DE102014019974B3 - Endblock-Anordnung und Sockelanordnung - Google Patents

Endblock-Anordnung und Sockelanordnung Download PDF

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Hans-Jürgen Heinrich
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Abstract

Eine Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) zum Halten eines Endblocks (104) an einer Prozesskammer kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: ein erstes Sockelelement (312) mit einer ersten Befestigungsanordnung (110) zum Befestigen des ersten Sockelelements (312) an einer Prozesskammerwand und mit einer zweiten Befestigungsanordnung (102a); und ein zweites Sockelelement (322) mit einer ersten Befestigungsanordnung (102b), zum Befestigen des zweiten Sockelelements (322) an dem ersten Sockelelement (322) und mit einer zweiten Befestigungsanordnung (120) zum Befestigen eines Endblocks (104) an dem zweiten Sockelelement (322).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Endblock-Anordnung und eine Sockelanordnung.
  • Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert oder behandelt, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist die Kathodenzerstäubung, das so genannte Sputtern oder die Sputterdeposition. Zum Sputtern kann mittels einer Kathode ein plasmabildendes Gas (das sogenannte Arbeitsgas) ionisiert werden und mit dem dabei gebildeten Plasma ein abzuscheidendes Material, das so genannte Targetmaterial, zerstäubt werden. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich anlagern und eine Schicht bilden kann.
  • Eine Modifikation der Kathodenzerstäubung ist beispielsweise das Sputtern mittels eines Magnetrons, das so genannte Magnetronsputtern. Zum Magnetronsputtern kann das Bilden des Plasmas mittels eines Magnetfeldes unterstützt werden, welches die Ionisationsrate des plasmabildenden Gases beeinflussen kann. Dabei kann ein intensives Plasma in Form eines Plasmakanals gebildet werden, welcher dem Verlauf des Magnetfeldes folgt. Ein gleichmäßiges Abtragen von Targetmaterial kann es erfordern, dieses relativ zu dem Plasmakanal und damit zu dem Magnetfeld zu bewegen. Dazu kann die Kathode rohrförmig eingerichtet sein, als so genannte Rohrkathode, welche ein Targetgrundrohr (auch Trägerrohr genannt) aufweisen kann, dessen äußere Mantelfläche zumindest teilweise von Targetmaterial bedeckt ist. Im Inneren des Targetgrundrohrs kann ein Magnetsystem zum Erzeugen des Magnetfeldes angeordnet sein, so dass beim Drehen des Targetgrundrohrs um das Magnetsystem das auf dem Targetgrundrohr angeordnete Targetmaterial unter dem Plasmakanal hindurch bewegt und dabei schichtweise abgetragen und zerstäubt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können zum drehbaren Lagern und Versorgen einer Rohrkathode verwendete Komponenten (z.B. eine Drehdurchführung, ein Wälzlager, ein mechanischer Antrieb, eine elektrische Zuführung und/oder eine Dichtung) als ein so genannter Endblock bereitgestellt sein oder werden. Zwei solcher Endblöcke können eine Rohrkathode an ihren einander gegenüberliegenden Endabschnitten halten und zum Prozessieren eines Substrats in einer dazu geeigneten Prozessierkammer montiert sein oder werden.
  • Herkömmlicherweise wird ein Endblock von außerhalb der Prozessierkammer mit einer Kammerwand der Prozessierkammer verschraubt (durch die Kammerwand hindurch). Siehe hierzu beispielsweise die CN 202 181 345 U , die US 2012/0 097 526 A1 oder die EP 1 365 436 A2 . Ein genaues Ausrichten des Endblocks kann es erfordern, während des Verschraubens die Position des Endblocks von innerhalb der Prozessierkammer zu kontrollieren und gegebenenfalls zu korrigieren. Daher sind zum Montieren des Endblocks bisher mehr als eine Person oder zusätzliche Hilfsmittel nötig, welche das Verschrauben und Ausrichten des Endblocks von gegenüberliegenden Seiten der Kammerwand aus koordinieren.
  • Ferner wird ein Endblock herkömmlicherweise starr mit einer Kammerwand der Prozessierkammer verschraubt. Allerdings kann die Rohrkathode aufgrund ihres Eigengewichtes gekrümmt sein und/oder Unwuchten aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten aufweisen und so aus ihrer Rotationsachse auslenkt sein. Anschaulich kann die Rohrkathode in Richtung der Gravitationskraft durchgebogen sein. Aufgrund der Auslenkung aus der Rotationsachse kann ein Kippmoment auf die Wälzlager des Endblocks übertragen werden, welches diese zusätzlich mechanisch beansprucht. Diese zusätzliche mechanische Beanspruchung kann die Lebensdauer der Wälzlager erheblich verkürzen und daher zusätzliche Wartungskosten verursachen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Sockelanordnung bereitgestellt, welche das Montieren eines Endblocks erleichtert. Dazu kann die Sockelanordnung an der Kammerwand befestigt sein und an der Sockelanordnung kann der Endblock befestigt sein oder werden, so dass ein Verschrauben sowie Positionieren des Endblocks von einer Seite der Kammerwand (prozessseitig) aus ermöglicht wird. Mit anderen Worten kann mittels der Sockelanordnung eine zweite Verschraubungsebene auf der Prozessseite zum Befestigen des Endblocks bereitgestellt sein oder werden, welche ein Montieren/Demontieren des Endblocks an der Kammerwand ermöglicht. Dadurch können Kosten, Montagezeit und Aufwand eingespart werden.
  • Ferner kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen die mechanische Beanspruchung des Endblocks, welche aufgrund des Eigengewichtes der Rohrkathode erzeugt werden kann, verringert sein oder werden. Dazu kann die Sockelanordnung ein Kippen und/oder ein Verdrehen des Endblocks relativ zur Prozessierkammer ermöglichen, so dass sich dieser an der Rohrkathode ausrichten kann und das Kippmoment in dem Endblock reduziert wird. Mit anderen Worten kann die Lage der Wälzlager in dem Endblock an die Lage oder Form der Rohrkathode anpassbar sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Sockelanordnung zum Halten (und/oder zum Befestigen) eines Endblocks an einer Prozesskammer (auch als Prozessierkammer bezeichnet) Folgendes aufweisen: ein erstes Sockelelement mit einer ersten Befestigungsanordnung zum Befestigen des ersten Sockelelements an einer Prozesskammerwand und mit einer zweiten Befestigungsanordnung; ein zweites Sockelelement mit einer ersten Befestigungsanordnung zum Befestigen des zweiten Sockelelements an dem ersten Sockelelement und mit einer zweiten Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Endblocks an dem zweiten Sockelelement; wobei die zweite Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements und die erste Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements für ein Ineinandergreifen mit Spiel derart ausgebildet sein können, dass das zweite Sockelelement relativ zu dem ersten Sockelelement auslenkbar ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zweite Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements und die erste Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements lösbar ineinandersteckbar eingerichtet sein, so dass das zweite Sockelelement von dem ersten Sockelelement abnehmbar ist. Somit kann beispielsweise erreicht werden, dass die zwei Sockelelemente zu Wartungszwecken voneinander getrennt werden können. Mit anderen Worten kann die Sockelanordnung zweiteilig ausgebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements für ein Befestigen eines Endblocks an dem zweiten Sockelelement (anschaulich in einer zweiten Befestigungsebene) von der ersten Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements (anschaulich eine erste Befestigungsebene) separat ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der Endblock an die Sockelanordnung montiert/demontiert werden, ohne die Sockelanordnung von der Kammerwand lösen zu müssen und/oder ohne die Sockelelemente voneinander lösen zu müssen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Sockelanordnung ferner eine Dichtstruktur zum Abdichten eines Spalts zwischen dem ersten Sockelelement und dem zweiten Sockelelement aufweisen, wobei die Dichtstruktur zwischen aneinander angrenzenden Abschnitten des ersten Sockelelement und des zweiten Sockelelements angeordnet ist.
  • Eine Dichtstruktur kann zumindest einen Dichtbereich und eine in dem Dichtbereich angeordnete Dichtung, z.B. eine Vakuumdichtung, aufweisen. Zum Fixieren der Dichtung kann eine Dichtstruktur eine Vertiefung, z.B. eine Nut oder eine Rille, in dem Dichtbereich aufweisen, wobei die Dichtung in der Vertiefung angeordnet sein kann. Die Dichtung kann eingerichtet sein, einen Stoffübergang zwischen zwei mittels der Dichtung abgedichteten Räumen oder Volumina zu verhindern oder zumindest zu begrenzen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Sockelelement zum Abdichten gegen eine Prozesskammerwand einen weiteren Dichtbereich aufweisen und das zweite Sockelelement kann zum Abdichten einer Verbindung mit dem Endblock einen weiteren Dichtbereich aufweisen. Ein Dichtbereich kann beispielsweise eine Vertiefung zum Aufnehmen einer Dichtung oder eine Dichtfläche, z.B. eine glatt polierte Oberfläche, welche zum Abdichten gegen eine Dichtung gepresst sein oder werden kann, aufweisen.
  • Eine Befestigungsanordnung kann ein Verbindungselement aufweisen, z.B. einen Bolzen, einen Gewindestift (auch Gewindestab genannt), eine Niete, eine Klammer, eine Gewindemutter oder eine Schraube. Ferner kann eine Befestigungsanordnung eine passende Öffnungen (oder auch eine Vertiefung) zum Aufnehmen eines Verbindungselements aufweisen, z.B. eine Durchgangsöffnung, ein Sackloch oder eine Gewindebohrung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sockelanordnung ferner ein Distanzelement aufweisen, welches an der zweiten Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements anbringbar ist und einen Abstand zwischen dem zweiten Sockelelement und einem daran zu befestigenden Endblock definiert. Das Distanzelement kann beispielsweise ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Distanzelement kann auch als Target-Substrat-Distanzelement (TSD) bezeichnet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Distanzelement ein thermisch und/oder elektrisch isolierendes Material aufweisen zum thermischen und/oder elektrischen Isolieren des zweiten Sockelelements von einem daran zu befestigenden Endblock. Das Distanzelement kann dann auch als Isolierelement bezeichnet werden. Das Distanzelement kann beispielsweise mit dem thermisch und/oder elektrisch isolierenden Material beschichtet sein oder daraus gebildet sein zum Bilden eines Isolierelements. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Distanzelement aus Metall mit einem Distanzelement aus einem thermisch und/oder elektrisch isolierenden Material kombiniert sein oder werden oder mittels eines thermisch und/oder elektrisch isolierenden Materials beschichtet sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das thermisch und/oder elektrisch isolierende Material eine geringe (bei Raumtemperatur gemessene) thermische und/oder elektrische Leitfähigkeit aufweisen, z.B. eine thermische Leitfähigkeit von weniger als ungefähr 1 W/(m·K), z.B. von weniger als ungefähr 0,1 W/(m·K) und/oder eine elektrische Leitfähigkeit (gemessen bei konstanter elektrischer Feldrichtung) von weniger als ungefähr 10-5 S/m, z.B. von weniger als ungefähr 10-7 S/m. Beispielsweise kann das thermisch und/oder elektrisch isolierende Material eine Keramik, Porzellan, Glas oder ein anderes Dielektrikum aufweisen, z.B. eine oxidische Keramik (wie Aluminiumoxid (Al2O3) oder Zirkonoxid (ZrO2)), eine Glaskeramik, eine Nitritkeramik (wie Siliziumnitrid (Si3N4)) und/oder eine Carbitkeramik (wie Siliziumcarbid (SiC)), z.B. eine gesinterte und/oder gepresste Keramik. Alternativ kann das thermisch und/oder elektrisch isolierende Material einen Kunststoff, z.B. ein Siloxan (wie Silikon) oder ein Silikat aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sockelanordnung ferner ein federelastisches Element aufweisen, welches zwischen dem ersten Sockelelement und dem zweiten Sockelelement angeordnet ist, so dass das zweite Sockelelement relativ zu dem ersten Sockelelement entgegen einer Rückstellkraft auslenkbar ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements einen radial nach außen vorstehenden Vorsprung und die zweite Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements einen radial nach innen vorstehenden Vorsprung aufweisen, welche zusammengesteckt (mit anderen Worten in einem zusammengebauten Zustand) einander überlappen, wobei das federelastische Element zwischen den Vorsprüngen angeordnet sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das federelastische Element als ein Bauelement verstanden werden, welches unter Belastung nachgeben (z.B. sich dehnen oder stauchen) und nach Entlastung in die ursprüngliche Gestalt zurückkehren kann, d.h. sich elastisch rückstellend verhält (reversible Verformung). Mit anderen Worten kann das federelastische Element bis zu einer Elastizitätsgrenze gedehnt/gestaucht werden ohne sich dabei plastisch zu verformen oder nur geringfügig plastisch zu verformen (z.B. mit weniger als 0,2% bleibender Verformung) oder ohne zu brechen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich das federelastische Element bis zu einer Verformung von mehr als ungefähr 1%, z.B. von mehr als ungefähr 10%, z.B. von mehr als ungefähr 50%, z.B. von mehr als ungefähr 100%, elastisch rückstellend verhalten. Die Verformung kann als Verhältnis der Längenänderung (oder Breitenänderung) zur ursprünglichen Länge (oder Breite) eines gedehnten oder gestauchten federelastischen Elements verstanden werden. Wird das federelastische Element gedehnt/gestaucht kann dieses eine Rückstellkraft erzeugen, welche entgegen des Dehnens/Stauchens gerichtet ist. Die Rückstellkraft (gemessen bei konstanter Dehnung/Stauchung) kann umso größer sein, desto härter das federelastische Element ist, d.h. desto größer dessen Federkonstante ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das federelastische Element ein elastisches Material aufweisen, 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.
  • Die Elastizitätsgrenze und/oder die Federkonstante des federelastischen Elements können von dem Material und/oder einer Form des federelastischen Elements beeinflusst sein oder werden. Die Federkonstante des federelastischen Elements kann umso größer sein, desto größer ein Elastizitätsmodul des elastischen Materials ist oder desto größer eine Materialstärke des elastischen Materials ist (d.h. desto massiver das federelastische Element ist). Die Federkonstante des federelastischen Elements kann z.B. umso größer sein, desto größer die Shorehärte des elastischen Materials ist. Für eine vorgegebene Federkonstante kann das federelastische Element umso massiver (z.B. als Platte oder Zylinder, z.B. als Elastomerfeder) ausgebildet sein, desto kleiner das Elastizitätsmodul des elastischen Materials ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das elastische Material metallisch sein, wie z.B. Stahl (z.B. Federstahl) oder ein anderes Metall, eine andere Metalllegierung oder intermetallische Verbindung. Beispielsweise kann das federelastische Element eine Metallfeder oder eine Kunststofffeder (z.B. in Form einer Tellerfeder, Schenkelfeder, Torsionsfeder, Blattfeder, oder einer anderen Federform) aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann einer der Vorsprünge eine Vertiefung (z.B. in Form einer Nut oder eines Falzes) in dem entsprechenden Sockelelement begrenzen in welche der andere Vorsprung (z.B. in Form einer Lasche) hineingreifen kann, wenn die Sockelelemente zusammengesteckt sind. Der Vorsprung, welcher die Vertiefung begrenzt, kann auch als Wandabschnitt der Vertiefung bezeichnet werden. Die Befestigungsanordnungen (z.B. der Vorsprung und/oder die Vertiefung) können z.B. einen Abschnitt eines der Sockelelemente umlaufen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Sockelanordnung ferner ein Verbindungselement aufweisen, welches die zweite Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements und die erste Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements durchdringt. Beispielsweise kann das Verbindungselement die Vorsprünge durchdringen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können/kann die zweite Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements und/oder die erste Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements eine Öffnung aufweisen, in welche das federelastische Element hinein ragt und (z.B. darin) ein Verbindungselement (z.B. einen Verschraubungsabschnitt) zum Verbinden des federelastischen Elements mit einem anderen Verbindungselement (z.B. mit dem die Vorsprünge durchdringenden Verbindungselement) bildet. Das federelastische Element kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass darin eine Schraube eingeschraubt sein oder werden kann, d.h. das federelastische Element kann als Verbindungselement wirken. Beispielsweise kann der Verschraubungsabschnitt mittels einer Öffnung mit einem Innengewinde in dem federelastischen Element gebildet sein. Das federelastische Element kann beispielsweise als Blindnietmutter (auch als Gewindehohlniet oder Einnietmutter bezeichnet) ausgebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zweite Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements und die erste Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements eine die Sockelanordnung durchdringende Durchgangsöffnung zum Aufnehmen einer Versorgungsanordnung umgeben. Die Durchgangsöffnung kann auch als Versorgungsöffnung bezeichnet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in der Durchgangsöffnung eine Versorgungsanordnung aufgenommen sein. Eine Versorgungsanordnung kann z.B. eine Rohrleitung zum Transportieren einer Kühlflüssigkeit zu dem Endblock, einen Zugmitteltrieb zum Übertragen von mechanischer Kraft auf den Endblock, eine Welle zum Übertragen von mechanischer Kraft auf den Endblock oder eine elektrische Leitung zum Übertragen von elektrischer Energie auf den Endblock aufweisen. Die Versorgungsanordnung kann beispielsweise an dem Endblock befestigt sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Endblock-Anordnung Folgendes aufweisen: einen Endblock zum drehbaren Lagern einer Rohrkathode und eine Sockelanordnung zum Befestigen des Endblocks. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Endblock an der Sockelanordnung befestigt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sockelanordnung an einer Kammerwand befestigt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements ein Sackloch mit Gewinde aufweisen, welches sich in die Sockelanordnung hinein erstreckt.
  • Anschaulich können die zweite Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements und die erste Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements Teil einer Kupplungsstruktur sein, welche das erste Sockelelement und das zweite Sockelelement gegeneinander bewegbar miteinander kuppelt. Die Kupplungsstruktur kann anschaulich als Gelenk zwischen dem ersten Sockelelement und dem zweiten Sockelelement wirken. Zum Erzeugen einer Rückstellkraft beim Auslenken des zweiten Sockelelements gegenüber dem ersten Sockelelement kann die Kupplungsstruktur beispielsweise ein federelastisches Element aufweisen.
  • Die Kupplungsstruktur kann bei Schwingungen (wiederholte Auslenkungen) eines der Sockelelemente oder bei Stößen (mit anderen Worten impulsförmig wirkenden Kräften) auf/gegen eines der Sockelelemente dämpfend wirken. Mit anderen Worten können das erste Sockelelement und das zweite Sockelelemente mittels der Kupplungsstruktur schwingungsgedämpft miteinander gekuppelt sein.
  • Die Kupplungsstruktur kann ein Verbindungselement aus dem elastischen Material aufweisen, z.B. in Form einer Mutter oder einer Blindnietmutter. Zum Verbinden der zwei Sockelelemente miteinander kann ein anderes Verbindungselement der Kupplungsstruktur, z.B. eine Schraube, Niete oder ein Gewindestift, in dem elastischen Material aufgenommen, z.B. eingeschraubt, sein.
  • Die Verbindungselemente der Kupplungsstruktur können in passenden Öffnungen oder Vertiefung der zweiten Befestigungsanordnung des ersten Sockelelements und/oder der ersten Befestigungsanordnung des zweiten Sockelelements angeordnet sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kupplungsstruktur beispielsweise eine Schraubverbindung oder Nietverbindung aufweisen, welche die Befestigungsanordnungen miteinander verbindet. Die Öffnungen oder Vertiefung in den Befestigungsanordnungen können derart eingerichtet und angeordnet sein, dass diese in einem ineinandergesteckten Zustand der zwei Sockelelemente miteinander fluchten. Die Kupplungsstruktur kann eine formschlüssige Verbindung der beiden Sockelelemente miteinander ermöglichen. Beispielsweise indem das federelastische Element zwischen den beiden Befestigungsanordnungen angeordnet wird und/oder indem die beiden Sockelelemente mittels eines Verbindungselements der Kupplungsstruktur miteinander verbunden sind oder werden.
  • Die Sockelanordnung, bzw. ein Sockelelement der Sockelanordnung, kann ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen, z.B. Aluminium, Eisen, eine Aluminiumlegierung oder eine Eisenlegierung (z.B. Stahl).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Sockelanordnung zum Halten eines Endblocks Folgendes aufweisen: ein erstes Sockelelement zum Befestigen der Sockelanordnung an einer Prozessierkammer; und ein zweites Sockelelement zum Befestigen der Sockelanordnung an einem Endblock; wobei das eine der Sockelelemente mit einem ersten Abschnitt in einen zweiten Abschnitt des anderen der Sockelelemente hineinragen kann; wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt derart ineinandergreifen können, dass das erste Sockelelement und das zweite Sockelelement gegeneinander auslenkbar miteinander gekuppelt (oder verbunden) sind; und eine den ersten Abschnitt umlaufende Dichtstruktur, welche einen Spalt zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt abdichtet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Endblock-Anordnung Folgendes aufweisen: mindestens einen Endblock zum drehbaren Lagern einer Rohrkathode; eine Sockelanordnung zum Halten des Endblocks; wobei die Sockelanordnung eine erste Befestigungsanordnung zum Verbinden der Sockelanordnung mit einem Wandelement (z.B. einer Kammerwand) aufweisen kann; und wobei die Sockelanordnung gegenüberliegend der ersten Befestigungsanordnung eine zweite Befestigungsanordnung zum Verbinden der Sockelanordnung mit dem Endblock aufweisen kann, wobei die zweite Befestigungsanordnung eine Durchgangsöffnung aufweisen kann, welche einen Vorsprung der Sockelanordnung durchdringt. Eine solche Sockelanordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen einstückig ausgebildet sein. Eine einstückig ausgebildete Sockelanordnung kann z.B. eingesetzt werden, wenn die mechanischen Belastungen auf den Endblock tolerierbar sind und lediglich die Montage des Endblocks erleichtert werden soll. Beispielsweise kann die einteilig (oder einstückig) ausgebildete Sockelanordnung einen Endblock des Endblockpaars halten und mit einer zweiteilig ausgebildeten Sockelanordnung (mit einer Kupplungsstruktur) kombiniert werden, welche den anderen Endblock des Endblockpaars halten kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels eines Endblocks eine Rohrkathode mit elektrischer Energie, mit einem Kühlmittel (z.B. einer Kühlflüssigkeit) und/oder mit mechanischer Energie zum Drehen der Rohrkathode versorgt werden. Diese können dem Endblock von außerhalb der Vakuumkammer durch eine Kammerwand der Vakuumkammer hindurch mittels der Versorgungsanordnung zugeführt werden.
  • Der Endblock kann ferner derart eingerichtet sein, dass die rohrförmige Kathode ausgewechselt werden kann, nachdem beispielsweise das Targetmaterial verbraucht ist. Dazu kann der Endblock beispielsweise eine Halterung (z.B. einen Flansch oder eine Kupplung) aufweisen, so dass die rohrförmige Kathode an dem Endblock drehbar befestigt sein oder werden kann. Ferner kann die rohrförmige Kathode an einem Endabschnitt oder jeweils an beiden (axialen) Endabschnitten mittels eines Endblocks (welche ein Endblockpaar bilden) gelagert sein. Jeder Endblock des Endblockpaars kann ein Teil einer Endblock-Anordnung sein, wie sie hierin beschrieben ist. Ferner können die antreibenden Komponenten (z.B. Motor, Getriebe und/oder Riemen) der Versorgungstruktur in einem Endblock des Endblockpaars (der sogenannte Antriebsendblock) und die versorgenden Komponenten (z.B. die elektrischen Zuführung und/oder die Kühlmittelzuführung) der Versorgungstruktur in dem anderen Endblock des Endblockpaars (dem sogenannten Medienendblock) angeordnet sein.
  • Die Endblock-Anordnung und die Rohrkathode können Teil eines Magnetrons (eines so genannten Rohrmagnetrons) sein, mit dem das Sputtern erfolgen kann. Zum Sputtern kann die Endblock-Anordnung innerhalb einer Prozessierkammer angeordnet und an einer Kammerwand der Prozessierkammer befestigt sein oder werden. Das Magnetron und die Prozessierkammer können Teil einer Prozessieranordnung sein. Die Prozessieranordnung kann ferner ein Transportsystem zum Transportieren des zu beschichtenden Substrats in der Prozessierkammer aufweisen.
  • Ferner kann das Sputtern in einem Vakuum erfolgen. Dazu kann die Prozessierkammer als Vakuumkammer eingerichtet und mit einem Pumpensystem gekoppelt sein, so dass innerhalb der Prozessierkammer ein Vakuum und/oder ein Unterdruck bereitgestellt sein oder werden kann. Ferner kann die Prozessierkammer derart eingerichtet sein, dass die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Prozessierkammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während des Sputterns eingestellt oder geregelt werden können. Die Prozessierkammer kann dazu beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden. Beispielsweise kann der Prozessierkammer ein ionenbildendes Gas (Prozessgas) oder ein Gasgemisch (z.B. aus einem Prozessgas und einem Reaktivgas) mittels einer Gaszuführung zugeführt werden zum Bilden einer Prozessatmosphäre in der Prozessierkammer. Bei einem reaktiven Magnetronsputtern kann das zerstäubte Targetmaterial mit dem Reaktivgas reagiert und das Reaktionsprodukt abgeschieden werden. Eine Endblock-Anordnung, wie hierin beschrieben ist, kann beispielsweise für Vakuumbeschichtungsanlagen mit Rohrmagnetrons eingesetzt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetronanordnung zum Sputtern einen ersten Endblock, wie hierin beschrieben ist, und einen zweiten Endblock, wie hierin beschrieben ist, aufweisen. Der erste Endblock und der zweite Endblock können ein Endblockpaar zum drehbaren Lagern und Versorgen einer Rohrkathode bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zumindest einer der Endblöcke des Endblockpaars mittels einer Sockelanordnung, wie hierin beschrieben ist, gelagert sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetronanordnung eine mittels des Endblockpaars drehbar gelagerte Rohrkathode aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Endblock des Endblockpaars als Antriebsendblock ausgebildet sein und der andere Endblock des Endblockpaars als Medienendblock.
  • Alternativ kann ein Endblock zum Antreiben und zum Versorgen der Rohrkathode mit einem Medium eingerichtet sein. Dann kann der dem Endblock gegenüberliegende Endabschnitt der Rohrkathode mittels eines Lagerbocks abgestützt und drehbar gelagert sein. Der Lagerbock kann mit anderen Worten ein Gegenlager zu dem Endblock bilden, an welchem ein Endabschnitt der Rohrkathode gestützt sein kann.
  • Eine Magnetronanordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: eine Prozesskammerwand; einen Endblock und einen anderen Endblock (oder alternativ einen Lagerbock), welche zusammen zum drehbaren Lagern und Versorgen einer Rohrkathode eingerichtet sind; eine Sockelanordnung an welcher den Endblock befestigt ist; wobei die Prozesskammerwand eine erste Befestigungsanordnung zum Befestigen der Sockelanordnung an der Prozesskammerwand aufweist und eine zweite Befestigungsanordnung zum Befestigen des anderen Endblocks (oder alternativ des Lagerbocks) an der Prozesskammerwand aufweist; wobei mittels der ersten Befestigungsanordnung und der zweiten Befestigungsanordnung eine relative Lage des Endblocks zu dem anderen Endblock (oder alternativ dem Lagerbock) definiert ist; und wobei die Sockelanordnung zum Auslenken des Endblocks entlang zumindest zweier Freiheitsgrade relativ zu der Prozesskammerwand ausgebildet ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
    • 1A eine Sockelanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 1B eine Endblock-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 2 eine Endblock-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
    • 3 eine Endblock-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 4A und 4B jeweils eine Endblock-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 5 eine Sockelanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
    • 6 eine Endblock-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 7A und 7B jeweils eine Sockelanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 8A eine Blindnietmutter gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
    • 8B eine Kupplungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht;
    • 9A eine Kupplungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht;
    • 9B eine Kupplungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
    • 10 eine Endblock-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht; und
    • 11 und 12 jeweils eine Endblock-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht.
  • 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.
  • Zum Montieren eines Endblocks (auf der sogenannten Prozessseite bzw. im „Vakuum“) an einer Kammerwand (z.B. an einem so genannten Magnetrondeckel) wird der Endblock herkömmlicherweise mittels vier Zylinderschrauben direkt mit der Kammerwand verschraubt (entspricht anschaulich genau einer Verschraubungsebene). Muss der Endblock aufgrund von Wartungsarbeiten oder Änderung des Target-Substrat-Abstandes demontiert bzw. anschließend wieder montiert werden, müssen diese Zylinderschrauben herausgeschraubt und anschließend wieder eingeschraubt werden. Dabei liegt der Zugang zu den Zylinderschrauben auf der dem Endblock abgewandten Seite der Kammerwand (atmosphärenseitig), so dass ein Betätigen der Zylinderschrauben von der dem Endblock abgewandten Seite der Kammerwand her erfolgt. Eine solche Verschraubung (mit genau einer Verschraubungsebene) erschwert die Handhabung (das sogenannte Handling) des Endblocks bei der Montage/Demontage. Beispielsweise ist es für eine einzelne Servicekraft (z.B. einen einzelnen Monteur) schwer zu erkennen, ob der Endblock in der richtigen Position an der Kammerwand zentriert ist, da ein direktes Beobachten der Position des Endblocks von der Kammerwand behindert wird, bzw. gesonderter Hilfsmittel bedarf. Bisher wird daher mindestens eine zweite Servicekraft, ein Kran oder eine spezielle Montagevorrichtung benötigt.
  • Alternativ erfolgt eine Verschraubung eines Adapters/Flansches an der Kammerwand mittels Zylinderschrauben (entspricht anschaulich einer ersten Verschraubungsebene). Der Adapter ist herkömmlicherweise mit einer großen Überwurfmutter ausgestattet, welche eine Verschraubung des Endblocks an dem Adapter/Flansch auf der Prozessseite des Magnetrondeckels ermöglicht (entspricht anschaulich einer zweiten Verschraubungsebene). Soll eine solche Überwurfmutter gewechselt oder gereinigt werden, ist allerdings eine Montage/Demontage des Adapters/Flansches erforderlich, was den Wartungsaufwand erhöht.
  • Herkömmlicherweise wird ein Endblock starr am Magnetrondeckel verschraubt. Umso größer die Rohrkathode (das so genannte Target) ist, desto mehr Gewicht (Targetlast) kann die Rohrkathode aufweisen und Bauteile zum drehbaren Lagern des Trägerrohrs (Rotationslagerung) belasten. Dies erzeugt zusätzliche mechanische Belastungen (Kräfte und Momente) innerhalb des Endblocks, welche aufgrund hoher Biegemomente bei großer Targetlast induziert werden. Nimmt die Rotationslagerung (z.B. Wälzlager und andere angrenzende Bauteile zum drehbaren Lagern des Trägerrohrs) die mechanische Belastung auf, kann deren Lebensdauer verkürzt werden und daraus resultierend der Endblock vorzeitig seine Funktion verlieren. Die Verkürzung der Lebensdauer kann insbesondere auftreten, wenn das maximale Biegemoment an der Rotationslagerung im Endblock auftritt.
  • Herkömmlicherweise wird das Biegemoment (und damit hauptsächlich die Radialkräfte) in den Wälzlagern verringert, indem ein erhöhtes Lagerspiel in relativ nah beieinanderstehenden Kugellagern eingestellt wird, um eine gewisse Achsverschränkung zu ermöglichen. Alternativ werden die Wälzlager in einem separaten inneren Gehäuse innerhalb des Endblocks gelagert, welches mittels zwei großer O-Ringe im eigentlichen äußeren Gehäuse abstützt wird. Solche Anordnungen ermöglichen allerdings eine relativ geringe Entlastung, welche in vielen Anwendungsfällen unzureichend ist.
  • Mit einer Sockelanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein flexibles/elastisches Befestigen des Endblocks an der Kammerwand ermöglicht werden, so dass der Biegemomentverlauf entlang der Längserstreckung des Trägerrohrs (in Targetlängsrichtung) verändert werden kann, und so dass sich das Maximum des Biegemoments aus der Rotationslagerung heraus in Richtung der Mitte des gelagerten Trägerrohrs/Welle (mit anderen Worten des Targets) verschiebt. Dadurch kann eine Entlastung des Endblocks erreicht werden.
  • 1A veranschaulicht eine Sockelanordnung 102 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (z.B. quer zu einer Montageebene oder Prozesskammerwand 314w, siehe 3).
  • Die Sockelanordnung 102 kann ein erstes Sockelelement 312 aufweisen, welches eine erste Befestigungsanordnung 110 zum Befestigen des ersten Sockelelements 312 an einer Prozesskammerwand (Kammerwand) und eine zweite Befestigungsanordnung 102a aufweisen. Ferner kann die Sockelanordnung 102 ein zweites Sockelelement 322 aufweisen, welches eine erste Befestigungsanordnung 102b zum Befestigen des zweiten Sockelelements 322 an dem ersten Sockelelement 312 und eine zweite Befestigungsanordnung 120 zum Befestigen eines Endblocks an dem zweiten Sockelelement 322 aufweisen kann.
  • Die zweite Befestigungsanordnung 102a des ersten Sockelelements 312 und die erste Befestigungsanordnung 102b des zweiten Sockelelements 322 können für ein Ineinandergreifen mit Spiel derart ausgebildet sein, dass das zweite Sockelelement 322 relativ zu dem ersten Sockelelement 312 auslenkbar ist. Dazu kann zwischen dem zweiten Sockelelement 322 und dem ersten Sockelelement 312 ein Spalt 102s erstreckt sein, welcher das Spiel ermöglicht.
  • 1B veranschaulicht eine Endblock-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (analog zu 1A). Die Endblock-Anordnung 100 kann mindestens einen Endblock 104 zum drehbaren Lagern einer Rohrkathode 304w (in 1 nicht dargestellt, siehe 3) aufweisen. Ferner kann die Endblock-Anordnung 100 eine Sockelanordnung 152 zum Halten des Endblocks 104 aufweisen.
  • Die Sockelanordnung 152 kann eine erste Befestigungsanordnung 110 (auch als erste Verschraubungsebene 110 bezeichnet) zum Verbinden der Sockelanordnung 152 mit einem Wandelement (z.B. einer Kammerwand) aufweisen. Beispielsweise kann die erste Befestigungsanordnung 110 (ein oder) mehrere Sacklöcher mit Innengewinde aufweisen in welchen eine Schraube eingeschraubt sein oder werden kann. Alternativ kann die erste Befestigungsanordnung 110 Bolzen oder Gewindestifte aufweisen, welche sich von der Sockelanordnung 152 weg erstrecken.
  • Ferner kann die Sockelanordnung 102 gegenüberliegend der ersten Befestigungsanordnung 110 eine zweite Befestigungsanordnung 120 zum Verbinden der Sockelanordnung 152 mit dem Endblock 104 aufweisen. Die zweite Befestigungsanordnung 120 kann eine Durchgangsöffnung 120d aufweisen, welche einen Vorsprung 102v der Sockelanordnung 152 durchdringen kann. In die Durchgangsöffnung 120d kann ein Verbindungselement (z.B. eine Schraube) eingebracht sein oder werden, welche mit dem Endblock 104 verbunden sein oder werden kann.
  • 2 veranschaulicht eine Endblock-Anordnung 200 mit einer Sockelanordnung 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht, wobei zwischen der Sockelanordnung 202 (auch als Befestigungsflansch 202 bezeichnet) und dem Endblock 104 ein Distanzelement 206 angeordnet sein kann. Mittels des Distanzelements 206 kann ein Abstand zwischen der Sockelanordnung 202 und dem Endblock 104 vergrößert sein oder werden. Dies kann erforderlich sein, wenn z.B. der Abstand der Rohrkathode zu einem zu beschichtenden Substrat (der so genannte Target-Substrat-Abstand) angepasst werden soll (z.B. verkleinert werden soll). Beispielsweise können mehrere Distanzelemente 206 miteinander kombiniert sein oder werden, z.B. Distanzelemente 206 mit verschiedenen Dicken eingesetzt sein oder werden, zum Anpassen des Target-Substrat-Abstandes.
  • Der Target-Substrat-Abstand kann auch mit verschieden hohen Distanzelementen 206 eingestellt werden. Es kann also mehrere Kombinationsmöglichkeiten geben einen Target-Substrat-Abstand einzustellen, beispielsweise nur mit einem Distanzelement 206 welches auf den erforderlichen Target-Substrat-Abstand angepasst ist, mit mehreren Distanzelementen 206 oder mit oder mindestens einem Isolierelement 206 und mindestens einem Distanzelement 206.
  • Die erste Befestigungsanordnung 110 kann ferner mehrere erste Verbindungselemente 210s aufweisen, z.B. Schrauben 210s oder Zylinderschrauben 210s, wie in 2 dargestellt ist und dazu passende Gewindebohrungen in der Sockelanordnung 202, in welchen die Schrauben 210s eingeschraubt sein oder werden können zum Befestigen der Sockelanordnung 202 an einer dazu passend eingerichteten Kammerwand 314w oder einem Kammerdeckel 314w (in 2 nicht dargestellt, siehe beispielsweise 3).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sockelanordnung 202 passend zu einer Kammerwand 314w oder einem Kammerdeckel 314w eingerichtet sein und auf einer ersten Seite (auch als Deckelanschluss bezeichnet) eine Dichtstruktur 202d mit einer Dichtung, z.B. einer Vakuumdichtung, aufweisen. Die Dichtstruktur 202d kann die erste Befestigungsanordnung 110 umgeben. Ferner kann die Sockelanordnung 202 passend zu einem Endblock 104 eingerichtet sein und auf einer zweiten Seite (auch als Zwischenadapter bezeichnet) eine Dichtfläche oder eine Dichtstruktur aufweisen (in dieser Ansicht verdeckt, siehe 3), in dem eine Dichtung angeordnet sein kann.
  • Ferner kann die Sockelanordnung 202 mehrere Aussparungen 202a (z.B. in Form von Taschen) aufweisen. Die mehreren Aussparungen 202a können beispielsweise jeweils an den Ecken, z.B. an gegenüberliegenden Bereichen, der Sockelanordnung 202 angeordnet sein, wobei jede Aussparung der mehreren Aussparungen 202a jeweils einen Vorsprung 102v der Sockelanordnung 202 definieren kann. Mit anderen Worten können die mehreren Aussparungen 202a mehrere Vorsprünge 102v definieren.
  • Die zweite Befestigungsanordnung 120 (auch als zweite Verschraubungsebene 120 bezeichnet) kann mehrere Durchgangsöffnungen 120d aufweisen, wobei jede Durchgangsöffnung der mehreren Durchgangsöffnungen 120d einen Vorsprung der mehreren Vorsprünge 102v durchdringen kann. Ferner kann die zweite Befestigungsanordnung 120 mehrere zweite Verbindungselemente 220s aufweisen, z.B. Schrauben 220s oder Zylinderschrauben, wie in 2 dargestellt ist. In einer Aussparung 202a kann jeweils eine Schraube 220s angeordnet sein, welche sich durch eine Durchgangsöffnung der mehreren Durchgangsöffnungen 120d hindurch erstrecken kann.
  • Eine Schraube 220s der zweiten Befestigungsanordnung 120 kann ferner durch eine passende Durchgangsöffnung in dem Distanzelement 206 hindurch und in den Endblock 104 hinein erstreckt, z.B. in den Endblock 104 hinein geschraubt, sein. Die in den Aussparungen 202a angeordneten Schrauben 220s können ein Befestigen des Endblocks 104 an der Sockelanordnung 202 ermöglichen (prozessseitig oder auch vakuumseitig). Damit kann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Sockelanordnung 202, dem Endblock 104 und dem Distanzelement 206 erreicht werden.
  • Alternativ können die zweiten Verbindungselemente 220s auch einen an dem Endblock 104 befestigten Gewindestift und eine auf den Gewindestift aufgeschraubte Mutter aufweisen oder die formschlüssige Verbindung kann anders erfolgen. Der Einsatz von Standardteilen, wie Zylinderschrauben 210s, als Verbindungselemente der Endblock-Anordnung 200 ermöglicht beispielsweise eine kostengünstige Fertigung der Endblock-Anordnung 200.
  • Weist die zweite Befestigungsanordnung 120 zweite Verbindungselemente 220s auf, deren Länge die Ausdehnung der Aussparungen 202a übersteigt, so können die Durchgangsöffnungen 120d gemäß verschiedenen Ausführungsformen seitlich geöffnet ausgebildet sein. Damit kann erreicht werden, dass ein Verbindungselement 220s aus einer seitlichen Richtung in die Durchgangsöffnung 120d hinein gebracht werden kann.
  • An und/oder in dem Endblock 104 kann eine Welle 204w (z.B. eine Hohlwelle 204w), eine so genannte Lagerwelle 204w, angeordnet sein, wobei sich die Lagerwelle 204w beispielsweise entlang der Richtung 101 erstrecken kann. Die Lagerwelle 204w kann drehbar gelagert oder drehbar in dem Endblock 104 abgestützt sein (z.B. drehbar um eine Drehachse entlang der Richtung 101). An der Lagerwelle 204w kann zum Durchführen eines Sputterprozesses ein Targetgrundrohr (in 2 nicht dargestellt, siehe 3), z.B. als Teil einer Rohrkathode, befestigt sein oder werden. Beispielsweise kann das Targetgrundrohr auf die Lagerwelle 204w aufgesteckt oder in die Lagerwelle 204w eingesteckt sein oder werden und/oder alternativ mittels einer Targetbefestigung (z.B. einem Flansch und/oder einer Klemme) anderweitig an der Lagerwelle 204w befestigt sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sockelanordnung 202 eine Öffnung 102d (Versorgungsöffnung 102d) aufweisen, welche es ermöglicht, den Endblock 104 durch die Sockelanordnung 202 hindurch zu versorgen, z.B. elektrisch zu kontaktieren zum Versorgen mit elektrischer Energie.
  • 3 veranschaulicht eine Endblock-Anordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht (analog zu 1A, z.B. parallel zur Drehachse der Lagerwelle 204w) mit einer Sockelanordnung 302, wobei die Sockelanordnung 302 an einer Kammerwand 314w einer Prozessierkammer befestigt sein kann. Die Sockelanordnung 302 kann mittels Schrauben 210s an der Kammerwand 314w befestigt sein oder werden. Die Schrauben 210s zum Befestigen der Sockelanordnung 302 können von einer der Sockelanordnung 302 abgewandten Seite der Kammerwand 314w in die Sockelanordnung 302 geschraubt sein oder werden (mit anderen Worten atmosphärenseitig betätigt werden).
  • Die Endblock-Anordnung 300 kann einen Endblock 104 aufweisen, welcher mittels der Sockelanordnung 302 an der Kammerwand 314w (auch als Gehäusewand 314w bezeichnet) montiert sein kann. Die Kammerwand 314w kann Teil eines Kammergehäuses oder eines Kammerdeckels der Prozessierkammer sein. Anschaulich kann sich die dem Endblock 104 (im montierten Zustand) zugewandte Seite der Kammerwand 314w (auch prozessseitig oder vakuumseitig genannt) während eines Sputterprozesses im Inneren der Prozessierkammer befinden und die dem Endblock 104 abgewandte Seite (auch atmosphärenseitig genannt) der Kammerwand 314w (Kammerdeckel) kann sich während eines Sputterprozesses außerhalb der Prozessierkammer befinden.
  • Ist die Kammerwand 314w Teil eines Kammerdeckels, kann die Prozessierkammer ein Kammergehäuse mit einer Kammeröffnung zum Aufnehmen des Kammerdeckels aufweisen. Der Kammerdeckel kann die Kammeröffnung vakuumdicht verschließen, wenn der Kammerdeckel in der Kammeröffnung aufgenommen ist, so dass die Prozessierkammer abgepumpt werden kann zum Bilden eines Vakuums 313 oder einer Prozessatmosphäre innerhalb der Prozessierkammer. Innerhalb der Prozessierkammer kann beispielsweise ein Vakuum 313 oder eine Prozessatmosphäre 313 mit einem Druck von weniger als 1 mbar erzeugt werden, z.B. von weniger als 10-2 mbar, z.B. von weniger als 10-4 mbar, z.B. von weniger als 10-6 mbar.
  • Ist das Kammergehäuse mittels des Kammerdeckels verschlossen, kann sich die Sockelanordnung 302 in das Innere des Kammergehäuses hinein erstrecken. Zum Öffnen des Kammergehäuses kann der Kammerdeckel abnehmbar von der Prozessierkammer oder schwenkbar eingerichtet sein. Das Öffnen des Kammergehäuses kann beispielsweise einen Zugang zu dem Inneren der Prozessierkammer erleichtern, z.B. für Wartungsarbeiten. Eine Montage/Demontage der Sockelanordnung 302, des Endblocks 104 und/oder der Rohrkathode 304w kann z.B. bei abgenommenem Kammerdeckel erfolgen.
  • Die Sockelanordnung 302 kann Teil eines Magnetrons (oder Magnetron-Anordnung) sein, mittels dessen ein Substrat prozessiert, z.B. beschichtet, werden kann. Der Kammerdeckel kann dann auch als Magnetrondeckel bezeichnet werden. Das Magnetron kann ferner den Endblock 104 und eine Rohrkathode 304w aufweisen, welche mit der Lagerwelle 204w des Endblocks 104 gekuppelt sein kann. Die Rohrkathode 304w, bzw. das Trägerrohr kann entlang der Drehachse der Lagerwelle längserstreckt sein (entlang Richtung 101).
  • Zum Betreiben des Magnetrons kann es notwendig sein, die Rohrkathode 304w von außerhalb der Prozessierkammer durch die Kammerwand 314w hindurch zu versorgen, z.B. mit elektrischer Energie, mit Kühlflüssigkeit oder mit mechanischer Energie (zum Drehen der Rohrkathode 304w). Dazu kann die Kammerwand 314w (oder analog der Kammerdeckel) eine Durchgangsöffnung 314d aufweisen, durch welche hindurch der Endblock 104, bzw. die Rohrkathode 304w, versorgt werden kann.
  • Ferner kann die Sockelanordnung 302 von einer dazu passenden Durchgangsöffnung 102d (Versorgungsöffnung 102d) durchdrungen sein und das Distanzelement 206 kann von einer dazu passenden Durchgangsöffnung 206d durchdrungen sein, welche den Endblock 104 mit der Durchgangsöffnung 314d in der Kammerwand 314w verbinden. Die Durchgangsöffnung 102d in der Sockelanordnung 302 kann sich von der ersten Seite der Sockelanordnung 302 zu der zweiten Seite der Sockelanordnung 302, gegenüberliegend der ersten Seite, erstrecken.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Endblock 104 ein Basisgehäuse 104b aufweisen. Das Basisgehäuse 104b des Endblocks 104 kann beispielsweise die Komponenten (Lagerwelle 204w, Drehdurchführung, Wälzlager und/oder Dichtungen) zum drehbaren Lagern der Rohrkathode 304w und die Versorgungsanordnung 1102 (in 3 nicht dargestellt, vergleiche 11 oder 12) zumindest teilweise umgeben und/oder stützen.
  • Die Durchgangsöffnung 102d der Sockelanordnung 302, die Durchgangsöffnung 206d des Distanzelements 206 und das Innere des Endblocks 104 können ein Inneres der Endblock-Anordnung 300 bilden, wobei das Innere der Endblock-Anordnung 300 durch die Durchgangsöffnung 314d in der Kammerwand 314w hindurch mit dem Äußeren der Prozessierkammer (auch atmosphärenseitig genannt) verbunden sein kann.
  • Ist innerhalb der Prozessierkammer eine Prozessatmosphäre 313 (z.B. ein Vakuum) gebildet, kann das Innere der Endblock-Anordnung 300 einen Druck aufweisen, welcher größer ist, als der Druck der Prozessatmosphäre 313. Beispielsweise kann das Innere der Endblock-Anordnung 300 ungefähr Atmosphärendruck 311 (ungefähr 100 kPa) aufweisen. Dazu kann das Innere der Endblock-Anordnung 300 gegenüber dem Inneren der Prozessierkammer (und damit gegenüber der Prozessatmosphäre 313) mittels entsprechender Dichtstrukturen 202d, 306d abgedichtet sein.
  • Zum Abdichten des Inneren der Endblock-Anordnung 300 gegenüber dem Inneren der Prozessierkammer kann zwischen der Kammerwand 314w und der Sockelanordnung 302, der Sockelanordnung 302 und dem Distanzelement 206 sowie dem Distanzelement 206 und dem Endblock 104 jeweils eine Dichtstruktur 202d, 306d angeordnet sein, welche ein Abdichten eines Spaltes zwischen den aneinandergrenzenden Bauteilen ermöglicht. Die Dichtstrukturen 202d, 306d können jeweils eine Vakuumdichtung (beispielsweise eine Gummidichtung) aufweisen, z.B. einen O-Ring, eine Flachdichtung, eine Profildichtung oder eine Dichtung mit anderer Geometrie.
  • Zum Betreiben der Rohrkathode 304w kann diese auf einem elektrischen Potential liegen (anschaulich wenn diese elektrisch versorgt wird). Das elektrische Potential kann ferner auf den Endblock 104 übertragen werden. Daher kann es notwendig sein, den Endblock 104 von der Prozessierkammer, bzw. der Kammerwand 314w, elektrisch zu isolieren (z.B. zum Gewährleisten von Arbeitsschutz). Ferner kann der Endblock 104 während des Betreibens der Rohrkathode 304w erwärmt werden. Daher kann es notwendig sein, den Endblock 104 von der Prozessierkammer, bzw. der Kammerwand 314w, thermisch zu isolieren. Zum thermischen und/oder elektrischen Isolieren des Endblocks 104 von der Prozessierkammer (oder der Sockelanordnung 302) kann das Distanzelement 206 gemäß verschiedenen Ausführungsformen aus einem thermisch und/oder elektrisch isolierenden Material 206i bestehen zum Bilden eines Isolierelements 206.
  • Herkömmlicherweise kann das Isolierelement 206 aus Silikon gebildet sein, welches eine gewisse Nachgiebigkeit des Isolierelements 206 ermöglicht. Dabei können allerdings Überschläge auftreten, da die Isolationsfähigkeit des Isolierelements 206 beeinträchtigt wird, wenn dieses nachgibt. Ein Versteifen oder ein Begrenzen der Nachgiebigkeit des Isolierelements 206 kann mittels in das Silikon eingebetteter Keramikkugeln (als Distanzhalter) erhöht sein oder werden.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, kann der Endblock 104 mittels der Schrauben 220s durch das Distanzelement 206 hindurch mit der Sockelanordnung 302 verbunden sein oder werden. Zum thermisch und/oder elektrischen Isolieren der Schrauben 220s von der Sockelanordnung 302, kann die zweite Befestigungsanordnung 120 des zweiten Sockelelements 322 thermisch und/oder elektrisch isolierende Hülsen 220h (z.B. in Form von Buchsen) aufweisen, welche sich zwischen den Schrauben 220s und der Sockelanordnung 302 erstrecken. Die Hülsen 220h können aus einem thermisch und/oder elektrisch isolierenden Material 206i bestehen.
  • Die Hülsen 220h können in die Durchgangsöffnungen 120d der zweiten Befestigungsanordnung 120 eingesteckt sein und sich zumindest teilweise in das Distanzelement 206 hinein erstrecken. Dazu können die Durchgangsöffnungen 120d der zweiten Befestigungsanordnung 120 entsprechend groß dimensioniert sein. Ferner können die Schrauben 220s in den Hülsen 220h aufgenommen sein und sich durch die Hülsen 220h hindurch erstrecken.
  • Die Hülsen 220h können mit Abdeckstopfen 220d (in Form von Deckeln) abgedeckt sein oder werden zum Verhindern eines Beschichtens der Schrauben 220s. Dadurch kann verhindert werden, dass sich zerstäubtes Targetmaterial auf den Schrauben 220s anlagern und eine Schicht (Aufdampfschicht) auf den Schrauben 220s bilden kann, welche die Schrauben 220s mit der Sockelanordnung 302 elektrisch leitend verbindet oder die elektrische Isolation zwischen dem Endblock 104 und der Sockelanordnung 302 beeinträchtigt.
  • 4A veranschaulicht eine Endblock-Anordnung 400 mit einer Sockelanordnung 402 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (analog zu 1A), wobei die Sockelanordnung 402 zwei Sockelelemente 312, 322 aufweisen kann. Mit anderen Worten kann die Sockelanordnung 402 zweiteilig ausgebildet sein.
  • Das erste Sockelelement 312 (auch als Deckelanschluss 312 bezeichnet) kann eine erste Befestigungsanordnung 110 aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist. Beispielsweise kann der Deckelanschluss 312 ein oder mehrere Sacklöcher aufweisen, in die entsprechende Schrauben 210s eingeschraubt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Deckelanschluß 312 starr an der Kammerwand 314w (z.B. einem Magnetrondeckel) verschraubt sein oder werden. Das zweite Sockelelement 322 (auch als Zwischenadapter 322 bezeichnet) kann eine zweite Befestigungsanordnung 120 aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist. Beispielsweise kann der Zwischenadapter 322 ein oder mehrere Durchgangsöffnungen 120d aufweisen, in denen entsprechende Schrauben 220s angeordnet sind. Alternativ kann der Zwischenadapter 322 auch mittels anderer Verbindungselemente an dem Endblock 104 befestigt sein oder werden.
  • Ferner kann die Sockelanordnung 402 eine Kupplungsstruktur 432 aufweisen zum Kuppeln des Deckelanschlusses 312 mit dem Zwischenadapter 322. Die Kupplungsstruktur 432 kann derart eingerichtet sein, dass der Deckelanschluss 312 und der Zwischenadapter 322 gegeneinander bewegbar miteinander gekuppelt (oder verbunden) sind. Beispielsweise kann die Kupplungsstruktur 432 ein federelastisches Element aufweisen, z.B. eine Gummiplatte, welche zwischen dem ersten Sockelelement 312 und dem zweiten Sockelelement 322 erstreckt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Endblock-Anordnung 400 mit oder ohne Distanzelement 206 ausgebildet sein (gestrichelt gekennzeichnet). Mit anderen Worten kann je nach Bedarf zusätzlich ein Distanzelement 206 verwendet werden oder ein Endblock direkt an dem zweiten Sockelelement 322 befestigt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Distanzelement 206 Teil des zweiten Sockelelements 322 sein. Mit anderen Worten können das Distanzelement 206 und das zweite Sockelelement 322 einstückig ausgebildet sein.
  • 4B veranschaulicht eine Sockelanordnung 452 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (analog zu 1A).
  • Das erste Sockelelement 312 kann mit einem ersten Abschnitt in einen zweiten Abschnitt des zweiten Sockelelements 322 hineinragen, beispielsweise in eine Aussparung in dem zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt kann Teil der zweiten Befestigungsanordnung 102a des ersten Sockelelements 312 sein. Der zweite Abschnitt kann Teil der ersten Befestigungsanordnung 102b des zweiten Sockelelements 322 sein.
  • Die Befestigungsanordnungen 102a, 102b können derart eingerichtet sein, dass das zweite Sockelelement 322 relativ zu dem ersten Sockelelement 312 entlang mehrerer Freiheitsgrade auslenkbar ist, z.B. entlang ein, zwei oder drei translatorischen Freiheitsgraden und einem rotatorischen Freiheitsgrad, entlang ein, zwei oder drei translatorischen Freiheitsgraden und zwei rotatorischen Freiheitsgraden, entlang ein, zwei oder drei translatorischen Freiheitsgraden und drei rotatorischen Freiheitsgraden, entlang zwei oder drei translatorischen Freiheitsgraden oder entlang zwei oder drei rotatorischen Freiheitsgraden. Während des Sputterns, z.B. wenn der Endblock 104 an dem zweiten Sockelelement 322 befestigt ist, können die ineinandergreifenden Befestigungsanordnungen 102a, 102b verhindern, dass der erste Abschnitt aus dem zweiten Abschnitt heraus gebracht wird.
  • Ein rotatorischer Freiheitsgrad (auch als Rotationsfreiheitsgrad bezeichnet) kann als Drehung um eine Achse verstanden werden. Ein translatorischer Freiheitsgrad (auch als Translationsfreiheitsgrad bezeichnet) kann als Bewegung entlang einer Richtung verstanden werden. Die Anzahl der Freiheitsgrade kann als Zahl der voneinander unabhängigen Bewegungsmöglichkeiten, z.B. als Zahl zueinander quer verlaufender Richtungen und/oder als Zahl zueinander quer verlaufender Achsen, verstanden werden, entlang/um welche sich eine System bewegen kann, bzw. entlang/um welcher das zweite Sockelelement 322 ausgelenkt werden kann.
  • Ferner kann die Sockelanordnung 452 eine Dichtstruktur 412d aufweisen, welche den ersten Abschnitt umläuft. Die Dichtstruktur 412d kann beispielsweise einen Dichtbereich und eine Dichtung, welche in dem Dichtbereich angeordnet ist, aufweisen. Ferner kann die Dichtstruktur 412d derart eingerichtet sein, dass diese einen Spalt 102s zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt abdichtet. Beispielsweise kann die Dichtstruktur 412d einen Hohlraum in der Sockelanordnung 452 gegenüber einem die Sockelanordnung 452 umgebenden Äußeren abdichten, z.B. vakuumdicht.
  • 5 veranschaulicht eine Sockelanordnung 502 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht, wobei die Sockelanordnung 502 zwei Sockelelemente 312, 322 aufweisen kann, welche zumindest teilweise ineinandergreifen und federelastisch miteinander gekuppelt sind.
  • Dazu kann der Deckelanschluss 312 einen Einsteckabschnitt in Form einer umlaufenden Nut 412 aufweisen, welche Teil der zweiten Befestigungsanordnung 102a des Deckelanschlusses 312 sein kann. Ferner kann der Zwischenadapter 322 einen Einsteckabschnitt in Form eines Vorsprungs 422 aufweisen, welcher Teil der ersten Befestigungsanordnung 102b des Zwischenadapters 322 sein kann. Die Nut 412 kann an zwei einander gegenüberliegenden Seiten von jeweils einem Wandabschnitt (oder einem Vorsprung) begrenzt sein. Die Einsteckabschnitte können derart eingerichtet sein, dass diese zum Verbinden des Deckelanschlusses 312 mit dem Zwischenadapter 322 ineinandersteckbar sein können. Beispielsweise können die Einsteckabschnitte derart eingerichtet sein, dass der Vorsprung 422 mittels einer Drehbewegung in die Nut 412 gebracht (z.B. gesteckt) sein oder werden kann. Beispielsweise kann ein Wandabschnitt der Nut 412 einen oder mehrere Ausschnitte aufweisen (z.B. auf der Kammerwand abgewandten Seite der Nut), in welche der Einsteckabschnitt 422 des zweiten Sockelelements 322, z.B. mittels einer Aufwärtsbewegung des zweiten Sockelelements 322 relativ zu dem ersten Sockelelement 312, eingeführt werden kann. Ferner kann dieser mittels einer Drehbewegung des zweiten Sockelelements 322 relativ zu dem ersten Sockelelement 312 in die Nut 412 eingeführt (hinein gebracht) werden, so dass eine Halteverbindung zwischen dem ersten Sockelelement 312 und dem zweiten Sockelelement 322 hergestellt werden kann. Die Einsteckabschnitte 412, 422 können ineinandergesteckt einen Abstand zueinander aufweisen, so dass zwischen den Einsteckabschnitten 412, 422 ein Spalt erstreckt ist, welcher ein Bewegen der zwei Sockelelemente 312, 322 relativ zueinander ermöglicht.
  • Zwischen dem Vorsprung 422 und einem der Wandabschnitte der Nut 412 kann ein federelastisches Element angeordnet sein (z.B. in dem Spalt), z.B. in Form einer elastischen Platte 402e (z.B. einer Gummiplatte oder einer anderen federelastischen Platte). Die elastische Platte 402e kann den Spalt zwischen dem Vorsprung 422 und einem der Wandabschnitte der Nut 412 z.B. zumindest teilweise ausfüllen. Die Einsteckabschnitte (Vorsprung 422 und Nut 412) und die elastische Platte 402e können Teil der Kupplungsstruktur 432 der Sockelanordnung 502 sein.
  • Ein Wandabschnitt der Nut 412 kann von einer Durchgangsöffnung 412e durchdrungen sein, welche es beispielsweise ermöglichen kann, ein Verbindungselement in die Nut 412 hinein zu bringen, z.B. eine Schraube oder einen Gewindestift. Ferner kann es die Durchgangsöffnung 412e ermöglichen, das Verbindungselement zu betätigen, z.B. zu drehen, zu verriegeln, z.B. hinein zu schrauben oder heraus zu schrauben.
  • Ferner kann die Sockelanordnung 502 einen Rohrabschnitt 512r (oder einen Rohransatz) aufweisen, welcher in die Durchgangsöffnung 314d in der Kammerwand 314w einsteckbar ist.
  • 6 veranschaulicht eine Endblock-Anordnung 600 mit einer Sockelanordnung 602 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (analog zu 1A), wobei die Sockelanordnung 602 an eine Kammerwand 314w montiert dargestellt ist. Der Rohrabschnitt 512r (oder Rohransatz) der Sockelanordnung 602 kann derart eingerichtet sein, dass dieser formschlüssig in der Durchgangsöffnung 314d der Kammerwand 314w aufgenommen ist, wenn die Sockelanordnung 602 an die Kammerwand 314w montiert ist. Damit kann erreicht werden, dass die Position der Sockelanordnung 602 relativ zu der Kammerwand 314w von der Durchgangsöffnung 314d in der Kammerwand 314w definiert ist, so dass auf ein Ausrichten und/oder Positionieren der Sockelanordnung 602 verzichtet werden kann.
  • Ferner kann der Vorsprung 422 des Zwischenadapters 322 von einer Durchgangsöffnung durchdrungen sein, in welche ein Verbindungselement, z.B. eine Schraube 412s, wie in 6 dargestellt ist, eingebracht sein oder werden kann. Die Schraube 412s kann in eine passende Gewindebohrung in einem Wandabschnitt der Nut 412 eingeschraubt sein. Mittels der Schraube 412s können der Deckelanschluss 312 und der Zwischenadapter 322 gegen ein Verdrehen relativ zueinander gesichert sein oder werden. Damit kann erreicht werden, dass der Deckelanschluss 312 und der Zwischenadapter 322 ineinandergesteckt formschlüssig miteinander verbunden sind und ein Lösen des Deckelanschlusses 312 von dem Zwischenadapter 322 vermieden werden kann.
  • Die Durchgangsöffnungen/Gewindebohrungen in den Wandabschnitten der Nut 412 und die Durchgangsöffnung in dem Vorsprung 422 können in einem ineinandergesteckten Zustand des Deckelanschlusses 312 mit dem Zwischenadapter 322 miteinander fluchten.
  • 7A veranschaulicht eine Sockelanordnung 702 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht (analog zu 1A) und 7B die Sockelanordnung 702 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht entlang einer Schnittebene 701.
  • In einer Durchgangsöffnung in einem Wandabschnitt der Nut 412 kann ein federelastisches Element in Form einer Blindnietmutter 402m (z.B. aus einem Elastomer) aufgenommen sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein federelastisches Element z.B. aus einem Elastomer gefertigt (z.B. in Form einer Blindnietmutter 402m) sein. Die Blindnietmutter 402m kann eine Durchgangsöffnung mit einem Gewinde (siehe 8A) zum Einschrauben einer Schraube 412s in die Blindnietmutter 402m aufweisen. Damit kann ein flexibles/elastisches Befestigen zwischen der Schraube 412s und dem Wandabschnitt der Nut 412 (eine elastische Schraubverbindung) realisiert werden. Der Endblock 104 kann somit flexibel relativ zu der Kammerwand 314w bewegt werden (z.B. entlang drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden), so dass die Rotationslagerung (z.B. das Wälzlager) des Endblocks 104 mechanisch entlastet wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann somit das flexible/elastische Befestigen des Endblocks 104 mittels elastischer Blindnietmuttern 402m als Verbindungselemente ermöglicht werden, wobei die Blindnietmuttern 402m eine nachgiebige Verschraubung der zwei Sockelelemente 312, 322 miteinander ermöglichen können. Diese elastische Schraubverbindung zwischen der Kammerwand 314w und dem Endblock 104 kann z.B. mittels mehrerer auf einem Teilkreis angeordneter Blindnietmuttern 402m realisiert werden, wie in 7B dargestellt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blindnietmutter 402m einen sich radial über den Rand der Durchgangsöffnung in dem Wandabschnitt der Nut 412 hinaus erstreckenden Teil (eine so genannte Kopfauflage 812m, siehe 8A) aufweisen, welcher sich in den Spalt zwischen dem Deckelanschluss 312 und dem Zwischenadapter 322 hinein erstreckt. Die Blindnietmutter 402m kann derart angeordnet sein oder werden, dass die Kopfauflage der Blindnietmutter 402m axial auf Druck belastet sein oder werden kann. Dies ermöglicht es im Versagensfall einer oder mehrerer Blindnietmuttern 402m, ein Herunterfallen des verschraubten Endblocks 104 (bzw. aufgrund eines Lösens des Zwischenadapters 322 von dem Deckelanschluss 312) zu verhindern.
  • Eine nachgiebige Verschraubung der zwei Sockelelemente 312, 322 miteinander kann alternativ mittels einer Feder (z.B. einer Metallfeder oder Kunststofffeder) erreicht werden, in welche die Schraube 412s eingeschraubt sein oder werden kann.
  • Ferner kann der Deckelanschluß 312 am unteren Ende (gegenüber der ersten Befestigungsanordnung 110) eine Ausdrehung aufweisen. Der so entstehende untere Kreisring 712r kann zwischen jeder Durchgangsöffnung in den Wandabschnitten der Nut 412 (z.B. entsprechende Bohrungen), in denen eine Blindnietmutter 402m aufgenommen ist, unterbrochen/ausgefräst sein und somit in mehrere Kreisringsegmente unterteilt sein.
  • Der untere Kreisring 712r kann beispielsweise vier Kreisringsegmente aufweisen, wie in dargestellt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der untere Kreisring 712r weniger als vier, z.B. zwei oder drei, oder auch mehr als vier, z.B. fünf oder sechs, Kreisringsegmente aufweisen. Der Vorsprung 422 des Zwischenadapters 322 kann passend dazu geformt sein, z.B. unterbrochen/ausgefräst sein und somit analog mehrere Segmente aufweisen, so dass dieser in den Deckelanschluß 312 (zwischen die Kreisringsegmente) eingebracht werden kann. Dazu passend kann der Abstand der Kreisringsegmente zueinander derart eingerichtet sein, dass die Segmente des Vorsprungs 422 des Zwischenadapters 322 zwischen die Kreisringsegmente eingesteckt sein oder werden können (entlang einer Richtung senkrecht zur Ebene 701).
  • Mittels einer Drehbewegung (entlang der Ebene 701) kann dann der zwischen die Kreisringsegmente eingesteckte Vorsprung 422 in die Nut 412 des Deckelanschlusses 312 eingebracht werden, d.h. mit anderen Worten kann der Zwischenadapter 322 mittels einer Steck-Dreh-Bewegung mit dem Deckelanschluss 312 gekuppelt sein oder werden (analog zu einem Bajonettverschluss).
  • Zum Entlasten der Kopfauflage der Blindnietmuttern 402m (bzw. zum Vermeiden einer Überbelastung) kann zwischen einem Wandabschnitt der Nut 412 und dem Vorsprung 422 ein federelastisches Element in Form einer elastischen Platte 402e (z.B. ein Gummipad) angeordnet sein oder werden. Die elastische Platte 402e kann die Kopfauflage der Blindnietmuttern 402m zumindest teilweise umgeben oder entsprechend zum Aufnehmen der Kopfauflage der Blindnietmuttern 402m ausgespart sein. Somit kann die elastische Platte 402e einen Teil der Kraft, welche auf die Kopfauflage der Blindnietmuttern 402m (auch als Flächenpressung bezeichnet) wirken kann, aufnehmen. Die elastische Platte 402e kann aus einem elastischen Material, z.B. einem Elastomer (z.B. Naturkautschuk), gebildet sein.
  • Ferner kann die Durchgangsöffnung 102d in der Sockelanordnung 702 (welche ein Inneres der Sockelanordnung 702 definieren kann) gegenüber dem Äußeren der Sockelanordnung 702, z.B. der Prozessierkammer abgedichtet sein. Dazu kann die Sockelanordnung 702 eine Dichtungsstruktur 412d mit einer Vakuumdichtung, z.B. einem Rundschnurring, aufweisen, z.B. einen Quad-Ring 412d, wie in 7A dargestellt ist, oder einer anderen Dichtung, wie z.B. einem O-Ring. Die Dichtungsstruktur 412d kann zwischen den ineinandergreifenden Abschnitten des Deckelanschlusses 312 und des Zwischenadapters 322 angeordnet sein. Die Dichtungsstruktur 412d kann in einem Abstand relativ zu den Einsteckabschnitten 422, 412 angeordnet sein. Damit kann erreicht werden, dass eine Relativbewegung zwischen Deckelanschluss 312 und Zwischenadapter 322 ausglichen werden kann, wobei ein Stoffaustausch, z.B. ein Gasaustausch, welcher z.B. das Sputtern beeinträchtigen kann, zwischen dem Inneren der Sockelanordnung 702 und dem Äußeren der Sockelanordnung 702 (z.B. dem Inneren der Prozessierkammer) mittels der Dichtungsstruktur 412d verhindert oder zumindest reduziert werden kann.
  • 8A veranschaulicht ein federelastisches Element in Form einer Blindnietmutter 402m (Verbindungselement 402m) gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht. Das federelastische Element 402m (die Blindnietmutter 402m) kann eine Kopfauflage 812m aufweisen, welche sich in eine radiale Richtung von einem Körper 822m der Blindnietmutter 402m weg erstreckt. Der Körper 822m kann in Form eines Zylinders oder einer Hülse, wie in 8A dargestellt ist, ausgebildet sein, oder in einer anderen Form, z.B. mit einem eckigen Querschnitt oder mit Verdickungen. Der Körper 822m und die Kopfauflage 812m können von einer gemeinsamen Durchgangsöffnung 812d durchdrungen sein. Die Innenwandung der Durchgangsöffnung 812d kann beispielsweise als Innengewinde ausgebildet oder mit einer andersartigen Profilierung (Verschraubungsabschnitt) versehen sein, so dass eine Schraube in die Durchgangsöffnung 812d eingeschraubt sein oder werden kann. Das federelastische Element 402m (die Blindnietmutter 402m) kann beispielsweise aus einem Kunststoff, z.B. einem Elastomer, gebildet sein.
  • 8B veranschaulicht eine Kupplungsstruktur 432 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht. Die Blindnietmutter 402m kann in eine Öffnung, z.B. eine Durchgangsöffnung, in einem plattenförmigen Abschnitt der Sockelanordnung oder in einem Vorsprung 412, 422 der Sockelanordnung, wie sie hierin beschrieben ist, angeordnet sein oder werden. Die Blindnietmutter 402m kann dabei durch die Durchgangsöffnung hindurch erstreckt sein.
  • 9A veranschaulicht eine Kupplungsstruktur 432 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht. Zum Verbinden des Deckelanschlusses 312 mit dem Zwischenadapter 322 kann eine Schraube 412s in die Blindnietmutter 402m geschraubt sein oder werden. Die Blindnietmutter 402m kann derart eingerichtet sein, dass sich beim Einschrauben der Schraube 412s eine Verdickung 402v bildet, wenn die Schraube 412s in die Durchgangsöffnung 812d eingeschraubt wird (z.B. aufgrund von Materialverdrängung oder Stauchung des Körpers 822m). Damit kann erreicht werden, dass die Blindnietmutter 402m formschlüssig in einer dazu passenden Durchgangsöffnung befestigt sein oder werden kann.
  • Ferner kann die Blindnietmutter 402m derart elastisch sein, dass eine Relativbewegung (als Kontur 901 dargestellt) zwischen dem Deckelanschluss 312 und dem Zwischenadapter 322 ermöglicht wird. Aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Deckelanschluss 312 und dem Zwischenadapter 322 kann die Blindnietmutter 402m verformt sein oder werden, so dass diese eine Rückstellkraft erzeugt, welche in Richtung einer Gleichgewichtsposition zwischen dem Deckelanschluss 312 und dem Zwischenadapter 322 gerichtet ist, wobei sich in der Gleichgewichtsposition alle Rückstellkräfte aufheben. Anschaulich kann die Blindnietmutter 402m in der Gleichgewichtsposition (auch Ruhelage genannt) am wenigsten verformt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das federelastische Element eine Ruhelage des zweiten Sockelelements 322 relativ zu dem ersten Sockelelement 312 definieren.
  • 9B veranschaulicht eine Kupplungsstruktur 432 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Blindnietmutter 402m und die elastische Platte 402e einteilig (oder einstückig) ausgebildet sein. Anschaulich kann die Kopfauflage der Blindnietmutter 402m passend zu dem Spalt zwischen dem Deckelanschluss 312 und dem Zwischenadapter 322 geformt sein und die elastische Platte 402e bilden.
  • 10 veranschaulicht eine Endblock-Anordnung 1000 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (analog zu 1A).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine hierin beschriebene Sockelanordnung mit Zwischenadapter 322 und Deckelanschluß 312 als zusammenhängende Baugruppe (als so genannter Anschraubsatz) an einer Kammerwand 314w (z.B. einem Magnetrondeckel) verschraubt sein oder werden. Am anderen Ende der Sockelanordnung, gegenüber der Kammerwand 314w, kann anschließend ein Endblock 104 mit dem Anschraubsatz verschraubt sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Distanzelement 206 plattenförmig sein und aus elektrisch und/oder thermisch isolierendem Material bestehen (eine so genannte Isolationsplatte). Das Distanzelement 206 kann eine Zentrierstruktur 1006b in Form eines Vorsprungs (einen so genannten Zentrierbund 1006b) aufweisen in welche der Endblock 104, bzw. das Basisgehäuse 104b des Endblocks 104, eingesteckt sein oder werden kann. Damit kann erreicht werden, dass die relative Lage oder Position des Endblocks 104 zu dem Distanzelement 206 mittels des Zentrierbunds 1006b vordefiniert ist. Anschaulich kann der Zentrierbund 1006b ein Selbstzentrieren des Endblocks 104 an dem Distanzelement 206 bewirken.
  • 11 und 12 veranschaulichen jeweils eine Endblock-Anordnung 1100 mit einer Sockelanordnung, wie hierin beschrieben ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht (analog zu 1A).
  • Der Endblock 104 kann z.B. als Medienendblock eingerichtet sein und Komponenten (welche eine Versorgungsanordnung 1102 bilden) zum Versorgen der rohrförmigen Elektrode mit einem Medium aufweisen, wie beispielsweise eine Rohrleitung 1102r (als Teil einer Kühlmittelzuführung) oder eine elektrische Leitung (als Teil der elektrischen Zuführung). Die Kühlmittelzuführung kann mittels einer Dichtung gegenüber dem Inneren der Vakuumkammer abgedichtet sein, z.B. mittels einer Drehdurchführung. Beispielsweise kann das Innere des Endblocks 104 Atmosphärendruck aufweisen oder eine Kühlmittelzuführung im Inneren des Endblocks 104 kann einen größeren Druck als Atmosphärendruck aufweisen und gegenüber dem Inneren der Prozessierkammer abgedichtet sein.
  • Daher kann es notwendig sein, den Endblock 104, bzw. das Basisgehäuse 104b, massiv und stabil (z.B. druckstabil) auszuführen und beispielsweise mit der Prozessierkammer oder einem Teil der Vakuumkammer zu verbinden. Das Basisgehäuse 104b kann beispielsweise aus einem Metall gebildet sein, z.B. aus Stahl oder einer Aluminiumlegierung. Anschaulich kann das Basisgehäuse 104b des Endblocks 104 als Teil der Kammerwand 314w wirken und zum Trennen von Vakuum und Atmosphärendruck eingerichtet sein.
  • Der Deckelanschluß 312 und der Zwischenadapter 322 können derart eingerichtet sein, z.B. können die Kreisringsegmente in einem Abstand derart angeordnet sein, dass zwischen den Kreisringsegmenten eine Versorgungsanordnung 1102, z.B. eine Rohrleitung 1102r, wie in 11 dargestellt ist, hindurch passt. Beispielsweise kann die Rohrleitung 1102r an dem Endblock 104 befestigt und zusammen mit dem Endblock 104 montiert sein oder werden. Die Versorgungsanordnung 1102 kann ferner eine elektrische Leitung aufweisen, welche an der Rohrleitung 1102r befestigt sein kann. Die Rohrleitung 1102r kann in montiertem Zustand des Endblocks 104 durch die Kammerwand 314w hindurch erstreckt sein.
  • Ferner kann die Rohrleitung 1002r entsprechende Anschlüsse 1102a aufweisen zum Verbinden der Rohrleitung 1002r mit einer Kühlwasserversorgung, z.B. mit einer Umwälzpumpe oder einem Ausgleichsbehälter, welche der Rohrleitung 1002r Kühlmittel, z.B. Kühlwasser, zuführen können.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zwischenadapter 322 eine Zentrierstruktur 1122a in Form einer Aussparung aufweisen, in welche das Distanzelement 206 eingesteckt sein oder werden kann. Analog dazu kann das Distanzelement 206 eine Zentrierstruktur 1106a in Form einer Aussparung aufweisen, in welche der Endblock 104 eingesteckt sein oder werden kann. Damit kann erreicht werden, dass die relative Lage oder Position des Endblocks 104 zu dem Zwischenadapter 322, bzw. der Kammerwand 314w, vordefiniert ist. Anschaulich kann die Zentrierstruktur 1106a, 1122a ein Selbstzentrieren des Endblocks 104 an der Sockelanordnung bewirken.

Claims (13)

  1. Endblock-Anordnung aufweisend: • mindestens einen Endblock (104) zum drehbaren Lagern und Versorgen einer Rohrkathode; • eine Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) zum Halten des Endblocks (104); • wobei die Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) eine erste Befestigungsanordnung (110) zum Verbinden der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) mit einem Wandelement (314w) aufweist; und • wobei die Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) eine zweite Befestigungsanordnung (120) zum Verbinden der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) mit dem Endblock (104) aufweist, wobei die zweite Befestigungsanordnung (120) eine Durchgangsöffnung (120d) aufweist, welche einen Vorsprung (102v) der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) durchdringt, wobei die zweite Befestigungsanordnung (120) für ein Befestigen des Endblocks (104) separat von der ersten Befestigungsanordnung (110) ausgebildet ist.
  2. Endblock-Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei der Vorsprung (102v) der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) an einer Außenseite der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) bereitgestellt ist.
  3. Endblock-Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorsprung (102v) der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) derart ausgebildet ist, dass die Durchgangsöffnung (120d) der zweiten Befestigungsanordnung (120) von der Endblockseite her zugänglich ist, wenn der Endblock (104) mit der Sockelanordnung (104) und die Sockelanordnung mit dem Wandelement (314w) verbunden sind.
  4. Endblock-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) mindestens einen weiteren Vorsprung (102v) aufweist, wobei in dem mindestens einen weiteren Vorsprung (102v) eine weitere Durchgangsöffnung (120d) der zweiten Befestigungsanordnung (120) ausgebildet ist, und wobei sich der Vorsprung (102v) und der mindestens eine weitere Vorsprung (102v) von einander weg erstrecken.
  5. Enblock-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend: • eine erste Dichtstruktur (202d) mit einer Dichtung, wobei die erste Dichtstruktur (202d) auf einer ersten Seite der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) angeordnet ist und die erste Befestigungsanordnung (110) umgibt.
  6. Endblock-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend: • eine zweite Dichtstruktur (202d) mit einer Dichtung (306d), wobei die zweite Dichtstruktur (202d) auf einer zweiten Seite der Sockelanordnung (202) angeordnet ist.
  7. Endblock-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) mehrere Aussparungen (202a) aufweist, und wobei jede Aussparung der mehreren Aussparungen (202a) jeweils einen Vorsprung (102v) der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) ausbildet.
  8. Endblock-Anordnung gemäß Anspruch 7, wobei die mehreren Aussparungen (202a) an den Ecken der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) angeordnet sind.
  9. Endblock-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Durchgangsöffnung (120d) seitlich geöffnet ausgebildet ist, so dass ein Verbindungselement (220s) aus einer seitlichen Richtung in die Durchgangsöffnung (120d) hinein gebracht werden kann.
  10. Endblock-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) eine Versorgungsöffnung (102d) aufweist derart, dass der Endblock (104) durch die Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) hindurch versorgt werden kann, wenn der Endblock (104) mit der Sockelanordnung (202) verbunden ist.
  11. Endblock-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend: • mindestens ein Distanzelement, welches zwischen der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702) und dem Endblock (104) angeordnet ist.
  12. Endblock-Anordnung gemäß Anspruch 11, wobei das mindestens eine Distanzelement (206) aus einem thermisch und/oder elektrisch isolierenden Material (206i) besteht zum thermischen und/oder elektrischen Isolieren des Endblocks (104) von der Sockelanordnung (102, 152, 202, 302, 402, 452, 502, 602, 702).
  13. Die Endblock-Anordnung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der Endblock (104) mittels Schrauben (220s) durch das Distanzelement (206) hindurch mit der Sockelanordnung (302) verbunden ist, und wobei die zweite Befestigungsanordnung (120) thermisch und/oder elektrisch isolierende Hülsen (220h) aufweist, welche sich zwischen den Schrauben (220s) und der Sockelanordnung (302) erstrecken zum thermisch und/oder elektrischen Isolieren der Schrauben (220s) von der Sockelanordnung (302), wobei vorzugsweise jede der thermisch und/oder elektrisch isolierenden Hülsen (220h) in eine jeweilige Durchgangsöffnung (120d) der zweiten Befestigungsanordnung (120) eingesteckt ist und sich zumindest teilweise in das Distanzelement (206) hinein erstreckt.
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