DE102014109991A1

DE102014109991A1 - Magnetron-Anordnung, Prozessieranordnung, Verfahren und Verwendung einer Magnetron-Anordnung

Info

Publication number: DE102014109991A1
Application number: DE102014109991.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rumberger; Hans-Jürgen Heinrich
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-01-21

Abstract

Eine Magnetron-Anordnung (100) kann Folgendes aufweisen: einen Träger (102) zum Tragen mindestens eines Magneten (104), wobei der mindestens eine Magnet (104) eingerichtet sein kann, ein Magnetfeld (120) zu erzeugen, das eine Magnetfeldcharakteristik aufweist; ein zwischen dem Träger (102) und dem mindestens einen Magneten (104) angeordnetes Stellglied (106) zum mechanischen Verändern der Magnetfeldcharakteristik; und eine mechanische Kraftübertragungs-Struktur (108), die eingerichtet sein kann, eine außerhalb der Magnetron-Anordnung (100) erzeugte mechanische Kraft auf das Stellglied (106) zu übertragen zum mechanischen Verändern der Magnetfeldcharakteristik.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetron-Anordnung, eine Prozessieranordnung, ein Verfahren und eine Verwendung einer Magnetron-Anordnung.
Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrat ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern oder die Sputterdeposition). Mittels Sputterns kann beispielsweise eine Schicht oder können mehrere Schichten auf einem Substrat abgeschieden werden. Dazu kann mittels einer Kathode ein plasmabildendes Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (Targetmaterial) der Kathode zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.
Modifikationen der Kathodenzerstäubung sind beispielsweise das Sputtern mittels eines Magnetrons, das so genannte Magnetronsputtern oder das so genannte reaktive Magnetronsputtern. Dabei kann das Bilden des Plasmas mittels eines Magnetfeldes unterstützt werden, wobei mittels des Magnetfeldes beispielsweise die Ionisationsrate des plasmabildenden Gases erhöht werden kann. Zum Erzeugen des Magnetfeldes kann relativ zu einer Kathode ein Magnetsystem derart angeordnet sein oder werden, dass an der Oberfläche des Targetmaterials (Targetoberfläche) ein Plasmakanal, ein so genannter Race-Track, ausgebildet werden kann, in dem sich Plasma bilden kann. Dabei kann das Targetmaterial an den Stellen zerstäubt werden, an denen der Plasmakanal verläuft.
Ein gleichmäßiges Zerstäuben von Targetmaterial kann ein präzises Einrichten und ein präzises Ausrichten des Magnetsystems relativ zu der Rohrkathode erfordern, um anschaulich eine möglichst gleichmäßige Geometrie (z.B. einer magnetischen Flussdichte oder eines magnetischen Feldgradienten) des Magnetfelds auf der Targetoberfläche zu erhalten.
Wird während des Sputterns das Targetmaterial zerstäubt und dabei verbraucht, kann das Targetmaterial dünner werden, wobei der Abstand der Oberfläche des Targetmaterials zu dem Magnetsystem reduziert werden kann. Aus dem veränderten Abstand kann eine Änderung des Magnetfeldes auf der Targetoberfläche resultieren, was das Zerstäuben von Targetmaterial und damit das Abscheiden einer Schicht aus dem zerstäubten Targetmaterial beeinflussen kann. Anschaulich kann sich eine Abscheidungscharakteristik aufgrund des Verbrauchs an Targetmaterial im Verlauf des Sputterns verändern.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, ein verstellbares Magnetsystem bereitzustellen, wobei mittels Anpassens des Magnetsystems ein Verbrauch des Targetmaterials ausgeglichen werden kann, so dass ein gleichmäßiges Zerstäuben erfolgen kann. Dazu kann mittels Anpassens des Magnetsystems beispielsweise eine Lage und/oder Ausrichtung der Magnete des Magnetsystems relativ zu einer Targetoberfläche angepasst werden.
Bei herkömmlichen Magnetrons kann es ein Anpassen des Magnetsystems erfordern, das Magnetsystem aus dem Magnetron auszubauen, um Zugang zu dem Magnetsystem zu erhalten. Dies kann ferner erfordern, eine Vakuum-Prozessierkammer, in der das Sputtern erfolgen kann, zu belüften und nach dem Anpassen und Einbauen des Magnetsystems wieder abzupumpen (zu evakuieren). Daher kann ein Anpassen des Magnetsystems herkömmlicher Magnetrons mit einem Produktionsausfall und mit zusätzlichen Kosten verbunden sein kann.
Ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, das Anpassen des Magnetsystems im evakuierten Zustand der Vakuum-Prozessierkammer ermöglichen. Dazu kann anschaulich eine Mechanik bereitgestellt werden, die ein Übertragen einer Kraft zum Verstellen des Magnetsystems durch eine Kammerwand der Vakuum-Prozessierkammer hindurch in das Magnetron hinein ermöglicht, ohne die Vakuum-Prozessierkammer belüften zu müssen.
Ein weiterer Aspekt verschiedener Ausführungsformen beruht anschaulich auf der Erkenntnis, dass beim Sputtern elektrische Felder erzeugt werden können, welche in einem Magnetron angeordnete Elektronik beeinflussen können. Dies kann ein Betreiben elektrischer Antriebe in einem Magnetron während des Sputterns, die eine Kraft zum Anpassen eines Magnetsystems erzeugen können, erschweren. Mittels der gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellten Mechanik kann ein Anordnen eines elektrischen Antriebs außerhalb des Magnetrons ermöglicht werden. Dadurch kann ein Verändern des Magnetfelds während des Sputterns ermöglicht werden und beispielsweise eine Abscheidungscharakteristik kontinuierlich während des Sputterns angepasst werden, um möglichst gleichmäßige Schichten abscheiden zu können.
Das Zerstäuben von Targetmaterial mittels Sputterns kann mit einer räumlichen Verteilung erfolgen, wobei die räumliche Verteilung des zerstäubten Targetmaterials beispielsweise von der Zusammensetzung des Plasmas, dem Targetmaterial, der Form und Geometrie des Magnetfeldes und/oder dem Druck des ionenbildenden Gases (den Prozessparametern) beeinflusst werden kann, was die resultierenden Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht beeinflussen kann (Abscheidungscharakteristik). Beispielsweise kann eine ungleichmäßige Abscheidungscharakteristik entlang einer Kathode zu einer ungleichmäßigen Querverteilung der Schicht, z.B. zu einer ungleichmäßigen Dicke oder ungleichmäßigen Stöchiometrie der Schicht quer zur Substrattransportrichtung, führen. Mittels Anpassens des Magnetsystems kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Schwankung der Querverteilung reduziert werden, was kleinere Fertigungstoleranzen bezüglich der Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht ermöglichen kann.
Das Sputtern kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels eines Magnetrons, z.B. mittels eines Rohrmagnetrons, eines Planarmagnetrons, eines Doppel-Planarmagnetrons und/oder eines Doppel-Rohrmagnetrons erfolgen. Ein Magnetron kann anschaulich Teil einer Magnetron-Anordnung sein. Ein (Doppel-)Planarmagnetron kann eine plattenförmige Kathode aufweisen, an welcher das Targetmaterial angeordnet sein kann. Ein (Doppel-)Rohrmagnetron kann eine rohrförmige Kathode aufweisen, an welcher das Targetmaterial angeordnet sein kann.
Zum Sputtern kann ein Magnetron in einer Vakuum-Prozessierkammer angeordnet werden, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung oder einem vordefinierten Druck (z.B. gemäß einem Sollwert) bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein ionenbildendes Gas (Prozessgas) oder ein Gasgemisch (z.B. aus einem Prozessgas und einem Reaktivgas) in der Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Bei einem reaktiven Magnetronsputtern kann das zerstäubte Material beispielsweise mit einem Reaktivgas reagiert und das Reaktionsprodukt abgeschieden werden.
Um Targetmaterial der Kathode gleichmäßig zu verbrauchen, kann die Kathode relativ zu einem Magnetsystem bewegt werden. Beispielsweise kann die Kathode rohrförmig, als so genannte Rohrkathode, eingerichtet sein, wobei das Magnetsystem im Inneren der Rohrkathode angeordnet sein kann, so dass die Rohrkathode um das Magnetsystem gedreht werden kann. Die Rohrkathode kann dazu ein Targetgrundrohr aufweisen auf dem das Targetmaterial als Schicht auf einer äußeren Mantelfläche des Targetgrundrohrs befestigt sein kann und die Mantelfläche des Targetgrundrohrs teilweise bedecken kann. Anschaulich können das Targetgrundrohr und das Targetmaterial Teil einer Rohrkathode sein.
Zum Sputtern kann in einer Vakuum-Prozessierkammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Magnetron-Anordnung mit einer Rohrkathode und einem Magnetsystem in der Rohrkathode (als Teil eines Rohrmagnetrons) angeordneten werden. Die Rohrkathode kann an gegenüberliegenden Endabschnitten mittels so genannter Endblöcke drehbar gelagert sein oder werden, wobei die Endblöcke ein Versorgen der Rohrkathode (z.B. mit elektrischer Energie und Kühlmittel) bereitstellen können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils einer der Endblöcke mit einem Antrieb zum Drehen der Rohrkathode gekuppelt sein (Antriebsendblock) und der jeweils andere der Endblöcke zum Zuführen und Abführen von Kühlmittel (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch) eingerichtet sein (Medienendblock), welches durch die Kathode hindurch geleitet werden kann. Dazu kann ein Medienendblock beispielsweise eine Rohrleitung aufweisen.
Ein in der Rohrkathode angeordnetes Magnetsystem kann derart mit den Endblöcken gekuppelt sein, dass das Magnetsystem beim Drehen der Rohrkathode in einer festen Lage bezüglich der Endblöcke verbleibt. Beispielsweise kann das Magnetsystem an einem so genannten Trägerrohr, welches zwischen den beiden Endblöcken verläuft, befestigt sein. Anschaulich kann eine Magnetron-Anordnung derart eingerichtet sein, dass das Targetgrundrohr entkoppelt von dem Magnetsystem gelagert ist und gedreht werden kann.
Zum Sputtern kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen, analog zum vorangehend Beschriebenen, eine Magnetron-Anordnung mit einer plattenförmigen Kathode und einem Magnetsystem an der plattenförmigen Kathode (als Teil eines Planarmagnetrons) angeordneten sein oder werden. Ferner kann eine Halterung der plattenförmigen Kathode ein Versorgen der plattenförmigen Kathode (z.B. mit elektrischer Energie und Kühlmittel) bereitstellen. Das Magnetsystem eines Planarmagnetrons kann in einer festen Lage bezüglich der plattenförmigen Kathode angeordnet und eingerichtet sein.
Eine Magnetron-Anordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: einen Träger zum Tragen mindestens eines Magneten, wobei der mindestens eine Magnet eingerichtet sein kann, ein Magnetfeld zu erzeugen, das eine Magnetfeldcharakteristik aufweist; ein zwischen dem Träger und dem mindestens einen Magneten angeordnetes Stellglied zum mechanischen Verändern der Magnetfeldcharakteristik; und eine mechanische Kraftübertragungs-Struktur, die eingerichtet sein kann, eine außerhalb der Magnetron-Anordnung erzeugte mechanische Kraft auf das Stellglied zu übertragen zum mechanischen Verändern der Magnetfeldcharakteristik.
Der Träger kann anschaulich Teil der Haltestruktur sein, welche zum Halten und/oder Lagern der Kathode und/oder des Magnetsystems eingerichtet sein kann. Der Träger kann beispielsweise ein Trägerrohr aufweisen.
Eine Magnetfeldcharakteristik kann eine räumliche Verteilung und/oder räumliche Ausrichtung einer magnetischen Flussdichte, eines magnetischen Flusses, einer magnetische Feldstärke, eines magnetischen Flussgradienten oder eines magnetischen Feldgradienten beschreiben. Anschaulich kann die Magnetfeldcharakteristik die Form und/oder Geometrie eines Magnetfelds beschreiben.
Der mindestens eine Magnet kann Teil einer Magnet-Anordnung sein, wobei eine Magnet-Anordnung Teil eines Magnetsystems sein kann. Beispielsweise kann ein Magnetsystem eine Magnet-Anordnung oder mehrere Magnet-Anordnungen aufweisen. Ferner kann eine Magnet-Anordnung einen Magnet oder mehrere Magneten aufweisen.
Ein Magnet kann ein magnetisiertes Material mit einer Magnetisierung aufweisen und anschaulich als Dauermagnet eingerichtet sein. Beispielsweise kann der Magnet einen Seltenerdmagnet (wie Neodym-Eisen-Bor (NdFeB)) oder Samarium-Kobalt (SmCo)), einen Ferrit-Magnet, einen Bismanol-Magnet und/oder einen Aluminium-Nickel-Kobalt-Magnet aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Stellglied derart eingerichtet sein, dass mittels Übertragens der mechanischen Kraft auf das Stellglied eine relative Lage und/oder relative Orientierung des mindestens einen Magneten bezüglich des Trägers verändert werden kann. Relativ zu dem mindestens einen Magneten kann ein Targetmaterial derart angeordnet sein, dass das von dem mindestens einen Magneten erzeugt Magnetfeld das Targetmaterial durchdringen kann. Mittels Veränderns der relativen Lage und/oder relativen Orientierung des mindestens einen Magneten kann anschaulich eine Magnetfeldcharakteristik auf einer Oberfläche des Targetmaterials beeinflusst werden.
Das Stellglied kann beispielsweise Teil einer Haltestruktur zum Halten des mindestens einen Magneten sein. Ferner kann das Stellglied mit dem Träger und dem mindestens einen Magneten derart verbunden sein, dass mittels des Stellglieds ein Abstand zwischen dem Träger und dem Magneten verändert werden kann. Anschaulich kann der mindestens eine Magnet mittels des Stellglieds zu dem Träger hin bewegt, von dem Träger weg bewegt oder relativ zu dem Träger geschwenkt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mechanische Kraftübertragungs-Struktur eine drehbar gelagerte Welle aufweisen und eingerichtet sein, mittels Drehens der drehbar gelagerten Welle die mechanische Kraft auf das Stellglied zu übertragen. Anschaulich kann das Stellglied mechanisch mit der drehbar gelagerten Welle gekuppelt sein, so dass beim Drehen der drehbar gelagerten Welle das Stellglied gestellt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mechanische Kraftübertragungs-Struktur einen Stellwagen aufweisen, der zum Kuppeln und Entkuppeln mit dem Stellglied bewegbar gelagert sein kann, wobei die mechanische Kraft auf das Stellglied übertragen wird, wenn der Stellwagen mit dem Stellglied gekuppelt ist. Anschaulich kann der Stellwagen beispielsweise die Welle mit dem Stellglied kuppeln. Zum Übertragen der mechanischen Kraft auf das Stellglied kann der Stellwagen ein Getriebe und/oder eine Kupplung aufweisen und eingerichtet sein ein Drehmoment oder eine Drehbewegung auf ein mit dem Stellwagen gekuppeltes Stellglied zu übertragen.
Der Stellwagen kann anschaulich relativ zu dem Stellglied verschiebbar gelagert sein, so dass der Stellwagen in eine dem Stellglied zugeordnete Kupplungs-Position (z.B. neben dem Stellglied) bewegt werden kann, in welcher der Stellwagen mit dem Stellglied gekuppelt sein kann. Dazu können der Stellwagen und das Stellglied zueinander passende Kupplungsbereiche aufweisen, die miteinander kuppelbar eingerichtet sein können. Die Kupplungsbereiche können beispielsweise automatisch miteinander gekuppelt werden, wenn sich der Stellwagen in die dem Stellglied zugeordnete Kupplungs-Position bewegt.
Soll der Stellwagen von dem Stellglied entkuppelt werden, kann der Stellwagen beispielsweise von dem Stellglied und/oder von der dem Stellglied zugeordneten Kupplungs-Position weg beweg werden. Beispielsweise kann der Stellwagen in eine einem anderen Stellglied zugeordneten Kupplungs-Position bewegt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetron-Anordnung mehrere Stellgliedre aufweisen, wobei jedem Stellglied genau eine Kupplungs-Position zugeordnet sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mehreren Stellgliedern dieselbe Kupplungs-Position zugeordnet sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Gruppe (z.B. zwei, drei oder vier) Stellglieder mit dem Stellwagen gekuppelt sein, wenn sich der Stellwagen in einer der Gruppe Stellglieder zugeordneten Kupplungs-Position befindet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetron-Anordnung ferner eine entlang einer Längserstreckung des Trägers erstreckte Führungsschiene, auf welcher der Stellwagen beim Bewegen geführt werden kann, aufweisen. Der Stellwagen kann beispielsweise in einer dazu passenden Nut in der Führungsschiene angeordnet und in der Nut formschlüssig befestigt sein. Die Nut kann entlang der Längserstreckung des Trägers längserstreckt sein, so dass diese dem Stellwagen eine Bewegungsrichtung vorgeben kann. Dazu kann der Stellwagen beispielsweise in der Nut mittels eines Gleitlagers, eines Wälzlagers, Laufrollen oder eines Rollenlagers bewegbar gelagert sein.
Das Stellglied kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine mechanische Hemmung aufweisen, die eingerichtet sein kann, ein Verändern der Magnetfeldcharakteristik zu verhindern, wenn der Stellwagen nicht mit dem Stellglied gekuppelt ist. Beispielsweise kann die Hemmung als Selbsthemmung wirken, die ein Stellen des Stellglieds verhindern kann, sobald der Stellwagen von dem Stellglied entkuppelt wird.
Die mechanische Kraftübertragungs-Struktur kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eingerichtet sein, eine weitere, außerhalb der Magnetron-Anordnung erzeugte, mechanische Kraft auf den Stellwagen zu übertragen zum Bewegen des Stellwagens. Beispielsweise kann die Kraftübertragungs-Struktur eine weitere Welle aufweisen, die derart mit dem Stellwagen gekuppelt sein kann, dass diese beim Drehen der weiteren Welle den Stellwagen bewegt. Beispielsweise kann die weitere Welle mittels eines Schneckengetriebes mit dem Stellwagen gekuppelt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetron-Anordnung ferner aufweisen: ein weiteres Stellglied, wobei der Stellwagen in eine erste Position (erste Kupplungs-Position) und in eine zweite Position (zweite Kupplungs-Position) bewegbar eingerichtet sein kann, wobei der Stellwagen derart mit dem Stellglied und dem weiteren Stellglied kuppelbar ist, dass die mechanische Kraft auf das Stellglied übertragen wird wenn sich der Stellwagen in der ersten Position befindet, und dass die mechanische Kraft auf das weitere Stellglied übertragen wird wenn sich der Stellwagen in der zweiten Position befindet. Die erste Kupplungs-Position kann dem Stellglied und die zweite Kupplungs-Position kann dem weiteren Stellglied zugeordnet sein.
Weist eine Magnetron-Anordnung beispielsweise mehrere Stellglieder auf, kann der Stellwagen in mehrere Kupplungs-Positionen bewegbar eingerichtet sein, wobei jeder Kupplungs-Position eine Gruppe Stellglieder zugeordnet sein kann. Anschaulich kann der Stellwagen derart eingerichtet sein, dass dieser mit jedem Stellglied der Gruppe Stellglieder gekuppelt werden kann. In jeder Kupplungs-Position kann beispielsweise jeweils genau ein Stellglied mit dem Stellwagen gekuppelt sein, oder es können mehr als ein Stellglied (z.B. zwei, drei oder vier Stellglieder) mit dem Stellwagen gekuppelt sein.
Eine Prozessieranordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: eine Vakuum-Prozessierkammer; und eine in der Vakuum-Prozessierkammer angeordnete Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Eine Prozessieranordnung kann beispielsweise eingerichtet sein ein Substrat mittels der Magnetron-Anordnung in einem Prozessierbereich einer Vakuum-Prozessierkammer zu prozessieren, beispielsweise zu beschichten oder zu bearbeiten.
Eine Prozessieranordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner einen außerhalb der Vakuum-Prozessierkammer angeordneten Antrieb aufweisen, wobei der Antrieb mit einer Kraftübertragungs-Struktur der Magnetron-Anordnung gekuppelt sein kann zum Übertragen einer mittels des Antriebs erzeugten mechanischen Kraft auf die Kraftübertragungs-Struktur. Anschaulich kann der Antrieb gemäß verschiedenen Ausführungsformen an Atmosphärendruck betrieben werden, so dass zusätzliche Kosten aufgrund des Einsatzes eines vakuumtauglichen Antriebs vermieden werden können. Dazu kann der Antrieb beispielsweise durch eine Kammerwand der Vakuum-Prozessierkammer hindurch mit der Kraftübertragungs-Struktur gekuppelt sein.
Ein Verfahren kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: Erzeugen einer Magnetfeldcharakteristik mittels mindestens eines Magneten einer Magnetron-Anordnung, wobei die Magnetron-Anordnung mindestens zwei Stellglieder zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik aufweisen kann; Erzeugen einer mechanischen Kraft außerhalb der Magnetron-Anordnung; serielles Übertragen der mechanischen Kraft auf die mindestens zwei Stellglieder zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik. Das serielle Übertragen der mechanischen Kraft auf die mindestens zwei Stellglieder kann beispielsweise das Übertragen der mechanischen Kraft auf genau eines der beiden Stellglieder zur selben Zeit aufweisen. Anschaulich kann die mechanische Kraft nacheinander auf die beiden Stellglieder übertragen werden. Dazu kann das Übertragen der mechanischen Kraft beispielsweise mittels eines Stellwagens erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erzeugen der mechanischen Kraft außerhalb einer Vakuum-Prozessierkammer, in der die Magnetron-Anordnung angeordnet sein kann, erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erzeugen der mechanischen Kraft außerhalb einer Vakuum-Prozessierkammer erfolgen, wobei die Magnetron-Anordnung in der Vakuum-Prozessierkammer angeordnet ist, z.B. während die Magnetron-Anordnung in der Vakuum-Prozessierkammer angeordnet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das serielle Übertragen der mechanischen Kraft erfolgen, während die Vakuum-Prozessierkammer evakuiert ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das serielle Übertragen der mechanischen Kraft während des Betriebs der Magnetron-Anordnung erfolgt. Dabei kann beispielsweise eine Abscheidungscharakteristik und/oder eine Querverteilung beim Sputtern analysiert werden und das Übertragen der mechanischen Kraft gemäß der analysierten Abscheidungscharakteristik und/oder gemäß einer analysierten Querverteilung erfolgen. Dabei kann ein Anpassen der Abscheidungscharakteristik während des Sputtern erfolgen (z.B. indem eine Magnetfeldcharakteristik angepasst wird). Beispielsweise kann eine Schwankung einer Querverteilung einer abgeschiedenen Schicht mittels Anpassens einer Abscheidungscharakteristik reduziert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verwenden einer Magnetron-Anordnung zum Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines Magnetfelds, welches von mindestens einem Magneten der Magnetron-Anordnung erzeugt wird, erfolgen. Das Verändern der Magnetfeldcharakteristik kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen während des Betriebs der Magnetron-Anordnung erfolgen.
Ein Targetgrundrohr kann einen Durchmesser (senkrecht zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs) in einem Bereich von 5 cm ungefähr bis ungefähr 50 cm aufweisen, z.B. in einem Bereich von 10 cm ungefähr bis ungefähr 30 cm. Ein Targetgrundrohr kann eine Länge und/oder eine Ausdehnung entlang der Längserstreckung des Targetgrundrohrs (parallel zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs) in einem Bereich von 1 m ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m.
Ein Magnetsystem kann eine Länge und/oder eine Ausdehnung entlang der Längserstreckung des Targetgrundrohrs (parallel zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs) in einem Bereich von 1 m ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1A und 1B jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
2A eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
2B eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht;
2C eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Querschnittsansicht;
2D eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
2E eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht;
2F eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Querschnittsansicht;
3A bis 3D jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
4A bis 4C jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
5A und 5B jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
6A bis 6D jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
7 eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
8A eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
8B und 8C jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht;
8D eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
8E eine Verzahnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
9A und 9B jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
10A bis 10E jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
11 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht; und
12 eine Prozessier-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder 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.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetron-Anordnung bereitgestellt werden, welche zum Magnetronsputtern geeignet ist und ein kontrolliertes Verstellen des Magnetsystems (Schimmen) ermöglicht, welches beispielsweise zusätzlich zum herkömmlichen Schimmen eines Magnetsystems in (längserstreckten) Magnetrons und/oder bei laufenden Betrieb des Magnetrons erfolgen kann. Dazu kann ein Endblock und ein Kühl-/Magnetsystem herkömmlicher Magnetron-Anordnung derart modifiziert werden, dass eine Mechanik gemäß verschiedenen Ausführungsformen zum Verstellen des Magnetsystems in eine Rohrkathode installiert werden kann.
Ein Magnetsystem eines planaren Magnetrons oder eines Rohrmagnetrons (z.B. mit einer Länge von 3 m) kann eine Magnet-Anordnung oder mehrere Magnet-Anordnungen aufweisen. Die Magneten einer Magnet-Anordnung können in drei Magnetreihen angeordnet sein, wobei jede Magnetreihe mehreren Magneten (Magneten) aufweisen kann. Jeder Magnet einer Magnet-Anordnung kann beispielsweise ungefähr 1 cm breit sein, so dass eine Magnetreihe ungefähr 100 Magnete pro Meter aufweisen kann. Beim herkömmlichen Schimmen können die Magnete nach ihren magnetischen Eigenschaften klassifiziert, ausgewählt und zu einem homogenen Magnetbild montiert werden.
Anschaulich können die Eigenschaften jedes Magneten analysiert werden und das Positionieren eines Magneten in dem Magnetsystem kann entsprechend der analysierten Eigenschaften erfolgen, so dass ein möglichst gleichmäßiges (homogenes) Magnetfeld erzeuget werden kann. Anschließend kann ein Magnetsystem mit einem homogen montierten Magnetbild in ein Magnetron installiert werden. Mittels herkömmlichen Schimmens (Anpassens) jedes Magneten (z.B. deren Lage oder Ausrichtung im montierten Magnetsystem) kann das von den Magneten gemeinsam erzeugte Magnetfeld präzise beeinflusst werden.
Zum herkömmlichen Schimmen eines installierten Magnetsystems einer Magnetron-Anordnung kann es notwendig sein das Magnetsystem auszubauen. Das Ausbauen des Magnetsystems kann einen erheblichen Aufwand erfordern, da dies erfordern kann, die Vakuum-Prozessierkammer zu belüften. Anschaulich kann ein Evakuieren einer Vakuum-Prozessierkammer eine längere Unterbrechung des Sputterns erfordern, als es das Einbauen und Ausbauen eines Magnetsystems erfordern kann.
Dies kann einen erheblichen zeitlichen Verzug eines in der Vakuum-Prozessierkammer erfolgenden Sputter-Prozesses zur Folge haben, da der Sputtern-Prozess in einer unvollständig evakuierten Vakuum-Prozessierkammer beeinträchtigt werden kann. Daher kann herkömmliches Schimmen im Verlauf eines Sputter-Prozesses, z.B. um den Verbrauch an Targetmaterial auszugleichen, aufgrund damit verbundener zusätzlicher Unterbrechungen des Sputterns unwirtschaftlich sein. Das Durchführen herkömmlichen Schimmens kann auf reguläre Unterbrechungen des Sputter-Prozesses beschränkt sein, beispielsweise wenn das Targetmaterial vollständig verbraucht ist und gewechselt werden muss, um das Sputtern fortsetzen zu können.
Das Umsetzen einer Lösung, die das Schimmen eines Magnetsystems im installierten Zustand (z.B. während eines Sputter-Prozesses) ermöglicht, kann eine Reihe von Problemen aufwerfen, die zum Teil im Folgenden erläutert werden.
Ein installiertes Magnetsystem kann im Targetgrundrohr an einem so genannten Trägerrohr (welches ungefähr 7 cm Durchmesser aufweisen kann) befestigt sein, beispielsweise kann das Magnetsystem relativ nahe an der Innenwand des Targetgrundrohrs angeordnet sein, damit das Magnetfeld wirksam auf dem Targetgrundrohr angeordnetes Targetmaterial durchdringen und über das Targetmaterial hinaus reichen kann. Der (zur Verfügung stehende) Raum im Targetgrundrohr für weitere Einbauten kann daher eingeschränkt sein und anschaulich sehr kleine Bauteilen erfordern. Zusätzlich kann das Targetgrundrohr relativ zum Magnetsystem gedreht werden, was das Unterbringen und/oder Befestigen zusätzlicher Bauteile erschweren kann.
Das Trägerrohr kann gleichzeitig als Lanzenrohr für die Kühlmitteleinleitung dienen. Anschaulich kann das Kühlmittel innerhalb des Trägerrohrs zugeführt und zwischen Trägerrohr und Targetgrundrohr zurückgeführt werden. Dabei können das Targetgrundrohr durchflossen und/oder das Magnetsystem vom Kühlwasser umflossen werden. Bauteile, die in dem Targetgrundrohr angeordnet werden können daher ebenso vom Kühlwasser umflossen werden. An den vom Kühlmittel umflossenen Bauteilen kann es zu Korrosion kommen, was zusätzliche Anforderungen an Materialien stellen kann, die in den vom Kühlmittel umflossenen Bauteilen verwendeten werden (wie z.B. Korrosionsfestigkeit).
Das Targetgrundrohr und das Kühlwasser können zum Sputtern mit Spannungen größer als ungefähr 50 V beaufschlagt werden. Anschaulich kann zum Sputtern an das Targetgrundrohr ein elektrisches Potential angelegt werden, wobei das Kühlwasser mit dem Targetgrundrohr elektrisch gekoppelt sein, so dass das Kühlwasser und das Targetgrundrohr ein im Wesentlichen gleiches elektrisches Potential aufweisen können. Die beim Sputtern umgesetzte Leistung (Sputterleistung) kann von der Größe (z.B. der Länge) der Rohrkathode abhängen und kann in einem Bereich von ungefähr 2 kW pro Meter bis ungefähr 12 kW pro Meter (der Rohrkathode) liegen, wobei zusätzlich Wechselspannungen oder gepulste Spannungen eingesetzt werden können. In Verbindung mit der Drehung des Targetgrundrohrs während des Sputterns können stark schwankende elektrische Felder (z.B. elektrische Wechselfelder) erzeugt werden, die Bauteile in der Umgebung des Targetgrundrohrs belasten und/oder schädigen können.
Anschaulich können die Umgebung des Targetgrundrohrs und/oder ein Bereich innerhalb des Targetgrundrohrs aufgrund des elektrischen Versorgens der Rohrkathode elektrisch belastet sein, wobei eine genaue Abschätzung der tatsächlichen elektrischen Belastung (z.B. das Auffinden unbelasteter Bereiche) komplex sein kann und von den jeweils Bedingungen, in denen das Sputtern erfolgt, und der Geometrie des Magnetrons abhängen kann.
Herkömmliche Lösungen zum Verstellen eines Magnetsystems an mehreren Stellbereichen können beispielsweise einen elektrisch betriebenen Antrieb (z.B. einen elektrischen Motor) pro Stellbereich vorsehen. Ein Stellbereich (Verstellpunkt) kann anschaulich einen Bereich des Magnetsystems bezeichnen der verstellt werden kann.
Das elektrische Versorgen und Steuern der elektrisch betriebenen Antriebe kann in herkömmlichen Magnetron-Anordnungen aufgrund zusätzlicher Einflüsse (anschaulich z.B. aufgrund der elektrischen Belastung) erschwert werden. Beispielsweise können elektrische Bauteile und/oder elektrische Schaltkreise beschädigt werden, wobei ein Austauschen beschädigter Antriebe zusätzliche Wartungsarbeiten erfordern kann. Fällt einer der Antriebe aus, kann dies ein Abscheiden einer Schicht innerhalb vorgegebener Fertigungstoleranzen (z.B. mit einer vorgegebenen Querverteilung) erschweren, da am Ort des ausgefallenen Antriebs eine Abscheidungscharakteristik nicht angepasst werden kann. Ein Reparieren und/oder Austauschen eines ausgefallenen Antriebs kann eine Unterbrechung des Sputter-Prozesses erfordern, da es erforderlich sein kann das Magnetsystem auszubauen und die Vakuum-Prozessierkammer zu belüften.
Neben der Spannungsumgebung (oder anschaulich elektrischen Belastung) kann in herkömmlichen Magnetron-Anordnungen ein Betreiben elektrischer Antriebe innerhalb des Targetgrundrohrs aufgrund des begrenzten verfügbaren Bauraums zusätzlich erschwert werden. Beispielsweise kann es notwendig sein eine (z.B. autarke) Stromversorgung (z.B. Batterien) zum Versorgen der elektrischen Antriebe mit elektrischer Energie, innerhalb des Targetgrundrohr unterzubringen. Ferner können die elektrischen Antriebe zum Erzeugen einer Kraftwirkung (oder anschaulich eines Drehmoments), welche zum Verstellen der Stellbereiche benötigt werden kann, nicht beliebig klein eingerichtet werden. Ferner kann das Betreiben elektrischer Bauteile in dem Kühlmittel (z.B. Wasser) erschwert werden, da ein Isolieren stromführender Bauteile aufwändig sein kann. Zusätzlich kann jedes, in dem Targetgrundrohr angeordnete, Bauteil den Querschnitt, durch den das Kühlmittel hindurch fließen kann, verkleinern und daher ein effektives Kühlen der Magnetron-Anordnung erschweren.
Aufgrund der beschriebenen Probleme können herkömmliche Lösungen zum Verstellen eines bereits in ein Magnetron installierten Magnetsystems, die einen Ausbau des Magnetsystems und einen damit verbundenen mehrstündigen Aufwand zum herkömmlichen Schimmen vermeiden sollen, schwierig herzustellen und/oder umzusetzen sein. Anschaulich kann das Betreiben und Unterbringen von in herkömmlichen Lösungen verwendeten Bauelementen (z.B. elektrische Motoren, Stromversorgung, usw.) erschwert werden. Daher können herkömmliche Lösungen mit zusätzlichen Kosten verbunden sein, die ein Anschaffen neuer Anlagen und/oder ein Umrüsten bestehender Anlagen unrentabel machen können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein rein mechanisches Schimmen im laufenden Betrieb des Magnetrons ermöglicht werden. Der rein mechanische Charakter des Schimmens kann beispielsweise eine Beeinträchtigung des Schimmens aufgrund elektrischer Felder reduzieren, da auf zusätzliche elektrische Komponenten, innerhalb der Magnetron-Anordnung, verzichtet werden kann.
Ist das Verstellen jedes einzelnen Magneten zum Schimmen des Magnetsystems aufgrund einer damit verbundenen Anzahl an Stellbereichen (ein Stellbereich pro Magnet) und dem damit verbundenen Aufwand unrentabel, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Schimmen des Magnetsystems als abschnittsweises Verstellen erfolgen (z.B. einer Gruppe Magneten). Dabei können mehrere Magneten zu einer Gruppe Magneten zusammengefasst und gemeinsam verstellt werden, um die Anzahl der Stellbereiche zu reduzieren.
Die Anzahl der Stellbereiche zum Schimmen des Magnetsystems kann davon abhängen, wie viele Magneten pro Gruppe zusammengefasst werden und wie viele Magneten im Magnetsystem verwendet werden. Beispielsweise können ungefähr 10 Magneten zu einer Gruppe zusammengefasst werden, was (bei 1 cm pro Magnet) ungefähr 10 Stellbereiche pro Meter erfordern kann. Werden mehr Magneten pro Gruppe zusammengefasst können weniger als 10 Stellbereiche pro Meter resultieren, beispielsweise ungefähr 7 Stellbereiche pro Meter.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Stellbereich mittels eines Stellwagens, der beweglich auf einer Führungsschiene (Führungsschiene) gelagert sein kann, angefahren werden. An dem Stellbereich kann ein mechanisches Kuppeln des Stellwagens und der Mechanik zum Verstellen des Magnetsystems erfolgen, wobei mittels des Stellwagens eine Bewegungsübertragung (auf die Mechanik zum Verstellen des Magnetsystems) zum Ändern einer Konfiguration (z.B. einer Einstellhöhe oder Lage) des Magnetsystems an dem Stellbereich erfolgen kann. Das Verstellen des Magnetsystems kann zunächst mittels mechanischer Kraftübertragung erfolgen.
Dazu kann eine außerhalb des Magnetrons erzeugte mechanische Kraft über einen Antrieb auf den Stellwagen übertragen werden, der diese mechanische Kraft wiederum an die Mechanik zum Verstellen des Magnetsystems übertragen kann.
An dem Magnetsystem können mehrere (z.B. ein, zwei, drei bis n) Stellbereiche eingerichtet sein, wobei zum Einstellen einer Konfiguration des Magnetsystems, die eine vorgegebene Schichtabscheidung begünstigt, die Stellbereiche in einer beliebigen Reihenfolge angefahren und/oder gestellt werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auf ein Anordnen eines zusätzlichen Antriebs (z.B. einen elektrischen Motor) zum Verstellen eines Magnetsystems und/oder elektrisch empfindlicher Bauteile im Inneren des Targetgrundrohrs verzichtet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Stellwagen innerhalb des Targetgrundrohrs entlang einer Führungsschiene axial verschiebbar gelagert sein und entlang der Führungsschiene geführt werden. Dafür kann die Führungsschiene gegenüber dem Magnetsystem außen am Lanzenrohr befestigt sein oder werden.
Ferner können gemäß verschiedenen Ausführungsformen zwei Antriebe vorgesehen werden: ein Wagenantrieb und ein Stellgliedantrieb. Mittels des Wagenantriebes kann der Stellwagen entlang der Führungsschiene an die Stellbereiche gebracht werden (z.B. Linearantrieb) und mittels des Stellgliedantriebs kann an einem Stellbereich eine Kraft auf die Mechanik zum Verstellen des Magnetsystem übertragen werden, wobei beispielsweise eine Einstellhöhe eines Magneten des Magnetsystems veränderbar sein kann.
Dabei kann der Stellgliedantrieb derart eingerichtet sein, dass die Antriebskraft an Atmosphäre, außerhalb des Magnetrons, erzeugt und über Rotations-Antriebe bereitgestellt werden kann. Ferner kann die Antriebskraft über mindestens eine Drehdurchführung (z.B. eine Wasserabdichtung) hindurch auf eine im Kühlwasser angeordnete Welle gebracht werden. Beispielsweise kann sich eine Welle durch eine Drehdurchführung hindurch erstrecken.
Innerhalb des Targetgrundrohrs können sich zwei Spindeln befinden, die beide drehbar gelagert und axial gesichert sind. Eine erste Spindel kann zum Verschieben des Stellwagens entlang der Führungsschiene als Gewindespindel ausgeführt sein, wobei der Stellwagen das Gegenstück (z.B. ein Außengewinde) des Gewindes der Gewindespindel enthalten kann. Ebenso kann eine axiale Bewegung des Wagens über ein Planetenrollen-Gewindetrieb oder über ein Kugelgewindetrieb erfolgen. Anschaulich kann die erste Spindel Teil eines Wagenantriebs sein
Eine zweite Spindel kann längspositionsunabhängige Elemente zum Übertragen eines Drehmoments auf den Stellwagen aufweisen, wie z.B. Nuten, Kerben oder Zähne. Anschaulich kann die zweite Spindel verschiebbar in dem Stellwagen gelagert sein. Ferner kann die zweite Spindel das Drehmoment über ein im Stellwagen untergebrachtes Verstellgetriebe an ein Stellglied (Mechanik zum Verstellen des Magnetsystems) am jeweiligen Stellbereich übertragen. Anschaulich kann die zweite Spindel Teil eines Stellgliedantriebs sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Spindel mit deren Gegenstück einen polygonförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen. Die erste Spindel und die zweite Spindel können unabhängig von der axialen Stellung des Stellwagens ständig im Eingriff des Stellwagens und des Verstellgetriebes verbleiben.
Die Bewegung zum Verstellen (Verstellbewegung) von Stellglied und Verstellgetriebe kann unmittelbar auf die Lage des Magnetsystems im Targetgrundrohr wirken. Die Verstellbewegung kann nach Einkuppeln des Verstellgetriebes in den jeweiligen Stellbereich über ein mit einer Selbsthemmung oder mit Bremsen ausgestattetes Schrittschaltgetriebe (z.B. ein Schneckentrieb, Zahnstangentrieb, Kegelradtrieb, Schrägverzahnung) oder über analog dazu eingerichtete Räder erfolgen.
Die Verstellbewegung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen derart präzise ausgeführt werden, dass eine Auflösung des Verstellens des Magnetsystems, z.B. eine Verschiebung eines Magneten des Magnetsystems, in Bereich von Zehntel-Millimeter-Schritten wiederholbar ist. Im Bereich der Targetkupplung, die das Targetgrundrohr und einen Enblock miteinander kuppeln kann, können die Spindeln axiale Kupplungen aufweisen. Die axiale Kupplungen können eingerichtet sein ein Drehmoment, welches mittels Antrieben (z.B. Stellantrieben) außerhalb des Magnetrons erzeugt werden kann, auf eine der Spindeln zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die axialen Kupplungen in Form einer Steckverbindung ausgeführt (z.B. mit einem vieleckigen Querschnitt, wie z.B. einem sechseckigen Querschnitt) sein. Das Antreiben des Stellwagens kann beispielsweise mittels Sechskantstäben erfolgen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine der Spindeln oder können beide Spindeln seitlich neben dem Stellwagen angeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine robuste, platzsparende und einfach umzusetzende Mechanik zum Verstellen eines Magnetsystems bereitgestellt werden. Diese kann beispielsweise im Kühlwasser betreibbar eingerichtet sein. Dabei können die notwendigen Kräfte für Bewegungen und Verstellen des Magnetsystems außerhalb des Targetgrundrohrs erzeugt und auf Stellglieder in dem Targetgrundrohr übertragen werden.
Beide Spindeln können derart eingerichtet sein, dass diese von dem Medienendblock aus antreibbar sein können. Beispielsweise können außerhalb des Kühlkreislaufes zwei Antriebe angeordnet und zum Kühlkreislauf hin mit zwei Drehdurchführungen verbunden sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen lassen sich herkömmliche Antriebe einsetzen, da diese an Atmosphäre betrieben werden können und somit keine Vakuumtauglichkeit aufweisen müssen.
Wird eine Drop-In-Lösungen von Endblöcken verwendet, kann in einem der Endblöcke (z.B. dem Medienendblock) eine Bewegungsumlenkung angeordnet werden. Eine Drop-In-Lösung von Endblöcken kann das Befestigen eines Magnetrons an einer parallel zum Magnetron verlaufenden Kammerwand aufweisen, wobei Kühlmittel und Antriebe senkrecht zur Rotationsachse (des Targetgrundrohrs) einer Drop-In-Lösung durch die Kammerwand hindurch geführt sein können.
Wird in ein Candilever-Magnetron verwendet, können die Antriebe parallel zur Achse des Targetgrundrohrs verlaufen und parallel zur Achse des Targetgrundrohrs durch eine Kammerwand hindurch aus der Vakuum-Prozessierkammer heraus geführt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ausgenutzt werden, dass der Wagenantrieb und der Stellgliedantrieb nicht gleichzeitig gedreht werden muss, wobei zwischen einem Antrieb und dem Stellwagen ein Getriebe zum Umschalten zwischen Wagenantrieb und Stellgliedantrieb gekuppelt sein kann. Ein derartiges Umschalten mittels des Getriebes kann beispielsweise mechanisch oder elektromechanisch erfolgen. Je nachdem, wo das Getriebe angeordnet ist, kann auf eine oder mehrere Drehdurchführungen verzichtet werden. Beispielsweise kann das Getriebe innerhalb des Kühlkreislaufes angeordnet sein und der Antrieb außerhalb des Kühlkreislaufes, wobei zum Kuppeln von Antrieb und Getriebe lediglich eine Welle durch eine Drehdurchführung am Kühlkreislauf hindurch geführt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein elektrischer Isolator in eine der Spindeln und/oder in eine mit den Spindeln gekuppelte Antriebswelle integriert werden, so dass ein elektrisches Potential des Kühlmittels nicht bis zu den Antrieben (Motoren) übertragen werden kann. Beispielsweise kann der elektrische Isolator unmittelbar außerhalb des Kühlkreislaufes angeordnet sein (z.B. außen an entsprechenden Durchführungen).
Um eine hohe Präzision beim Verstellen des Magnetsystems zu erreichen, können an die Mechanik des Stellwagens (zum Verändern der Einstellhöhe) hohe Anforderungen gestellt sein.
Die Mechanik kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass diese wenig Spiel (z.B. Getriebespiel) beim Bewegen aufweisen kann. Ferner kann die Mechanik zum Verstellen des Magnetsystems eine Übersetzung aufweisen, so dass eine hohe Präzision erreicht werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Führungsschiene und Magnetsystem sich auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerrohrs angeordnet sein.
Um eine Drehachse (z.B. eine Antriebsachse) umzulenken kann ein Getriebe, eine Gelenkwelle und/oder eine biegsame Welle verwendet werden. Die biegsame Welle kann anschaulich derart flexibel eingerichtet sein, dass diese verbogen werden kann und im verbogenen Zustand ein Drehmoment übertragen kann. Beispielsweise kann eine biegsame Welle und/oder eine Gelenkwelle eingesetzt werden, wenn z.B. der verfügbare Raum zum Einbau eines Getriebes zu klein ist.
Zum Steuern des Einstellens kann eine Rückmeldung der Erfolgten Veränderung der Konfiguration des Magnetsystems mittels Lichtsignalen erfolgen. Dazu kann eine Regelung eine Sensoranordnung (z.B. einen Detektor) und eine Steuerung aufweisen.
Mittels einer Sensoranordnung können sowohl die axiale Position des Stellwagens auf der Führungsschiene als auch die Konfiguration des Magnetsystems an einem der Stellbereiche des Magnetsystems präzise aufgelöst werden. Mittels der Sensoranordnung ermittelte Daten können der Steuerung eines Antriebs des Stellwagens zugeführt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Sensoranordnung und die Mechanik zum Verstellen des Magnetsystems mittels einer Steuerung gemeinsam wirken. Anschaulich kann die Steuerung die Informationen des Detektors verwerten und die Antriebe für eine Links- oder Rechtsdrehung des Wagenantriebs und/oder des Stellgliedantriebs steuern.
1A veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.
Die Magnetron-Anordnung 100 kann einen Träger 102 zum Tragen eines Magneten 104 aufweisen. Der Träger 102 kann ein Rohr, ein Blech, eine Platte, oder ähnliches aufweisen und derart stabil eingerichtet sein, dass dieser den Magneten 104 in einer ortsfesten Position halten kann. Der Magnet 104 kann eine Magnetisierung aufweisen, wobei der Magnet 104 ein Magnetfeld 120 mit einer Magnetfeldcharakteristik erzeugen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zwischen dem Träger 102 und dem Magneten 104 ein Stellglied 106 zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik angeordnet sein.
Das Stellglied 106 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen anschaulich zum mechanischen Bewegen des Magneten 104 eingerichtet sein. Dazu kann das Stellglied 106 mit dem Magneten 104 und dem Träger 102 gekuppelt sein, so dass beim Stellen des Stellglieds 106 eine Lage und/oder Position des Magneten 104 relativ zu dem Träger 102 verändert werden kann.
Das Stellglied 106 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen anschaulich zum Verformen des Magnetfelds 120 und/oder zum Wechselwirken mit dem Magnetfeld 120 eingerichtet sein. Dazu kann das Stellglied 106 ein magnetisierbares Material (z.B. ein ferromagnetisches Material) aufweisen, z.B. Eisen, Stahl, Kobalt, Nickel, Ferrit (wie Mangan-Zink-Ferrit oder Nickel-Zink-Ferrit), Magnetit, wie oder eine Legierung (wie eine Nickel-Eisen-Legierung (FeNi) oder eine Kobalt-Eisen-Legierung (FeCo). Das magnetisierbare Material kann derart eingerichtet sein, dass dieses mit dem Magnetfeld 120 wechselwirken kann, z.B. von dem Magnetfeld 120 magnetisiert werden kann, und/oder den Feldverlauf des Magnetfelds 120 beeinflussen kann. Anschaulich kann das magnetisierbare Material beispielsweise einen magnetischen Kurzschluss erzeugen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das magnetisierbare Material (beispielsweise einen Dauermagneten aufweisen und) ein Stell-Magnetfeld erzeugen, welches dem Magnetfeld 120 überlagert ist. Dabei kann mittels Stellens des Stellglieds 106 beispielsweise die Überlagerung des Magnetfelds 120 mit dem Stell-Magnetfeld verändert werden. Anschaulich kann beim Stellen des Stellglieds 106 eine räumliche Verteilung des erzeugen Magnetfelds 120 verändert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Magnet 104 und/oder ein magnetisierbares Material mittels des Stellglieds 106 bewegt, z.B. verschoben (z.B. mit einer Richtungskomponente entlang einer Richtung 111), rotiert und/oder geschwenkt (z.B. um eine zur Richtung 105 und/oder Richtung 101 parallele Achse) werden. Weist das Stellglied 106 ein magnetisierbaren Material auf, kann mittels Stellen des Stellglieds 106 beispielsweise eine Position oder Lage des magnetisierbaren Materials und des Magneten 104 relativ zueinander verändert werden, wobei die Magnetfeldcharakteristik beeinflusst werden kann.
Zum Bewegen das Magneten 104 und/oder des magnetisierbaren Materials kann das Stellglied 106 einen Gewindestab mit einem Gewinde (z.B. ein Zahnstangenwinde oder ein Spindelwinde) aufweisen, der beim Stellen um eine Achse gedreht und in ein dazu passendes Gewinde eingeschraubt werden kann. Analog dazu kann das Stellglied 106 beispielsweise eine Schraubenmutter mit einem Innengewinde aufweisen, welche beim Stellen um eine Achse gedreht werden kann.
Zum Bewegen das Magneten 104 und/oder des magnetisierbaren Materials kann das Stellglied 106 gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen Hebelmechanismus (z.B. einen Kniehebel oder einen Hebelarm) und/oder einen hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Hubkolben aufweisen.
Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 eine mechanische Kraftübertragungs-Struktur 108 aufweisen mittels derer eine mechanische Kraft (z.B. als Zugkraft, als Druckkraft, als Drehmoment und/oder als Druck) auf das Stellglied 106 übertragen werden kann. Dazu kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 mit dem Stellglied 106 gekuppelt sein.
Anschaulich kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 beispielsweise eine Drehbewegung auf das Stellglied 106 übertragen. Zum Übertragen einer Drehbewegung auf das Stellglied 106 kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 beispielsweise ein Rad, einen Hebel, eine Schraube, einen Gewindestab, eine Welle, ein Zahnrad, einen Riemen, eine Kette, eine Schlitzkupplung, eine Kreuzschlitzkupplung, ein Kreuzgelenk, eine Zahnkupplung, eine Klauenkupplung oder ähnliches aufweisen.
Zum Übertragen eines Drucks und/oder einer Druckkraft kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 eine Leitung (z.B. eine Rohrleitung oder einen Schlauch) aufweisen, im dem ein druckführendes Medium angeordnet sein kann. Das druckführende Medium kann eine Flüssigkeit (z.B. Wasser oder Öl) oder ein Gas (z.B. Druckluft) aufweisen. Die Leitung kann dann beispielsweise mit einem Hubkolben verbunden sein, so dass mittels Übertragen des Drucks und/oder der Druckkraft der Hubkolben bewegt und mittels Bewegens des Hubkolbens das Stellglied 106 gestellt werden kann.
Die Kraftübertragungs-Struktur 108 kann aus einer Richtung seitlich oder einem anderen Winkel mit dem Stellglied 106 gekuppelt sein. Wird eine Drehbewegung von der Kraftübertragungs-Struktur 108 auf das Stellglied 106 übertragen, kann diese anschaulich umgelenkt werden, wobei eine Drehachse der Drehbewegung umgelenkt werden kann. Dabei kann eine Drehachse des Stellglieds 106 in einem Winkel zu einer Drehachse der Kraftübertragungs-Struktur verlaufen.
1B veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei die Magnetron-Anordnung 100 ein Planarmagnetron oder ein Rohrmagnetron aufweisen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetron-Anordnung 100 eine Magnet-Anordnung 114 aufweisen, wobei die Magnet-Anordnung 114 einen Magneten 104 oder eine Gruppe von Magneten 104 aufweisen kann.
Außerhalb der Magnetron-Anordnung 100 kann ein Antrieb 110 angeordnet sein, welcher eine mechanische Kraft erzeugen kann. Zum Erzeugen einer Drehbewegung kann der Antrieb 110 beispielsweise einen elektrischen Motor oder einen Handantrieb (z.B. eine Kurbel oder ein Handrad) aufweisen. Zum Erzeugen eines Drucks kann der Antrieb 110 beispielsweise eine Pumpe oder einen Kompressor aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Antrieb beispielsweise derart eingerichtet sein, dass elektrische Energie in mechanische Energie zum Erzeugen der mechanischen Kraft umgewandelt werden kann und anschaulich einen elektrischen Motor aufweisen der eine Welle oder eine Pumpe antreiben kann.
Erzeugt der Antrieb eine Drehbewegung kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 zum Übertragen der mechanischen Kraft von dem Antrieb 110 auf das Stellglied 106 eine Welle 108w aufweisen, wobei die Welle drehbar gelagert sein kann und derart mit dem Antrieb 110 gekuppelt sein kann, dass diese mittels des Antriebs gedreht werden kann. Beim Drehen der Welle 108w kann ein Drehmoment auf das Stellglied 106 übertragen werden.
Analog zum vorangehend Beschriebenen kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 eine Rohrleitung aufweisen, mittels derer ein Druck von dem Antrieb zum Stellen des Stellglieds 106 übertragen werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetron-Anordnung 100 eine Kathode 112 aufweisen, die an dem Träger 102 befestigt sein kann. Die Kathode kann beispielsweise eine planare Kathode eines Planarmagnetrons oder eine Rohrkathode eines Rohrmagnetrons aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann an der Kathode ein Targetmaterial befestigt sein das zum Sputtern verdampft werden kann. Die Kathode kann relativ zu der Magnet-Anordnung 114 derart angeordnet sein, dass das von der Magnet-Anordnung 114 erzeugte Magnetfeld 120 die Kathode durchdringen kann.
Analog zum vorangehend beschriebenen kann das erzeugte Magnetfeld 120 eine Magnetfeldcharakteristik aufweisen. Beispielsweise kann die Magnetfeldcharakteristik eine magnetische Flussdichte oder eine magnetische Feldstärke aufweisen mit der das Magnetfeld 120 einen Oberflächenbereich 109 der Kathode durchdringt. Mittels Stellen des Stellglieds 106 kann die Magnetfeldcharakteristik in dem Oberflächenbereich 109 der Kathode verändert werden.
2A veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Perspektivansicht. Die Magnet-Anordnung 114 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere, z.B. drei reihenförmig angeordnete Magnetgruppen 204 (Magnetreihen 204) aufweisen, die auf einem gemeinsamen Magnetträger 202 befestigt sind. Jede der Magnetreihen 204 kann mehrere nebeneinander angeordnete Magnete aufweisen. Die Magnete der Magnetreihen 204 können derart angeordnet und ausgerichtet sein, dass die nebeneinander angeordneten Magnetreihen 204 eine antiparallele Magnetisierung aufweisen. Beispielsweise können die äußeren beiden Magnetreihen 204 entlang der Richtung 105 magnetisiert sein, wobei die mittig angeordnete Magnetreihe 204 entgegen der Richtung 105 magnetisiert sein kann.
Anschaulich können die Magnete der Magnet-Anordnung 114 magnetisch an dem Magnetträger 202 befestigt sein (wobei der Magnetträger 202 beispielsweise ein magnetisierbares Material aufweisen kann), oder die Magnete der Magnet-Anordnung 114 können z.B. an den Magnetträger 202 geklebt sein.
Die Magnetron-Anordnung 100 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere Stellglieder 106 aufweisen, welche mit der Magnet-Anordnung 114 gekuppelt sein können. Beispielsweise kann der Magnetträger 202 mittels der mehreren Stellglieder 106 beweglich gelagert sein. Anschaulich können die mehreren Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass der Magnetträger 202 mittels Stellens der mehreren Stellglieder 106 in eine Richtung 101 verschoben oder beispielsweise um eine zur Richtung 105 senkrechte Achse geschwenkt werden kann.
2B veranschaulicht die in 2A gezeigte Magnetron-Anordnung 100 in einer schematischen Draufsicht (entlang Richtung 105) und 2C veranschaulicht die in 2A gezeigte Magnetron-Anordnung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht (einen Querschnitt entlang einer senkrecht zur Richtung 105 verlaufenden Ebene). Die Magnetron-Anordnung 100 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere Stellbereiche 211 aufweisen, wobei jedem Stellbereich 211 jeweils ein Stellglied der mehreren Stellglieder 106 zugeordnet sein kann.
Die Stellbereiche 211 können derart angeordnet sein, dass jedem der Stellbereiche 211 ein Abschnitt 204a einer der Magnetreihen 204 (Magnetreihenabschnitt 204) zugeordnet ist. (Um weniger Stellglieder 106 zu benötigen können einem Stellbereich 211 zwei oder drei Magnetreihen 204 zugeordnet sein.)
Jeder Magnetreihenabschnitt 204 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen Magnet oder eine Gruppe von Magneten aufweisen, die jeweils ein Magnetfeld erzeugen können. Die Magnetfelder der Magnetreihenabschnitte 204a können einander überlagern und ein gemeinsames Magnetfeld der Magnet-Anordnung ausbilden.
Wie vorangehend beschrieben ist, können die Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass der Magnetträger 202 verschoben oder geschwenkt werden kann. Dabei kann das Bewegen der Magnetreihenabschnitte 204a aneinander gekoppelt sein. Anschaulich kann die relative Lage der Magnetreihen 204 zueinander beim Stellen der Stellglieder 106 bestehen bleiben.
Soll die relative Lage der Magnetreihen 204 zueinander verändert werden, kann der Magnetträger 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen flexibel eingerichtet sein. Dabei kann mittels Stellens der Stellglieder 106 jeweils die Lage eines Stellbereichs 211 in der Magnet-Anordnung 114 beeinflusst werden. Anschaulich kann beim Stellen eines der Stellglieder 106 der Magnetträger 202 in dem zugeordneten Stellbereich 211 verformt und/oder verbogen werden, so dass die relative Position des dem Stellbereich 211 zugeordneten Magnetreihenabschnitts 204 in der Magnet-Anordnung 114 verändert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann analog zum vorangehend Beschriebenen mittels Stellens eines der Stellglieder 106 beispielsweise eine relative Lage des magnetisierbaren Materials zu der Magnet-Anordnung 114 an dem zugeordneten Stellbereich 211 verändert werden.
Anschaulich kann die Anzahl der Stellglieder 106 pro Magnet-Anordnung 114 eine räumliche Auflösung definieren, mit der die Magnetfeldcharakteristik verändert werden kann. Je mehr Stellglieder 106 mit einer Magnet-Anordnung 114 gekuppelt sind, umso größer kann die räumliche Auflösung sein, mit der die Magnetfeldcharakteristik verändert werden kann.
2D veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Perspektivansicht. Die Magnetron-Anordnung 100 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere Stellglieder 106 aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist. Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 mehrere Lager 116 aufweisen, z.B. Stecklager 116, Kipplager 116, Gleitlager 116, Drehlager 116 oder Schwenklager 116, welche z.B. eine gelagerte Translation (z.B. in Richtung 105) oder eine gelagerte Drehbewegung (z.B. ein Schwenken, bzw. Verkippen) der Magnet-Anordnung 114 ermöglichen können, wenn eines der Stellglieder 106 gestellt wird. Beispielsweise kann die Magnetron-Anordnung 100 jeweils pro Stellglied 106 jeweils ein Lager 116 aufweisen, oder mehrere Lager 116 pro Stellglied 106, z.B. zwei Lager 116, drei Lager 116 oder vier Lager 116 oder mehr als vier Lager 116.
Dadurch kann es anschaulich ermöglicht werden, weniger Stellglieder 106 pro Magnet-Anordnung 114 zu benötigen. Beispielsweise kann eines der Stellglieder 106 einer der gezeigten Ausführungsformen (vergleiche beispielsweise 2A, 3A oder 4A) mittels eines geeigneten Lagers 116 (z.B. ein Festlager oder Gleitlager) ersetzt werden, so dass mittels Stellens eines der verbleibenden Stellglieder 106 ein Verstellen (z.B. Bewegen) der Magnet-Anordnung 114 ermöglicht wird.
Beispielsweise kann der Magnetträger 202 (bzw. die Magnet-Anordnung 114) mittels der mehreren Lager 116 beweglich gelagert sein, wobei mittels der Stellglieder 106 eine Kraft auf den Magnetträger 202 (bzw. die Magnet-Anordnung 114) übertragen werden kann, wobei mittels der Kraft der Magnetträger 202 (bzw. die Magnet-Anordnung 114) bewegt werden kann. Beispielsweise kann ein Schwenklager eine Schwenkachse definieren um welche der Magnetträger 202 mittels Stellens eines entsprechenden Stellglieds 106 geschwenkt werden kann. Analog dazu kann ein Gleitlager eine Translationsachse definieren auf welcher der Magnetträger 202 mittels Stellens eines entsprechenden Stellglieds 106 verschoben werden kann.
Anschaulich können die mehreren Stellglieder 106 und die mehreren Lager 116 derart eingerichtet sein, dass der Magnetträger 202 mittels Stellens der mehreren Stellglieder 106 in eine Richtung 101 verschoben oder beispielsweise um eine zur Richtung 105 senkrechte Achse geschwenkt (vergleiche beispielsweise 3D) werden kann.
2E veranschaulicht die in 2D gezeigte Magnetron-Anordnung 100 in einer schematischen Draufsicht (entlang Richtung 105) und 2F veranschaulicht die in 2D gezeigte Magnetron-Anordnung 100 in einer schematischen Querschnittsansicht (einen Querschnitt entlang einer senkrecht zur Richtung 105 verlaufenden Ebene). Die Magnetron-Anordnung 100 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere Stellbereiche 211 aufweisen, wobei jedem Stellbereich 211 jeweils ein Stellglied 106 der mehreren Stellglieder 106 zugeordnet sein kann.
Die Stellbereiche 211 können derart angeordnet sein, dass jedem der Stellbereiche 211 ein Abschnitt 204a einer der Magnetreihen 204 (Magnetreihenabschnitt 204) zugeordnet ist. (Um weniger Stellglieder 106 zu benötigen können einem Stellbereich 211 zwei oder drei Magnetreihen 204 zugeordnet sein.)
Wie vorangehend beschrieben ist, können die Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass der Magnetträger 202 verschoben oder geschwenkt werden kann. Dabei kann das Bewegen der Magnetreihenabschnitte 204a aneinander gekoppelt sein. Anschaulich kann die relative Lage der Magnetreihen 204 zueinander beim Stellen der Stellglieder 106 bestehen bleiben.
Soll die relative Lage der Magnetreihen 204 zueinander verändert werden, kann der Magnetträger 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen flexibel eingerichtet sein. Dabei kann mittels Stellens der Stellglieder 106 jeweils die Lage eines Stellbereichs 211 in der Magnet-Anordnung 114 beeinflusst werden. Anschaulich kann beim Stellen eines der Stellglieder 106 der Magnetträger 202 in dem zugeordneten Stellbereich 211 verformt und/oder verbogen werden, so dass die relative Position des dem Stellbereich 211 zugeordneten Magnetreihenabschnitts 204 in der Magnet-Anordnung 114 verändert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann analog zum vorangehend Beschriebenen mittels Stellens eines der Stellglieder 106 beispielsweise eine relative Lage des magnetisierbaren Materials zu der Magnet-Anordnung 114 an dem zugeordneten Stellbereich 211 verändert werden.
Der Magnetträger 202 (bzw. die Magnet-Anordnung 114) kann einen Stellbereich 211, oder mehr als einen Stellbereich 211 aufweisen. Anschaulich kann die Anzahl der Stellbereiche 211 pro Magnet-Anordnung 114 eine räumliche Auflösung definieren, mit der die Magnetfeldcharakteristik verändert werden kann. Umso mehr Stellbereiche 211 pro Magnet-Anordnung 114 vorgesehen sind, desto größer kann die räumliche Auflösung sein, mit der die Magnetfeldcharakteristik verändert werden kann.
Ferner kann die Anzahl der Stellglieder 106 und/oder Lager 116 pro Magnet-Anordnung 114 (und/oder pro Stellbereich 211) eine räumliche Auflösung definieren, mit der die Magnetfeldcharakteristik verändert werden kann. Beispielsweise kann für eine mittels entsprechender Lager 116 gelagerte Magnet-Anordnung 114 ein Stellglied 106 ausreichen, damit eine ausreichend genaues Anpassen der Magnetfeldcharakteristik bereitgestellt sein oder werden kann. Umso mehr Stellglieder 106 und/oder Lager 116 mit einer Magnet-Anordnung 114 gekuppelt sind, desto größer kann die räumliche Auflösung sein, mit der die Magnetfeldcharakteristik verändert werden kann.
Beispielsweise kann jeder der Stellbereiche 211 alternativ zwei Stellglieder 106 und ein zwischen den zwei Stellgliedern 106 angeordnetes Lager 116 aufweisen.
3A veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Die Magnetron-Anordnung 100 kann, wie vorangehend beschrieben ist, eine Rohrkathode 302 aufweisen. Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 zwei Endblöcke 312a, 312b aufweisen, wobei die Rohrkathode 302 mittels der Endblöcke 312a, 312b drehbar gelagert sein kann.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann ein Antriebsendblock 312a mit einer Kathoden-Antriebsstruktur 302a zum Drehen der Rohrkathode 302 gekuppelt sein. Ferner kann ein Medienendblock 312b zum Zuführen und Abführen von Kühlmittel (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch), welches durch die Rohrkathode 302 hindurch geleitet werden kann und/oder zum Versorgen der Rohrkathode 302 mit elektrischer Energie eingerichtet sein. Die Kathoden-Antriebsstruktur 302a kann mit einem außerhalb der Magnetron-Anordnung 100 angeordneten Antrieb gekuppelt sein, wobei mittels der Kathoden-Antriebsstruktur 302a ein Drehmoment zum Drehen der Rohrkathode 302 übertragen werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rohrkathode 302 eingerichtet sein ein Targetmaterial 302t zu halten. Das Targetmaterial 302t kann beispielsweise rohrförmig eingerichtet sein und die Rohrkathode 302 zumindest teilweise umgeben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 ein Trägerrohr 102 aufweisen, welches mittels der Endblöcke 312a, 312b gestützt eingerichtet sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen das Trägerrohr 102 beim Drehen der Rohrkathode 302 (um das Trägerrohr 102 herum) in einer festen Orientierung und/oder Lage bezüglich der Endblöcke 312a, 312b verbleiben.
Beispielsweise kann die Rohrkathode 302 um eine Rotationsachse 311 (parallel zur Richtung 101) des Magnetrons drehbar gelagert sein, wobei die Rotationsachse 311 parallel zu einer Längserstreckung des Trägerrohrs 102 verlaufen und innerhalb des Trägerrohrs 102 angeordnet sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetron-Anordnung 100 mehrere Magnet-Anordnungen 114 aufweisen, wobei jede Magnet-Anordnung 114 mittels mehrerer (z.B. zwei oder vier) Stellglieder 106 schwenkbar und/oder verschiebbar gelagert sein kann.
Ferner kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 eine drehbar gelagerte Welle 108w und eine Wellen-Antriebsstruktur 308s aufweisen, wobei die Welle mit der Wellen-Antriebsstruktur 308s gekuppelt sein kann. Die Wellen-Antriebsstruktur 308s kann beispielsweise einen Riemen oder eine weitere Welle aufweisen, wobei mittels der Wellen-Antriebsstruktur 308s ein Drehmoment auf die drehbar gelagerte Welle 108w übertragen werden kann.
Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 eine Targetkupplung 301 aufweisen, an dem die Rohrkathode 302, die Kraftübertragungs-Struktur 108 und/oder das Trägerrohr 102 an den Endblöcken 312a, 312b montiert werden können. Anschaulich kann die Targetkupplung 301 eine lösbare Verbindung aufweisen, die ein Montieren und Demontieren der Rohrkathode 302, der Kraftübertragungs-Struktur 108 und/oder des Trägerrohrs 102 an den Endblöcken 312a, 312b ermöglichen kann.
Ferner kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 einen Stellwagen 308 aufweisen auf den mittels der drehbar gelagerten Welle 108w die mechanische Kraft (z.B. als Drehmoment) übertragen werden kann. Der Stellwagen 308 kann entlang der Längserstreckung des Trägerrohrs 102 und/oder entlang der Längserstreckung der drehbar gelagerten Welle 108w (entlang der Rotationsachse 311) bewegbar eingerichtet sein. Dabei kann jedem der Stellglieder 106 eine Kupplungs-Position zugeordnet sein in die der Stellwagen 308 bewegt werden kann und in welcher der Stellwagen 308 mit dem zugeordneten Stellglied 106 gekuppelt sein kann.
Der Stellwagen 308 und die Stellglieder 106 können derart eingerichtet sein, dass die mittels der drehbar gelagerten Welle 108w auf den Stellwagen 308 übertragene mechanische Kraft auf ein mit dem Stellwagen 308 gekuppeltes Stellglied 106 übertragen werden kann. Dabei kann mittels der mechanischen Kraft das mit dem Stellwagen 308 gekuppelte Stellglied 106 gestellt werden. Anschaulich kann mittels Bewegens des Stellwagens 308 in eine Kupplungs-Position gezielt eines der Stellglieder 106 gestellt werden.
3B bis 3D veranschaulichen eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht. Die Magnetron-Anordnung 100 kann beispielsweise ein Planarmagnetron oder ein Rohrmagnetron, z.B. das in 3A dargestellte Rohrmagnetron aufweisen.
Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 mehrere Magnet-Anordnungen aufweisen, wobei jeweils eine erste Magnet-Anordnung 114a und eine zweite Magnet-Anordnung 114b der mehreren Magnet-Anordnungen dargestellt sind.
Die erste Magnet-Anordnung 114a und die zweite Magnet-Anordnung 114b können beispielsweise in einem Abstand zueinander angeordnet sein oder werden, wie in 3B dargestellt ist, so dass zwischen der ersten Magnet-Anordnung 114a und der zweiten Magnet-Anordnung 114b ein Spalt 114s gebildet ist. Der Spalt 114s kann eingerichtet sein, um ein Bewegen der ersten Magnet-Anordnung 114a und der zweiten Magnet-Anordnung 114b relativ zueinander zu erleichtern. Anschaulich kann mittels des Spalts 114s ein Reiben der ersten Magnet-Anordnung 114a und der zweiten Magnet-Anordnung 114b aneinander vermieden werden.
Ferner kann eine Breite des Spalts 114s derart eingerichtet sein, dass eine thermische Ausdehnung der Bestandteile der Magnet-Anordnungen 114a, 114b, z.B. des Magnetträgers 202 und/oder der Magneten 104, ausgeglichen werden kann.
Zum Anpassen der Magnetfeldcharakteristik kann mittels Stellens der entsprechenden Stellglieder 106 beispielsweise ein Verschieben (senkrecht zur Richtung 101) der ersten Magnet-Anordnung 114a und der zweiten Magnet-Anordnung 114b relativ zueinander erfolgen. Dabei kann ein erster Abstand (senkrecht zur Richtung 101) der ersten Magnet-Anordnung 114a zu dem Trägerrohr 102 eingerichtet sein, der kleiner sein kann als ein zweiter Abstand (senkrecht zur Richtung 101) der zweiten Magnet-Anordnung 114b zu dem Trägerrohr 102.
Ferner können die Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass beispielsweise ein Vergrößern oder ein Verkleinern des Spalts 114s erfolgen kann. Dabei kann eine Wechselwirkung der jeweils von den beiden Magnet-Anordnungen 114a, 114b erzeugen Magnetfelder miteinander verändert werden.
Soll das Bilden eines Spalts vermieden werden können die erste Magnet-Anordnung 114a und die zweite Magnet-Anordnung 114b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in körperlichem Kontakt zueinander angeordnet sein, wie in 3C dargestellt ist. Dabei kann ein Überlappen der jeweils von den beiden Magnet-Anordnungen 114a, 114b bereitgestellten Magnetfelder vergrößert werden, so dass ein Übergang der Magnetfeldcharakteristik zwischen den beiden Magnet-Anordnungen 114a, 114b gleichmäßig erfolgt.
Die beiden Magnet-Anordnungen 114a, 114b können derart eingerichtet sein, dass diese zum Anpassen der Magnetfeldcharakteristik aufeinander gleiten können. Anschaulich kann eine Reibung zwischen den beiden Magnet-Anordnungen 114a, 114b reduziert sein, beispielsweise mittels einer Beschichtung der Oberflächen der beiden Magnet-Anordnungen 114a, 114b die einander berühren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass ein Schwenken einer Magnet-Anordnung 114a, 114b erfolgen kann, wie in 3D dargestellt ist. Dabei kann mittels Stellens der entsprechenden Stellglieder 106 ein Winkel, in dem ein Magnetträger 202 relativ zu dem Trägerrohr 102 verläuft, verändert werden. Beispielsweise kann eine zweite Magnet-Anordnung 114b um eine zur Rotationsachse 311 des Magnetrons quer verlaufende Achse und/oder um eine zur Rotationsachse 311 des Magnetrons parallel verlaufende Achse geschwenkt werden.
4A veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht. Die Magnetron-Anordnung 100 kann, wie vorangehend beschrieben ist, eine Rohrkathode 302 aufweisen, die mittels zweier Endblöcke 312a, 312b drehbar gelagert sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetron-Anordnung 100 genau eine Magnet-Anordnung 114 aufweisen, welche entlang der Rotationsachse des Kathodenrohrs erstreckt sein kann. Die Magnet-Anordnung 114 kann beispielsweise einen entlang der Rotationsachse 311 erstreckten Magnetträger 202 aufweisen, welcher mittels mehrerer Stellglieder 106 verschoben, geschwenkt und/oder verbogen werden kann.
4B und 4C veranschaulichen eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei die Magnetron-Anordnung 100 ein Planarmagnetron oder ein Rohrmagnetron, aufweisen kann.
Die Magnetron-Anordnung 100 kann eine der vorangehend beschriebenen Magnet-Anordnungen 114, 114a 114b, z.B. eine der in 3A veranschaulichen Magnet-Anordnungen 114 und/oder die in 4A veranschauliche Magnet-Anordnungen 114 aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Magnetträger 202 derart verformbar, z.B. flexibel eingerichtet sein, dass dieser mittels der Stellglieder 106 verformt (verbogen) werden kann, wie in 4B dargestellt ist. Dabei kann eine Lage der auf dem Magnetträger 202 angeordneten Magnete 104 zueinander, zum Trägerrohr 102 und/oder zu einer Rohrkathode 302 verändert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder der Magnete 104 einer Magnet-Anordnung 114 einzeln mittels eines Stellglieds 106 bewegbar eingerichtet sein, wie in 4C dargestellt ist. Dazu kann jeder Magnet 104 jeweils mit mindestens einem Stellglied 106 gekuppelt sein, so dass ein Verschieben des Magneten 104 senkrecht zur Rotationsachse 311 der Magnetron-Anordnung 100 und/oder ein Schwenken des Magneten 104, um eine zur Rotationsachse 311 der Magnetron-Anordnung 100 parallele Achse ermöglicht wird.
Beispielsweise kann das Stellglied 106 einen Gewindestab 106 (oder eine Schraube) aufweisen, der in einer Gewindebohrung in dem Magnetträger 202 angeordnet sein kann. Beim Drehen des Gewindestabs 106 kann dieser anschaulich durch den Magnetträger 202 hindurch geschraubt werden, und gegen den Magneten 104 pressen. Der Magnet 104 kann dabei derart gelagert sein, dass dieser geschwenkt und/oder verschoben werden kann, wenn der Gewindestabs 106 gegen den Magneten presst.
5A veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht. Die Magnetron-Anordnung 100 kann, analog zum vorangehend Beschriebenen, mehrere Stellglieder aufweisen, wobei ein erstes Stellglied 106a und ein zweites Stellglied 106b dargestellt ist.
Die Kraftübertragungs-Struktur 108 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Welle 108w zum Übertragen einer mechanischen Kraft auf den Stellwagen 308 (z.B. eine erste Spindel 108w) aufweisen und eine Welle 508w zum Bewegen des Stellwagens 308 (z.B. eine zweite Spindel 108w) aufweisen.
Die erste Spindel 108w kann anschaulich Teil des Stellgliedantriebs und die zweite Spindel 108w Teil des Wagenantriebs sein. Die erste Spindel 108w und die zweite Spindel 508w können derart eingerichtet sein, dass diese durch den Stellwagen 308 hindurch erstreckt sein können. Dazu kann der Stellwagen 308 entsprechende Durchgangslöcher aufweisen.
Die erste Spindel 108w und die zweite Spindel 508w können jeweils mittels eines axialen Festlagers 514f und eines Loslagers 514l drehbar 515 gelagert sein. Das axiale Festlager 514f kann derart eingerichtet sein, dass eine Bewegung der ersten Spindel 108w und der zweiten Spindel 508w parallel zur Rotationsachse 311 des Targetgrundrohrs verhindert werden kann. Das Loslager 514l kann derart eingerichtet sein, dass die erste Spindel 108w und die zweite Spindel 508w in eine Richtung parallel zur Rotationsachse 311 verschiebbar in dem Loslager 514l gelagert sein können. Beispielsweise kann mittels des Loslagers 514l eine thermische Ausdehnung oder eine Schwankung in der Lagerung der beiden Spindeln 108w, 508w (z.B. während des Betriebs der Magnetron-Anordnung 100) ausgeglichen werden.
Zum Drehen und/oder Übertragen eines Drehmoments und/oder einer mechanischen Kraft auf eine der beiden Spindeln 108w, 508w können diese jeweils eine Drehmomentkupplung 508k aufweisen. Die Drehmomentkupplung 508k kann derart lösbar und/oder steckbar eingerichtet sein, dass die beiden Spindeln 108w, 508w, z.B. zum Wechseln des Targetmaterials, von einem Antrieb getrennt werden können. Die Drehmomentkupplung 508k kann ferner derart eingerichtet sein, dass ein Verbinden der beiden Spindeln 108w, 508w mit einem Antrieb, z.B. mittels ineinander Steckens, ohne zusätzliche Montageschritte erfolgen kann.
Der Stellwagen 308 kann mittels einer Führungsschiene 518 bewegbar entlang einer zur Rotationsachse 311 des Targetgrundrohrs parallel verlaufenden Richtung gelagert sein. Die Führungsschiene 518 kann beispielsweise an dem Trägerrohr 102 befestigt sein.
Die zweite Spindel 508w und der Stellwagen 308 können derart eingerichtet sein, dass der Stellwagen 308 mittels Drehens der zweiten Spindel 508w bewegt werden kann. Dazu kann der Stellwagen 308 mit der zweiten Spindel 508w gekuppelt sein, beispielsweise mittels einer Gewindespindel, eines Planetenrollengewindetriebs und/oder eines Kugelgewindetriebs.
Die erste Spindel 108w und der Stellwagen 308 können derart eingerichtet sein, dass die erste Spindel 108w durch den Stellwagen 308 hindurch verschiebbar gelagert ist. Beispielsweise kann die erste Spindel 108w eine Polygonwelle, eine Keilwelle, eine Zahnwelle, eine Kerbzahnwelle und/oder eine Vierkantwelle aufweisen, wobei der Stellwagen 308 ein passendes Gegenstück, z.B. mit einem Innenvierkant, einen Innenkeil und/oder einen Innenzahn aufweisen kann. Beispielsweise können der Stellwagen 308 und die erste Spindel 108w mittels einer Verzahnung oder einer Welle-Nabe-Verbindung miteinander gekuppelt sein.
Das Kuppeln der ersten Spindel 108w mit dem Stellwagen 308 kann derart erfolgen, dass mittels Drehens der ersten Spindel 108w eine Kraft, z.B. ein Drehmoment auf ein Stellglied 106a, 106b übertragen werden kann, wenn der Stellwagen 308 mit dem Stellglied 106a, 106b gekuppelt ist. Zum Kuppeln mit einem Stellglied 106a, 106b kann der Stellwagen 308 ein Verstellgetriebe 512 aufweisen, welches derart mit der ersten Spindel 108w gekuppelt sein kann, dass ein Drehmoment von der Spindel 108w auf das Verstellgetriebe 512 übertragen werden kann.
Das Verstellgetriebe 512 kann zum Umlenken eines Drehmoments und/oder zum Umlenken einer Drehbewegung (Kraft/Bewegungsumlenkung) um einen Umlenk-Winkel eingerichtet sein. Der Umlenk-Winkel kann beispielsweise in einem Bereich von 60° ungefähr bis ungefähr 120°, z.B. in einem Bereich von 80° ungefähr bis ungefähr 100° liegen. Anschaulich kann der Umlenk-Winkel beschreiben in welchem Winkel zwei Drehachsen zueinander verlaufen können. Dazu kann das Verstellgetriebe 512 beispielsweise ein Schneckengetriebe, ein Kegelrad, eine Schrägverzahnung, ein Zahnrad und/oder ein Schrittschaltwerk aufweisen.
Das Umlenken des Drehmoments kann derart erfolgen, dass das Verstellgetriebe 512 mit einer dazu passenden Kupplung 106k ein erstes Stellglied 106a kuppeln kann, wenn der Stellwagen 308 in einer ersten (dem ersten Stellglied 106a zugeordneten) Kupplungs-Position 501a positioniert ist. Das Stellglied 106a kann derart eingerichtet sein, dass beim Übertragen des Drehmoments auf die Kupplung 106k ein Verschieben der Magnet-Anordnung 114 (z.B. senkrecht zur Rotationsachse 311) erfolgen kann. Das Stellglied 106a kann dazu beispielsweise ein Zahnstangengetriebe und/oder eine Gewindespindel aufweisen.
Analog dazu kann ein Kuppeln des Stellwagens 308 an ein zweites Stellglied 106b erfolgen, wenn der Stellwagen 308 in einer (dem zweiten Stellglied 106b zugeordneten) zweiten Kupplungs-Position 501b positioniert ist.
Ferner können die Stellglieder 106a, 106b eine Hemmung, z.B. eine Selbsthemmung, eine Bremse oder eine Verriegelung aufweisen, die derart eingerichtet sein kann, dass ein Verstellen der Stellglieder 106a, 106b nur dann erfolgt, wenn der Stellwagens 308 in der dem Stellglied 106a, 106b zugeordneten Kupplungs-Position 105a, 105b ist. Anschaulich kann die Hemmung ein selbstständiges Verstellen eines Stellglieds 106a, 106b verhindern.
5B veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht, wobei auf gegenüberliegenden Seiten des Stellwagens 308 jeweils ein Stellglied 106l, 106r angeordnet sein kann. Analog zum vorangehend Beschriebenen kann die Magnetron-Anordnung 100 zwei nebeneinander angeordnete Stellbereiche 211 aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann den Stellgliedern 106l, 106r eine gemeinsame Kupplungs-Position zugeordnet sein, so dass diese gemeinsam gestellt werden können, wenn sich der Stellwagen 308 in der den Stellgliedern 106l, 106r zugeordneten Kupplungs-Position befindet. Dabei kann ein Verschieben der Stellbereiche 211 der Magnet-Anordnung 114 Senkrecht zu der Rotationsachse 311 (parallel zur Richtung 105) erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kupplung der Stellgliedern 106l, 106r mit dem Stellwagen 308 derart eingerichtet sein, dass diese beim Stellen gegenläufig gestellt werden. Anschaulich kann beim gegenläufigen Stellen der Stellgliedern 106l, 106r ein Schwenken der Stellbereiche 211 der Magnet-Anordnung 114, um eine zur Rotationsachse 311 parallele Achse ermöglicht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann alternativ dem linksseitigen Stellglied 106l jeweils eine Kupplungs-Position und dem rechtsseitigen Stellglied 106r jeweils eine Kupplungs-Position zugeordnet sein, wobei die Kupplungs-Position des rechtsseitigen Stellglieds 106r verschieden sein kann von der Kupplungs-Position des linksseitigen Stellglieds 106l, so dass diese getrennt voneinander gestellt werden können.
Dabei kann der Stellwagen 308 beispielsweise ausschließlich an eine Kupplung 106k des linksseitigen Stellglieds 106l kuppeln, wenn sich der Stellwagen 308 in einer dem linksseitigen Stellglied 106l zugeordneten Kupplungs-Position befindet, wobei anschaulich dann das linksseitige Stellglied 106l gestellt werden kann. Analog dazu kann der Stellwagen 308 beispielsweise ausschließlich an eine Kupplung 106k des rechtsseitige Stellglieds 106r kuppeln, wenn sich der Stellwagen 308 in einer dem rechtsseitigen Stellglied 106r zugeordnet Kupplungs-Position befindet, wobei anschaulich dann das rechtsseitige Stellglied 106r gestellt werden kann.
Anschaulich kann mittels getrennt voneinander stellbarer Stellglieder 106r, 106l ein Schwenken der Schwenkbereiche 211 der Magnet-Anordnung 114, um eine zur Rotationsachse 311 parallele Achse ermöglicht werden.
6A veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Stellwagen 308 mittels einer Welle 602 gekoppelt sein, wie in 6A dargestellt ist, wobei mittels Drehens der Welle ein Bewegen des Stellwagens 308 entlang einer Richtung 601 und/oder ein Kraftübertragen an ein Stellglied 106 erfolgen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Stellwagen 308 ein schaltbares Getriebe aufweisen, welches in einer ersten Schaltposition ein Bewegen des Stellwagens 308 und in einer zweiten Schaltposition ein Kraftübertragen an ein Stellglied 106 ermöglichen kann. Anschaulich kann mittels eines schaltbaren Getriebes ein Umschalten der Kraft/Bewegungsumlenkung zu dem Wagenantrieb oder dem Stellgliedantrieb erfolgen.
Alternativ kann der Stellwagen 308 mittels einer Rohrleitung 602 gekoppelt sein, welche ein Übertragen eines Drucks zu dem Stellwagen 308 ermöglicht. Analog zum vorangehend Beschriebenen kann der Stellwagen 308 einen Druckschalter aufweisen, welcher in einer ersten Schaltposition ein Bewegen des Stellwagens 308 und in einer zweiten Schaltposition ein Kraftübertragen an ein Stellglied 106 ermöglichen kann.
6B veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Stellwagen 308 mit einem Zugmittelantrieb 604, z.B. einem Zahnriemenantrieb, einem Kettenantrieb und/oder einem Riemenantrieb gekoppelt sein, wie in 6B dargestellt ist, wobei mittels Drehens des Zugmittelantriebs 604 ein Bewegen des Stellwagens 308 entlang einer Richtung 601 und/oder ein Kraftübertragen an ein Stellglied 106 erfolgen kann. Analog zum vorangehend Beschriebenen kann ein Umschalten der Kraft/Bewegungsumlenkung (zwischen dem Antreiben des Stellwagens 308 und dem Kraftübertragen an ein Stellglied 106) erfolgen.
Anschaulich kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 beispielsweise eine Antriebs-Welle 604a aufweisen mittels derer der Zugmittelantrieb 604 angetrieben werden kann. Die Antriebs-Welle 604a kann senkrecht zur Rotationsachse (senkrecht zur Richtung 101) des Targetgrundrohr erstreckt sein und so beispielsweise in Drop-In-Lösungen eingesetzt werden, wobei die Antriebs-Welle 604a mit dem Zugmittelantriebs 604 derart gekoppelt sein kann, dass auf eine Kraft/Bewegungsumlenkung in einem der Endblöcke verzichtet werden kann.
Ferner kann ein Übertragen der Kraft und/oder des Drehmoments zu einem Verstellgetriebe 512 mittels eines Zugmittelantriebs 604 erfolgen, wobei das Verstellgetriebe 512 mit dem Zugmittelantriebs 604 derart gekoppelt sein kann, dass auf eine Kraft/Bewegungsumlenkung in dem Verstellgetriebe 512 verzichtet werden kann.
6C veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Stellwagen 308 mit einer Welle 602 und mit einem Zugmittelantrieb 604 gekoppelt sein. Dabei kann mittels Drehens des Zugmittelantriebs 604 ein Bewegen des Stellwagens 308 und mittels Drehens der Welle ein Kraftübertragen an ein Stellglied 106 erfolgen. Alternativ kann mittels Drehens des Zugmittelantriebs 604 Welle ein Kraftübertragen an ein Stellglied 106 und mittels Drehens der Welle ein Bewegen des Stellwagens 308 erfolgen.
6D veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Stellwagen 308 mittels eines Zahnradantriebs 618 auf der Führungsschiene 518 bewegbar gelagert sein, wie in 6D dargestellt ist. Dabei kann mittels Drehens einer Welle 602 und/oder eines Zugmittelantriebs der Zahnradantrieb 618 gedreht werden. Der Zahnradantriebs 618 kann beispielsweise ein Zahnrad, eine Zahnwelle und/oder eine Keilwelle aufweisen, welche in eine passende Verzahnung an der Führungsschiene 518 greifen kann, so dass mittels Drehens des Zahnradantriebs 618 der Stellwagen 308 entlang einer Richtung 601 bewegt werden kann. Die Führungsschiene 518 kann dazu beispielsweise eine Zahnstange aufweisen, wobei die Führungsschiene 518 und der Stellwagen 308 mittels des Zahnstangenantriebs gekuppelt sein können.
7 veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht. Das Targetgrundrohr 302 kann, wie vorangehend beschrieben ist, drehbar gelagert sein, beispielsweise entlang einer Richtung 701.
Die Kraftübertragungs-Struktur 108 kann eine Antriebsrolle 708 aufweisen, die an das Targetgrundrohr 302 kuppelbar sein kann. Dazu kann die Antriebsrolle 708, z.B. eine Zahnwelle oder eine Keilwelle aufweisen, die in eine entsprechende Verzahnung in einer Innenwand des Targetgrundrohrs 302 greifen kann. Alternativ kann die Antriebsrolle 708 eine Rolle mit glatter Oberfläche aufweisen, welche kraftschlüssig mit dem Targetgrundrohr 302 gekuppelt sein kann. Dazu kann die Antriebsrolle 708 beispielsweise mittels einer Feder gegen die Innenwand des Targetgrundrohrs 302 gepresst werden.
Der Antriebswagen 308 kann auf einer der Magnet-Anordnung gegenüber liegenden Seite des Trägerrohrs 102 angeordnet sein, wobei die Antriebsrolle 708 zwischen dem Antriebswagen 308 und dem Targetgrundrohr 302 angeordnet sein kann. Die Antriebsrolle 708 kann derart eingerichtet sein, dass beim Drehen des Targetgrundrohrs 302 ein Drehmoment von dem Targetgrundrohr 302 auf den Antriebswagen 308 übertragen werden kann. Das auf den Antriebswagen 308 übertragene Drehmoment kann zum Bewegen des Antriebswagens 308 (z.B. mittels eines Zahnradantriebs 618) auf eine Führungsschiene (oder eine Spindel) und/oder zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik auf ein Stellglied 106 übertragen werden.
Anschaulich kann mittels der Antriebsrolle 708 die Bewegung des Targetgrundrohrs genutzt werden, um eine mechanische Kraft auf den Stellwagen 308 übertragen zu können. Beispielsweise können der Stellwagen 308 und/oder die Antriebsrolle 708 derart eingerichtet sein, dass ein Drehmoment von der Kathoden-Antriebsstruktur 302a auf den Stellwagen 308 übertragen werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dabei ein Kuppeln der Antriebsrolle 708 mit dem Targetgrundrohr 302 erfolgen, wenn sich der Stellwagens 308 beispielsweise in einer Kupplungs-Position befindet. Somit kann ein Antreiben der Antriebsrolle 708 genau dann erfolgen, wenn der Stellwagens 308 mit einem der Stellglieder 106 gekuppelt ist. Beispielsweise kann ein Innenumfang des Targetgrundrohr 302 an den Kupplungs-Position verringert sein, so dass die Antriebsrolle 708 mit dem Targetgrundrohr 302 kuppelt, und/oder das Targetgrundrohr 302 kann einen Vorsprung an einem der Kupplungs-Positionen aufweisen, welcher die Antriebsrolle 708 an das Targetgrundrohr 302 klappen kann, so dass die Antriebsrolle 708 mit dem Targetgrundrohr 302 kuppelt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Antriebsrolle 708 mit der Schalt-Welle 710 gekuppelt sein, so dass beim Drehen der Antriebsrolle 708 die Schalt-Welle 710 gedreht wird. Ferner kann die Schalt-Welle 710 mit einer in einem Endblock angeordneten Bremse gekoppelt sein, so dass mittels Betätigen der Bremse ein Drehen der Schalt-Welle 710 gestoppt (und die Schalt-Welle 710 fixiert) werden kann.
Der Stellwagen 308 kann derart eingerichtet sein, dass der Stellwagen 308 mittels der Antriebsrolle 708 bewegt werden kann, wenn die Bremse gelöst und die Schalt-Welle 710 drehbar ist. Ist die Schalt-Welle 710 drehbar (beispielsweise bei gelöster Bremse), können Targetgrundrohr 308 und Schalt-Welle 710 beispielsweise synchron drehen und den Stellwagen 308 bewegen.
Der Stellwagen 308 kann ferner derart eingerichtet sein, dass ein Stellglied 106 mittels der Antriebsrolle 708 gestellt werden kann, wenn die Schalt-Welle 710 fixiert ist. Stoppt die Bremse die Schalt-Welle 710 kann das Drehmoment zum Stellen auf ein Stellglied 106 umgeleitet werden. Beispielsweise kann der Stellwagen 308 ein Differenzial aufweisen welches die Antriebsrolle 708 und die Schalt-Welle 710 mit einem Verstellgetriebe 512 und einem Zahnradantriebs 618 kuppelt.
Alternativ kann der Stellwagen 308 derart eingerichtet sein, dass dieser mittels der Antriebsrolle 708 bewegt werden kann, wenn die Schalt-Welle 710 fixiert ist, und ein Stellglied 106 gestellt werden kann, wenn die Schalt-Welle 710 drehbar ist.
Anschaulich kann die Bremse als Schalter wirken, der ein Umleiten des Drehmoments zum Bewegen des Stellwagens 308 oder zum Stellen eines Stellglieds 106 bewirken kann. Dabei kann beispielsweise zum Drehen des Targetgrundrohrs 308 erzeugte mechanische Kraft auf die Kraftübertragungs-Struktur 108 übertragen werden. Dies kann es erleichtern eine Kraftübertragungs-Struktur 108 in ein Targetgrundrohr 302 einzubauen, da aufgrund der einen notwendigen Welle ein geringer Platzbedarf erforderlich sein kann. Ferner kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 derart eingerichtet sein, dass auf ein Montieren zusätzlicher Antriebe und/oder ein Umlenken eines Drehmoments in einem Endblock verzichtet werden kann, was beispielsweise den Aufwand zum Umrüsten herkömmliche Magnetron-Anordnungen 100 verringern kann.
8A veranschaulicht eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Kuppeln des Stellwagens 308 mit einem Stellglied 106a, 106b mittels Kegelzahnrädern 806r, 808z, 806l erfolgen. Das Drehmoment kann, wie vorangehend ist, mittels der ersten Spindel 108w auf die Welle 808w übertragen werden. Dazu können die Welle 808w und die erste Spindel 108w mittels des Verstellgetriebes 512 gekuppelt sein.
Alternativ kann ein Drehmoment mittels eines Zugmittelantriebs auf das Verstellgetriebe 512 übertragen werden.
An der Welle kann ein zentrales Kegelzahnrad 808w befestigt sein, zum Übertragen eines Drehmoments auf weitere Kegelzahnräder. Beispielsweise kann mittels eines rechtsseitigen Kegelzahnrad 806r ein Drehmoment von dem zentralen Kegelzahnrads 808w auf das rechtsseitige Stellglied 106r übertragen werden. Analog kann mittels eines linksseitigen Kegelzahnrads 806l ein Drehmoment von dem zentralen Kegelzahnrad 808w auf das linksseitige Stellglied 106l übertragen werden. Anschaulich können der Stellwagen 308 und die Stellglieder 106r, 106l derart eingerichtet sein, dass mittels der Kegelzahnräder 806r, 808z, 806l ein Drehmoment von einer Welle 808w auf die Stellglieder 106a, 106b übertragen werden kann.
8B und 8C veranschaulichen jeweils eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Draufsicht. Das rechtsseitige Kegelzahnrad 806r und das linksseitige Kegelzahnrad 806l können derart angeordnet sein, dass ein geleichzeitiges Antreiben des rechtsseitigen Kegelzahnrads 806r und das linksseitigen Kegelzahnrads 806l erfolgen kann, wenn sich der Stellwagen 308 in einer ersten Kupplungs-Position 501a befindet, wie in 8B dargestellt ist. Dabei können die Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass einer ersten Kupplungs-Position 501a zwei Stellglieder 106r, 106l zugeordnet sein können.
Alternativ können das rechtsseitige Kegelzahnrad 806r und das linksseitige Kegelzahnrad 806l derart angeordnet sein, dass ein Antreiben des linksseitigen Kegelzahnrads 806l erfolgen kann, wenn sich der Stellwagen 308 in einer ersten Kupplungs-Position 501a befindet und ein Antreiben des rechtsseitigen Kegelzahnrads 806r erfolgen kann, wenn sich der Stellwagen 308 in einer zweiten Kupplungs-Position 501b befindet, wie in 8C dargestellt ist. Dabei können die Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass einer ersten Kupplungs-Position 501a genau ein Stellglied 106l zugeordnet sein kann und einer zweiten Kupplungs-Position 501b genau ein Stellglied 106r zugeordnet sein kann.
8D veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei die Führungsschiene am Ort der ersten Kupplungs-Position eine Erhebung 518h aufweisen kann. Die Welle 808w kann senkrecht zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs (senkrecht zur Richtung 101) verschiebbar eingerichtet sein, und auf der Führungsschiene gleiten und/oder anderweitig an der Führungsschiene gelagert sein.
Dabei kann die Welle 808w aufgrund der Erhebung 518h senkrecht zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs verschoben werden, wenn der Stellagen 308 in eine Kupplungs-Position 501a bewegt wird. Die Erhebung 518h kann derart eingerichtet sein, dass das zentrale Kegelzahnrad 808z beim Bewegen des Stellwagens 308 entlang der Längserstreckung der Führungsschiene 518 (z.B. entlang der Richtung 308) in die Verzahnung der Kegelzahnräder 806r, 806l anschaulich hinein gehoben wird.
Dabei kann ein Kuppeln des zentralen Kegelzahnrads 808z mit dem rechtsseitigen und/oder dem linksseitigen Kegelzahnrad 806r, 806l erleichtert werden.
8E veranschaulicht eine Verzahnung 800 eines Zahnrads gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht, wobei die Verzahnung 800 mehrere an einer Außenfläche eines Zahnrads, z.B. an einer Außenfläche eines der in 8A bis 8D dargestellten Kegelzahnräder 808z, 806r, 806l, angeordnete Zähne 820 aufweisen kann. Jeder der mehreren Zähne 820 kann keilförmig sein und mehrere abgeschrägte Gleitflächen 820a aufweisen.
Anschaulich kann jede der Gleitflächen 820a eingerichtet sein, um ein Eingreifen der Zähne 820 verschiedener Zahnräder und/oder Kegelzahnräder 808z, 806r, 806l ineinander zu erleichtern. Dazu können die Gleitflächen 820a in einem Winkel zu den Seitenflächen eines Zahns 820 verlaufen, so dass diese den Querschnitt des Zahns 820 verjüngen.
Der Querschnitt eines Zahns 820 kann mittels der Gleitflächen 820a derart verjüngt sein, dass beim Ineinandergreifen verschiedener Zahnräder und/oder Kegelzahnräder 808z, 806r, 806l einander sich berührende Gleitflächen 820a aufeinander abgleiten. Dabei können die ineinander greifen Zahnräder und/oder Kegelzahnräder 808z, 806r, 806l um einen Winkel derart gedreht werden, dass die Zähne der ineinander greifenden Zahnräder versetzt zueinander sind und sich diese anschaulich aneinander vorbei schieben können.
9A veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei das Stellen eines Stellglieds 106 hydraulisch und/oder pneumatisch erfolgen kann.
Dazu kann ein Stellglied 106 einen Hubkolben 902 aufweisen, wobei der Hubkolbens 902 hydraulisch betrieben und/oder pneumatisch betriebenen sein kann. Ferner kann das Stellglied 106 ein mit dem Hubkolben 902 verbundenes Ventil 908a aufweisen, welches derart eingerichtet sein kann, das mittels eines an dem Ventil angelegten Drucks der Hubkolben 902 gestellt 902h (z.B. gehoben 902h oder gesenkt 902h) werden kann. Mittels Stellens des Hubkolbens 902 kann beispielsweise ein Stellen des Stellglieds 106 erfolgen, so dass eine Magnetfeldcharakteristik angepasst werden kann, wie vorangehend beschrieben ist.
Die Kraftübertragungs-Struktur 108 kann eine Druckleitung 904 aufweisen, welche mit dem Stellwagen 308 gekuppelt sein kann, wobei in der Druckleitung 904 ein druckführendes Medium angeordnet sein kann. Das druckführende Medium kann zum Übertragen eines Drucks und/oder einer mechanischen Kraft eingerichtet sein.
Der Stellwagen 308 kann ferner, analog zu den Stellgliedern 106, ein Ventil 908b aufweisen, welches zum Kuppeln mit dem Ventil 908a des Stellglieds 106 eingerichtet sein kann. Beispielsweise kann von der Druckleitung 904 ein Druck durch die beiden Ventile 908a, 908b hindurch zu dem Hubkolben 902 übertragen werden, wenn die beiden Ventile 908a, 908b miteinander gekuppelt sind.
Analog zum vorangehend beschriebenen, kann das Ventil 908a eines Stellglieds 106 mit dem Ventil 908b gekuppelt sein, wenn sich der Stellwagen 308 in einer dem Stellglied 106 zugeordneten Kuppel-Position befindet. Dabei können die Stellglieder 106 derart eingerichtet sein, dass einer Kuppel-Position genau ein Stellglied 106 zugeordnet sein kann oder einer Kuppel-Position mehr als ein Stellglied 106, z.B. zwei, drei oder vier Stellglieder 106, zugeordnet sein können.
9B veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht. Analog zum vorangehend Beschriebenen kann eine Magnetron-Anordnung 100 mehrere Magnetanordnungen 114 aufweisen, welche jeweils drei Magnetreihen 204 aufweisen können, wobei jede der Magnetreihen 204 mindestens einem Stellglied 106 zugeordnet sein kann. Dabei kann eine Position und/oder eine Lage einer der Magnetreihen 204 mittels Stellens eines der Magnetreihe 204 zugeordneten Stellglieds 106 verändert werden.
Die Stellglieder 106 können beispielsweise Gewindestäbe aufweisen, wobei diese beim Drehen der Gewindestäbe anschaulich durch den Magnetträger 202 hindurch geschraubt werden können und gegen eine Magnetreihe 204 pressen. Dabei kann eine der Magnetreihen 204 verschoben und/oder geschwenkt werden, so dass zwischen dem Magnetträger 202 und einer verschobenen und/oder geschwenkten Magnetreihe ein Spalt 916s verändert werden kann. Anschaulich können die Magneten einer Magnetreihe 204 miteinander verbunden sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Anordnung der Gewindestäbe der Stellglieder 106 an die Form des Magnetträgers 202 und/oder an die Form des Stellwagens 308 angepasst sein. Beispielsweise können die Gewindestäbe in einem Winkel zueinander verlaufen und derart relativ zu dem Stellwagen 308 angeordnet sein, dass diese stirnseitig mit dem Stellwagen 308 kuppeln können, beispielsweise mittels einer Schlitzkupplung, einer Kreuzschlitzkupplung, einer Zahnkupplung und/oder einer Klauenkupplung.
Anschaulich können die Gewindestäbe in einer Kupplungs-Position des Stellwagens 308 in eine dazu passende Kupplung an dem Stellwagen 308 greifen, und beispielsweise mittels eines Zahnrads gekuppelt sein.
Analog kann jedem Magneten der Magnetreihen 204 mindestens ein Stellglied 106 zugeordnet sein (vergleiche beispielsweise 4C). Dabei kann eine Position und/oder eine Lage eines Magneten mittels Stellens eines dem Magneten zugeordneten Stellglieds 106 verändert werden.
10A und 10B veranschaulichen eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei mittels Stellens der Stellglieder 106 eine Krümmung des Magnetträgers 202 verändert werden kann. Aufgrund einer Veränderten Krümmung des Magnetträgers 202 kann beispielsweise ein Abstand der Magnetreihen zu dem Targetgrundrohr 302 verändert werden.
Beispielsweise kann ein Abstand der äußeren Magnetreihen 204a zu dem Targetgrundrohr 302 eingestellt werden, der größer ist, als ein Abstand der inneren Magnetreihe 204i zu dem Targetgrundrohr 302, wie in 10A dargestellt ist. Alternativ kann ein Abstand der äußeren Magnetreihen 204a zu dem Targetgrundrohr 302 eingestellt werden, der kleiner ist, als ein Abstand der inneren Magnetreihe 204i zu dem Targetgrundrohr 302, wie in 10B dargestellt ist.
10C veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei der Magnetträger 202 und/oder die Magnet-Anordnung 114 mittels Stellens der Stellglieder 106 geschwenkt werden kann. Beispielsweise kann ein Abstand einer rechtsseitigen Magnetreihe 204r zu dem Targetgrundrohr 302 eingestellt werden, der größer ist, als ein Abstand der linksseitigen Magnetreihe 204l zu dem Targetgrundrohr 302.
10D veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei der Stellwagen 308 auf einer der Magnet-Anordnung 114 gegenüberliegenden Seite des Trägerrohrs 102 angeordnet sein kann. Eine solche Anordnung kann beispielsweise die Ausnutzung des verfügbaren Raums in dem Trägerrohr 102 verändern. Anschaulich kann der Stellwagen 308 auf einer der Magnet-Anordnung 114 gegenüberliegenden Seite des Trägerrohrs 102 angeordnet werden, wenn beispielsweise der verfügbaren Raum zwischen dem Trägerrohr 102 und der Magnet-Anordnung 114 nicht ausreicht, um den Stellwagen 308 unterzubringen.
Ferner kann der Stellwagen 308 auf einer der Magnet-Anordnung 114 gegenüber liegenden Seite des Trägerrohrs 102 angeordnet werden, um eine Strömungscharakteristik des Kühlmittels durch das Targetgrundrohr 302 anzupassen. Beispielsweise kann ein Bereich zwischen dem Trägerrohr 102 und der Magnet-Anordnung 114 einen größeren Durchfluss des Kühlmittels aufweisen, vergleichen mit einer Anordnung des Stellwagens 308 zwischen Magnet-Anordnung 114 und Trägerrohr 102. Beispielsweise kann ein größerer Durchfluss des Kühlmittels ein verbessertes Kühlen der Magnet-Anordnung 114 ermöglichen.
10E veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei der Magnetträger 202 drei Segmente 202s aufweisen kann, auf denen jeweils eine der Magnetreihen 204 befestigt sein kann. Ferner kann jedes der Segmente 202s mindestens einem Stellglied 106 zugeordnet sein, so dass mittels Stellens eines Stellglieds 106 eine Position und/oder Lage eines dem Stellglied 106 zugeordneten Segments 202s erfolgen kann.
Jedes der Segmente 204s kann derart eingerichtet sein, dass dieses unabhängig von anderen Segmenten 204 bewegt und/oder gestellt werden kann. Anschaulich kann ein entkoppeltes Verändern einer Lage und/oder einer Position jeder einzelnen der Magnetreihen 204 ermöglicht werden. Dabei kann ein Verändern einer Magnetfeldcharakteristik dadurch erfolgen, dass jede der Magnetreihen 204 einzeln bewegt werden kann.
11 veranschaulicht ein Verfahren 1100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei das Verfahren 1100 in 1010 ein Erzeugen einer Magnetfeldcharakteristik mittels mindestens eines Magneten einer Magnetron-Anordnung 100 aufweisen kann, wobei die Magnetron-Anordnung 100 mindestens zwei Stellglieder zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik aufweisen kann. Der mindestens eine Magnet kann Teil einer Magnet-Anordnung der Magnetron-Anordnung sein.
Ferner kann das Verfahren 1100 in 1020 ein Erzeugen einer mechanischen Kraft außerhalb der Magnetron-Anordnung 100 aufweisen. Wie vorangehend beschrieben ist, kann die mechanische Kraft mittels eines außerhalb der Magnetron-Anordnung 100 angeordneten Antriebs erfolgen. Beispielsweise kann der Antrieb ein Drehmoment, eine Kraft und/oder einen Druck erzeugen. Der Antrieb kann beispielsweise einen elektrischen Motor und/oder eine Pumpe aufweisen.
Ferner kann das Verfahren 1100 in 1030 ein serielles Übertragen der mechanischen Kraft auf die mindestens zwei Stellglieder zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik aufweisen. Dazu kann, wie vorangehend beschrieben ist, eine Kraftübertragungs-Struktur 108 in eine erste Kuppel-Position und in eine zweite Kuppel-Position gebracht werden, wobei die erste Kuppel-Position von der zweiten Kuppel-Position verschieden sein kann. Die Kraftübertragungs-Struktur 108 kann derart eingerichtet sein, dass in der ersten Kuppel-Position die mechanische Kraft auf ein erstes Stellglied der zwei Stellglieder und in der zweiten Kuppel-Position auf ein zweites Stellglied der zwei Stellglieder übertragen werden kann. Somit kann das Übertragen der mechanischen Kraft auf die zwei Stellglieder nacheinander erfolgen.
12 veranschaulicht einen schematischen Querschnitt oder eine schematische Ansicht einer Prozessier-Anordnung 1200 mit einer Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Prozessier-Anordnung 1200 kann beispielsweise eine Vakuum-Prozessierkammer 1210 zum Prozessieren eines Substrats 1202 aufweisen und eine in der Vakuum-Prozessierkammer 1210 angeordnete Magnetron-Anordnung 100.
Die Vakuum-Prozessierkammer 1210 kann beispielsweise eine Unterdruck-Kammer oder Vakuumkammer aufweisen. Beispielsweise kann die Vakuum-Prozessierkammer 1210 mit einem Vakuumpumpensystem zum Bereitstellen eines Vakuums oder zumindest eines Unterdrucks innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer gekoppelt sein.
Die Vakuum-Prozessierkammer 1210 kann eine Öffnung 1203 in dem Kammergehäuse der Vakuum-Prozessierkammer 1210 aufweisen, wobei durch die Öffnung 1203 hindurch ein Substrat 1202 in die Vakuum-Prozessierkammer 1210 hinein oder aus der Vakuum-Prozessierkammer 1210 heraus gebracht werden kann.
Die Magnetron-Anordnung 100 kann derart relativ zu einem Prozessierbereich 1201 angeordnet sein, dass beim Sputtern zerstäubtes Material sich von Magnetron-Anordnung 100 weg und in Richtung zum Prozessierbereich 1201 hin ausbreiten kann. Ferner kann in dem Prozessierbereich 1201 das Substrat 1202 prozessiert, z.B. bearbeitet, z.B. beschichtet werden.
Die Prozessier-Anordnung 1200 kann ein Transportsystem 1204 aufweisen zum Transportieren des Substrats 1202 in den Prozessierbereich 1201 hinein, oder zum Transportieren des Substrats 1202 aus dem Prozessierbereich 1201 heraus, oder zum Transportieren des Substrats 1202 in dem Prozessierbereich 1201.
Die Prozessier-Anordnung 1200 kann eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen aufweisen. Die Magnetron-Anordnung 100 kann eine Kathode 112, z.B. eine planare Kathode oder eine Rohrkathode 302, gemäß der vorangehenden Beschreibung, aufweisen. Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 einen Träger 102 und eine Haltestruktur 1220 zum Halten des Trägers 102 aufweisen. Die Haltestruktur kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise zwei Endblöcke 312a, 312b aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Antrieb 110 außerhalb der Vakuum-Prozessierkammer 1210 angeordnet sein, wobei der Antrieb 110 mit der Kraftübertragungs-Struktur 108 gekuppelt sein kann. Beispielsweise kann die Kraftübertragungs-Struktur 108 durch eine Durchführung 1212 in dem Kammergehäuse der Vakuum-Prozessierkammer 1210 hindurch erstreckt sein, wobei die Durchführung 1212 vakuumdicht eingerichtet sein kann, so dass mittels der Durchführung 1212 das Innere der Vakuum-Prozessierkammer 1210 gegenüber dem Äußeren abgedichtet sein kann.
Mittels der Kraftübertragungs-Struktur 108 kann eine von dem Antrieb außerhalb der Vakuum-Prozessierkammer 1210 erzeugte mechanische Kraft durch die Durchführung 1212 in dem Kammergehäuse der Vakuum-Prozessierkammer 1210 hindurch in das Innere der Vakuum-Prozessierkammer 1210 zu einem Stellglied 106 übertragen werden.

Claims

Magnetron-Anordnung (100) aufweisend, • einen Träger (102) zum Tragen mindestens eines Magneten (104), wobei der mindestens eine Magnet (104) eingerichtet ist, ein Magnetfeld (120) zu erzeugen, das eine Magnetfeldcharakteristik aufweist; • ein zwischen dem Träger (102) und dem mindestens einen Magneten (104) angeordnetes Stellglied (106) zum mechanischen Verändern der Magnetfeldcharakteristik; und • eine mechanische Kraftübertragungs-Struktur (108), die eingerichtet ist, eine außerhalb der Magnetron-Anordnung (100) erzeugte mechanische Kraft auf das Stellglied (106) zu übertragen zum mechanischen Verändern der Magnetfeldcharakteristik.
Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Stellglied (106) derart eingerichtet ist, dass mittels Übertragens der mechanischen Kraft auf das Stellglied (106) eine relative Lage und/oder relative Orientierung des mindestens einen Magneten (104) bezüglich des Trägers (102) verändert wird.
Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mechanische Kraftübertragungs-Struktur (108) eine drehbar gelagerte Welle aufweist und eingerichtet ist, mittels Drehens der drehbar gelagerten Welle die mechanische Kraft auf das Stellglied (106) zu übertragen.
Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mechanische Kraftübertragungs-Struktur (108) einen Stellwagen (308) aufweist, der zum Kuppeln und Entkuppeln mit dem Stellglied (106) bewegbar gelagert ist, wobei die mechanische Kraft auf das Stellglied (106) übertragen wird, wenn der Stellwagen (308) mit dem Stellglied (106) gekuppelt ist.
Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: eine entlang einer Längserstreckung des Trägers (102) erstreckte Führungsschiene, auf welcher der Stellwagen (308) beim Bewegen geführt wird.
Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei das Stellglied (106) eine mechanische Hemmung aufweist, die eingerichtet ist, ein Verändern der Magnetfeldcharakteristik zu verhindern, wenn der Stellwagen (308) nicht mit dem Stellglied (106) gekuppelt ist.
Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die mechanische Kraftübertragungs-Struktur (108) eingerichtet ist eine weitere außerhalb der Magnetron-Anordnung (100) erzeugte mechanische Kraft auf den Stellwagen (308) zu übertragen zum Bewegen des Stellwagens (308).
Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: • ein weiteres Stellglied (106), • wobei der Stellwagen (308) in eine erste Position und in eine zweite Position bewegbar eingerichtet ist, • wobei der Stellwagen (308) derart mit dem Stellglied (106) und dem weiteren Stellglied (106) kuppelbar ist, dass die mechanische Kraft auf das Stellglied (106) übertragen wird wenn sich der Stellwagen (308) in der ersten Position befindet, und dass die mechanische Kraft auf das weitere Stellglied (106) übertragen wird wenn sich der Stellwagen (308) in der zweiten Position befindet.
Prozessieranordnung (1200), aufweisend: • eine Vakuum-Prozessierkammer (1210); • eine in der Vakuum-Prozessierkammer angeordnete Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8;
Prozessieranordnung (1200) gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: einen außerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (1210) angeordneten Antrieb (110), der mit einer Kraftübertragungs-Struktur (108) der Magnetron-Anordnung (100) gekuppelt ist zum Übertragen einer mittels des Antriebs (110) erzeugten mechanischen Kraft auf die Kraftübertragungs-Struktur (108).
Verfahren (1100), aufweisend: • Erzeugen einer Magnetfeldcharakteristik mittels mindestens eines Magneten (104) einer Magnetron-Anordnung (100), wobei die Magnetron-Anordnung (100) mindestens zwei Stellglieder (106a, 106b) zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik aufweist; • Erzeugen einer mechanischen Kraft außerhalb der Magnetron-Anordnung (100); • serielles Übertragen der mechanischen Kraft auf die mindestens zwei Stellglieder (106a, 106b) zum Verändern der Magnetfeldcharakteristik.
Verfahren (1100) gemäß Anspruch 11, wobei das Erzeugen der mechanischen Kraft außerhalb einer Vakuum-Prozessierkammer (1210), in der die Magnetron-Anordnung (100) angeordnet ist, erfolgt.
Verfahren (1100) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei das serielle Übertragen der mechanischen Kraft erfolgt, während die Vakuum-Prozessierkammer (1210) evakuiert ist.
Verfahren (1100) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das serielle Übertragen der mechanischen Kraft während des Betriebs der Magnetron-Anordnung (100) erfolgt.
Verwendung einer Magnetron-Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8: zum Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines Magnetfelds (120), welches von mindestens einem Magneten (104) der Magnetron-Anordnung (100) erzeugt wird.
Verwendung einer Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 15, wobei das Verändern der Magnetfeldcharakteristik während des Betriebs der Magnetron-Anordnung (100) erfolgt.