DE102013113562B4

DE102013113562B4 - Lageranordnung zum drehbaren Lagern einer Elektrode und Elektrodenanordnung

Info

Publication number: DE102013113562B4
Application number: DE102013113562.5A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Heinrich; Gerit STUDE; Götz Großer
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: DE102013113562A1; BE1024054A1; US20150162159A1; BE1024054B1

Abstract

Lageranordnung (100) zum drehbaren Lagern einer Elektrode, wobei die Lageranordnung aufweist:• eine Außenhülse (102), die in ein Gehäuse (202) zum Lagern einer drehbaren Elektrode (216) einsteckbar ist;• ein Innenelement (104), das in der Außenhülse (102) koaxial aufgenommen und mittels eines ersten Lagers (118a) und eines zweiten Lagers (118b) relativ zu der Außenhülse (102) drehbar gelagert ist, wobei die Lager (118a, 118b) in Axialrichtung (111) einen Abstand voneinander aufweisen;• eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur (110), welche neben dem ersten Lager (118a) und/oder dem zweiten Lager (118b) positioniert ist und welche das Innenelement (104) elektrisch kontaktiert; und• einen ersten Aufnahmebereich (106a), der an einem ersten axialen Endabschnitt der Lageranordnung zwischen einem Innenumfang (102b) der Außenhülse (102) und einem Außenumfang (104) des Innenelements (104) zum Aufnehmen eines ersten Dichtungselements (116a) ausgebildet ist;• wobei ein Abstand (103c) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102b) der Außenhülse (102) im Bereich des ersten Aufnahmebereichs (106a) größer ist als ein Abstand (103b) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102c) der Außenhülse (102) im Bereich (108a, 108b) des ersten Lagers (118a) und/oder des zweiten Lagers (118b).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zum drehbaren Lagern einer Elektrode und eine Elektrodenanordnung.
Im Allgemeinen können in der Beschichtungstechnologie für verschiedene Prozesse und/oder Vorbehandlungen Elektroden zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann bei einem Sputterprozess (Kathodenzerstäubung) ein rohrförmiges Target (eine Rohrkathode) zum Einsatz kommen, von welchem das Beschichtungsmaterial abgesputtert werden kann, bzw. welches zerstäubt wird. Allgemein kann eine rohrförmige Elektrode (Kathode und/oder Anode) während des Prozessierens rotieren. Dies kann beispielsweise einen langzeitstabilen Prozess ermöglichen, z.B. einen langzeitstabilen Beschichtungsprozess. Beim Magnetronsputtern (magnetfeldunterstützter Kathodenzerstäubung) kann beispielsweise eine Rohrkathode genutzt werden, welche während des Sputterprozesses rotiert, wobei innerhalb der Rohrkathode eine Magnetanordnung angeordnet ist, um eine Plasmabildung und somit unter anderem die Sputterrate und/oder andere Prozessparameter des Sputterprozesses zu beeinflussen. Ferner kann eine Magnetronanordnung auch mehrere Rohrkathoden (Rohrtargets) aufweisen, beispielsweise bei einem sogenannten Doppel-Rohrmagnetron (einem sogenannten Rotatable Dual Magnetron).
DE 10 2012 200 564 A1 beschreibt eine Antriebs- und Versorgungseinrichtung für eine rotierende Elektrode. Dabei ist eine Welle drehbar mittels zweier Lager gelagert, wobei das erste Lager in einem ersten Isolierkörper abgestützt ist und wobei zum Abstützen des zweiten Lagers ein weiterer Isolierkörper verwendet wird.
DE 44 28 992 A1 beschreibt einen Substrathalter, welcher derart eingerichtet ist, dass mittels des Substrathalters ein Substrat in einer Reaktionskammer rotiert werden kann.
DE 10 2009 033 546 A1 beschreibt einen Versorgungsendblock für ein rotierendes Magnetron. Dabei ist eine Welle drehbar in einem Trägerbauteil mittels zweier Lager gelagert, wobei die Kühlmittelleitungen mittels einer Steckverbindung lösbar miteinander verbunden werden können.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Lageranordnung zum drehbaren Lagern einer Elektrode bereitzustellen, z.B. kann ein Rohrtarget für ein Magnetron mittels der Lageranordnung mechanisch drehbar gelagert und elektrisch kontaktiert sein, wobei die Lageranordnung beispielsweise einen Aufbau ermöglicht, welcher eine einfache Wartung und/oder Reparatur der Lageranordnung bzw. deren Verschleißteile ermöglicht. Anschaulich gesehen kann ein rohrförmiges Magnetrontarget mittels der Lageranordnung an einem sogenannten Magnetronendblock derart gekoppelt sein oder werden, dass eine Energieversorgung (z.B. zum Bereitstellen eines vorgegebenen elektrischen Potenzials an dem Magnetrontarget), eine Kühlwasserversorgung (z.B. zum Kühlen des rohrförmigen Magnetrontargets und/oder zum Kühlen einer Magnetanordnung innerhalb des rohrförmigen Magnetrontargets) und/oder eine drehbare Lagerung des rohrförmigen Magnetrontargets (z.B. zum homogenen Zerstäuben der Oberfläche des rohrförmigen Magnetrontargets) ermöglicht ist und so dass die Lageranordnung und/oder der Magnetronendblock (das Gehäuse) ferner derart eingerichtet sind, dass die Lageranordnung in den Magnetronendblock entnehmbar eingesteckt werden kann, und dass Verschleißteile der Lageranordnung (z.B. Dichtungselemente oder Lager) ausgetauscht werden können, ohne dass die Lageranordnung aus dem Magnetronendblock entnommen werden muss.
Ferner können drehbar gelagert Elektroden als Anoden in einem sogenannten SAD-Prozess (SAD = Spotless arc Activated Deposition) genutzt werden, mittels dessen eine Elektronenstrahl-Hochrate-Bedampfung realisiert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Elektrodenanordnung bereitgestellt, aufweisend eine Lageranordnung und ein entsprechendes Gehäuse, welche derart eingerichtet sind, dass die einzelnen Komponenten der Lageranordnung sukzessive entlang der Drehachse eingesteckt oder herausgezogen werden können (oder so dass die Lageranordnung sukzessive entlang der Drehachse montiert und/oder demontiert werden kann), so dass Wartungsarbeiten und/oder Reparaturen an der Elektrodenanordnung (z.B. an einer Magnetronanordnung) zeiteffizient und kosteneffizient durchgeführt werden können.
Ferner kann ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen anschaulich darin gesehen werden, das Gehäuse mittels der Lageranordnung gegenüber einem Vakuum abzudichten (z.B. so dass eine mittels der Lageranordnung an das Gehäuse gekoppelte Elektrode im Vakuum betrieben werden kann), und gleichzeitig mittels des Gehäuses und der Lageranordnung eine Kühlung (z.B. eine Wasserkühlung oder eine auf einer Flüssigkeit basierende Kühlung) für eine mittels der Lageranordnung an das Gehäuse gekoppelte Elektrode bereitzustellen.
Im Folgenden wird eine Lageranordnung zum Lagern einer drehbaren Elektrode beschrieben, wobei die Lageranordnung Folgendes aufweisen kann: eine Außenhülse, die in ein Gehäuse zum Lagern einer drehbaren Elektrode einsteckbar ist; ein Innenelement, das in der Außenhülse koaxial aufgenommen und mittels eines ersten Lagers und eines zweiten Lagers relativ zu der Außenhülse drehbar gelagert ist, wobei die Lager in Axialrichtung einen Abstand voneinander aufweisen, und eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur, welche zwischen dem ersten und dem zweiten Lager positioniert ist und welche das Innenelement elektrisch kontaktiert. Dabei kann das Innenelement eine Innenhülse sein, z.B. ein Hohlrohr, oder das Innenelement kann eine zylindrische äußere Mantelfläche aufweisen und mindestens eine Durchgangsöffnung in Axialrichtung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das erste Lager und das zweite Lager voneinander beabstandet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Lageranordnung zum drehbaren Lagern einer Elektrode Folgendes aufweisen: eine Außenhülse, die in ein Gehäuse zum Lagern einer drehbaren Elektrode einsteckbar ist; ein Innenelement, das in der Außenhülse koaxial aufgenommen und mittels eines ersten Lagers und eines zweiten Lagers relativ zu der Außenhülse drehbar gelagert ist, wobei die Lager in Axialrichtung einen Abstand voneinander aufweisen; eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur, welche neben dem ersten Lager und/oder dem zweiten Lager positioniert ist und welche das Innenelement elektrisch kontaktiert; und einen ersten Aufnahmebereich, der an einem ersten axialen Endabschnitt der Lageranordnung zwischen einem Innenumfang der Außenhülse und einem Außenumfang des Innenelements zum Aufnehmen eines ersten Dichtungselements ausgebildet ist; wobei ein (z.B. dritter) Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse im Bereich des ersten Aufnahmebereichs größer ist als ein (z.B. zweiter) Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse im Bereich des ersten Lagers und/oder des zweiten Lagers.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrisch leitfähige Kontaktstruktur eine oder mehrere Klemmstellen zum Befestigen von einem Schleifkontakt oder von mehreren Schleifkontakten aufweisen.
Die Lageranordnung kann ferner Folgendes aufweisen: einen ersten Aufnahmebereich, der an einem ersten axialen Endabschnitt der Lageranordnung zwischen einem Innenumfang der Außenhülse und einem Außenumfang des Innenelements zum Aufnehmen eines ersten Dichtungselements ausgebildet ist.
Die Lageranordnung kann ferner Folgendes aufweisen: einen zweiten Aufnahmebereich, der an einem zweiten axialen Endabschnitt der Lageranordnung zwischen einem Innenumfang der Außenhülse und einem Außenumfang des Innenelements zum Aufnehmen eines zweiten Dichtungselements ausgebildet ist. Dabei kann der zweite Endabschnitt entgegengesetzt zum ersten Endabschnitt sein.
Die Lageranordnung kann ferner Folgendes aufweisen: ein in den ersten Aufnahmebereich der Lageranordnung koaxial (entnehmbar) eingestecktes erstes Dichtungselement und/oder ein in den zweiten Aufnahmebereich der Lageranordnung koaxial (entnehmbar) eingestecktes zweites Dichtungselement.
Ferner kann ein (z.B. erster) Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse im Bereich zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager kleiner sein als ein (z.B. zweiter) Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse im Bereich des ersten Lagers und/oder des zweiten Lagers.
Ferner kann ein (z.B. dritter) Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse im Bereich des ersten Aufnahmebereichs und/oder zweiten Aufnahmebereichs größer sein als ein (z.B. zweiter) Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse im Bereich des ersten Lagers und/oder des zweiten Lagers.
Ferner kann die elektrisch leitfähige Kontaktstruktur mindestens einen Schleifkontakt (oder mehrere Schleifkontakte, z.B. zwei, drei, vier oder fünf Schleifkontakte, oder mehr als fünf Schleifkontakte) aufweisen, welcher an dem Außenumfang des Innenelements schleift. Dabei kann der Schleifkontakt von der Außenhülse elektrisch isoliert eingerichtet sein, z.B. kann die Stromführung von dem Schleifkontakt durch ein elektrisch isoliertes Durchgangsloch in der Außenhülse hindurch nach außen geführt sein. Mit anderen Worten kann die elektrische Kontaktstruktur durch die Wandung der Außenhülse hindurch geführt sein, z.B. an einer Stelle oder an mehreren Stellen.
Anschaulich können das Innenelement und die Außenhülse derart eingerichtet und relativ zueinander angeordnet sein, dass zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse mehrere Bereich bereitgestellt sind, wobei der Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenelements und dem Innenumfang der Außenhülse in den mehreren Bereichen voneinander verschieden sind. Somit können beispielsweise die Lager (das erste Lager und das zweite Lager) in die Lageranordnung aus Axialrichtung eingesteckt werden und entlang der Axialrichtung aus der Lageranordnung entfernt werden. Somit ergibt sich die Möglichkeit einer einfachen Wartung oder Reparatur der Lager und/oder der elektrischen Kontaktstruktur (z.B. eines Schleifkontakts). Ferner können beispielsweise auch die Dichtungselemente (das erste Dichtungselemente und das zweite Dichtungselemente) in die Lageranordnung aus Axialrichtung eingesteckt werden und entlang der Axialrichtung aus der Lageranordnung entfernt werden. Somit ergibt sich die Möglichkeit einer einfachen Wartung oder Reparatur der Dichtungselemente. Die Lagern, die elektrische Kontaktstruktur und/oder die Dichtungselemente können beispielsweise Verschleißteile der Lageranordnung sein. Dabei kann die Lageranordnung derart eingerichtet sein, dass die Verschließteile aus einer Axialrichtung montierbar und demontierbar sind, oder dass die Verschließteile aus entgegengesetzten Richtungen (beide parallel zur Axialrichtung) montierbar und demontierbar sind.
Ferner kann das Innenelement eine axiale Durchgangsöffnung aufweisen. Mit anderen Worten kann das Innenelement eine Durchgangsöffnung, eine Bohrung oder Ähnliches entlang der Axialrichtung aufweisen, so dass beispielsweise Kühlwasser durch das Innenelement hindurch fließen kann. Dabei kann beispielsweise Kühlwasser von einem Gehäuse (z.B. Endblock her) durch die Lageranordnung hindurch in eine an die Lageranordnung gekuppelte Elektrode (Rohrkathode) fließen und/oder aus der Elektrode durch die Lageranordnung hindurch zum Gehäuse fließen.
Ferner kann sich die elektrisch leitfähige Kontaktstruktur durch die Außenhülse hindurch erstrecken und/oder die Außenhülse kann von der elektrisch leitfähigen Kontaktstruktur elektrisch isoliert sein.
Ferner können das erste Lager und das zweite Lager ein elektrisch isolierendes Material aufweisen, so dass das Innenelement mittels des ersten Lagers und des zweiten Lagers von der Außenhülse elektrisch isoliert ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Lageranordnung aufweisen: eine Außenhülse und ein in die Außenhülse koaxial eingesetztes Innenelement, wobei die Außenhülse und das Innenelement mittels zwischen der Außenhülse und dem Innenelement angeordneten Rotationslagern relativ zueinander drehbar angeordnet sind, wobei die Lageranordnung von einem ihrer axialen Endabschnitte her in einen Endblock einer Elektrodenanordnung entnehmbar einsetzbar ausgebildet ist und mit ihrem anderen axialen Endabschnitt mit einer Magnetronkathode kuppelbar ist; und wobei von jeweils einem der freien axialen Enden der Lageranordnung her ein Dichtungselement entnehmbar in die Lageranordnung einsetzbar ist, derart, dass der Raum zwischen den Dichtungselementen gegen ein Eindringen von Wasser und/oder Luft abgedichtet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Elektrodenanordnung Folgendes aufweisen: ein Gehäuse zum Lagern einer drehbaren Elektrode, wobei das Gehäuse eine Durchgangsöffnung aufweist, die zum Aufnehmen einer Lageranordnung (wie hierin beschrieben) ausgebildet ist, wobei die Durchgangsöffnung eine axiale Richtung definiert und das Gehäuse derart eingerichtet ist, dass die Lageranordnung koaxial in die Durchgangsöffnung (entnehmbar) einschiebbar ist, derart, dass die Außenhülse der Lageranordnung zumindest abschnittsweise an dem Gehäuse abgestützt ist. Die Lageranordnung kann beispielsweise zumindest teilweise mit dem Außenumfang der Außenhülse und/oder zumindest teilweise mit einer Stirnfläche der Außenhülse an das Gehäuse angrenzen (und somit abgestützt werden). Die Elektrodenanordnung kann beispielsweise eine Magnetronanordnung sein oder aufweisen, wobei die drehbare Elektrode ein Magnetronkathode oder ein Targetrohr sein kann und das Gehäuse ein sogenannter Magnetronendblock sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Elektrodenanordnung ferner Folgendes aufweisen: eine in die Durchgangsöffnung entnehmbar eingesetzte Lageranordnung.
Ferner können die Durchgangsöffnung des Gehäuses und die Lageranordnung derart eingerichtet und relativ zueinander angeordnet sein, dass ein erstes Dichtungselement in den ersten Aufnahmebereich der Lageranordnung koaxial entnehmbar einsteckbar ist und/oder dass ein zweites Dichtungselement in den zweiten Aufnahmebereich der Lageranordnung koaxial entnehmbar einsteckbar ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Elektrodenanordnung ferner Folgendes aufweisen: ein in den ersten Aufnahmebereich der Lageranordnung koaxial entnehmbar eingestecktes erstes Dichtungselement und/oder ein in den zweiten Aufnahmebereich der Lageranordnung koaxial entnehmbar eingestecktes zweites Dichtungselement.
Ferner kann das erste Dichtungselement eine Vakuumdichtung sein, mittels derer der erste Aufnahmebereich zwischen der Außenhülse und dem Innenelement vakuumdicht abgedichtet wird. Ferner kann das zweite Dichtungselement eine Fluiddichtung sein, mittels derer der zweite Aufnahmebereich zwischen der Außenhülse und dem Innenelement flüssigkeitsdicht abgedichtet wird.
Ferner können das Gehäuse und die Lageranordnung derart eingerichtet und relativ zueinander angeordnet sein, dass die Lageranordnung und das erste Dichtungselement mittels eines Flanschrings relativ zueinander fixierbar sind und/oder dass die Lageranordnung und das erste Dichtungselement mittels des Flanschrings an dem Gehäuse fixierbar sind.
Ferner können das Gehäuse und die Lageranordnung derart eingerichtet und relativ zueinander angeordnet sein, dass die Lageranordnung und das zweite Dichtungselement mittels eines Flansches relativ zueinander fixierbar sind und/oder dass die Lageranordnung und das zweite Dichtungselement mittels des Flansches an dem Gehäuse fixierbar sind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Elektrodenanordnung ferner Folgendes aufweisen: einen mit dem Gehäuse verbundenen Flanschring, welcher die Lageranordnung und das erste Dichtungselement relativ zueinander und/oder an dem Gehäuse fixiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Elektrodenanordnung ferner Folgendes aufweisen: einen mit dem Gehäuse verbundenen Flansch, welcher die Lageranordnung und das zweite Dichtungselement relativ zueinander und/oder an dem Gehäuse fixiert.
Ferner kann der Flanschring derart eingerichtet sein, dass eine Stirnfläche des Innenelements aus Axialrichtung zugänglich ist. Ferner kann der Flanschring derart eingerichtet sein, dass ein freier Endabschnitt des Innenelements aus Axialrichtung zugänglich ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rotationsachse der Lageranordnung die Axialrichtung definieren. Ferner kann das Durchgangslochdes Gehäuses die Axialrichtung definieren. Ferner können das Gehäuse und die Lageranordnung derart eingerichtet sein, dass die Lageranordnung koaxial in das Durchgangsloch des Gehäuses eingesetzt sein kann oder einsetzbar ist.
Ferner kann der Flansch eine Kühlwasserführung aufweisen mittels derer Kühlwasser durch den Flansch hindurch zu dem Innenelement geleitet werden kann. Ferner kann der Flansch eine Kühlwasserführung aufweisen mittels derer Kühlwasser durch den Flansch hindurch von dem Innenelement abgeleitet werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Elektrodenanordnung ferner Folgendes aufweisen: ein Kupplungselement zum Ankuppeln einer Elektrode an das Innenelement, wobei das Kupplungselement an einem ersten axialen Endabschnitt des Innenelements befestigt ist. Das Kupplungselement kann beispielsweise eine Klemme sein, an welche die Elektrode geklemmt werden kann. Ferner können das Kupplungselement und das Innenelement derart eingerichtet sein, dass das Kupplungselement an das Innenelement angeschraubt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrodenanordnung Folgendes aufweisen: das Herausziehen und/oder Einschieben entlang der Axialrichtung einer drehbaren Lageranordnung in ein Gehäuse einer Elektrodenanordnung zum drehbaren Lagern einer Elektrode.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrodenanordnung Folgendes aufweisen: das Herausziehen und/oder Einschieben eines ersten Dichtungselements und/oder eines zweiten Dichtungselements entlang der Axialrichtung einer in ein Gehäuses entnehmbar eingesteckten Lageranordnung. Dabei können die Dichtungselemente beispielsweise herausgezogen oder eingeschoben werden, während die Lageranordnung in dem Gehäuse verbleibt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine hierin beschriebene Lageranordnung dazu verwendet werden, eine rohrförmige Elektrode (z.B. eine Magnetronkathode bzw. ein Magnetrontarget) einer Elektrodenanordnung drehbar zu lagern und elektrischen zu kontaktieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine hierin beschriebene Lageranordnung zum Befestigen eines Magnetronrohrs an einem Magnetronendblock verwendet werden.
Ferner kann die Elektrodenanordnung in einer Vakuumumgebung eingerichtet sein (z.B. teilweise innerhalb einer Vakuumkammer, Prozessiervorrichtung oder Vakuumprozessiervorrichtung). Mit anderen Worten kann die Lageranordnung zum drehbaren Lagern und elektrischen Kontaktieren einer rohrförmigen Elektrode in einer Vakuumbehandlungsanlage verwendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A eine schematische Querschnittsansicht und eine schematische Seitenansicht einer Lageranordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
1B bis 1E jeweils eine schematische Querschnittsansicht einer Lageranordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2A und 2B jeweils eine schematische Querschnittsansicht einer Elektrodenanordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3A und 3B jeweils eine schematische Querschnittsansicht eines Gehäuses und einer Lageranordnung, voneinander getrennt und zusammengesteckt, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4A eine Elektrodenanordnung in einer schematischen Explosionsdarstellung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4B eine Elektrodenanordnung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5A eine Elektrodenanordnung in einer schematischen Explosionsdarstellung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5B eine Elektrodenanordnung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
6 eine Prozessiervorrichtung mit einer Elektrodenanordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

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, 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.
Wie hierin Beschrieben kann ein Außenumfang als Außenumfangsfläche oder die nach außen begrenzende Fläche eines Körpers verstanden werden. Analog kann der Innenumfang als Innenumfangsfläche oder die nach innen begrenzende Fläche eines Körpers verstanden werden.
Im Allgemeinen können Beschichtungsanlagen derart eingerichtet sein, dass beispielsweise eine lange unterbrechungsfreie Produktion gewährleistet werden kann, sowie eine hohe Sputterleistung und/oder dass Materialien mit einem hohen spezifischen Gewicht verwendet werden können, wie beispielsweise Molybdän. Demzufolge können rohrförmige Elektroden (Rohrtargets oder Rohrkathoden) in Sputteranlagen verwendet werden, wobei eine rohrförmige Elektrode möglichst eine große Menge an zu zerstäubendes Material bereitstellen soll. Somit kann ein rohrförmige Elektroden beispielsweise eine große Länge (z.B. mit einer Länge von bis zu ungefähr 4 m oder mit einer Länge von mehr als ungefähr 4 m) und/oder einen großen Durchmesser (z.B. mit einem Durchmesser von bis zu ungefähr 30 cm (z.B. ungefähr 13 cm bis ungefähr 18 cm) oder mit einem Durchmesser von mehr als ungefähr 30 cm) aufweisen, womit diese rohrförmigen Elektroden ein hohes Gewicht aufweisen können.
Diese rohrförmigen Elektroden können, z.B. mittels einer Lageranordnung und einem Gehäuse (einem sogenannten Endblock) axial an ihren Enden gelagert sein und während des Prozessierens (z.B. während eines Sputterprozesses oder während eines SAD-Prozesses) kontinuierlich gedreht werden. Dabei kann die Lagerung der rohrförmigen Elektroden zur Aufrechterhaltung der technologischen Prozesse die stabile Vakuumabdichtung der Drehdurchführung erfordern.
Ferner kann während des Prozessierens Wärme entstehen, welche beispielsweise von der rohrförmigen Elektrode abgeführt werden muss, z.B. mittels eines flüssigen Kühlmittels und einer entsprechend eingerichteten Kühlvorrichtung. Die Kühlung kann beispielsweise mittels Kühlwasser im Inneren der rohrförmigen Elektroden realisiert werden (die rohrförmige Elektrode kann beispielsweise von Wasser durchströmt werden), wobei der dabei notwendige Austausch des Kühlmittels (Kühlkreislauf) mittels der Lageranordnung erfolgen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels einer elektrischen Kontaktstruktur (z.B. mittels schleifender elektrischer Kontakte) die für das Prozessieren notwendige elektrische Energie auf die rohrförmige Elektrode übertragen werden, wobei die elektrische Kontaktstruktur eine Betriebsdauer der Lageranordnung von mehreren Jahren ermöglichen kann.
Ferner kann es bei elektrophysikalischen Prozessen im Vakuum notwendig sein, einen stabilen Gasdruck innerhalb der Vakuumkammer bereitzustellen, womit an die Lageranordnung und das entsprechende Gehäuse hohe Anforderungen bezüglich der Dichtheit und Sauberkeit gestellt sein können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Lageranordnung und ein entsprechendes Gehäuse bereitgestellt, welche sowohl eine lange Standzeit als auch eine einfache montageseitige Zugänglichkeit der Verschleißteile der Lageranordnung ermöglicht. Ferner werden eine Vakuumabdichtung und eine Kühlwasserführung realisiert.
Die Dichtungen (oder Dichtungselemente) der Lageranordnung können beispielsweise aufgrund des bereitgestellten Aufbaus ausgetauscht (bzw. gewartet oder repariert) werden, ohne die komplette Lageranordnung zu demontieren. Ferner können die Lager (z.B. Wälzlager) der Lageranordnung einfache geschmiert werden, wodurch beispielsweise eine längere Lebensdauer der Lager realisiert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird beispielsweise eine Elektrodenanordnung mit einem Gehäuse und einer Lageranordnung (bzw. eine Drehdurchführung) bereitgestellt, wobei eine einfache Zugänglichkeit zu auszutauschenden Bauteile innerhalb der Lageranordnung gegeben ist und die Lageranordnung ferner ein lange Lebensdauer aufweist.
Anschaulich gesehen kann eine modulartig aufgebaute Drehdurchführung (aufweisend eine Lageranordnung und ein Gehäuse) bereitgestellt sein oder werden, wobei beispielsweise ein Magnetron mittels der Drehdurchführung in einer Vakuumkammer drehbar gelagert sein kann oder werden kann, wobei eine austauschbare Lageranordnung mit integriertem Schleifkontakt (oder mehreren integrierten Schleifkontakten) und separierten Dichtungen (Dichtungselementen) in ein Gehäuse eingebaut sein kann, wobei die montageseitige Zugänglichkeit zu den Dichtungen über zwei entfernbare (abschraubbare) Flansche realisiert sein kann. Dabei kann die lasttragende Lageranordnung aus einer inneren Hohlwelle (einem Innenelement), einer äußeren Hülse (einer Außenhülse), mindestens zwei elektrisch isolierten Wälzlagern (einem ersten Lager und einem zweiten Lager) und den dazwischen eingeschlossenen Schleifkontakten (einer elektrischen Kontaktstruktur) bestehen. Ferner kann in Axialrichtung (in beiden parallelen Axialrichtungen) jeweils die Dichtung dem Wälzlager vorgelagert sein. Ferner können beispielsweise die Lager und Dichtungen ohne separaten Ausbau aus der Drehdurchführung nachschmierbar sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Laufbahnen der Wälzkörper der Wälzlager in die innere Hohlwelle oder in die äußere Hülse oder in beide integriert sein. Ferner kann die innere Hohlwelle Aufnahmen für Dichtungsverschleißhülsen (Dichtungselemente) aufwiesen. Ferner kann die äußere Hülse Klemmstellen zum Befestigen der Schleifkontakte aufweisen.
Anschaulich definiert die Lebensdauer der Schleifkontakte verbunden mit der mittels Nachschmierung sichergestellten Lebensdauer der Wälzlagerung die Gesamtlebensdauer der Drehdurchführung. Die Lageranordnung kann beispielsweise ausgetauscht werden, ohne die Drehdurchführung von einem Magnetrondeckel, welcher beispielsweise die Drehdurchführung hält, abzubauen. Die Drehdurchführung kann derart eingerichtet sein, dass eine integrierte Nachschmierung der Dichtungen und Lager möglich ist und somit optimale Standzeiten erreicht werden. Wartungsarbeiten sind beispielsweise ohne Demontage der Elektrodenanordnung von der Vakuumkammer und/oder ohne Demontage des Magnetronendblocks von dem Magnetrondeckel möglich, da die Dichtungen separat entlang der Axialrichtung austauschbar sind. Somit können kurze Stillstandzeiten realisiert werden.
1A veranschaulicht eine Anordnung eines Innenelements 104 relativ zu einer Außenhülse 102 einer Lageranordnung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht (oben) und einer Seitenansicht (unten) aus der Richtung 101a (oder aufgrund einer möglichen Symmetrie auch aus der entgegengesetzten Richtung), gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Das Innenelement 104 und die Außenhülse 102 können derart eingerichtet sein und/oder relativ zueinander angeordnet sein, dass zwischen dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 und einem Innenumfang 102b, 102c, 102d der Außenhülse 102 verschiedene Bereiche 106a, 106b, 108a, 108b, 110a zum Aufnehmen weiterer Komponenten der Lageranordnung 100 bereitgestellt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lageranordnung 100 rotationssymmetrisch bezüglich einer Achse 111 (der Axialrichtung) sein. Ferner können das Innenelement 104 und die Außenhülse 102 derart eingerichtet sein, dass weitere Komponenten (z.B. Lager oder Dichtungen) sukzessive in die Lageranordnung 100 eingesteckt werden können. Ferner können das Innenelement 104 und die Außenhülse 102 derart eingerichtet sein, dass das Innenelement 104 relativ zu der Außenhülse 102 drehbar gelagert sein kann oder werden kann.
Die Außenhülse 102 kann eine zylindrische äußere Form 102a aufweisen, z.B. mit einem konstanten Außendurchmesser 102d und einem kreisrunden Querschnitt oder basieren auf einer kreisrunden Grundfläche (vgl. die Seitenansicht in 1A unten). Mit anderen Worten kann die Außenhülse 102 als äußere Begrenzung eine Zylindermantelfläche 102a aufweisen. Alternativ kann die Außenhülse 102 zumindest außen eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine im Querschnitt senkrecht zur Axialrichtung 111 eckige Form oder eine ovale Form oder Ähnliches, wobei in diesem Fall das Gehäuse, welches die Lageranordnung 100 aufnehmen soll oder in welches die Lageranordnung 100 eingesteckt werden soll, entsprechend angepasst sein kann.
Zwischen dem Innenelement 104 und der Außenhülse 102 können sich mehrere Bereiche 106a, 106b, 108a, 108b, 110a zum Aufnehmen elektrischer Kontakte, mechanischer Lager oder Dichtungen erstrecken. Die Innenflächen 102b, 102c, 102d der Außenhülse 102 können jeweils in den entsprechenden Bereichen 106a, 106b, 108a, 108b, 110a zylindrische Flächen sein, z.B. mit jeweils einem konstanten Durchmesser und einem kreisrunden Querschnitt oder basieren auf einer kreisrunden Grundfläche (vgl. die Seitenansicht in 1A unten).
Das Innenelement 104 kann ebenfalls eine zylindrische äußere Form 104a aufweisen, z.B. mit einem konstanten Außendurchmesser 104d und einem kreisrunden Querschnitt oder basieren auf einer kreisrunden Grundfläche (vgl. die Seitenansicht in 1A unten). Mit anderen Worten kann das Innenelement 104 als äußere Begrenzung eine Zylindermantelfläche 104a aufweisen.
Anschaulich gesehen kann die Außenhülse 102 innen derart eingerichtet sein, dass in den Bereichen 106a, 106b, 108a, 108b, 110a verschiedene Abstände 103a, 103b, 103c zwischen dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 und dem jeweiligen Innenumfang der Außenhülse 102 bereitgestellt sind.
Alternativ kann beispielsweise auch das Innenelement 104 außen derart eingerichtet sein, dass in den Bereichen 106a, 106b, 108a, 108b, 110a verschiedene Abstände 103a, 103b, 103c zwischen dem Innenumfang der Außenhülse 102 und dem jeweiligen Außenumfang des Innenelements 104 bereitgestellt sind (nicht dargestellt), oder sowohl das Innenelement 104 als auch das Außenhülse 102 können derart eingerichtet sein, dass in den Bereichen 106a, 106b, 108a, 108b, 110a verschiedene Abstände 103a, 103b, 103c zwischen dem jeweiligen Innenumfang der Außenhülse 102 und dem jeweiligen Außenumfang des Innenelements 104 bereitgestellt sind (vgl. 1D).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand 103a zwischen dem Innenumfang 102d der Außenhülse 102 und dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 in dem Bereich 110a (in welchem beispielsweise eine elektrische Kontaktstruktur aufgenommen sein kann oder werden kann) kleiner sein, als beispielsweise der Abstand 103b zwischen dem Innenumfang 102c der Außenhülse 102 und dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 in dem Bereich 108a und/oder dem Bereich 108b (in welchen beispielsweise jeweils ein Lager aufgenommen sein kann oder werden kann).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand 103a zwischen dem Innenumfang 102d der Außenhülse 102 und dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 in dem Bereich 110a (in welchem beispielsweise eine elektrische Kontaktstruktur aufgenommen sein kann oder werden kann) kleiner sein, als beispielsweise der Abstand 103c zwischen dem Innenumfang 102b der Außenhülse 102 und dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 in dem Bereich 106a und/oder dem Bereich 106b (in welchen beispielsweise jeweils ein Dichtung aufgenommen sein kann oder werden kann).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand 103b zwischen dem Innenumfang 102c der Außenhülse 102 und dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 in dem Bereich 108a und/oder dem Bereich 108b (in welchen beispielsweise jeweils ein Lager aufgenommen sein kann oder werden kann) kleiner sein, als beispielsweise der Abstand 103c zwischen dem Innenumfang 102b der Außenhülse 102 und dem Außenumfang 104a des Innenelements 104 in dem Bereich 106a und/oder dem Bereich 106b (in welchen beispielsweise jeweils ein Dichtung aufgenommen sein kann oder werden kann).
Anschaulich gesehen können das Innenelement 104 und die Außenhülse 102 derart bereitgestellt sein, dass die Bereiche 106a, 106b, 108a, 108b, 110a jeweils aus Axialrichtung 111 zugänglich sind, so dass beispielsweise nacheinander die Lager und/oder die Dichtungen in die entsprechenden Bereiche entnehmbar einsetzbar sind, also dass beispielsweise die Lager und/oder die Dichtungen in Axialrichtung 111 zwischen der Außenhülse 102 und dem Innenelement 104 eingeschoben werden können oder in Axialrichtung 111 aus der Lageranordnung 100 herausgezogen werden können. Anschaulich gesehen können das Innenelement 104 und/oder die Außenhülse 102 derart abgestuft aufgebaut sein, dass die Verschleißteile entlang der Axialrichtung 111 zwischen die Außenhülse 102 und das Außenhülse 102 eingeschoben bzw. entnehmbar eingesteckt werden können.
Die Lageranordnung 100 kann beispielsweise, wie in 1A veranschaulicht, ein erstes Ende 100a und ein zweites Ende 100b aufweisen. Die Lageranordnung 100 kann zwischen den Enden 100a und 100b symmetrisch aufgebaut sein, wie beispielsweise dargestellt, oder alternativ kann die Lageranordnung 100 zwischen den Enden 100a und 100b asymmetrisch aufgebaut sein. Senkrecht zur Axialrichtung 111 kann die Lageranordnung 100 rotationssymmetrisch aufgebaut sein, so dass das Innenelement 104 in der Außenhülse 102 rotieren kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Innenelement 104 einen Außendurchmesser in einem Bereich von einigen Zentimetern aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 3 cm bis ungefähr 10 cm. Ferner kann das Innenelement 104 einen Außendurchmesser in einem Bereich von einigen Zentimetern bis einigen zehn Zentimetern aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 6 cm bis ungefähr 20 cm, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 30 cm.
Wie beispielsweise in 1A veranschaulicht ist, können das Innenelement 104 und die Außenhülse 102 in einem Abstand zueinander angeordnet sein, so dass diese beispielsweise nicht aneinander schleifen. Die Außenhülse 102 kann beispielsweise ein Zylinder sein, welcher mittels zwei oder mehr als zwei (z.B. drei, vier oder fünf) koaxialen Bohrungen verschiedenen Durchmessers in die Form der Außenhülse 102, wie hierin veranschaulicht, gebracht werden kann, wobei mittels der koaxialen Bohrungen die Bereiche 106a, 106b, 108a, 108b, 110a bereitstellt sein können oder werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Außenhülse 102 innen auch weniger Abstufungen aufweisen, als in 1A dargestellt ist.
1B veranschaulicht eine Lageranordnung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, wobei zwischen dem Innenelement 104 und der Außenhülse 102 (z.B. in dem Bereich 110) eine elektrische Kontaktstruktur 110 bereitgestellt ist. Ferner kann ein erstes Lager 118a in Axialrichtung 111 von dem ersten Ende 100a her (also entlang der ersten Axialrichtung 111a) zwischen dem Innenelement 104 und der Außenhülse 102 (z.B. in dem Bereich 108a) eingesteckt sein. Ferner kann ein zweites Lager 118b in Axialrichtung 111 von dem zweiten Ende 100b her (also entlang der zweiten Axialrichtung 111b) zwischen dem Innenelement 104 und der Außenhülse 102 (z.B. in dem Bereich 108b) eingesteckt sein. Da beispielsweise der Innendurchmesser der Außenhülse 102 in dem Bereich 110a kleiner sein kann als in den Bereichen 108a, 108b, kann die Außenhülse 102 beispielsweise einen Vorsprung 102v aufweisen, mittels welchem die eingesteckten Lager 108a, 108b in der Lageranordnung 100 positioniert sein können oder werden können. Somit können die Lager 118a, 118b beispielsweise eingesteckt werden, ohne dass diese die elektrische Kontaktstruktur 110 berühren.
Die Lageranordnung 100 kann ferner einen ersten Aufnahmebereich 106a aufweisen, an dem ersten axialen Endabschnitt der Lageranordnung 100 zum Aufnehmen mindestens einer ersten Dichtung oder mindestens eines ersten Dichtungselements. Die Lageranordnung 100 kann ferner einen zweiten Aufnahmebereich 106b aufweisen, an dem zweiten axialen Endabschnitt der Lageranordnung 100 zum Aufnehmen mindestens einer ersten Dichtung oder mindestens eines ersten Dichtungselements. Wie in 1B veranschaulicht ist, können die Lager 118a, 118b aus der Axialrichtung 111 zugänglich sein, wenn keine Dichtungen in die entsprechenden Aufnahmebereiche 106a, 106b eingesetzt sind.
1C veranschaulicht eine Lageranordnung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, wobei zwischen dem Innenelement 104 und der Außenhülse 102 (z.B. in dem Bereich 110) eine elektrische Kontaktstruktur 110, ein erstes Lager 118a und ein zweites Lager 118b bereitgestellt sind, wie vorangehend beschrieben. Ferner kann ein erstes Dichtungselement 116a in Axialrichtung 111 von dem ersten Ende 100a her (also entlang der ersten Axialrichtung lila) zwischen dem Innenelement 104 und der Außenhülse 102 (z.B. in dem Bereich 106a) entnehmbar eingesteckt sein. Ferner kann ein zweites Dichtungselement 116b in Axialrichtung 111 von dem zweiten Ende 100b her (also entlang der zweiten Axialrichtung 111b) zwischen dem Innenelement 104 und der Außenhülse 102 (z.B. in dem Bereich 106b) entnehmbar eingesteckt sein. Da beispielsweise der Innendurchmesser der Außenhülse 102 in den Bereichen 108a, 108b kleiner sein kann als in den Bereichen 106a, 106b, kann die Außenhülse 102 beispielsweise einen weiteren Vorsprung 102w aufweisen, mittels welchem die eingesteckten Dichtungselemente 116a, 116b in der Lageranordnung 100 positioniert sein können oder werden können. Somit können die Dichtungselemente 116a, 116b beispielsweise eingesteckt werden, ohne dass diese die mechanischen Lager 118a, 118b berühren.
Die Dichtungselemente 116a, 116b können beispielsweise die Außenhülse 102 gegenüber dem Innenelement 104 abdichten. Dabei kann das erste Dichtungselement 116a eine Vakuumdichtung sein, so dass beispielsweise die Lager 118a, 118b und/oder die elektrische Kontaktstruktur 110 mittels des ersten Dichtungselements 116a in Richtung des ersten Endes 100a der Lageranordnung 100 von einem Vakuum separiert sein können oder werden können. Ferner kann das zweite Dichtungselement 116b eine Fluiddichtung sein, so dass beispielsweise die Lager 118a, 118b und/oder die elektrische Kontaktstruktur 110 mittels des zweiten Dichtungselements 116b in Richtung des zweiten Endes 100b der Lageranordnung 100 von einer Kühlflüssigkeit, welche beispielsweise die Lageranordnung 100 teilweise durchströmen kann, separiert sein können oder werden können.
Das Innenelement 104 kann beispielsweise ein Hohlrohr sein bzw. eine oder mehrere Bohrungen oder Durchgangslöcher aufweisen, so dass Kühlflüssigkeit in Axialrichtung 111 durch das Innenelement 104 fließen kann.
Analog zur vorangehenden Beschreibung ist in 1D ein alternatives Design für die Anordnung aus Außenhülse 102 und Innenelement 104 veranschaulicht. Dabei sind beispielsweise sowohl das Innere der Außenhülse 102 als auch das Äußere des Innenelements 104 derart eingerichtet, dass die Bereiche 106a, 106b, 108a, 108b, 110a, wie vorangehend beschrieben, zum Aufnehmen der elektrischen Kontaktstruktur 110, der Lager 118a, 118b und/oder der Dichtungselemente 116a, 116b bereitgestellt sein können oder werden können. Ferner kann das Innenelement 104, wie vorangehend beschrieben, hohl sein bzw. eine Durchgangsöffnung 104i aufweisen.
Analog zur vorangehenden Beschreibung ist in 1E ein alternatives Design für die Anordnung aus Außenhülse 102 und Innenelement 104 veranschaulicht. Dabei ist das Äußere des Innenelements 104 beispielsweise derart eingerichtet, dass wie vorangehend beschrieben die Bereiche 106a, 106b, 108a, 108b, 110a zum Aufnehmen der elektrischen Kontaktstruktur 110, der Lager 118a, 118b und/oder der Dichtungselemente 116a, 116b bereitgestellt sein können oder werden können. Ferner kann das Innenelement 104, wie vorangehend beschrieben, hohl sein bzw. eine Durchgangsöffnung 104i aufweisen. In diesem Fall kann die Außenhülse 102 ein einfacher Hohlzylinder 102 sein.
In 2A ist eine Elektrodenanordnung 200 in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht, wobei die Elektrodenanordnung 200 ein Gehäuse 202 aufweist, wobei das Gehäuse 202 derart eingerichtet ist, dass die Lageranordnung 100 in das Gehäuse 202 eingesteckt werden kann und aus dem Gehäuse entnommen werden kann, z.B. entlang der ersten Axialrichtung 111a. Anschaulich gesehen kann das Gehäuse 202 eine Durchgangsöffnung aufweisen, welche zu der Außenhülse 102 der Lageranordnung 100 passend ist, so dass die Lageranordnung 100 in dem Gehäuse an mehreren Stellen oder entlang mindestens einer Fläche abgestützt ist. Beispielsweise kann die Außenfläche 102a (Mantelfläche) der Außenhülse 102 an die Innenflächen 202i der Gehäuses 202 angrenzen oder zumindest teilweise angrenzen, wobei die Innenflächen 202i einen Teil der Durchgangsöffnung sein können oder einen Teil der Durchgangsöffnung definieren können.
Das Gehäuse 202 kann beispielsweise eine Halterung zum Halten einer Elektrode in einer Vakuumkammer sein, z.B. ein sogenannter Endblock oder ein Magnetronendblock. Dabei kann das Gehäuse 202 derart eingerichtet sein, dass die Elektrode mit Kühlwasser und/oder elektrischer Energie versorgt werden kann, wobei die Kupplung zwischen der Elektrode und dem Gehäuse 202 mittels der Lageranordnung 100 erfolgt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Gehäuse 202 der Elektrodenanordnung 200 an mindestens einer Stelle einen Vorsprung 202v aufweisen, so dass die Außenhülse 102 der eingesteckten Lageranordnung 100 mit einer Stirnseite am zweiten Ende 100b der Lageranordnung 100 an den Vorsprung 202v angrenzt. Somit kann die Lageranordnung 100 beispielsweise positioniert sein oder werden, wenn diese aus der Axialrichtung 111a in das Gehäuse 202 eingesteckt wird. Anschaulich ist die Außenhülse 102 der Lageranordnung 100 nicht fest mit dem Gehäuse 202 verbunden, d.h. die Lageranordnung 100 ist entnehmbar in das Gehäuse 202 eingesetzt oder kann entnehmbar in das Gehäuse 202 eingesetzt werden. Mit anderen Worten ist die Außenhülse 102 der Lageranordnung 100 nicht einstückig mit dem Gehäuse 202 ausgebildet. Somit kann beispielsweise die Lageranordnung 100 ausgetauscht werden, ohne dass das Gehäuse 202 demontiert werden muss. Ferner kann die Außenhülse 102 derart in das Gehäuse eingesetzt sein oder werden, dass diese sich relativ zu dem Gehäuse nicht dreht oder nicht drehen kann, wenn das Innenelement 104 rotiert.
In 2B ist eine Elektrodenanordnung 200 in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht, wobei die Elektrodenanordnung 200 mindestens ein Gehäuse 202 (z.B. zwei oder auch vier Gehäuse 202) aufweist, wobei das mindestens eine Gehäuse 202 mit einer Halterung 212 (z.B. einem weiteren Bauteil der Elektrodenanordnung 200) verbunden ist. Die Elektrodenanordnung 200 kann ferner eine rohrförmige Elektrode 216 (oder beispielsweise zwei oder mehr als zwei rohrförmige Elektroden 216) aufweisen, wobei die mindestens eine rohrförmige Elektrode 216 mittels des mindestens einen Gehäuses 202 gehalten wird. Dabei kann die Elektrodenanordnung 200 zumindest eine Lageranordnung 100 aufweisen (z.B. jeweils eine pro Gehäuse 202), mittels derer die rohrförmige Elektrode 216 drehbar gelagert ist.
Die Elektrodenanordnung 200 kann beispielsweise Kupplungselemente 214 aufweisen, mittels derer die rohrförmige Elektrode 216 an das Innenelement 104 der Lageranordnung 100 gekuppelt sein kann oder werden kann.
Ferner kann die rohrförmige Elektrode 216 eine Magnetanordnung innerhalb der rohrförmigen Elektrode 216 aufweisen. Ferner kann die rohrförmige Elektrode 216 derart eingerichtet sein, dass die rohrförmige Elektrode 216 mittels einer Kühlflüssigkeit, welche beispielsweise die rohrförmige Elektrode 216 durchfließt, gekühlt werden kann.
Die Elektrodenanordnung 200 kann beispielsweise eine Magnetronanordnung 200 sein, aufweisend: zwei Endblöcke 202 (z.B. bei einem Rohrmagnetron mit einer Magnetronkathode) oder vier Endblöcke (z.B. bei einem Doppel-Rohrmagnetron mit zwei Magnetronkathoden), wobei die Endblöcke mit einer Halterung 212 (z.B. mit einem Magnetrondeckel oder einem weiteren Bauteil der Magnetronanordnung 200) mechanisch verbunden sind. Die Magnetronanordnung 200 kann ferner eine Magnetronkathode 216 oder zwei Magnetronkathoden 216 aufweisen, wobei diese entsprechend mittels der Endblöcke 202 gehalten werden. Dabei kann die Magnetronanordnung 200 eine oder mehrere Lageranordnungen 100 aufweisen (z.B. jeweils eine pro Endblock 202 oder jeweils eine pro Elektrode 216 in der Elektrodenanordnung 200), mittels derer die Magnetronkathode oder die mehreren Magnetronkathoden drehbar gelagert und/oder elektrisch kontaktiert sein können. Eine Magnetronkathode kann beispielsweise eine Magnetanordnung aufweisen, mittels derer außerhalb der Magnetronkathode ein Plasma erzeugt werden kann. Ferner kann die Magnetronkathode 216 derart eingerichtet sein, dass diese von innen mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann.
Die Magnetronkathode 216 kann beispielsweise auf Kathodenpotential gelegt sein oder gebracht werden, so dass mittels der Magnetronkathode ein Sputterprozess in einer Vakuumkammer durchgeführt werden kann.
Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Lageranordnung 100 und Details zu der Elektrodenanordnung 200 beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1A bis 1E, 2A und 2B beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf die in den 1A bis 1E, 2A und 2B beschriebene Lageranordnung 100 oder Elektrodenanordnung 200 übertragen werden oder mit der in den 1A bis 1E, 2A und 2B beschriebenen Lageranordnung 100 oder Elektrodenanordnung 200 kombiniert werden.
3A veranschaulicht jeweils ein Gehäuse 202 (links) und eine Lageranordnung 100 (rechts) in einer schematischen Querschnittsansicht. Das Gehäuse 202 kann beispielsweise eine Durchgangsöffnung 302 aufweisen, und derart eingerichtet sein, beispielsweise aufweisend den Bereich 302a (welcher Teil der Durchgangsöffnung 302 sein kann), dass die Lageranordnung 100 in das Gehäuse 202 eingesetzt werden kann, beispielsweise entlang der Axialrichtung 111a. Ferner kann das Gehäuse 202 eine Kühlwasserführung 302k aufweisen, so dass beispielsweise Kühlwasser durch das Gehäuse 202 hindurch zu der Lageranordnung 100 oder weiter durch die Lageranordnung 100 hindurch zu einer an die Lageranordnung 100 angekuppelte Elektrode geleitet werden kann. Ferner kann das Gehäuse 202 einen Ringflanschaufnahmebereich 302r aufweisen, so dass ein Ringflansch an dem Gehäuse 202 befestigt werden kann. Ferner kann das Gehäuse 202 einen Flanschaufnahmebereich 302f aufweisen, so dass ein Flansch an dem Gehäuse 202 befestigt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der (z.B. kleinste) Durchmesser 302i der Durchgangsöffnung des Gehäuses 202 größer oder gleich dem Innendurchmesser 304i der Außenhülse 102 der Lageranordnung 100 im Bereich 106a, 106b sein (also im Aufnahmebereich für die Dichtungen 116a, 116b), so dass die Dichtungen 116a, 116b durch das Gehäuse 202 hindurch in die Lageranordnung 100 eingesteckt werden können.
Ferner kann die elektrische Kontaktstruktur 110 der Lageranordnung 100 als ein Schleifkontakt eingerichtet sein. Die Außenhülse 102 kann dabei im Bereich der elektrischen Kontaktstruktur 110 eine elektrische Durchführung 110d aufweisen, so dass die elektrische Kontaktstruktur 110 durch die Außenhülse 102 hindurch kontaktiert sein kann oder werden kann.
3B veranschaulicht die Elektrodenanordnung 200 analog zu Fig.3A, wobei die Lageranordnung 100 in das Gehäuse 202 entnehmbar eingesteckt ist. Die Lageranordnung 100 ist beispielsweise an mehreren Stellen in dem Gehäuse 202 abgestützt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich ein Bereich 302b zwischen dem Gehäuse 202 und der eingesetzten Lageranordnung 100 erstrecken, in dem das Gehäuse 202 keinen mechanischen Kontakt zu der Lageranordnung 100 aufweist.
Wie in 4A in einer schematischen Explosionsdarstellung (im Querschnitt) dargestellt ist, kann die Elektrodenanordnung 200 neben dem Gehäuse 202 und der eingesteckten Lageranordnung 100 ferner weitere Bauteile aufweisen, welche die beispielsweise die Elektrodenanordnung 200 modular komplettieren.
Die Elektrodenanordnung 200 kann beispielsweise ein erstes Dichtungselement 116a aufweisen, welches in den ersten Aufnahmebereich 106a der Lageranordnung 100 eingesteckt werden kann. Anschaulich kann das erste Dichtungselement 116a in die Lageranordnung 100 eingesetzt und/oder aus der Lageranordnung 100 entnommen werden, ohne die Lageranordnung 100 aus dem Gehäuse 202 heraus zu nehmen. Das erste Dichtungselement 116a kann beispielsweise eine Vakuumdichtung sein oder eine Vakuumdichtung aufweisen. Ferner kann das erste Dichtungselement 116a auch mehrere Vakuumdichtungen aufweisen, welche nacheinander oder zugleich in die Lageranordnung 100 eingesteckt sein können oder werden können.
Die Elektrodenanordnung 200 kann beispielsweise ein zweites Dichtungselement 116b aufweisen, welches in den zweiten Aufnahmebereich 106b der Lageranordnung 100 eingesteckt werden kann. Anschaulich kann das zweite Dichtungselement 116b in die Lageranordnung 100 eingesetzt und/oder aus der Lageranordnung 100 entnommen werden, ohne die Lageranordnung 100 aus dem Gehäuse 202 herauszunehmen. Das Dichtungselement 116b kann beispielsweise eine Fluiddichtung sein oder eine Fluiddichtung aufweisen. Ferner kann das zweite Dichtungselement 116b auch mehrere Fluiddichtungen aufweisen, welche nacheinander oder zugleich in die Lageranordnung 100 eingesteckt werden können. Als Fluiddichtung kann eine Dichtung verstanden werden, die zumindest den Durchgang einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, verhindert.
Ferner kann die Elektrodenanordnung 200 einen Flanschring 420a aufweisen, welcher beispielsweise an dem Gehäuse 202, z.B. an dem Flanschringaufnahmebereich 302r des Gehäuses 202, befestigt sein kann oder werden kann (vgl. 3A). Der Flanschring 420a kann beispielsweise an dem Gehäuse 202 angeschraubt sein oder werden. Mit anderen Worten können der Flanschring 420a und das Gehäuse 202 der Elektrodenanordnung 200 eine Schraubverbindung aufweisen.
Der Flanschring 420a kann beispielsweise einen Außendurchmesser aufweisen, welcher größer ist, als der Außendurchmesser 102d der Außenhülse 102 der Lageranordnung 100. Somit können das erste Dichtungselement 116a und/oder die Lageranordnung 100 mittels des Flanschrings 420a an dem Gehäuse 202 befestigt (fixiert) sein oder werden. Ferner können das erste Dichtungselement 116a und die Lageranordnung 100 mittels des Flanschrings 420a fixiert werden, so dass das in die Lageranordnung 100 eingesetzte erste Dichtungselement 116a den ersten Aufnahmebereich 106a der Lageranordnung 100 vakuumdicht abdichtet. Ferner kann der Flanschring 420a eine Durchgangsöffnung in Axialrichtung aufweisen, wobei der Innendurchmesser des Flanschrings 420a größer sein kann als der Außendurchmesser 104d des Innenelements 104. Somit kann ein Teil des Innenelements 104 bei montiertem Flanschring 420a freiliegen, z.B. die Stirnseite oder der freie Endabschnitt des Innenelements 104, so dass beispielsweise ein Kupplungselement 422 an dem Innenelement 104 befestigt sein kann oder werden kann. Das Kupplungselement 422 kann beispielsweise an das Innenelement 104 angeschraubt sein oder werden. Das Kupplungselement 422 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass eine rohrförmige Elektrode mittels des Kupplungselements 422 an der Lageranordnung 100 und somit an dem Gehäuse 202 drehbar befestigt werden kann.
Ferner kann die Elektrodenanordnung 200 einen Flansch 420b aufweisen, welcher beispielsweise an dem Gehäuse 202, z.B. an dem Flanschaufnahmebereich 302f des Gehäuses 202, befestigt sein kann oder werden kann (vgl. 3A). Der Flansch 420b kann beispielsweise an dem Gehäuse 202 angeschraubt sein oder werden. Mit anderen Worten können der Flansch 420b und das Gehäuse 202 der Elektrodenanordnung 200 eine Schraubverbindung aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite Dichtungselement 116b und/oder die Lageranordnung 100 mittels des Flanschs 420b an dem Gehäuse 202 befestigt (fixiert) sein oder werden. Ferner können das zweite Dichtungselement 116b und die Lageranordnung 100 mittels des Flanschs 420b fixiert werden, so dass das in die Lageranordnung 100 eingesetzte zweite Dichtungselement 116b den ersten Aufnahmebereich 106b der Lageranordnung 100 flüssigkeitsdicht abdichtet. Ferner kann der Flansch 420b eine Flüssigkeitsführung 420k aufweisen, so dass mittels des Flanschs 420b Kühlflüssigkeit von dem Gehäuse 202 zu dem Innenelement 104 und/oder durch das Innenelement 104 hindurch und/oder aus dem Innenelement 104 heraus geleitet werden kann. Beispielsweise kann der Flansch 420b eine Kühlflüssigkeitszuführung 420k und eine Kühlflüssigkeitsableitung aufweisen, so dass mittels der montierten Elektrodenanordnung 200 (vgl. 4B) eine an die Lageranordnung 100 angekuppelte Elektrode gekühlt werden kann. Ferner kann eine Elektrode mit dem Innenelement 104 der Lageranordnung 100 elektrisch leitend verbunden sein, so dass die Elektrode mittels der elektrischen Kontaktstruktur 110, 110d der Lageranordnung 100 auf ein vordefiniertes Potential gebracht werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Kontaktstruktur 110, 110d derart eingerichtet sein, dass ein Strom von mehreren hundert Ampere auf das Innenelement 104 und somit auf die Elektrode übertragen werden kann.
In 4B ist die Elektrodenanordnung 200, wie beispielsweise bezüglich 4A beschrieben, dargestellt, wobei die Dichtungen 116a, 116b in die Lageranordnung 100 eingesteckt sind und mittels des Flanschs 420b und des Ringflanschs 420a fixiert sind, und wobei das Kupplungselement an dem Innenelement 104 der Lageranordnung 100 befestigt ist.
Das Innenelement 104 kann mittels der Lager 118a, 118b der Lageranordnung 100 drehbar gelagert sein, wobei beim Rotieren des Innenelements 104 die Dichtungen 116a, 116b auf dem Innenelement 104 rutschen oder schleifen können. Die Lager der Lageranordnung 100 können beispielsweise Rollenlager, Kugellager, Wälzlager oder Ähnliches sein. Ferner kann das erste Lager 118a und/oder das zweite Lager 118b der Lageranordnung 100 mehrere Lager aufweisen, z.B. mehrere aneinander gesteckte gleichartige oder verschiedenartige Lager.
Wie in 4B dargestellt ist, können das Gehäuse 202, der Flansch 420b und die Lageranordnung 100 jeweils derart eingerichtet sein, dass diese (in montiertem Zustand) eine Kühlflüssigkeitsführung 426 (z.B. zum Leiten von Kühlwasser) ermöglichen. Das Gehäuse 202 kann beispielsweise einen Kühlflüssigkeitseinlass 426a aufweisen zum Einbringen der Kühlflüssigkeit durch die Lageranordnung 100 hindurch in eine an die Lageranordnung 100 angekuppelte Elektrode. Ferner kann das Gehäuse 202 einen Kühlflüssigkeitsauslass 426b aufweisen zum Ableiten der Kühlflüssigkeit aus der an die Lageranordnung 100 angekuppelten Elektrode durch die Lageranordnung 100 hindurch. Die Elektrodenanordnung 200 ermöglicht beispielsweise ein Design, bei welchem die Kühlflüssigkeitsführung 426 platzsparend realisiert werden kann. Beispielsweise können der Kühlflüssigkeitseinlass 426a und der Kühlflüssigkeitsauslass 426b nebeneinander angeordnet sein, z.B. mit einem geringen Abstand voneinander (in einem Abstand voneinander von ungefähr 1 cm bis ungefähr 10 cm).
Wie in Fig.5A und 5B analog zu den 4A und 4B dargestellt ist, kann der Flansch 420b auch derart eingerichtet sein, dass dieser einen Teil 428 der zweiten Dichtung 116b bereitstellt, so dass erst im montierten Zustand der Elektrodenanordnung 200, vgl. Fig.5B, der zweite Aufnahmebereich der Lageranordnung 100 mittels der zweiten Dichtung und mittels des Flanschs 420b abgedichtet (z.B. flüssigkeitsdicht abgedichtet) ist. Der Flansch 420b fixiert im montierten Zustand beispielsweise die zweite Dichtung 116b in der Lageranordnung 100 und dichtet gleichzeitig den Bereich 106b ab.
Das Abdichten mittels der Dichtungen 116a, 116b kann beispielsweise derart verstanden werden, dass ein Druckunterschied oder ein Partialdruckunterschied bereitgestellt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Außenhülse 102 der Lageranordnung 100 eine Schmiermittelzuführung aufweisen, so dass beispielsweise die Lager 118a, 118b durch die Außenhülse 102 hindurch geschmiert werden können.
Wie in den 4B und 5B veranschaulicht ist, können beispielsweise die Dichtungen 116a, 116b auf einfache Weise ausgetauscht werden. Dazu sind lediglich der Flansch 420b und/oder der Ringflansch 420a und das Kupplungselement 422 zu entfernen. Die Lageranordnung 100 kann beispielsweise beim Austauschen der Dichtungen 116a, 116b in dem Gehäuse 202 verbleiben. Auf gleiche Weise können auch die Lager 118a, 118b ausgetauscht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand zwischen dem ersten Lager 118a und dem zweiten Lager 118b in einem Bereich von einigen Zentimetern liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 30 cm.
Ferner kann die Lageranordnung 100 eine Länge (entlang der Axialrichtung 111) in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 50 cm aufweisen.
Ferner kann die Lageranordnung 100 derart eingerichtet sein, dass das Innenelement 104 von der Außenhülse 102 elektrisch isoliert ist. Beispielweise können die Lager (Wälzlager) aus elektrisch isolierendem Material bestehen oder elektrisch isolierend eingerichtet sein, z.B. auch zum Vermeiden von Elektrokorrosion bzw. Elektroerosion (oder Funkenbildung) am Lager und/oder an den Laufflächen des Lagers. Ferner kann als Kühlflüssigkeit destilliertes Wasser verwendet werden, so dass kein elektrischer Kurzschluss zwischen der Außenhülse 102 und dem Innenelement 104 über die Kühlflüssigkeit erfolgt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Innenelement 104 und die Außenhülse 102 auch konisch bzw. teilweise konisch ausgebildet sein, wobei dann die Lager 118a, 118b und die Dichtungen 116a, 116b entsprechend angepasst sein müssen.
Ferner kann sich ein Teil des Flansches 420b in das rohrförmige Innenelement 104 hinein erstrecken, beispielsweise zur Leitung des Kühlwasser in dem Innenelement 104.
6 zeigt schematisch eine Beschichtungsanordnung 600 (z.B. eine Magnetronsputteranlage) zum Beschichten 606 eines Substrats 604 in einer Vakuumkammer 602, wobei die Beschichtungsanordnung 600 eine Magnetronanordnung aufweist, wobei die Magnetronanordnung Folgendes aufweisen kann: eine Halterung 212, z.B. einen Magnetrondeckel, eine an der Halterung 212 befestigte Elektrodenanordnung 200, wie vorangehend beschrieben, eine Magnetronkathode 216 (z.B. aufweisend eine Magnetanordnung und ein Kathodenrohr), wobei die Magnetronkathode 216 mittels der Lageranordnung 100 in dem Gehäuse 202 drehbar gelagert ist.
Wie in 6 veranschaulicht ist, kann eine Magnetronkathode 216 oder können mehrere Magnetronkathoden 216 mittels mehrerer Gehäuse 202 in einer Vakuumkammer 602 gehalten werden, so dass ein Sputterprozess durchgeführt werden kann zum Beschichten 606 des Substrats 604 mit zerstäubtem Material der Magnetronkathode (bzw. des Magnetrontargets).

Claims

Lageranordnung (100) zum drehbaren Lagern einer Elektrode, wobei die Lageranordnung aufweist: • eine Außenhülse (102), die in ein Gehäuse (202) zum Lagern einer drehbaren Elektrode (216) einsteckbar ist; • ein Innenelement (104), das in der Außenhülse (102) koaxial aufgenommen und mittels eines ersten Lagers (118a) und eines zweiten Lagers (118b) relativ zu der Außenhülse (102) drehbar gelagert ist, wobei die Lager (118a, 118b) in Axialrichtung (111) einen Abstand voneinander aufweisen; • eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur (110), welche neben dem ersten Lager (118a) und/oder dem zweiten Lager (118b) positioniert ist und welche das Innenelement (104) elektrisch kontaktiert; und • einen ersten Aufnahmebereich (106a), der an einem ersten axialen Endabschnitt der Lageranordnung zwischen einem Innenumfang (102b) der Außenhülse (102) und einem Außenumfang (104) des Innenelements (104) zum Aufnehmen eines ersten Dichtungselements (116a) ausgebildet ist; • wobei ein Abstand (103c) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102b) der Außenhülse (102) im Bereich des ersten Aufnahmebereichs (106a) größer ist als ein Abstand (103b) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102c) der Außenhülse (102) im Bereich (108a, 108b) des ersten Lagers (118a) und/oder des zweiten Lagers (118b).
Lageranordnung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: einen zweiten Aufnahmebereich (106b), der an einem zweiten axialen Endabschnitt der Lageranordnung zwischen einem Innenumfang (102b) der Außenhülse (102) und einem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) zum Aufnehmen eines zweiten Dichtungselements (116b) ausgebildet ist.
Lageranordnung gemäß Anspruch 2 , wobei ein Abstand (103c) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102b) der Außenhülse (102) im Bereich des zweiten Aufnahmebereichs (106b) größer ist als ein Abstand (103b) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102c) der Außenhülse (102) im Bereich (108a, 108b) des ersten Lagers (118a) und/oder des zweiten Lagers (118b).
Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Abstand (103a) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102d) der Außenhülse (102) im Bereich (110a) zwischen dem ersten Lager (118a) und dem zweiten Lager (118b) kleiner ist als ein Abstand (103b) zwischen dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) und dem Innenumfang (102c) der Außenhülse (102) im Bereich (108a, 108b) des ersten Lagers (118a) und/oder des zweiten Lagers (118b).
Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektrisch leitfähige Kontaktstruktur (110) mindestens einen Schleifkontakt aufweist, welcher an dem Außenumfang (104a) des Innenelements (104) schleift.
Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Innenelement eine axiale Durchgangsöffnung (104i) aufweist.
Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich die elektrisch leitfähige Kontaktstruktur (110) durch die Außenhülse (102) hindurch erstreckt und/oder wobei die Außenhülse (102) von der elektrisch leitfähigen Kontaktstruktur (110) elektrisch isoliert ist.
Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Lager (118a) und das zweite Lager (118b) ein elektrisch isolierendes Material aufweisen, so dass das Innenelement (104) mittels der Lager von der Außenhülse (102) elektrisch isoliert ist.
Elektrodenanordnung (200) aufweisend, ein Gehäuse (202) zum Lagern einer drehbaren Elektrode, wobei das Gehäuse (202) eine Durchgangsöffnung (302) aufweist, die zum Aufnehmen einer Lageranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, wobei die Durchgangsöffnung (302) eine axiale Richtung (111) definiert und das Gehäuse (202) derart eingerichtet ist, dass die Lageranordnung (100) koaxial in die Durchgangsöffnung (302) entnehmbar einschiebbar ist, derart, dass die Außenhülse (102) der Lageranordnung (100) zumindest abschnittsweise an dem Gehäuse (202) abgestützt ist.
Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 9, wobei die Durchgangsöffnung (302) des Gehäuses (202) und die Lageranordnung (100) derart eingerichtet sind, dass ein erstes Dichtungselement (116a) in den ersten Aufnahmebereich (106a) der Lageranordnung (100) koaxial entnehmbar einsteckbar ist und/oder dass ein zweites Dichtungselement (116b) in den zweiten Aufnahmebereich (106b) der Lageranordnung (100) koaxial entnehmbar einsteckbar ist.
Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 10, wobei das erste Dichtungselement (116a) eine Vakuumdichtung ist, mittels derer der erste Aufnahmebereich (106a) zwischen der Außenhülse (102) und dem Innenelement (104) vakuumdicht abgedichtet wird, und/oder wobei das zweite Dichtungselement (116b) eine Fluiddichtung ist, mittels derer der zweite Aufnahmebereich (106b) zwischen der Außenhülse (102) und dem Innenelement (104) flüssigkeitsdicht abgedichtet wird.
Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 11, wobei die Lageranordnung (100) und das erste Dichtungselement (116a) mittels eines Flanschrings (420a) relativ zueinander fixierbar sind und/oder wobei die Lageranordnung (100) und das erste Dichtungselement (116a) mittels des Flanschrings (420a) an dem Gehäuse (202) fixierbar sind.
Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die Lageranordnung (100) und das zweite Dichtungselement (116b) mittels eines Flansches (420b) relativ zueinander fixierbar sind und/oder wobei die Lageranordnung (100) und das zweite Dichtungselement (116b) mittels des Flansches (420b) an dem Gehäuse (202) fixierbar sind.
Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 12, wobei der Flanschring (420a) derart eingerichtet ist, dass der freie Endabschnitt des Innenelements (104) aus Axialrichtung (111) zugänglich ist.
Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 13, wobei der Flansch (420b) eine Kühlwasserführung (420k) aufweist, mittels derer Kühlwasser durch den Flansch (420b) hindurch zu dem Innenelement (104) hin geleitet werden kann und/oder von dem Innenelement (104) abgeleitet werden kann.
Elektrodenanordnung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, ferner aufweisend: ein Kupplungselement (422) zum Ankuppeln einer Elektrode an das Innenelement (104), wobei das Kupplungselement (422) an einem ersten axialen Endabschnitt des Innenelements (104) befestigt ist.