Informationen) zwischen stehenden und bewegten Teilen über mehrere
Medienräume hinweg und zum gleichzeitigem Längenausgleich, wie später noch genauer erläutert wird.
Optional kann die Kommunikationsschnittstelle 704 derart eingerichtet sein, dass der eine oder mehr als eine Kommunikationskanal im Takt der Drehbewegung des Rohrtargets unterbrochen (d.h. geöffnet) und hergestellt (d.h. geschlossen) wird, z.B. abwechselnd unterbrochen und hergestellt wird. Dies bewirkt, dass die Kommunikation gemäß der Drehbewegung des Targets getaktet erfolgt (d.h. im Takt der Drehbewegung). Diese Taktung erreicht eine zuverlässigere
Kommunikation. Anschaulich können so Störeinflüsse, die ihren Ursprung in der Drehbewegung des Rohrtargets 302 haben, systematisch sein, was es erleichtert, diese herauszufiltern.
Es kann verstanden werden, dass diese getaktete Kommunikation auf der physischen Ebene der
Kommunikation und/oder auf der logischen Ebene der Kommunikation implementiert werden kann. Beispielsweise kann die ohmsche, optische, induktive und/oder kapazitive Kopplung physisch im Takt der Drehbewegung des Rohrtargets unterbrochen (d.h. geöffnet) und wieder hergestellt (d.h. geschlossen) werden, z.B. abwechselnd. Alternativ oder zusätzlich kann die logische Kommunikation (z.B. das Senden und/oder Empfangen von Daten oder ganzen
Nachrichten) getaktet sein, so dass dieses unterbrochen und wieder hergestellt wird.
Der Generator 308 kann eingerichtet sein, im Betrieb (beispielsweise bei der Target-Nenndrehzahl) des Rohrtargets 302, die Versorgungsspannung zu erzeugen. Diese Versorgungsspannung kann an allen Stellgliedern 106 anliegen oder mittels eines Multiplexers individuell an immer nur einem der
Stellglieder 106 angelegt sein, welches angesteuert wird. Wird eines der Stellglieder 106 angesteuert, kann das Stellglied 106 entsprechend elektrische Leistung von dem Generator 308 aufnehmen, welche zum Verstellen des Magnetfeldes aufgebracht wird.
Das Magnetsystem 100 kann optional einen oder mehr als einen Sensor 816 aufweisen, welcher eingerichtet ist, den Ist-Zustand (auch als Prozesszustand bezeichnet) eines mittels der
Sputtervorrichtung 300 bereitgestellten Sputterprozesses (z.B. Beschichtungsprozesses) und/oder des Magnetfeldes des Magnetsystems 100 zu erfassen. Die Steuervorrichtung 806 kann © eingerichtet sein, die Stellglieder 106 auf Grundlage des Prozesszustands anzusteuern.
Beispielsweise kann das Ansteuern der Stellglieder 106 auf Grundlage eines vorgegebenen Soll-
Zustands erfolgen, z.B. derart, dass eine Differenz zwischen dem Prozesszustand und dem Soll-
Zustand verringert wird.
Nachfolgend werden verschiedene exemplarische Implementierungen des Gehäusedeckels 4062 erläutert, welcher die hierin Beschriebene Implementierung der Leistungsversorgung und/oder
Kommunikation erleichtert.
Fig.6 veranschaulicht den Gehäusedeckel 406d des Magnetsystems 100 gemäß verschiedenen
Ausführungsformen 600 in einer schematischen Querschnittsansicht. Im Allgemeinen weist der
Gehäusedeckel 406d einen (einteiligen oder mehrteiligen) mechanischen Träger als Grundkörper 802 auf, welcher die Komponenten zur elektronischen Kommunikation und zur elektrischen
Leistungsversorgung trägt.
Die Komponenten zur elektrischen Leistungsversorgung weisen eine Getriebestufe 804, einen
Generator 308 und eine Drehdurchführung 850, welche die Getriebestufe 804 (z.B. deren
Generatorrad 708) mit dem Generator 308 kuppelt, auf. Die Komponenten zur elektronischen
Kommunikation weisen die Kommunikationsschnittstelle 704 und einen elektrischen Anschluss 862, welche (z.B. elektrisch leitfähig) miteinander gekoppelt sind, auf.
In einer exemplarischen Implementierung des Grundkörpers 802 kann dieser einen Flansch 802p und eine (z.B. zapfenförmige) Stützvorrichtung 802v aufweisen, welche sich von dem Flansch 802p weg erstreckt und/oder elektrisch leitfähig ist. Die Stützvorrichtung 802v und der Flansch 802p können beispielsweise starr und/oder elektrisch leitfähig miteinander gekoppelt sein.
Der Grundkörper 802 (auch als Deckelgrundkörper bezeichnet) ist zumindest teilweise (z.B. zumindest dessen Flansch 802p) zwischen der Getriebestufe 804 und dem Generator 308 angeordnet. Die Drehdurchführung 850 erlaubt einen Austausch einer Drehbewegung durch eine
Durchgangsöffnung des Grundkörpers 802 (z.B. dessen Flanschs 802p) hindurch.
In einer exemplarischen Implementierung des elektrischen Anschlusses 862 kann dieser ein oder mehr als ein Anschlussterminal aufweisen und/oder mit einer oder mehr als einer elektrischen
Kommunikationsleitung 108a gekuppelt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische
Anschluss 862 mit der Deckelelektrode 406e elektrisch, vorzugsweise ohmsch, gekoppelt sein, z.B. mittels des Grundkörpers 802 (z.B. dessen Flanschs 802p und/oder dessen Stützvorrichtung 802v).
Das antriebsseitige Getrieberad 718 kann mittels eines Drehlagers 851 an dem Grundkörper 802, z.B. dessen Stützvorrichtung 802v abgestützt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die
Drehdurchführung 850 eine Welle 850w aufweisen, welche mittels eines Drehlagers 851 an dem
Grundkörper 802, z.B. dessen Flansch 802p abgestützt ist.
Ist die Getriebestufe innenverzahnt, weist dessen antriebsseitiges Getrieberad 718 einen
Innenzahnkranz 718 auf (vgl. auch Fig.12). Der Innenzahnkranz 718 stellt anschaulich eine
Aussparung bereit, in welcher der das Generatorrad 708 angeordnet sein kann. Dies spart Bauraum.
Nachfolgend wird die bereitgestellte Magnetron-Targetkupplung 301 erläutert und auf exemplarische Implementierungen dieser Bezug genommen. Es kann verstanden werden, dass die
Magnetron-Targetkupplung 301 auch als einzelne Baugruppe, z.B. von der Lagervorrichtung 350 und/oder dem Magnetsystem 100 demontiert, bereitgestellt werden kann.
Fig.7 veranschaulicht die Magnetron-Targetkupplung 301 gemäß verschiedenen
Ausführungsformen 700 in einer schematischen Querschnittsansicht.
Die Magnetron-Targetkupplung 301 weist den Flansch 702 (auch als Target-Anschlussflansch 702 bezeichnet) und eine Kommunikationsschnittstelle 704 auf. Die Kommunikationsschnittstelle 704 weist eine erste Elektrode 704a (auch als erste Kommunikationselektrode 704a bezeichnet) und eine zweite Elektrode 704b (auch als zweite Kommunikationselektrode 704b bezeichnet) auf, welche elektrisch miteinander gekoppelt sind, z.B. mittels einer elektrischen Leitung 710 der
Kommunikationsschnittstelle 704 und/oder ohmsch.
Der Targetkupplung-Flansch 702 kann beispielsweise (z.B. entlang der Wellenachse 808a) von einer Durchgangsöffnung 7020 durchdrungen sein, durch welche hindurch die elektrische Leitung 710 erstreckt ist. In der Durchgangsöffnung 7020 kann beispielsweise eine Dichtung 702d (beispielsweise eine O-Ring Dichtung) angeordnet sein, welche an dem Targetkupplung-Flansch 702 und an der elektrischen Leitung 710 anliegt.
In einer exemplarischen Implementierung ist die oder jede Kommunikationselektrode 704a, 704b (z.B. aus einem elektrisch leifähigen Material, z.B. Metall, bestehend) zur kapazitiven
Kommunikation eingerichtet. Beispielsweise kann die Kommunikationselektrode 704a, 704b (z.B. dielektrisch) verkapselt sein, z.B. mittels eines Dielektrikums. Dies verringert die Notwendigkeit, entlang des Kommunikationsweges ein Kabel führen zu müssen und/oder diese fest miteinander zu verkabeln.
In der oder einer dazu alternativen exemplarischen Implementierung ist die oder jede
Kommunikationselektrode 704a, 704b (z.B. aus einem elektrisch leifähigen Material, z.B. Metall, bestehend) scheibenförmig und/oder plattenförmig bzw. als Plattenelektrode (z.B. als
Kondensatorplatte) zur kapazitiven Kommunikation eingerichtet. Beispielsweise können die erste
Kommunikationselektrode 704a und/oder die zweite Kommunikationselektrode 704b eine Scheibe, einen Ring oder ein Segment dessen aufweisen oder daraus bestehen.
Die Magnetron-Targetkupplung 301 weist ferner eine Welle 808 auf, welche mit dem
Targetkupplung-Flansch 702 starr gekuppelt ist.
Die Welle 808 kann entlang einer Wellenachse 808a erstreckt sein, z.B. durch die erste
Kommunikationselektrode 704a hindurch. Die Welle 808 kann auf einer dem Targetkupplung-
Flansch 702 gegenüberliegenden Seite eine erste Linearlager-Komponente 8081 (z.B. einen Kranz) aufweisen. Die erste Linearlager-Komponente 8081 kann eingerichtet sein, mit einer zweiten
Linearlager-Komponente 8181 (siehe Fig.9) zusammengefügt, ein Linearlager 918 (auch als
Wellenaufnahmelager bezeichnet) zu bilden, z.B. ein drehbar gelagertes Linearlager.
Die erste Kommunikationselektrode 704a kann zwischen der Linearlager-Komponente 8081 und dem Targetkupplung-Flansch 702 angeordnet sein.
Die zweite Kommunikationselektrode 704b kann (z.B. auf einer der Welle gegenüberliegenden
Seite) des Targetkupplung-Flanschs 702 starr an dem Targetkupplung-Flansch 702 und/oder der
Welle 808 montiert sein, beispielsweise zumindest teilweise in dem Targetkupplung-Flansch 702 versenkt oder zumindest in einer Aussparung des Targetkupplung-Flanschs 702 angeordnet. Dies erhöht die Kompaktheit der Baugruppe.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Kommunikationselektrode 704a mittels einer Lagervorrichtung 714 (auch als Elektrode-Lagervorrichtung 714 bezeichnet) gelagert. Die
Elektrode-Lagervorrichtung 714 kann zumindest ein Linearlager aufweisen, welches der ersten
Kommunikationselektrode 704a zumindest einen Translationsfreiheitsgrad bereitstellt, beispielsweise relativ zu der zweiten Kommunikationselektrode, der Welle 808 und/oder zu dem
Targetkupplung-Flansch 702. Der Translationsfreiheitsgrad 714t kann beispielsweise entlang der
Wellenachse 808a der Welle 808 bzw. der Referenzrichtung 101 sein.
Anschaulich erreicht der Translationsfreiheitsgrad 714t, dass die (z.B. drehbar gelagerte)
Kommunikationselektrode 704a axial verschiebbar ist, um Toleranzen und Wärmedehnung auszugleichen. Dies mindert Störungen der Kommunikation mit dem Magnetsystem 100.
Beispielsweise kann die Elektrode-Lagervorrichtung 714 eingerichtet sein derart, dass die erste
Kommunikationselektrode 704a zu der zweiten Kommunikationselektrode bzw. dem
Targetkupplung-Flansch 702 hin und/oder davon weg verschoben werden kann, z.B. entlang einer
Wellenachse 808a der Welle 808. Alternativ oder zusätzlich ist die erste Kommunikationselektrode 704a derart gelagert, dass diese relativ zu der Welle 808 verschoben werden kann.
Der Targetkupplung-Flansch 702 kann optional eine der ersten Kommunikationselektrode 704a abgewandte Dichtfläche 706 aufweisen. Die Dichtfläche 706 (z.B. eine Nut aufweisend zur
Dichtungsaufnahme) kann beispielsweise an einer Elastomerdichtung anliegen, die beispielsweise in der Nut aufgenommen ist. Die zweite Kommunikationselektrode 704b kann beispielsweise von der Dichtfläche 706 umlaufen werden.
Nachfolgend werden zusätzliche exemplarische Implementierungen der Komponenten der
Magnetron-Targetkupplung 301 erläutert.
In einer exemplarischen Implementierung der elektrischen Leitung 710 kann diese einen oder mehr als einen Stift 710s (auch als Kontaktstift bezeichnet) und eine Buchse 710b (auch als
Kontaktbuchse bezeichnet), in welcher der Kontaktstift 710s aufgenommen ist, aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. aus einem Metall bestehend. Der Stift kann beispielsweise mittels eines
Linearlagers verschiebbar relativ zu der ersten Kommunikationselektrode 704a gelagert und/oder starr eingerichtet sein. Dies vermeidet zusätzliche Kabel.
In einer exemplarischen Implementierung der Elektrode-Lagervorrichtung 714 kann diese ein federelastisches Element 714f (z.B. eine Feder) aufweisen, welches die erste
Kommunikationselektrode 704a und die zweite Kommunikationselektrode 704b miteinander kuppelt. Wird das federelastische Element 714f verformt (z.B. gedehnt und/oder gestaucht) kann dieses eine Rückstellkraft erzeugen, welche entgegen der Verformung gerichtet ist. Die
Rückstellkraft (gemessen bei konstanter Verformung) kann umso größer sein, desto härter das federelastische Element 714f ist, d.h. desto größer dessen Federkonstante ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das federelastische Element 714f ein elastisches
Material aufweisen oder daraus bestehen, beispielsweise einen Kunststoff, wie ein Elastomer ein
Polymer oder ein Co-Polymer, z.B. Gummi, Silikon, Silikonkautschuk, fluorierter
Silikonkautschuk, Naturkautschuk oder einen anderen geeigneten (z.B. weichen und/oder vakuumtauglichen) Kunststoff. Beispielsweise kann das Polymer oder das Co-Polymer Silizium aufweisen. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann das elastische Material metallisch sein, wie z.B. Stahl (z.B. Federstahl) oder ein anderes Metall, eine andere
Metalllegierung oder intermetallische Verbindung.
In einer exemplarischen Implementierung des federelastischen Elements 714f kann dieses mehrere
Windungen aufweisen, z.B. in Form einer Spiralfeder oder Wurmfeder (siehe auch nachfolgende
Fig.8). Dies ist wenig komplex und kostengünstig. Allgemeiner gesprochen kann das federelastische Element 714f eine oder mehr als eine Feder (z.B. Metallfeder und/oder
Kunststofffeder) aufweisen, z.B. in Form einer Tellerfeder, Schenkelfeder, Torsionsfeder,
Blattfeder, oder einer anderen Federform.
Die mittels des federelastischen Elements 710s bereitgestellte Rückstellkraft kann entgegen einer
Bewegung (z.B. Translation) der ersten Kommunikationselektrode 704a aus einer Ausgangslage und/oder entlang des Translationsfreiheitsgrades 714t heraus gerichtet sein. In der Ausgangslage kann die Rückstellkraft null sein oder die erste Kommunikationselektrode 704a von der
Rückstellkraft gegen einen Anschlag gepresst werden.
In einer exemplarischen Implementierung des federelastischen Elements 710f kann dieses vorgespannt sein. Dann kann die Rückstellkraft eingerichtet sein, die erste
Kommunikationselektrode 704a gegen den Anschlag zu pressen. Der Anschlag kann beispielsweise an der Welle 808 befestigt sein und/oder Teil der Verkapselung der ersten
Kommunikationselektrode 704a sein.
In einer exemplarischen Implementierung der Linearlager-Komponente 8081 stellt diese eine erste
Strecke 808t bereit, entlang welcher die Welle 808 verschoben werden kann. Dazu kann die
Linearlager-Komponente 8081 eine Ausdehnung entlang der Wellenachse 808a aufweisen, die gleich der ersten Strecke 808t ist oder mehr. Die erste Strecke 808t kann beispielsweise ungefähr 1 Zentimeter (cm) sein oder mehr, z.B. ungefähr 2 cm oder mehr, z.B. ungefähr 4 cm oder mehr, z.B. ungefähr 5 cm oder mehr.
In der oder einer dazu alternativen exemplarischen Implementierung der Linearlager-Komponente 8081 weist diese eine Drehmomentstütze auf. Die Drehmomentstütze kann eingerichtet sein (z.B., wenn die Linearlager-Komponente 8081 das Wellenaufnahmelager) bereitstellt, ein Drehen der
Linearlager-Komponente 8081 zu hemmen. Beispielsweise kann die Drehmomentstütze implementiert sein mittels einer konturierten Umfangsfläche der Linearlager-Komponente 8081.
Beispiele hierfür weisen eine oder mehr als eine Nut als Drehmomentstütze und/oder einen oder mehr als einen Zahn als Drehmomentstütze auf, welche sich entlang der Wellenachse 808a — längserstrecken, z.B. um die erste Strecke 808t oder mehr. Beispielsweise kann die Linearlager-
Komponente 8081 einen Kranz (z.B. Zahnkranz) als Drehmomentstütze aufweisen, der eine
Ausdehnung entlang der Wellenachse 808a aufweist, die ungefähr der ersten Strecke 808t entspricht oder länger ist, z.B. bis zum Targetkupplung-Flansch 702.
In einer exemplarischen Implementierung der Elektrode-Lagervorrichtung 714 kann diese der ersten Kommunikationselektrode 7044 eine zweite Strecke 714t, um welche die erste
Kommunikationselektrode 704a (z.B. entlang des Translationsfreiheitsgrades 714t) verschoben werden kann (z.B. relativ zu der Welle 808), bereitstellen. Die zweite Strecke 714t kann mindestens 10% der ersten Strecke 808t sein, z.B. mindestens 25% der ersten Strecke 808t, z.B. mindestens 50% der ersten Strecke 808t, z.B. mindestens 75% der ersten Strecke 808t, z.B. mindestens 90% der ersten Strecke 808t. Beispielsweise können die zweite Strecke 714t und die erste Strecke 808t gleich groß sein. Die verbessert die Handhabung der Magnetron-Targetkupplung 301.
In einer exemplarischen Implementierung der Kommunikationsschnittstelle 704 ist diese von dem
Targetkupplung-Flansch 702 und/oder der Welle 808 separiert, z.B. galvanisch separiert und/oder mittels eines Dielektrikums. Dies verbessert die Signalübertragung.
In der oder einer dazu alternativen exemplarischen Implementierung der
Kommunikationsschnittstelle 704 sind die erste Kommunikationselektrode 704a und/oder die zweite Kommunikationselektrode 704b verkapselt, z.B. mittels eines Dielektrikums. Dies verbessert die galvanische Separierung und/oder deren Lebensdauer.
Fig.8 veranschaulicht eine Kommunikation-Baugruppe 800 gemäß verschiedenen
Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht, welche die Magnetron-
Targetkupplung 301 und den daran montierten Gehäusedeckel 406d aufweist, z.B. als Teil der
Sputtervorrichtung 300.
Die Welle 808 kann drehbar gelagert sein bzw. die Wellenachse 808a aufweisen, um welche diese herum drehbar gelagert ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Targetkupplung-Flansch 702 drehbar relativ zu dem Gehäusedeckel 406d, z.B. dessen Deckelelektrode 406e, gelagert sein. Dazu kann die Magnetron-Targetkupplung 301 beispielsweise eine (z.B. entlang der Wellenachse 808a erstreckte und/oder in der Welle 808 angeordnete) Montagestruktur 814 aufweisen, welche drehbar gelagert relativ zu der Welle 808 und/oder von der Welle 808 abgestützt ist.
Die Montagestruktur 814 kann passend zu dem Gehäusedeckel 406d eingerichtet sein derart, dass dieser an der Montagestruktur 814 befestigt werden kann (z.B. dessen Grundkörper 802, z.B. dessen Stützvorrichtung 802v).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Deckel 406d eine vierte
Kommunikationselektrode 406e (auch als Deckelelektrode bezeichnet) aufweisen, welche beispielsweise mit dem Stellglied 106 des Magnetsystems 100 elektrisch gekoppelt ist, z.B. ohmsch.
Die Deckelelektrode 406e kann beispielsweise nahe der zweiten Kommunikationselektrode 704b angeordnet sein, z.B. dieser unmittelbar gegenüberliegend und/oder in einem Abstand 903 (auch als zweiter Elektrode-Elektrode-Abstand bezeichnet) von dieser. Der zweite Elektrode-Elektrode-
Abstand 903 kann beispielsweise ungefähr gleich sein zu dem ersten Elektrode-Elektrode-Abstand 903. Der zweite Elektrode-Elektrode-Abstand 903 kann alternativ oder zusätzlich kleiner sein als ungefähr 1 cm, z.B. als ungefähr 0,5 cm, z.B. als ungefähr 0,25 cm. Dies verbessert die
Kommunikation.
Die Deckelelektrode 406e und die zweite Kommunikationselektrode 704b können kapazitiv miteinander gekoppelt sein, so dass diese einen Kommunikationsweg zwischen der
Steuervorrichtung 806 und dem Magnetsystem 100 (z.B. dessen Stellglied 106) implementieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Deckelelektrode 406e und/oder die
Lagerelektrode 904 ortsfest gelagert sein. Relativ dazu kann die Kommunikationsschnittstelle 704 (z.B. deren erste Kommunikationselektrode 704a und/oder zweite Kommunikationselektrode 704b) drehbar gelagert sein, z.B. um die Wellenachse 808a herum und/oder konzentrisch zu der
Lagerelektrode 904.
Die erste Kommunikationselektrode 704a kann einen Abstand 961 (auch als Elektrode-Flansch-
Abstand bezeichnet) von dem Targetkupplung-Flansch 702 aufweisen. Der Elektrode-Flansch-
Abstand kann größer sein als der erste Elektrode-Elektrode-Abstand 901 und/oder als der zweite
Elektrode-Elektrode-Abstand 903, z.B. deren Summe. Der Elektrode-Flansch-Abstand kann größer sein als die erste Strecke 714t. Anschaulich kann der Elektrode-Flansch-Abstand dazu dienen, einen Freiraum zur Verschiebung der ersten Kommunikationselektrode 704a bereitzustellen. Der
Raum des Elektrode-Flansch-Abstands 961 dient anschaulich als Freiraum für Toleranzen und
Längendehnung.
Fig.9 veranschaulicht die Lagervorrichtung 350 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 900 in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. mit Blick auf einen Endblock 312a, in denen die
Lagervorrichtung 350, z.B. deren Endblock 312a, ein Gestell 912 (auch als Lagergestell 912 bezeichnet) aufweist. Das Gestell 912 kann beispielsweise ein Endblockgehäuse aufweisen oder daraus bestehen. Ferner weist die Lagervorrichtung 350 die Magnetron-Targetkupplung 301 auf, welche nur zum Teil dargestellt ist.
Die Lagervorrichtung 350, z.B. deren Endblock 312a, weist ein mittels des Lagergestells 912 getragenes Gelenk 952 auf, welches ein Drehlager 950 und eine mittels des Drehlagers 950 drehbar gelagerte zweite Linearlager-Komponente 8181 aufweist. Die zweite Linearlager-Komponente 8181 kann eingerichtet sein, mit der ersten Linearlager-Komponente 8081 zusammengefügt (z.B. ineinandergesteckt), das Wellenaufnahmelager 918 zu bilden, so dass das Wellenaufnahmelager
918 ein drehbar gelagertes Linearlager ist. Das Wellenaufnahmelager 918 kann mittels des
Drehlagers 950 um die Wellenachse 808a herum drehbar gelagert sein. Das Wellenaufnahmelager 918 kann der Welle 808 den Translationsfreiheitsgrad entlang der ersten Strecke 808t bereitstellen.
Ferner kann die Lagervorrichtung 350 die Lagerelektrode 904 (auch als dritte
Kommunikationselektrode 904 bezeichnet) aufweisen, welche starr mit dem Gestell 912 gekuppelt (z.B. daran montiert) ist, beispielsweise zumindest teilweise in dem Gestell 912 versenkt oder zumindest in einer Aussparung des Gestells 912 angeordnet. Dies erhöht die Kompaktheit der
Baugruppe.
Die Lagerelektrode 904 kann beispielsweise nahe der ersten Kommunikationselektrode 704a angeordnet sein, z.B. dieser unmittelbar gegenüberliegend und/oder in einem Abstand 901 (auch als erster Elektrode-Elektrode-Abstand bezeichnet) von dieser. Der erste Elektrode-Elektrode-
Abstand 901 kann beispielsweise kleiner sein als die erste Strecke 808t und/oder die zweite Strecke 714t (auch als Verstellweg 714t bezeichnet). Der erste Elektrode-Elektrode-Abstand 901 kann beispielsweise kleiner sein als ungefähr 1 cm, z.B. als ungefähr 0,5 cm, z.B. als ungefähr 0,25 cm.
Dies verbessert die Kommunikation.
Der erste Elektrode-Elektrode-Abstand 901 kann beispielsweise invariant sein gegenüber einer
Verschiebung der ersten Kommunikationselektrode 7044 entlang des der Wellenachse 8084 und/oder gemäf dem Translationsfreiheitsgrad, was die Kommunikation verbessert. Dies kann beispielsweise mittels eines Anschlags 962 erreicht werden, wie später noch genauer beschrieben wird.
Die Lagerelektrode 904 und die erste Kommunikationselektrode 7044 können kapazitiv miteinander gekoppelt sein, so dass diese einen Kommunikationsweg zwischen der
Steuervorrichtung 806 und dem Magnetsystem 100 (z.B. dessen Stellglied 106) implementieren.
Die Lagerelektrode 904 kann galvanisch separiert von der Kommunikationselektrode 704a und/oder von dem Gestell 912 eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Lagerelektrode 904 (z.B. dielektrisch) verkapselt sein, z.B. mittels eines Dielektrikums. Dies verbessert die galvanische
Separierung und/oder deren Lebensdauer.
Fig.10 veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1000 in einer schematischen Detailansicht, in denen diese mehrere voneinander separierte
Hohlräume aufweist.
Das Gestell 912 kann einen ersten Hohlraum 10A aufweisen, welcher im Betrieb einen ersten (z.B. atmosphärischen) Druck A aufweist. Zwischen der ersten Kommunikationselektrode 704a und der zweiten Kommunikationselektrode 704 kann ein zweiter Hohlraum 10B angeordnet sein, der im
Betrieb ein Vakuum (z.B. einen Druck B) aufweist.
Der Druck B kann kleiner sein als Druck A und/oder als 0,3 mbar, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 mbar bis ungefähr 1 mbar (dann auch als Grobvakuum bezeichnet) sein oder weniger, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 107 mbar (dann auch als
Feinvakuumbereich bezeichnet) oder weniger, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10% mbar bis ungefähr 107 mbar (dann auch als Hochvakuumbereich bezeichnet) oder weniger.
Innerhalb des Targets 302, z.B. zwischen diesem und dem Magnetsystem 100 und/oder zwischen der zweiten Kommunikationselektrode 704b und Deckelelektrode 406e, kann ein dritter Hohlraum 10C angeordnet sein, der im Betrieb das Kühlfluid und/oder einen Druck C aufweist. Der Druck C kann beispielsweise größer sein als Druck A.
Innerhalb des Magnetsystem 100, z.B. im Inneren des Gehäuses 406d (auch als Gehäuseinnenraum bezeichnet), kann ein vierter Hohlraum 10D angeordnet sein, der im Betrieb einen vierte (z.B. atmosphärischen) Druck D aufweist. Optional können sich der vierte (z.B. atmosphärischen) Druck
D und der erste Druck A voneinander unterscheiden, d.h. diese müssen nicht notwendigerweise identisch sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lagervorrichtung 350 (z.B. deren Endblock) eine Dichtung aufweisen, welche den ersten Hohlraum 10A von dem zweiten Hohlraum 10B separiert. Alternativ oder zusätzlich kann die Magnetron-Targetkupplung 301 (z.B. deren
Targetkupplung-Flansch 702) die Targetdichtung 702d aufweisen, welche den zweiten Hohlraum 10B von dem dritten Hohlraum 10C separiert. Alternativ oder zusätzlich kann das Magnetsystem 100 (z.B. dessen Deckel 406d) eine Dichtung aufweisen, welche den dritten Hohlraum 10C von dem vierten Hohlraum 10D separiert.
Der Kommunikationsweg zwischen der Steuervorrichtung 806 und dem Magnetsystem 100 (z.B. zu dessen Stellglied 106) kann durch den ersten Hohlraum 10A, den zweiten Hohlraum 10B, den dritten Hohlraum 10C und/oder den vieren Hohlraum 10D hindurch verlaufen, z.B. von
Atmosphäre zu Vakuum zu Wasser zu Atmosphäre.
In einer exemplarischen Implementierung des Targetkupplung-Flanschs 702 kann dieser mehrteilig sein, beispielsweise eine erste Flansch-Komponente 702a (z.B. eine Aussparung aufweisend) und eine zweite Flansch-Komponente 702b aufweisend, zwischen denen ein Ringspalt gebildet ist. In dem Ringspalt kann das Target (z.B. geklemmt) aufgenommen, z.B. kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten, werden. Beispielsweise können die zwei Flansch-Komponenten 702a, 702b zusammengefügt eine Klemmvorrichtung (auch als Targetklemmung bezeichnet) bilden zum
Klemmen des Targets 302. Ferner kann eine zusätzliche Targetdichtung 712d an der Dichtfläche 706 anliegen, z.B. in dem Ringspalt und/oder zwischen den zwei Flansch-Komponenten 702a, 702b angeordnet.
Die zweite Linearlager-Komponente 8181 kann einen fünften Hohlraum 808h aufweisen, in welchem die erste Linearlager-Komponente 8081 aufgenommen ist.
Fig.11 veranschaulicht die Lagervorrichtung 350 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1100 in einer schematischen Detailansicht (mit Blick auf die Lagerelektrode 904), in welchen die
Lagerelektrode 904 ringförmig und/oder scheibenförmig eingerichtet ist, z.B. in Form eines Rings ausgebildet ist.
Fig.12 veranschaulicht die Magnetron-Targetkupplung 301 gemäB verschiedenen
Ausführungsformen 1200 in einer schematischen Perspektivansicht (mit Blick auf die erste
Kommunikationselektrode 7044), in welchen die erste Kommunikationselektrode 7044 segmentiert und/oder scheibenförmig eingerichtet ist, z.B. in Form eines Ringsegments ausgebildet ist.
Optional kann die erste Kommunikationselektrode 7044 in einem Dielektrikum eingebettet sein.
Fig.13 veranschaulicht eine Kommunikation-Baugruppe 1300 gemäß verschiedenen
Ausführungsformen in einer schematischen geschnittenen Perspektivansicht, welche die
Magnetron-Targetkupplung 301, den Gehäusedeckel 406d und die Lagerelektrode 904 aufweist, z.B. als Teil der Sputtervorrichtung 300.
In einer exemplarischen Implementierung ist eine oder mehr als eine (z.B. jede) der
Kommunikationselektrode 704a, 704b, 904, 406d derart eingerichtet, dass diese ein kreisrundes
Flächenelement um die Wellenachse 808a herum bildet und eine Voll- oder Teilfläche eines
Ringes ist (siehe auch Fig.11 und 12). Alternativ oder zusätzlich ist jede Kommunikationselektrode 7044, 704b, 904 galvanisch separiert von den dazu angrenzenden Bauteilen des Flanschs bzw.
Gestells 912.
Die drehende zweite Kommunikationselektrode 704b stellt eine elektrische (z.B. kapazitive)
Kopplung bereit, mittels welcher die drehende verschiebbare erste Kommunikationselektrode 704a elektrisch gekoppelt ist mit dem Magnetsystem 100, z.B. dessen Deckelelektrode 406e, wobei die elektrische Kopplung von dem Kühlfluid (beispielsweise Wasser) elektrisch isoliert ist und/oder das Kühlfluid (z.B. kontaktlos) überbrückt. Die elektrische Kopplung zwischen diesen kann abdichtend eingerichtet sein, beispielsweise zwischen Vakuum und Wasser.
Der mit der Deckelelektrode 406e elektrisch gekoppelte elektrische Anschluss 862 des Deckels 406d ist beispielsweise mit einem oder mehr als einem Stellglied 106 des Magnetsystems 100 elektrisch gekoppelt, z.B. mittels der Versorgungsleitung 108b. Die elektrische Kopplung zwischen dem elektrischen Anschluss 862 und der Deckelelektrode 406e kann abdichtend eingerichtet sein, beispielsweise zwischen Kühlfluid und Atmosphäre.
Die an dem Targetkupplung-Flansch 702 targetseitig angekuppelten Bauteile können Toleranzen und Längendehnung aufweisen. Die axial verschiebbare Lagerung der ersten
Kommunikationselektrode 704a erreicht, dass diese Toleranzen und Wärmedehnung besser ausgeglichen werden. Dies mindert Störungen der Kommunikation mit dem Magnetsystem 100.
Durch die bereitgestellte Rückstellkraft bzw. mittels des federelastischen Elements 714f (z.B. eine oder mehr als eine Feder aufweisend) kann die erste Kommunikationselektrode 704a gegen einen optionalen Anschlag 962 gepresst werden. Dies verbessert die Stabilität des ersten Elektrode-
Elektrode-Abstands 901.
Die erste Kommunikationselektrode 704a und die zweite Kommunikationselektrode 704b sind gemäß verschiedenen Ausführungsformen elektrisch miteinander gekoppelt. Die elektrische
Kopplung zwischen diesen kann eingerichtet sein derart, dass diese in jeder Lage der ersten
Kommunikationselektrode 704a und der zweiten Kommunikationselektrode 704b zueinander aufrechterhalten wird. Dies mindert Störungen der Kommunikation mit dem Magnetsystem 100.
Die elektrische Kopplung zwischen diesen kann ferner abdichtend eingerichtet sein derart, dass diese den zweiten Hohlraum 10B gegenüber dem dritten Hohlraum 10B abdichtet und/oder das
Kommunikationssignal zwischen dem zweiten Hohlraum 10B und dem dritten Hohlraum 10B austauscht. Die elektrische Kopplung zwischen diesen kann in einer vorteilhaften Implementierung mittels der Kontaktbuchse 710b und dem Kontaktstift 710s bereitgestellt sein.
Der Kontaktstift 710s kann sich beispielsweise in die Kontaktbuchse 710b hinein oder aus dieser heraus bewegen. In der Kontaktbuchse 710b kann optional ebenso ein elektrisch leitfähiges federelastisches Element angeordnet sein, welches mit seiner Rückstellkraft gegen den Kontaktstift 710s presst. Dies verbessert den elektrischen Kontakt zwischen Kontaktstift 710s und
Kontaktbuchse 710b. Alternativ oder zusätzlich kann der Kontaktstift 710s eine Gleitfläche aufweisen, mit welcher dieser flächig an der Kontaktbuchse 710b anliegt.
Der Kontaktstift 710s und die Kontaktbuchse 710b können beispielsweise galvanisch separiert von dem Targetkupplung-Flansch 702 sein.
Optional kann die Targetdichtung 702d zwischen dem Kontaktstift 710s und dem Targetkupplung-
Flansch 702 angeordnet sein.
Die äußeren beiden Kommunikationselektroden (Lagerelektrode 904 und Deckelelektrode 406e) können jede mit elektrischen Anschluss 862 elektrisch gekoppelt sein. Beispielsweise kann ein erster elektrischer Anschluss 862 mit der Deckelelektrode 406e elektrisch, vorzugsweise ohmsch, gekoppelt sein, z.B. mittels des Grundkörpers 802 (z.B. dessen Flanschs 802p und/oder dessen
Stützvorrichtung 802v). Beispielsweise kann ein zweiter elektrischer Anschluss 872 (siehe Fig.9) mit der Lagerelektrode 904 elektrisch, vorzugsweise ohmsch, gekoppelt sein.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine Magnetron-Targetkupplung, aufweisend: einen Targetkupplung-Flansch (z.B. zum Ankuppeln eines Targets, z.B. eines Rohrtargets); eine Welle, welche (z.B. stirnseitig) mit dem Targetkupplung-Flansch starr gekuppelt ist (sich beispielsweise entlang einer Wellenachse von dem Targetkupplung-Flansch weg und/oder zu einer Endblockseite hin erstreckend), und auf einer dem Targetkupplung-Flansch gegenüberliegenden Seite bzw. an einem dem Targetkupplung-
Flansch abgewandten Endabschnitt ein erste Linearlager-Komponente (z.B. einen Kranz) aufweist; eine Kommunikationsschnittstelle, welche eine erste Kommunikationselektrode (z.B. linke innere
Scheibe), welche vorzugsweise zwischen der ersten Linearlager-Komponente und dem
Targetkupplung-Flansch angeordnet ist, und eine zweite Kommunikationselektrode (z.B. rechte innere Scheibe) aufweist, welche elektrisch (z.B. ohmsch) miteinander gekoppelt sind; wobei die zweite Kommunikationselektrode (z.B. auf einer der Welle oder zumindest deren Linearlager-
Komponente abgewandten Seite) starr an dem Targetkupplung-Flansch gekuppelt (z.B. daran befestig) ist, wobei der Targetkupplung-Flansch zwischen der ersten Kommunikationselektrode und der zweiten Kommunikationselektrode angeordnet ist; wobei die erste
Kommunikationselektrode vorzugsweise: derart (z.B. beweglich relativ zu der Welle und/oder drehgesichert zu der Welle) gelagert ist (z.B. mittels eines Linearlagers), dass diese zu der zweiten
Kommunikationselektrode hin und/oder von diesem weg (z.B. entlang einer Wellenachse der
Welle) verschoben werden kann; oder starr mit der Welle und/oder mit der zweiten
Kommunikationselektrode gekuppelt ist.
Beispiel 2 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß Beispiel 1, wobei die erste
Kommunikationselektrode und/oder die zweite Kommunikationselektrode eine Platte aufweisen und/oder verkapselt sind.
Beispiel 3 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß Beispiel 1 oder 2, ferner aufweisend: ein federelastisches Element (z.B. eine oder mehr als eine Feder aufweisend), welches die erste
Kommunikationselektrode und die zweite Kommunikationselektrode derart miteinander kuppelt, dass die erste Kommunikationselektrode zu der zweiten Kommunikationselektrode hin verschoben werden kann entgegen einer Rückstellkraft des federelastischen Elements.
Beispiel 4 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, ferner aufweisend: einen mechanischen Anschlag, welcher eine Strecke, um die sich erste
Kommunikationselektrode und die zweite Kommunikationselektrode voneinander entfernen können, begrenzt; wobei der Anschlag vorzugsweise starr mit der Welle oder der ersten
Kommunikationselektrode gekuppelt ist; und/oder wobei vorzugsweise das federelastische
Element die erste Kommunikationselektrode gegen den Anschlag oder den Anschlag gegen die
Lagervorrichtung presst.
Beispiel 5 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei eine
Strecke (z.B. entlang der Wellenachse), um welche die erste Kommunikationselektrode zu der zweiten Kommunikationselektrode hin verschoben werden kann, gleich größer ist als 50% einer
Ausdehnung der Linearlager-Komponente parallel zu der Strecke.
Beispiel 6 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, wobei die
Linearlager-Komponente eine Drehmomentstütze aufweist.
Beispiel 7 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß Beispiel 6, wobei die Drehmomentstütze zu dem Targetkupplung-Flansch hin längserstreckt ist und/oder einen Zahnkranz (z.B.
AuBbenzahnkranz) aufweist.
Beispiel 8 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei die erste
Kommunikationselektrode eine Aussparung (z.B. Durchgangsöffnung) aufweist, durch welche die
Welle hindurch erstreckt ist.
Beispiel 9 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, ferner aufweisend: ein Linearlager, mittels welchem die erste Kommunikationselektrode verschiebbar gelagert ist.
Beispiel 10 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei der
Flansch eine oder mehr als eine Dichtung aufweist, welche die zweite Kommunikationselektrode vorzugsweise umläuft.
Beispiel 11 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei die erste
Kommunikationselektrode zwischen der ersten Linearlager-Komponente und dem
Targetkupplung-Flansch angeordnet ist.
Beispiel 12 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei die
Kommunikationsschnittstelle galvanisch von dem Targetkupplung-Flansch und/oder der Welle separiert ist.
Beispiel 13 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei die erste
Kommunikationselektrode oder eine Verkapselung dieser eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche die Welle hindurch erstreckt ist.
Beispiel 14 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, wobei die zweite Kommunikationselektrode eine Durchgangsöffnung aufweist, welche eine Montagestruktur (vorzugsweise zum Montieren eines Magnetsystems) freilegt, welche vorzugsweise drehbar relativ zu der Welle gelagert ist.
Beispiel 15 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, wobei die erste
Kommunikationselektrode und/oder die zweite Kommunikationselektrode eine Kondensatorplatte und/oder eine Plattenelektrode aufweisen oder daraus bestehen.
Beispiel 16 ist die Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei der
Targetkupplung-Flansch mehrteilig ist, beispielsweise derart eingerichtet, dass dieser zusammengefügt einen Ringspalt zum Aufnehmen des Targets bereitstellt.
Beispiel 17 ist eine Lagervorrichtung, aufweisend: ein Gestell; eine Magnetron-Targetkupplung gemäß einem der Beispiele 1 bis 16; ein mittels des Gestells getragenes Drehlager und eine zweite
Linearlager-Komponente, die mittels des Drehlagers drehbar gelagert ist und die eingerichtet ist, mit der ersten Linearlager-Komponente der Magnetron-Targetkupplung zusammengefügt, ein
Linearlager zu bilden, so dass der Magnetron-Targetkupplung ein Translationsfreiheitsgrad bereitgestellt ist entlang einer Drehachse des Drehlagers bzw. entlang der Wellenachse; eine dritte
Kommunikationselektrode, welche derart angeordnet ist, dass diese der ersten
Kommunikationselektrode der Magnetron-Targetkupplung zugewandt (z.B. kapazitiv mit dieser gekoppelt und/oder von dieser galvanisch separiert) ist, wenn das Linearlager gebildet ist; wobei dritte Kommunikationselektrode vorzugsweise: starr mit dem Gestell gekuppelt ist (beispielsweise wenn die erste Kommunikationselektrode vorzugsweise derart gelagert ist, dass diese zu der zweiten Kommunikationselektrode hin und/oder von dieser weg verschoben werden kann) oder derart gelagert ist (z.B. mittels eines Linearlagers), dass diese zu dem Gestell hin und/oder von diesem weg verschoben werden kann (beispielsweise wenn die erste Kommunikationselektrode starr mit der Welle und/oder mit der zweiten Kommunikationselektrode gekuppelt ist).
Beispiel 18 ist eine Lagervorrichtung (beispielsweise gemäß Beispiel 17), aufweisend: ein Gestell; eine Magnetron-Targetkupplung (beispielsweise gemäß einem der Beispiele 1 bis 16), aufweisend: einen Targetkupplung-Flansch (z.B. zum Ankuppeln eines Targets, z.B. eines Rohrtargets); eine
Welle, welche (z.B. stirnseitig) mit dem Targetkupplung-Flansch starr gekuppelt ist (sich beispielsweise entlang einer Wellenachse von dem Targetkupplung-Flansch weg und/oder zu einer
Endblockseite hin erstreckend), und auf einer dem Targetkupplung-Flansch gegenüberliegenden
Seite bzw. an einem dem Targetkupplung-Flansch abgewandten Endabschnitt ein erste
Linearlager-Komponente (z.B. einen Kranz) aufweist; eine Kommunikationsschnittstelle, welche eine erste Kommunikationselektrode (z.B. linke innere Scheibe), welche vorzugsweise zwischen der ersten Linearlager-Komponente und dem Targetkupplung-Flansch angeordnet ist, und vorzugsweise eine zweite Kommunikationselektrode (z.B. rechte innere Scheibe) aufweist, welche elektrisch (z.B. ohmsch) miteinander gekoppelt sind; wobei vorzugsweise die zweite
Kommunikationselektrode (z.B. auf einer der Welle oder zumindest deren Linearlager-
Komponente abgewandten Seite) starr an dem Targetkupplung-Flansch gekuppelt (z.B. daran befestig) ist, wobei vorzugsweise der Targetkupplung-Flansch zwischen der ersten
Kommunikationselektrode und der zweiten Kommunikationselektrode angeordnet ist; die
Lagervorrichtung ferner aufweisend: ein mittels des Gestells getragenes Drehlager und eine zweite
Linearlager-Komponente, die mittels des Drehlagers drehbar gelagert ist und die eingerichtet ist, mit der ersten Linearlager-Komponente der Magnetron-Targetkupplung zusammengefügt, ein
Linearlager zu bilden, so dass der Magnetron-Targetkupplung ein Translationsfreiheitsgrad bereitgestellt ist entlang einer Drehachse des Drehlagers bzw. entlang der Wellenachse; eine dritte
Kommunikationselektrode, welche derart angeordnet ist, dass diese der ersten
Kommunikationselektrode der Magnetron-Targetkupplung zugewandt (z.B. kapazitiv mit dieser gekoppelt und/oder von dieser galvanisch separiert) und/oder in einem Abstand (z.B. entlang der
Drehachse gemessen) von dieser angeordnet ist, wenn das Linearlager gebildet ist; wobei die erste
Kommunikationselektrode und/oder die dritte Kommunikationselektrode vorzugsweise derart gelagert sind (zumindest mittels eines oder mehr als eines Translationslagers), dass eine
Veränderung des Abstands, wenn die Magnetron-Targetkupplung gemäß dem
Translationsfreiheitsgrad (z.B. um eine Strecke) relativ zu dem Gestell verschoben wird, kleiner ist als die Strecke (z.B. als 50% der Strecke), z.B. im Wesentlichen konstant ist, oder zumindest invariant ist gegenüber dem Verschieben der Magnetron-Targetkupplung gemäß dem
Translationsfreiheitsgrad.
Beispiel 19 ist die Lagervorrichtung gemäß Beispiel 17 oder 18, wobei die zweite Linearlager-
Komponente einen Hohlraum aufweist, der eingerichtet ist, die erste Linearlager-Komponente aufzunehmen.
Beispiel 20 ist eine Sputtervorrichtung, aufweisend: eine Lagervorrichtung gemäß einem der
Beispiele 17 bis 19, vorzugsweise einen oder mehr als einen Endblock aufweisend, zum drehbaren
Lagern eines Sputtertargets mittels der Magnetron-Targetkupplung; ein optionales Magnetsystem, welches mittels der Lagervorrichtung ortsfest (z.B. relativ zu dieser und/oder relativ zu einer
Gravitationsrichtung) gelagert ist innerhalb des Sputtertargets.
Beispiel 21 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 20, die Lagervorrichtung ferner aufweisend: ein Festlager, welches das Magnetsystem trägt und/oder mit diesem durch die Magnetron-
Targetkupplung hindurch gekuppelt ist, z.B. durch dessen Welle hindurch.
Beispiel 22 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 20 oder 21, wobei die Welle eine
Durchgangsôffnung aufweist, in welche das Festlager hinein erstreckt ist.
Beispiel 23 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 20 bis 22, das Magnetsystem, aufweisend: ein (z.B. unmagnetisches) Gehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum aufweist; einen (z.B. unmagnetischen) Magnetträger, welcher in dem Gehäuseinnenraum angeordnet und mittels des Gehäuses, vorzugsweise ortsfest zu diesem, abgestützt ist; einen (z.B. unmagnetischen)
Gehäusedeckel, welcher zusammengefügt mit dem Gehäuse eine fluiddichte Kammer bildet; wobei der Gehäusedeckel eine der zweiten Kommunikationselektrode unmittelbar gegenüberliegende (z.B. kapazitiv mit dieser gekoppelt und/oder von dieser galvanisch separiert) vierte
Kommunikationselektrode aufweist und optional eine Getriebestufe, einen Generator und eine
Drehdurchführung, welche die Getriebestufe mit dem Generator kuppelt, aufweist.

Claims (11)

32 BE2022/5767 Patentansprüche
1. Magnetron-Targetkupplung (301), aufweisend: ° einen Targetkupplung-Flansch (702) zum Ankuppeln eines Rohrtargets; ° eine Welle (808), welche mit dem Targetkupplung-Flansch (702) starr gekuppelt ist und an einem dem Targetkupplung-Flansch (702) abgewandten Endabschnitt eine erste Linearlager-Komponente (8081) aufweist; ° eine Kommunikationsschnittstelle (704), welche eine erste Kommunikationselektrode (704a), welche zwischen der ersten Linearlager- Komponente (8081) und dem Targetkupplung-Flansch (702) angeordnet ist, und eine zweite Kommunikationselektrode (704b) aufweist, die elektrisch miteinander gekoppelt sind; ° wobei der Targetkupplung-Flansch (702) starr mit der zweiten Kommunikationselektrode (704b) gekuppelt und zwischen der ersten Kommunikationselektrode (704a) und der zweiten Kommunikationselektrode (704b) angeordnet ist; ° wobei die erste Kommunikationselektrode (704a) derart gelagert ist, dass diese zu der zweiten Kommunikationselektrode (704b) hin und/oder von dieser weg verschoben werden kann.
2. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß Anspruch 1, ° wobei die erste Kommunikationselektrode (704a) und/oder die zweite Kommunikationselektrode (704b) eine Platte aufweisen und/oder verkapselt sind.
3. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: ° ein federelastisches Element (714f), welches die erste Kommunikationselektrode (704a) und die zweite Kommunikationselektrode (704b) derart miteinander kuppelt, dass die erste Kommunikationselektrode (704a) zu der zweiten Kommunikationselektrode (704b) hin verschoben werden kann entgegen einer Rückstellkraft des federelastischen Elements.
4. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Strecke, um welche die erste Kommunikationselektrode (704a) zu der zweiten Kommunikationselektrode (704b) hin verschoben werden kann, mindestens 50% einer Ausdehnung der Linearlager-Komponente (8081) parallel zu der Strecke ist.
33 BE2022/5767
5. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Linearlager-Komponente (8081) eine Drehmomentstütze aufweist.
6. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Kommunikationselektrode (704a) eine Aussparung aufweist, durch welche die Welle (808) hindurch erstreckt ist.
7. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kommunikationsschnittstelle (704) galvanisch von dem Targetkupplung-Flansch (702) und/oder der Welle (808) separiert ist.
8. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: ein Linearlager, mittels dessen die erste Kommunikationselektrode (704a) verschiebbar gelagert ist.
9. Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Kommunikationselektrode (704b) eine Durchgangsöffnung aufweist, welche eine Montagestruktur zum Montieren eines Magnetsystems freilegt, welche drehbar relativ zu der Welle (808) gelagert ist.
10. Lagervorrichtung (350), aufweisend: ° ein Gestell (912); ° eine Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9; ° ein mittels des Gestells (912) getragenes Drehlager (950) und eine zweite Linearlager-Komponente (8181), die mittels des Drehlagers (950) drehbar gelagert ist und die eingerichtet ist, mit der ersten Linearlager-Komponente (8081) der Magnetron-Targetkupplung (301) zusammengefügt ein Linearlager zu bilden, so dass der Magnetron-Targetkupplung (301) ein Translationsfreiheitsgrad bereitgestellt ist entlang einer Drehachse (808a) des Drehlagers; ° eine dritte Kommunikationselektrode (904), welche derart angeordnet ist, dass diese der ersten Kommunikationselektrode der Magnetron-Targetkupplung (301) zugewandt ist, wenn das Linearlager gebildet ist, wobei die dritte Kommunikationselektrode (904) vorzugsweise starr mit dem Gestell (912) gekuppelt ist.
11. Lagervorrichtung (350), aufweisend:
34 BE2022/5767
° ein Gestell (912);
° eine Magnetron-Targetkupplung (301),
die Magnetron-Targetkupplung (301) aufweisend:
° einen Targetkupplung-Flansch (702) zum Ankuppeln eines Rohrtargets;
° eine Welle (808), welche mit dem Targetkupplung-Flansch (702) starr gekuppelt ist und an einem dem Targetkupplung-Flansch (702) abgewandten Endabschnitt eine erste Linearlager-Komponente (8081) aufweist;
° eine Kommunikationsschnittstelle (704), welche eine zwischen der ersten Linearlager-Komponente (8081) und dem Targetkupplung-Flansch (702)
angeordnete Kommunikationselektrode (704a) aufweist;
die Lagervorrichtung (350) ferner aufweisend:
° ein mittels des Gestells (912) getragenes Drehlager (950) und eine zweite Linearlager-Komponente (8181), die mittels des Drehlagers (950) drehbar gelagert ist und die eingerichtet ist, mit der ersten Linearlager-Komponente (8081) der
Magnetron-Targetkupplung (301) zusammengefügt ein Linearlager zu bilden, so dass der Magnetron-Targetkupplung (301) ein Translationsfreiheitsgrad bereitgestellt ist entlang einer Drehachse (808a) des Drehlagers;
° eine zusätzliche Kommunikationselektrode (904), welche derart angeordnet ist, dass diese der Kommunikationselektrode der Magnetron-Targetkupplung (301)
zugewandt und in einem Abstand von dieser angeordnet ist, wenn das Linearlager gebildet ist;
° wobei die Kommunikationselektrode (704a) und/oder die zusätzliche Kommunikationselektrode (904) derart gelagert sind, dass eine Veränderung des Abstands, wenn die Magnetron-Targetkupplung (301) gemäß dem
Translationsfreiheitsgrad um eine Strecke relativ zu dem Gestell (912) verschoben wird, kleiner ist als die Strecke.
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