DE102014110001A1 - Magnetron-Anordnung, Verfahren zum Codieren und Übertragen von Information in einer Magnetron-Anordnung und Verwendung einer Magnetron- Anordnung - Google Patents

Magnetron-Anordnung, Verfahren zum Codieren und Übertragen von Information in einer Magnetron-Anordnung und Verwendung einer Magnetron- Anordnung Download PDF

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Abstract

Eine Magnetron-Anordnung (100) kann Folgendes aufweisen: eine Vakuum-Prozesskammer (310); mindestens einen in der Vakuum-Prozesskammer (310) angeordneten Träger (102) zum Tragen mehrerer Magnet-Anordnungen (114); die mehreren Magnet-Anordnungen (114), wobei jede Magnet-Anordnung mindestens einen Magneten (104) aufweisen kann; mehrere Codierstrukturen (112), wobei jede Codierstruktur (112) genau einer Magnet-Anordnung (114) der mehreren Magnet-Anordnungen (114) zugeordnet sein kann, und wobei jede Codierstruktur (112) mehrere Codierbereiche (112a, 112b, 212) aufweisen kann zum mechanischen und/oder optischen Codieren einer der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung (114) zugehörigen Information.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Magnetron-Anordnung, ein Verfahren zum Codieren und Übertragen von Information in einer Magnetron-Anordnung und die 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, d.h. ein so genannter Race-Track, ausgebildet werden kann, in dem sich Plasma bilden kann. Anschaulich kann das Targetmaterial entlang des Plasmakanals zerstäubt werden.
  • Ein gleichmäßiges Zerstäuben von Targetmaterial kann ein präzises Einrichten und ein präzises Ausrichten des Magnetsystems relativ zu der Kathode 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. Um den Verbrauch an Targetmaterial im Verlauf des Sputterns auszugleichen, kann ein Magnetsystem verstellbar eingerichtet sein.
  • Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden eine Sensoranordnung bereitzustellen, wobei mittels der Sensoranordnung eine Rückmeldung der Veränderung beim Verstellen des Magnetsystems erfolgen kann, um ein möglichst genaues Verstellen eines Magnetsystems zu ermöglichen.
  • 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 Sensoren zum Steuern eines verstellbaren Magnetsystems in einem Magnetron während des Sputterns erschweren. Anschaulich können elektrisch betriebene Sensoren von elektrischen Feldern beeinflusst werden, so dass ein Steuern eines verstellbaren Magnetsystems auf Grundlage der von den Sensoren ermittelten Daten ungenau erfolgen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Sensoranordnung bereitgestellt werden, die gegenüber elektrischen Feldern störungsresistent ist und ein störungsfreies Verstellen des Magnetsystems ermöglichen kann. Anschaulich kann die Sensoranordnung derart eingerichtet sein, dass auf elektrisch betriebene Komponenten und/oder elektrische Signalleitungen in der Kathodenumgebung verzichtet werden kann. Dies kann ein präzises Verändern des Magnetfelds während des Sputterns ermöglichen, so dass beispielsweise eine Abscheidungscharakteristik kontinuierlich während des Sputterns angepasst werden kann, um möglichst gleichmäßige Schichten abscheiden zu können.
  • Ferner kann ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen anschaulich darin gesehen werden, dass ein rein mechanisches Verstellen eines Magnetsystems bereitgestellt wird. Ein rein mechanisches Verstellen eines Magnetsystems kann beispielsweise ein Kuppeln einer Mechanik mit dem Magnetsystem vorsehen, um eine mechanische Kraft zum Verstellen des Magnetsystems zu übertragen. Mittels der gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellten Sensoranordnung kann eine Rückmeldung erfolgen, wenn die Mechanik mit dem Magnetsystem gekuppelt ist. Ferner kann eine Konfiguration, in der sich ein verstellbares Magnetsystems befindet, ermittelt werden, so dass ein Verstellen des Magnetsystems auf Grundlage der ermittelten Konfiguration erfolgen kann.
  • 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. Ferner kann die räumliche Verteilung des zerstäubten Targetmaterials die resultierenden Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht beeinflussen (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-Prozesskammer angeordnet werden, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Ferner kann die Vakuum-Prozesskammer derart eingerichtet sein, dass die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Vakuum-Prozesskammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während Sputterns eingestellt oder geregelt werden können. Die Vakuum-Prozesskammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozesskammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung oder einem vordefinierten Druck (z.B. gemäß einem Sollwert) bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozesskammer 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-Prozesskammer 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 Kühlflüssigkeit) bereitstellen können.
  • 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 Kühlflüssigkeit) bereitstellen. Das Magnetsystem eines Planarmagnetrons kann in einer festen Lage bezüglich der plattenförmigen Kathode angeordnet und eingerichtet sein.
  • Eine Magnetron-Anordnung kann ein Magnetsystem mit einer Magnet-Anordnung oder mehreren Magnet-Anordnungen aufweisen, wobei eine Magnet-Anordnung einen Magnet oder ein Vielzahl Magneten aufweisen kann. Anschaulich kann eine Magnet-Anordnung funktionell in einem Zusammenhang stehende Magneten eines Magnetsystems bezeichnen. Beispielsweise können gemeinsam verstellbare Magneten eines Magnetsystems eine Magnet-Anordnung bilden.
  • Eine Magnetron-Anordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: eine Vakuum-Prozesskammer; mindestens einen in der Vakuum-Prozesskammer angeordneten Träger zum Tragen mehrerer Magnet-Anordnungen; die mehreren Magnet-Anordnungen, wobei jede Magnet-Anordnung mindestens einen Magneten aufweisen kann; mehrere Codierstrukturen, wobei jede Codierstruktur genau einer Magnet-Anordnung der mehreren Magnet-Anordnungen zugeordnet sein kann, und wobei jede Codierstruktur mehrere Codierbereiche aufweisen kann zum mechanischen und/oder optischen Codieren einer der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung zugehörigen Information.
  • Ein Träger kann anschaulich Teil einer Haltestruktur sein, welche zum Halten (und/oder Lagern) einer Kathode, eines Magnetsystems und/oder anderer Bauteile der Magnetron-Anordnung eingerichtet sein kann. Beispielsweise kann die Haltestruktur eine plattenförmige Kathode stützen oder eine Rohrkathode drehbar lagern. Der Träger kann beispielsweise ein Trägerrohr oder eine Trägerplatte aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetron-Anordnung ferner eine Übertragungsstruktur zum Übertragen der mechanisch und/oder optisch codierten Information aus der Magnetron-Anordnung heraus zu einem außerhalb der Vakuum-Prozesskammer angeordneten Detektor aufweisen. Die Übertragungsstruktur kann beispielsweise eine Lichtleitung und/oder eine Rohrleitung aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetron-Anordnung ferner ein Übertragungsmedium aufweisen, welches derart eingerichtet sein kann, dass die mechanisch und/oder optisch codierte Information mittels des Übertragungsmediums übertragen wird. Das Übertragungsmedium kann beispielsweise ein transparentes Material, eine Flüssigkeit und/oder ein Gas aufweisen.
  • Das mechanische und/oder optische Codieren der Information kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels Lichts, der Eigenschaften von Licht und/oder der Eigenschaften des Übertragungsmediums erfolgen, beispielsweise mittels eines Drucks, eines Volumenstroms, einer Strömungsgeschwindigkeit, einer Stoffmenge, einer Lichtintensität, einer Lichtwellenlänge, eines Lichtstroms und/oder eines Lichtspektrums.
  • Die Information kann eine Lage und/oder Orientierung der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung relativ zu dem Träger aufweisen. Anschaulich kann anhand der Information ermittelt werden in welche Konfiguration eine jeweils zugeordnete Magnet-Anordnung gestellt ist und/oder beim Verändern des Magnetfelds gestellt wird. Beispielsweise kann die Information eine Einstellhöhe aufweisen, in die eine Magnet-Anordnung gestellt ist und/oder gestellt wird. Die Einstellhöhe kann einen Abstand und/oder eine Lage einer Magnet-Anordnung bezüglich eines Trägers, einer Kathode und/oder eines Referenzpunkts aufweisen.
  • Wird eine Codierstruktur beispielsweise mittels Lichts bestrahlt, kann die Codierstruktur anschaulich ein Lichtmuster reflektieren und/oder transmittieren. Das Lichtmusters kann beispielsweise eine Einstellhöhe, in die eine Magnet-Anordnung gestellt ist, repräsentieren. Wird die Einstellhöhe der Magnet-Anordnung verändert kann dabei die Codierstruktur bewegt werden, wobei sich das Lichtmuster ändern kann. Das veränderte Lichtmuster kann dann die veränderte Einstellhöhe der Magnet-Anordnung repräsentieren. Anschaulich kann die Codierstruktur als Teil einer Sensoranordnung zum Messen einer Einstellhöhe wirken.
  • Eine Codierstruktur der mehreren Codierstrukturen kann einen plattenförmigen Träger aufweisen. Beispielsweise kann eine Codierstruktur eine Scheibe, ein Blech, eine Blende und/oder eine Platte aufweisen. Ferner kann der plattenförmige Träger einen runden, einen ovalen oder mehreckigen (z.B. mit abgerundeten Ecken) Querschnitt aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder Codierbereich derart eingerichtet sein, dass das mechanische und/oder optische Codieren mittels einer Lichtintensität, eines Lichtspektrums, eines Drucks und/oder eines Volumenstroms erfolgt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder Codierbereich ein optisch transparentes Material (z.B. Glas oder farbiges Glas), eine Durchgangsöffnung (z.B. ein Loch) und/oder ein lichtreflektierendes Material (z.B. einen Spiegel) aufweisen. Eine Durchgangsöffnung kann beispielsweise eine Durchgangsöffnung in dem plattenförmigen Träger aufweisen. Anschaulich können die Codierbereiche in einem Muster angeordnet sein, so dass mittels der Codierbereiche beispielsweise ein Lichtmuster reflektiert und/oder transmittiert werden kann, wenn diese mit Licht belichtet werden.
  • Ein transparentes Material kann ein Oxid (wie z.B. Quarzglas (SiO2), Titanoxid (TiO2) oder Saphir (Al2O3)), ein Glasgemisch (wie z.B. optisches Glas, Alumo-Silikatglas, Alkali-Silikatglas, Bleiglas, Phosphatglas, Boratglas, Kronglas oder Flintglas), ein transparentes Fluorid (wie z.B. Calciumfluorid (CaF2) oder Magnesiumfluorid (MgF2)), oder einen transparenten Kunststoff (wie z.B. Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyphenylenether oder Polyethylen) aufweisen.
  • Wird Licht zum Codieren der Information erzeugt, kann das transparente Material für das erzeugte Licht durchlässig sein, z.B. mit einem Transmissionsgrad von mehr als 50%, z.B. mit einem Transmissionsgrad von mehr als 70%, z.B. mit einem Transmissionsgrad von mehr als 80%. Das erzeugte Licht kann beispielsweise Infrarotstrahlung, Ultraviolette Strahlung oder Strahlung im sichtbaren Bereich aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erzeugte Licht mittels einer Lichtquelle (z.B. einer Gasentladungslampe, einer Leuchtdiode und/oder eines Lasers) bereitgestellt werden.
  • Erfolgt das Codieren mittels einer Lichtwellenlänge und/oder eines Lichtspektrums kann das transparente Material für Licht mit einer Wellenlänge aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich durchlässig sein, z.B. mit einem Transmissionsgrad von mehr als 70%. Der vorgegebene Wellenlängenbereich kann einen Bereich der Wellenlänge des zum Codieren erzeugten Lichts aufweisen und beispielsweise Infrarotstrahlung, Ultraviolette Strahlung oder Strahlung im sichtbaren Bereich aufweisen. Mit anderen Worten kann von dem zum Codieren erzeugten Licht nur ein Lichtanteil mit einer Wellenlänge und/oder einem Lichtspektrum aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich transmittiert werden, so dass anhand der Wellenlänge und/oder des Lichtspektrums des transmittierten Lichtanteils auf die codierte Information geschlossen werden kann.
  • Anschaulich kann das transparente Material einen Farbfilter aufweisen und/oder als Farbfilter wirken und beispielsweise eingefärbtes Glas und/oder eingefärbten Kunststoff aufweisen. Ein Farbfilter kann eingerichtet sein Licht mit bestimmter Farbe (Licht mit einer Wellenlänge und/oder einem Lichtspektrum aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich) passieren lassen oder eine bestimmte Farbe herausfiltern.
  • Erfolgt das Codieren mittels eines Lichtstroms und/oder einer Lichtintensität, kann das transparente Material für das erzeugte Licht teildurchlässig sein, z.B. mit einem Transmissionsgrad in einem Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 100%. Das transparente Material kann derart eingerichtet sein, dass Licht mit einer Lichtintensität (oder einem Lichtstrom) aus einem vorgegebenen Lichtintensitätsbereich (oder einem Lichtstrombereich) transmittiert werden kann. Anschaulich kann anhand der Helligkeit des transmittierten Lichts auf die codierte Information geschlossen werden.
  • Dabei kann das transparente Material zumindest derart teildurchlässig sein, dass an einem Detektor ein Grund-Lichtstrom und/oder eine Grund-Lichtintensität erfasst werden kann (beispielsweise bei einem Transmissionsgrad von 10%), so dass beim Fehlen des Grund-Lichtstroms und/oder der Grund-Lichtintensität auf eine Fehlfunktion und/oder einen Fehler in der Übertragung geschlossen werden kann.
  • Ein lichtreflektierendes Material kann eingerichtet sein Licht zu reflektieren. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein lichtreflektierendes Material beispielsweise ein Metall (wie Chrom, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Nickel, Zinn, usw.), eine Metalllegierung, Bariumsulfat (BaSO4), optisch transparentes Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einen anderen optisch transparenten Kunststoff aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein lichtreflektierendes Material eine Oberfläche aufweisen, die derart eingerichtet sein kann (z.B. glatt), dass Licht reflektiert werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein lichtreflektierendes Material mehrere übereinander angeordnete transparente Schichten mit unterschiedlicher Brechzahl (die einen Interferenzspiegel oder Dichroitische Spiegel bilden können) aufweisen.
  • Ein lichtreflektierendes Material kann einen Reflexionsgrad (eine Reflektivität) für Licht mit einer Wellenlänge aus einem vorgegebenen Wellenlängenbereich in einem Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 100% aufweisen. Analog zum vorangehend beschriebenen kann das lichtreflektierende Material derart eingerichtet sein, dass ein Codieren mittels eines Lichtstroms, einer Lichtintensität, einer Lichtwellenlänge und/oder eines Lichtspektrums erfolgen kann, wobei von dem lichtreflektierenden Material reflektiertes Licht eine Wellenlänge aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich und/oder eine Lichtintensität (oder einem Lichtstrom) aus einem vorgegebenen Lichtintensitätsbereich (oder einem Lichtstrombereich) aufweisen kann.
  • Eine Magnetron-Anordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner eine Stellstruktur zum Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines von den mehreren Magnet-Anordnungen erzeugten Magnetfelds aufweisen, wobei die mehreren Codierstrukturen ferner eingerichtet sind zum mechanischen und/oder optischen Codieren einer der Stellstruktur zugeordneten weiteren Information.
  • Eine Stellstruktur kann anschaulich zum Verändern einer Lage und/oder Orientierung einer Magnet-Anordnung eingerichtet sein. Eine Stellstruktur kann einen Antrieb zum Erzeugen einer Kraft, ein Stellglied zum Bewegen einer Magnet-Anordnung und/oder eine drehbar gelagerte Welle (und/oder drehbar gelagerte Spindel) zum Übertragen der Kraft auf das Stellglied aufweisen. Ferner kann die Stellstruktur eine Kupplung aufweisen die derart eingerichtet sein kann, dass die Welle mit zumindest einem Stellglied gekuppelt werden kann zum Übertragen einer Kraft von der Welle auf das mit der Welle gekuppelte Stellglied.
  • Die weitere Information kann eine Lage und/oder Orientierung der Stellstruktur relativ zu dem Träger aufweisen. Anschaulich kann ermittelt werden ob sich eine Stellstruktur in einer Lage und/oder Orientierung befindet in der ein Kuppeln mit einer Magnet-Anordnung ermöglicht ist. Ferner kann beispielsweise anhand der weiteren Information ermittelt werden, inwieweit ein Stellen mittels der Stellstruktur erfolgt und/oder erfolgt ist.
  • Die weitere Information kann einen Kuppelzustand der Stellstruktur mit der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung aufweisen. Anschaulich kann mittels der mechanisch und/oder optisch codierten Information ermittelt werden, ob eine Stellstruktur mit einer Magnet-Anordnung zum Stellen der Magnet-Anordnung gekuppelt ist.
  • Jede Codierstruktur der mehreren Codierstrukturen kann derart eingerichtet sein, dass das mechanische und/oder optische Codieren der Information erfolgt, wenn die Stellstruktur mit der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung gekuppelt ist. Anschaulich kann anhand der codierten Information ermittelt werden, an welcher Magnet-Anordnung die Stellstruktur und/oder an welchem Stellglied die Kupplung gekuppelt ist.
  • Eine Magnetron-Anordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner einen Detektor zum Detektieren der mechanisch und/oder optisch codierten Information aufweisen. Anschaulich kann der Detektor an die verwendete Codierung angepasst sein oder werden, und beispielsweise einen Druckdetektor, Durchflussdetektor, Lichtdetektor, Gasdetektor und/oder Flüssigkeitsdetektor aufweisen.
  • Eine Magnetron-Anordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner eine Steuerung zum Steuern der Stellstruktur basierend auf der mechanisch und/oder optisch codierten Information aufweisen. Anschaulich können ein Stellen einer Magnet-Anordnung und/oder ein Verändern eines Magnetfelds, welches von einer Magnetron-Anordnung erzeugt wird, anhand der codierten Information erfolgen. Dazu kann die Steuerung beispielsweise mit einer Lichtquelle, einem Detektor und/oder einem Antrieb (zum Antreiben einer Stellstruktur zum Stellen einer Magnet-Anordnung) gekoppelt sein.
  • Ein Verfahren zum Codieren und Übertragen von Information in einer Magnetron-Anordnung kann Folgendes aufweisen:
    mechanisches und/oder optisches Codieren einer Information, die einer Magnetron-Anordnung zugehörig sein kann; Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines von der Magnet-Anordnung erzeugten Magnetfelds basierend auf der mechanisch und/oder optisch codierten Information.
  • Eine gemäß verschiedenen Ausführungsformen eingerichtete Magnetron-Anordnung kann zum Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines Magnetfelds verwendet werden, welches von mindestens einer Magnet-Anordnung der Magnetron-Anordnung erzeugt wird, basierend auf einer der Magnetron-Anordnung zugehörigen mechanisch und/oder optisch codierten Information.
  • Eine Magnetron-Anordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen derart verwendet werden, dass ein Verändern der Magnetfeldcharakteristik während des Betriebs der Magnetron-Anordnung erfolgt.
  • Ein Targetgrundrohr kann einen Durchmesser (senkrecht zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs) in einem Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 50 cm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 cm 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 ungefähr 1 m bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 m 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 ungefähr 1 m bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 m bis ungefähr 5 m.
  • Ein Trägerrohr kann einen Durchmesser (senkrecht zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs) in einem Bereich von ungefähr 3 cm bis ungefähr 15 cm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 9 cm. Ferner kann ein Trägerrohr eine Länge und/oder eine Ausdehnung entlang der Längserstreckung des Trägerrohrs (parallel zur Rotationsachse des Targetgrundrohrs) in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 m bis ungefähr 5 m.
  • Analog dazu kann ein Träger eines Planarmagnetrons eine Länge und/oder eine Ausdehnung entlang der Längserstreckung des Planarmagnetrons.
  • Ein Träger, ein Trägerrohr und/oder ein Targetgrundrohr können ein elektrisch leitfähiges Material, z.B. ein Metall, z.B. Aluminium oder Stahl aufweisen.
  • 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 Perspektivansicht;
  • 2A und 2B jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
  • 3 eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
  • 4 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 und 6B jeweils eine Codierstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
  • 7A bis 7E jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
  • 8 eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht;
  • 9 einen Stellwagen gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
  • 10A eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
  • 10B eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht;
  • 11 eine Übertragungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
  • 12A und 12B jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
  • 13A und 13B jeweils eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht; und
  • 14 eine Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht.
  • 15 ein Verfahren zum Codieren und Übertragen von Information in einer Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • 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. Das Verstellen des Magnetsystems kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise zusätzlich zu einem herkömmlichen Schimmen eines (z.B. längserstreckten) Magnetsystems einer Magnetron-Anordnung und/oder bei laufenden Betrieb einer Magnetron-Anordnung erfolgen.
  • Dazu kann ein Endblock und ein Kühl-/Magnetsystem herkömmlicher Magnetron-Anordnung (z.B. eines Rohrmagnetrons oder eines Planarmagnetrons) beispielsweise derart modifiziert werden, dass eine Sensoranordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen zum Verstellen des Magnetsystems installiert werden kann, welche eine Rückmeldung des Verstellens mittels eines optischer und/oder mechanischer Informationsübertragung ermöglicht.
  • Ein Magnetsystem eines Planarmagnetron oder eines Rohrmagnetrons kann eine Magnet-Anordnung oder mehrere Magnet-Anordnungen aufweisen. Die Magneten einer Magnet-Anordnung können in drei Magnetreihen angeordnet sein, wobei jede Magnetreihe mehrere Magnete 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 (z.B. entsprechend ihren magnetischen Eigenschaften in einer Magnetreihe platziert 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 erzeugt werden kann. Anschließend kann ein Magnetsystem mit einem homogen montierten Magnetbild in ein Magnetron installiert werden. Mittels herkömmlichen Schimmens jedes Magneten (z.B. Anpassens der Lage oder Ausrichtung im montierten Magnetsystem) kann das von den Magneten gemeinsam erzeugte Magnetfeld präzise beeinflusst und kalibriert werden.
  • Wird ein erneutes Kalibrieren eines Magnetsystems erforderlich (z.B. um einen Verbrauch an Targetmaterial auszugleichen), kann es notwendig sein das Magnetsystem aus einer Magnetron-Anordnung auszubauen. Das Ausbauen des Magnetsystems kann einen erheblichen Aufwand verursachen, da dies erfordern kann, die Vakuum-Prozesskammer zu belüften. Anschaulich kann ein Evakuieren einer belüfteten Vakuum-Prozesskammer deutlich länger dauern, als es das Einbauen und Ausbauen eines Magnetsystems selbst erfordern würde, zudem das Evakuieren erst nach dem Einbauen eines Magnetsystems erfolgen kann. Daher kann das Evakuieren eine Unterbrechung des Sputterns erheblich verlängern.
  • Zusätzlich kann das Evakuieren einen erheblichen zeitlichen Verzug eines in der Vakuum-Prozesskammer erfolgenden Sputter-Prozesses zur Folge haben, da der Sputtern-Prozess in einer unvollständig evakuierten Vakuum-Prozesskammer beeinträchtigt werden kann. Eine Unterbrechung des Sputter-Prozesses vorzunehmen, um ein herkömmlichen Schimmen durchzuführen, kann daher 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 im Targetgrundrohr angeordnetes Magnetsystem kann an einem so genannten Trägerrohr befestigt sein. Das Magnetsystem kann beispielsweise relativ nahe an der Innenwand des Targetgrundrohrs angeordnet sein, damit das Magnetfeld wirksam Targetmaterial durchdringen kann, welches auf dem Targetgrundrohr angeordnet sein kann, 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 Bauteile 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 Einleitung von Kühlflüssigkeit (Kühlmittel) dienen. Anschaulich kann die Kühlflüssigkeit 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 von Kühlflüssigkeit umflossenen Bauteilen kann es zu Korrosion kommen, was zusätzliche Anforderungen an Materialien stellen kann, die in den von Kühlflüssigkeit 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 kann, 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. Analog dazu kann die Umgebung einer planraren Kathode elektrisch belastet sein. Eine genaue Abschätzung einer räumlichen Verteilung der elektrischen Felder kann schwer zu ermitteln sein und von den jeweiligen Bedingungen, in denen das Sputtern erfolgt, und der Geometrie des Magnetrons abhängen, was anschaulich z.B. das Auffinden unbelasteter Bereiche erschweren kann.
  • Herkömmliche Lösungen zum Verstellen eines Magnetsystems mittels mehrerer Stellglieder können beispielsweise einen elektrisch betriebenen Antrieb (z.B. einen elektrischen Motor) und einen elektrisch betriebenen Sender und/oder Sensor pro Stellglied vorsehen, mit dem das Stellglied analysiert werden kann. Ein Stellglied kann anschaulich ein stellbares Trägerelement bezeichnen, an dem ein Magnetsystem befestigt sein kann, wobei das Stellglied das Einstellen einer Magnetfeldcharakteristik ermöglichen kann.
  • Das elektrische Versorgen und Steuern der elektrisch betriebenen Antriebe und/oder Sensoren (der elektrisch betriebenen Bauteile) kann in herkömmlichen Magnetron-Anordnungen aufgrund zusätzlicher Einflüsse (anschaulich z.B. aufgrund der elektrischen Belastung) erschwert werden. Beispielsweise können elektrisch betriebene Bauteile und/oder elektrische Schaltkreise beschädigt werden, wobei ein Austauschen beschädigter Bauteile zusätzliche Wartungsarbeiten erfordern kann.
  • Fällt einer der Antriebe (und/oder der Sensoren) aus, kann dies ein Abscheiden einer Schicht innerhalb vorgegebener Fertigungstoleranzen (z.B. mit einer vorgegebenen Querverteilung) erschweren, da am Ort des ausgefallenen Antriebs (und/oder Sensors) eine Abscheidungscharakteristik nicht angepasst werden kann. Ein Reparieren und/oder Austauschen eines ausgefallenen Antriebs (und/oder Sensors) kann eine Unterbrechung des Sputter-Prozesses erfordern, da es erforderlich sein kann das Magnetsystem auszubauen und die Vakuum-Prozesskammer zu belüften.
  • Neben der Spannungsumgebung (oder anschaulich elektrischen Belastung) kann in herkömmlichen Magnetron-Anordnungen ein Betreiben elektrischer Antriebe (und/oder Sensoren) aufgrund des begrenzten zur Verfügung stehenden Bauraums innerhalb des Targetgrundrohrs zusätzlich erschwert werden. Beispielsweise kann es notwendig sein eine (z.B. autarke) Stromversorgung (z.B. Batterien) zum Versorgen der elektrischen Antriebe (und/oder Sensoren) mit elektrischer Energie innerhalb des Targetgrundrohr unterzubringen. Ferner können die elektrischen Antriebe nicht beliebig groß eingerichtet werden, was eine erzeugbare Kraftwirkung (oder anschaulich ein Drehmoment) zum Verstellen der Stellglieder beschränken kann. Ferner kann das Betreiben elektrischer Bauteile in der Kühlflüssigkeit (z.B. Kühlwasser) erschwert werden, da ein Isolieren stromführender Bauteile aufwändig sein kann. Zusätzlich kann jedes, in dem Targetgrundrohr angeordnete, Bauteil den Querschnitt, durch den die Kühlflüssigkeit hindurch fließen kann, verkleinern und/oder das Strömungsverhalten der Kühlflüssigkeit beeinflussen 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, welche 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. elektrischer Motoren, Stromversorgungen, Detektoren, Signalquellen, elektrischer Leitungen, Stromquellen 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.
  • Ferner kann in einer herkömmlichen Magnetron-Anordnung ein präzises Verstellen und/oder Konfigurieren des Magnetsystems schwierig sein, da keine Erkennung der bewirkten Änderung beim Verstellen vorgesehen sein kann. Ohne Rückmeldung einer bewirkten Änderung an die Steuerung der Antriebe kann ein reproduzierbares Einstellen einer Konfiguration des Magnetsystems, z.B. einer Konfiguration die häufig benutzt wird (z.B. nach einem Wechsel des Targetmaterials), erschwert werden. Eine Konfiguration des Magnetsystems kann beispielsweise eine Kombination an Einstellungen beschreiben in der sich jedes Stellglied des Magnetsystems befinden kann (z.B. eine Einstellhöhe oder eine Verstellposition).
  • Eine drahtlose Kommunikation zum Übermitteln einer Einstellhöhe jedes Stellglieds kann eine Stromquelle (innerhalb des Targetgrundrohrs) erfordern, sowie im Targetgrundrohr elektrisch betriebene Komponenten (z.B. Schaltkreise) voraussetzen. Das Verwenden elektrischer Leiterstrukturen (z.B. Kabel) innerhalb des Targetgrundrohrs zum Übermitteln einer Einstellhöhe jedes Stellglieds kann ein aufwändiges Isolieren der elektrischen Leiterstrukturen von der beim Sputtern verwendeten elektrischen Spannung (Prozessspannung) erfordern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein rein mechanisches Schimmen ermöglicht werden, welches im laufenden Betrieb des Magnetrons erfolgen kann. Der rein mechanische Charakter kann beispielsweise eine Beeinträchtigung des Schimmens aufgrund elektrischer Felder reduzieren, da auf zusätzliche elektrische Komponenten verzichtet werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erkennen der Konfiguration eines Stellgliedes erfolgen, ohne elektronische Mitteln in einem Targetgrundrohr anordnen zu müssen. Ferner kann eine Informationsübertragung innerhalb der Magnetron-Anordnung (z.B. im Kühlwasser) mittels eines Informationsträgers erfolgen der nicht oder geringfügig vom elektrischen Versorgen der Magnetron-Anordnung beeinflusst werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Konfiguration eines konkreten Stellglieds mehrerer (zum Verstellen eines verstellbaren Magnetsystems verwendeter) Stellglieder ermittelt werden. Zusätzlich kann erkannt werden, ob ein Antrieb überhaupt mit einem Stellglied gekoppelt ist (oder beispielsweise eine Kupplung zwischen Antrieb und Stellglied schlupft).
  • Ist das Verstellen jedes einzelnen Magneten zum Schimmen des Magnetsystems aufgrund einer damit verbundenen Anzahl an Stellgliedern (ein Stellglied 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). Um die Anzahl der Stellglieder zu reduzieren, können mehrere Magneten zu einer Gruppe Magneten zusammengefasst und gemeinsam verstellt werden.
  • Die Anzahl der Stellglieder zum Schimmen des Magnetsystems kann davon abhängen, wie viele Magneten pro Gruppe zusammengefasst werden und wie viele Magneten im Magnetsystem verwendet werden. Werden beispielsweise ungefähr 10 Magneten zu einer Gruppe zusammengefasst, können (bei 1 cm pro Magnet) ungefähr 10 Stellglieder pro Meter erforderlich sein. Werden mehr Magneten pro Gruppe zusammengefasst können weniger als 10 Stellglieder pro Meter resultieren, beispielsweise ungefähr 7 Stellglieder pro Meter.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Sensoranordnung (z.B. eine Codierstruktur, eine Übertragungsstruktur und/oder ein Detektor) bereitgestellt werden, mittels der eine Information, welche eine Konfiguration eines verstellbaren Magnetsystems und/oder eine Einstellhöhe eines Stellglieds repräsentiert, ermittelt und/oder übertragen werden. Die Sensoranordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen unabhängig von der spezifischen Ausführung oder Umsetzung eines verstellbaren Magnetsystems eingesetzt werden. Anschaulich kann die Sensoranordnung mit verschiedenen Lösungen zum Verstellen eines Magnetsystems kombiniert werden.
  • Eine gemäß verschiedenen Ausführungsformen eingerichtete Übertragungsstruktur kann eine, zwei oder mehr als zwei Informationsleitungen aufweisen. Eine Informationsleitung kann eingerichtet sein einen Informationsträger zu übertragen. Beispielsweise kann Licht mittels einer als Lichtleitung eingerichteten Informationsleitung übertragen werden. Eine Lichtleitung kann dazu ein transparentes Material und/oder ein optisch gut leitfähiges Material aufweisen, z.B. ein Glas oder einen transparenten Kunststoff, wie Plexiglas. Eine Lichtleitung kann weiterhin eine optisch undurchlässige (optisch dichte) Außenhülle aufweisen.
  • Werden ortsfeste Koppel-Positionen benötigt, kann eine Lichtleitung beispielsweise unflexibel oder starr eingerichtet sein und ferner ortsfest innerhalb der Magnetron-Anordnung verlegt sein. Mehrere Lichtleitungen können an Koppel-Positionen einen gleichen (äquidistanten) Abstand zueinander aufweisen, um ein reproduzierbares Leitungskoppeln zu ermöglichen.
  • Ein Druck und/oder eine Volumenstrom kann beispielsweise mittels einer als Hohlleitung eingerichteten Informationsleitung übertragen werden, z.B. mittels einer Rohrleitung, eines Kanal in einem Träger und/oder eines Schlauchs. Anschaulich kann eine Hohlleitung einen längserstreckten Hohlraum aufweisen, in dem ein strömendes und/oder druckführendes Medium angeordnet sein kann, z.B. ein Flüssigkeit. Ferner kann eine Hohlleitung ein den Hohlraum begrenzendes Mantelmaterial aufweisen.
  • Analog kann eine Übertragungsstruktur mehrere Hohlleitungen zum Übermitteln mehrerer Drücke und/oder mehrerer Volumenströme aufweisen, die an Koppel-Positionen einen gleichen (äquidistanten) Abstand zueinander aufweisen können.
  • Anschaulich können mehrere Informationsleitungen beispielsweise als Bussystem eingerichtet sein und/oder wirken. Ein Bussystem kann derart organisiert sein, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine einzelne Koppel-Positionen Daten, z.B. eine der Koppel-Positionen zugehörige Information, auf einen Daten-Bus ausgibt, welcher die ausgegebenen Daten an eine Basis zum Erfassen der Daten weitergeben kann. Zur Identifizierung der Koppel-Positionen kann eine Adressierung vorgenommen werden, welche beispielsweise über einen dafür eingerichteten Adress-Bus übertragen werden kann.
  • Wird Licht zum Codieren (optisch) von Informationen verwendet, kann die Übertragungsstruktur mehrere Lichtleitungen zum Übertragen des Lichts aufweisen. Dabei kann die Übertragungsstruktur derart eingerichtet sein, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt optisch codierte Informationen von genau einer Koppel-Position an die mehreren Lichtleitungen übergeben werden. Anschaulich kann die Übertragungsstruktur als Licht-Bus eingerichtet sein und/oder wirken. Ein Teil der mehreren Lichtleitungen kann beispielsweise eine Adress-Information einer Koppel-Position übertragen (Adress-Bus), wobei ein anderer Teil der mehreren Lichtleitungen eine Information übertragen kann, welche zum Verstellen des Magnetsystems genutzt werden kann (Daten-Bus).
  • Zum Codieren einer Information kann ein Stellenwertsystem verwendet werden, wobei das Stellenwertsystem eine Anzahl von Basiselementen aufweisen kann. Wird Licht zum Codieren (optisch) von Informationen verwendet können die Basiselemente Lichtintensitäten oder Lichtwellenlängen aufweisen (z.B. einen Helligkeitswert und/oder einen Farbwert). Aus den Basiselementen kann eine Folge von Basiselementen (Signalcode) gebildet werden, welche eine Information eindeutig repräsentieren kann, und an eine Basis übertragen werden, welche aus dem übertragenen Signalcode die Information decodieren kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils ein Basiselement des Signalcodes mittels genau einer Informationsleitung übertragen werden.
  • Die Anzahl der zum Codieren genutzten Basiselemente kann davon abhängen, inwieweit die Basiselemente von der Basis fehlerfrei unterschieden werden können und/oder wie viele Informationsleitungen zum Übertragen verwendet werden. Beispielsweise können zwei, drei, vier oder mehr als vier Lichtintensitätswerte zum Codieren verwendet werden. Werden mehr Basiselemente zum Codieren verwendet kann das Übertragen eines Signalcodes z.B. weniger Informationsleitungen erfordern. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann z.B. ein Dualsystem (dyadisches System mit 2 Basiselementen), ein Oktalsystem (mit 8 Basiselementen), ein Hexadezimalsystem (mit 16 Basiselementen) oder ein Sexagesimalsystem (mit 60 Basiselementen) zum Codieren verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Informationsleitung entlang der Längserstreckung eines Trägerrohrs (gerade) verlaufend eingerichtet sein oder werden. Beispielsweise können mehrere Hohlleitungen oder Lichtleiter flach nebeneinander liegen oder derart relativ zueinander angeordnet sein oder werden, dass diese ein Kabel mit einem kastenförmigen, eckigen (z.B. rechteckigen) oder runden Querschnitt bilden können.
  • Mehrere Hohlleitungen oder mehrere Lichtleitungen können derart angeordnet sein oder werden, dass jeder der mehreren Hohlleitungen oder mehreren Lichtleitungen von außen koppelbar ist. Anschaulich können die Koppel-Positionen einer Übertragungsstruktur derart eingerichtet sein, dass an den Koppel-Positionen eine Information eingekoppelt oder ausgekoppelt werden kann. Entlang einer Übertragungsstruktur können mehrere Koppel-Positionen vorgesehen sein.
  • Ein Lichtleiter kann an einer Koppel-Position beispielsweise eine zumindest teilweise optisch durchlässig Außenhülle (zum Lichtkoppeln) aufweisen. Die teilweise optisch durchlässige Außenhülle kann beispielsweise als Lichteingang und/oder Lichtausgang eingerichtet sein. Eine Hohlleitung kann an einer Koppel-Position beispielsweise eine Öffnung in dem die Hohlleitung umgebenden Mantelmaterial (z.B. in dem Rohr) aufweisen, durch die hindurch ein Koppeln an das strömende und/oder druckführende Medium erfolgen kann.
  • Ein Koppelelement kann eingerichtet sein, an jeweils einer Koppel-Position ein Einkoppeln und/oder Auskoppeln zwischen mindestens einer Informationsleitung und dem Koppelelement bereitzustellen (Leitungskoppeln), wobei eine Information in eine Informationsleitung hinein (Einkoppeln) oder aus einer Informationsleitungen heraus (Auskoppeln) gelangen kann. Beispielsweise kann mittels Leitungskoppelns Licht in eine Lichtleitung hinein oder aus einer Lichtleitung heraus gelangen. Ein Koppelelement kann z.B. an die Anordnung der Informationsleitungen angepasst sein oder werden.
  • An zumindest einem Ende der Übertragungsstruktur kann eine erste Basis vorgesehen sein, mit der zumindest eine Informationsleitung verbunden sein kann (z.B. gemäß eines Lichtkoppelns). Die Basis und/oder die Übertragungsstruktur können derart eingerichtet sein, dass mindestens eine Information pro Informationsleitung versendet oder empfangen werden kann, so dass die Information zwischen der Basis und einer mittels einer Informationsleitung mit der Basis verbundenen Komponente (z.B. ein Koppelelement) übertragen werden kann.
  • Beispielsweise können zum Zweck der Lichtversorgung zunächst ein oder mehrerer Lichtleitungen Licht zur Koppel-Position hin zum dortigen Auskoppeln transportieren. Anschaulich kann dann an der jeweiligen Koppel-Position Licht anliegen. Alternativ kann Licht auch außerhalb der Lichtleitungen zur Koppel-Position hin ausgestrahlt werden (z.B. durch die Kühlflüssigkeit hindurch). Dabei ist eine Vorzugsrichtung (z.B. parallel zur Lichtleitung) in die sich Licht ausbreitet und/oder zum Einkoppeln (und/oder Auskoppeln) von Licht nicht zwingend erforderlich. Das Lichtversorgen kann sowohl vom zweiten Ende einer Lichtleitung ausgehen als auch von beliebigen anderen Orten an der Lichtleitungen (z.B. an Koppel-Positionen). Beispielsweise kann Licht zum Lichtversorgen an einer der Koppel-Positionen eingekoppelt werden.
  • Anschaulich kann das Lichtversorgen derart erfolgen, dass an jeder der Koppel-Positionen ausreichend Licht bereitgestellt wird, um eine Information optisch zu codieren und zu einem Detektor übertragen zu können.
  • Das Koppelelement kann zumindest einen Informationseingang (z.B. einen Lichteingang) zum Einkoppeln einer Information und mindestens einen Informationsausgang (z.B. einen Lichtausgang) zum Auskoppeln einer Information aufweisen.
  • Ein Koppelelement kann beispielsweise von einer Lichtquelle emittiertes Licht am Lichteingang des Koppelelements empfangen und verteilen, so dass Licht an mindestens einem Lichtausgang des Koppelelements in die Übertragungsstruktur eingekoppelt werden kann. Das an der Koppel-Position eingekoppelte Licht kann für jede Lichtleitung (z.B. an der Basis) anliegen, so dass eine Information, z.B. ein 0-Zustand oder ein 1-Zustand, ausgelesen werden kann.
  • Werden beispielsweise acht Informationsleitungen zum Übertragen von Zuständen (und/oder Informationen) verwendet, können diese analog zu einer 8-Bit-Datenleitung wirken, und mithin 256 Zustände annehmen (übermitteln). Wird ein anderes Stellenwertsystem verwendet können beispielsweise mehr als 256 Zustände mittels der acht Informationsleitungen übertragen werden.
  • Werden 17 Informationsleitungen verwendet, kann beispielsweise genau eine Informationsleitung eine Versorgungsleitung aufweisen, genau eine Informationsleitung eine Positionierleitung aufweisen, sieben Informationsleitungen eine Adressierleitung aufweisen und acht Informationsleitungen eine Einstellleitung aufweisen. Erfolgt das Codieren mittels eines Binärsystems können mit den 17 Informationsleitungen beispielsweise 128 Adressen (z.B. Stellglieder mit jeweils 2,3 cm Abstand bei 3 m Gesamtlänge des Magnetsystems) und 256 Höhenwerte übermittelbar sein. Alternativ können die 256 Höhenwerte in zwei Gruppen von Höhenwerten aufgeteilt sein, die jeweils linksseitige/rechtsseitige Einstellhöhen (links/rechts) repräsentieren können.
  • Die Anzahl der Informationsleitungen und/oder das zum Codieren verwendete Stellenwertsystem lassen sich gemäß verschiedenen Ausführungsformen an die praktischen Anforderungen eines Magnetsystems anpassen. Beispielsweise lässt sich die Anzahl der Informationsleitungen reduzieren, um Kosten zu sparen, oder erhöhen, um eine größere Präzision zu ermöglichen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Informationsleitung einen Durchmesser (z.B. einen Außendurchmesser einer Lichtleitung oder ein Außendurchmesser eines Mantelmaterials einer Hohlleitung) in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 5 mm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm. Ein mittels mehreren Informationsleitungen eingerichtetes Kabel kann einen Querschnitt in einem Bereich von ungefähr 5 mm2 bis ungefähr 100 mm2, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 mm2 bis ungefähr 50 mm2 aufweisen. Beispielsweise können 17 Informationsleitungen (mit einer Informationsleitung plus zwei mal acht Informationsleitungen) einen Querschnitt in einem Bereich von ungefähr 15 mm2 bis ungefähr 30 mm2 aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei langen (z.B. länger als ungefähr 2 m) Informationsleitung ein Material mit einer Flexibilität (z.B. ein Kunststoff) verwendet werden, um Rissbildung oder einen Bruch der Informationsleitung (z.B. aufgrund thermischer Ausdehnung) vermeiden zu können. Beispielsweise können gemäß verschiedenen Ausführungsformen flexible Lichtleiter verwendet werden, um Licht zu übermitteln. Beispielsweise kann in einer Lichtleitung Plexiglas verwendet werden. Ferner kann die Temperatur des Kühlwassers Anforderungen an die verwendeten Materialien der Informationsleitung stellen. Beispielsweise kann im Kühlwasser mit einer Temperatur von bis zu ungefähr 60°C oder bis zu ungefähr 80°C der Einsatz eines Kunststoffes (wie Plexiglas) erfolgen.
  • Ferner kann die Flexibilität einer Informationsleitung an die Ausgestaltung der Koppel-Positionen angepasst sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere Lichtleiter derart steif oder starr ausgeführt werden, dass nach oder mit der Positionierung des Koppelelements an der Koppel-Position ein Leitungskoppeln erfolgen kann, ohne dass das Leitungskoppeln aufgrund einer Verbiegung mehrerer Lichtleiter erschwert wird.
  • Eine Koppel-Position (zum Informationskoppeln) kann entlang einer Informationsleitung derart angelegt sein, dass diese einem Stellglied zugeordnet ist. Eine mechanische Lösung zum Verstellen eines Magnetsystems kann vorsehen, das Stellglied mittels eines auf einer Schiene (Führungsschiene) geführten Stellwagens anzufahren. An dem Stellwagen kann eine Stellstruktur (z.B. mit einer mechanischen Kupplung) angeordnet sein, so dass ein mechanisches Kuppeln der Stellstruktur mit dem Stellglied zum Ändern der Einstellhöhe (z.B. einer Gruppe von Magneten des Magnetsystems) erfolgen kann. Anschaulich kann der Stellwagen als Antriebs-Stellwagen eingerichtet sein, der ein Stellen eines Stellglieds ermöglichen kann, wenn der Antriebs-Stellwagen mit dem Stellglieds gekuppelt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Übertragungsstruktur an einer Schiene (z.B. der Führungsschiene) und das Koppelelement an dem Antriebs-Stellwagen befestigt sein. Erreicht der Antriebs-Stellwagen das Stellglied, kann dabei ein Leitungskoppeln erfolgen. Anschaulich kann ein mechanisches Stellen eines Stellglieds beispielsweise gleichzeitig zu einem optischen und/oder mechanischen Codieren erfolgen.
  • Um den Stellwagen präzise zu positionieren, können Einkoppellängen (und Auskoppellängen) eine Rolle spielen. Anschaulich kann eine Einkoppellänge bezeichnen wie lang die Leitungskopplung entlang einer Informationsleitung angelegt ist. Mit anderen Worten kann eine Einkoppellänge beschreiben, wie präzise ein Stellwagen positioniert werden muss, damit ein Leitungskoppeln erfolgt.
  • Ist ein verstellbares Magnetsystem derart eingerichtet, dass die linke und die rechte Seite des Magnetträgers (gesehen in Längsrichtung) des Magnetsystems getrennt voneinander eingestellt werden können, kann dies bei der Art der Codierung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Codierung derart eingerichtet sein oder werden, dass eine Einstellhöhe oder zwei getrennte Einstellhöhen (links/rechts) übermittelt werden können (z.B. mittels unterschiedlicher Farbwerte codiert).
  • In einem solchen Fall kann beim Einstellen der jeweiligen Einstellhöhe (links oder rechts) der jeweilige Wert (der Einstellhöhe) über eine Einstellleitung übertragen werden. Beispielsweise kann die Links-Rechts-Information als Zusatzinformation in zwei Lichtleitungen übertragen werden. Beispielsweise kann die Einstellhöhe eine Veränderung einer Lage einer Magnet-Anordnung bezüglich eines Referenzabstands zu einem Träger bezeichnen.
  • Je nach Ausführung eines verstellbaren Magnetsystems kann die jeweilige Einstellhöhe, z.B. um wenige Millimeter, oder nur zehntel Millimeter veränderbar sein. Dabei kann die Einstellhöhe gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels eines Hebels, einer Scheibe oder eines Schneckentriebs auf eine Codierstruktur transferiert werden, um eine Präzision mit der eine Veränderung in einer Einstellhöhe codiert werden kann zu erhöhen.
  • Es kann sich beispielsweise um ein Vor-Ort-Messmittel handeln. Von diesem Messmittel ausgehend kann der Referenzabstand, um den z.B. eine Blende in einem Spalt (nach oben und unten, senkrecht zur Schienen-Ebene) bewegbar ist, von einem Loch in einer Blende (Lochmaske) definiert sein oder werden.
  • Der Spalt kann sich einerseits an einem Lichtverteiler befinden und andererseits an den Lichtausgängen für die Einstellleitung. Die Lochmaske kann je nach Stellung zu einer Lichtkopplungen führen, welche ein Maß für die Einstellhöhe repräsentieren kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lochmaske in einer Position, die eine Einstellhöhe repräsentiert, einen (oberen) Teil der Lichtausgänge verschließen (abdecken) und einen (unteren) Teil der Lichtausgänge unverschlossen belassen. Damit können gemäß der Anzahl der Lichtleitungen der Einstellleitung entsprechend viele Zustände übertragen werden. Anschaulich kann die Anzahl der Lichtleitungen die Anzahl der übertragbaren Informationen (z.B. Einstellhöhen) definieren.
  • Sofern eine binäre Codierung genutzt wird, kann die Lochmaske dementsprechend eingerichtet sein und ein Codierungsmuster aufweisen, welches ein binäres Codieren ermöglicht. Ein Codierungsmuster oder eine Codierungsmaske kann für die jeweilige Aufgabe und Genauigkeitsanforderung an unterschiedlichen Stellen des mechanischen Aufbaus eingerichtet sein. Alternativ kann jedes andere Stellenwertsystem zum Bilden einer Codierung oder eines Codierungsmusters verwendet werden.
  • 1A und 1B veranschaulichen eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht. Die Magnetron-Anordnung 100 kann eine Magnet-Anordnung 114 und einen Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann ein Rohr, ein Blech, eine Platte, oder ähnliches aufweisen und derart stabil eingerichtet sein, dass dieser die Magnet-Anordnung 114 halten kann. Die Magnet-Anordnung 114 kann mindestens einen Magnet aufweisen, welcher ein Magnetfeld mit einer Magnetfeldcharakteristik erzeugen kann.
  • Die Magnet-Anordnung 114 kann an dem Träger 102 schwenkbar und/oder verschiebbar gelagert sein und relativ zu dem Träger in eine erste Lage, wie in 1A dargestellt ist, und in eine zweite Lage, wie in 1B dargestellt ist, bewegt werden. Die erste Lage und die zweite Lage können einen Abstand und/oder einen Winkel zwischen dem Träger 102 und der Magnet-Anordnung 114 bezeichnen. Beispielsweise kann die Magnet-Anordnung 114 in der ersten Lage eine erste räumliche Ausrichtung und in der zweiten Lage eine zweite räumliche Ausrichtung aufweisen.
  • Die Magnetron-Anordnung 100 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Codierstruktur 112 aufweisen, welche der Magnet-Anordnung 114 zugeordnet sein kann. Die Codierstruktur 112 kann beispielsweise mit der zugeordneten Magnet-Anordnung 114 gekuppelt 124 sein. Ferner kann die Codierstruktur 112 einen ersten Codierbereich 112a und einen zweiten Codierbereich 112b (Codiermuster) aufweisen.
  • Der erste Codierbereich 112a kann eingerichtet sein in der ersten Lage der Magnet-Anordnung 114 eine der zugeordneten Magnet-Anordnung zugehörige Information, z.B. eine Lage der Magnet-Anordnung 114, mechanisch und/oder optisch zu codieren. Dazu kann ein Referenzsignal 116 derart beeinflusst werden, dass anhand des beeinflussten Referenzsignals 116a, 116b auf die der zugeordneten Magnet-Anordnung zugehörige Information geschlossen werden kann.
  • Das Referenzsignal 116 kann in der ersten Lage der Magnet-Anordnung 114 beispielsweise auf den ersten Codierbereich 112a wirken, wobei das Referenzsignal 116 mittels des ersten Codierbereichs 112a derart beeinflusst werden kann, dass ein erstes beeinflusstes Referenzsignal 116a (ein erster Signalcode 116a) bereitgestellt werden kann, wie in 1A dargestellt ist. Der erste Signalcode 116a (A) kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen der ersten Lage der Magnet-Anordnung 114 entsprechen.
  • Wird die Magnet-Anordnung in die zweite Lage bewegt und/oder verstellt kann das Referenzsignal 116 beispielsweise auf den zweiten Codierbereich 112b wirken, wobei das Referenzsignal 116 mittels des zweiten Codierbereichs 112b derart beeinflusst werden kann, dass ein zweites beeinflusstes Referenzsignal 116b (ein zweiter Signalcode 116b) bereitgestellt werden kann, wie in 1B dargestellt ist. Der zweite Signalcode 116b (B) kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen der zweiten Lage der Magnet-Anordnung 114 entsprechen.
  • Erfolgt das Codieren beispielsweise mittels eines Lichtstroms und/oder einer Lichtintensität, kann das Referenz-Signal 116 ein Referenz-Lichtsignal 116 mit einer Referenz-Lichtintensität (Referenz-Lichtstrom) aufweisen. Der erste Codierbereich 112a und der zweite Codierbereich 112b können derart eingerichtet sein, dass diese ein codiertes Lichtsignal 116a, 116b mit einer Lichtintensität (oder einem Lichtstrom) bereitstellen können, die gleich oder kleiner ist, als die Referenz-Lichtintensität. Beispielsweise kann der erste Signalcode 116a ein Lichtsignal 116a mit einer ersten Lichtintensität (oder einem ersten Lichtstrom) (A) und der zweite Signalcode 116b ein zweites Lichtsignal 116b mit einer zweiten Lichtintensität (oder einem zweiten Lichtstrom) (B) aufweisen.
  • Ist der Transmissionsgrad des ersten Codierbereichs 112a größer als der Transmissionsgrad des zweiten Codierbereichs 112b kann die erste Lichtintensität (oder der erste Lichtstrom) (A) größer sein als die zweite Lichtintensität (der zweite Lichtstrom) (B). Analog dazu kann die erste Lichtintensität (oder der erstes Lichtstrom) (A) kleiner sein als die zweite Lichtintensität (oder der zweite Lichtstrom) (B), wenn der Transmissionsgrad des ersten Codierbereichs 112a kleiner ist als der Transmissionsgrad des zweiten Codierbereichs 112b.
  • Erfolgt das Codieren mittels einer Lichtwellenlänge und/oder eines Lichtspektrums kann das Referenz-Signal 116 ein Referenz-Lichtsignal 116 mit einem Referenz-Lichtspektrum und/oder einem Referenz-Wellenlängenbereich aufweisen. Analog zum vorangehend beschriebenen können die Codierbereiche 112a, 112b derart eingerichtet sein, dass der erste Signalcode 116a ein Lichtsignal 116a mit einem ersten Lichtspektrum (A) und/oder einem ersten Wellenlängenbereich (A) und der zweite Signalcode 116a ein Lichtsignal 116a mit einem zweiten Lichtspektrum (B) und/oder einem zweiten Wellenlängenbereich (B) aufweisen kann.
  • Erfolgt das Codieren mittels eines Drucks und/oder eines Volumenstroms kann das Referenz-Signal 116 einen Referenz-Druck 116 und/oder einen Referenz-Volumenstrom 116 aufweisen, welche mittels eines druckführenden Mediums und/oder eines strömenden Mediums übertragen werden können. Anschaulich können das druckführende Medium und/oder das strömende Medium eine Flüssigkeit und/oder ein Gas aufweisen.
  • Analog zum vorangehend beschriebenen können die Codierbereiche 112a, 112b derart eingerichtet sein, dass der erste Signalcode 116a einen ersten Druck (A) und/oder einen ersten Volumenstrom (A) und der zweite Signalcode 116a einen zweiten Druck (B) und/oder einen zweiten Volumenstrom (B) aufweisen kann. Anschaulich können die Codierbereiche 112a, 112b beispielsweise Durchgangsöffnungen aufweisen, durch die das druckführende Medium und/oder das strömende Medium hindurch übertragen werden kann.
  • 2A und 2B veranschaulichen eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht.
  • Die Codierstruktur 112 kann einen ersten Codierbereich 112a, einen zweiten Codierbereich 112b, einen dritten Codierbereich 112c, einen vierten Codierbereich 112d, einen fünften Codierbereich 112e und einen sechsten Codierbereich 112f aufweisen, welche eine Vielzahl Codierbereiche 212 (Codiermuster) bilden können.
  • Ferner kann die Magnetron-Anordnung einen Signal-Verteiler 202 aufweisen, der derart eingerichtet sein kann, dass dieser das Referenz-Signal 116 zumindest zwei Codierbereichen der Vielzahl Codierbereiche 212 zuführen kann. Mit anderen Worten kann das Referenz-Signal 116 mittels des Signal-Verteilers 202 sowohl in der ersten Lage und als auch in der zweiten Lage der Codierstruktur 112 auf zumindest zwei Codierbereiche der Vielzahl Codierbereiche 212 verteilt werden. Anschaulich kann der Signal-Verteiler 202 Teil einer Übertragungsstruktur sein.
  • Mittels der Vielzahl Codierbereiche 212 kann in der ersten Lage der Codierstruktur 112 ein erster Signalcode 116a (ABAACA) und in der zweiten Lage der Codierstruktur 112 ein zweiter Signalcode 116b (BAACAC) bereitgestellt werden.
  • Dabei kann einer der Codierbereiche 112e eingerichtet sein ein verschwindendes Signal (C) bereitzustellen, beispielsweise eine verschwindende Lichtintensität (Lichtstrom), einen eine verschwindenden Volumenstrom und/oder einen verschwindenden Druck. Anschaulich kann der Codierbereich 112e eine abgedeckte Durchgangsöffnung und/oder keine Durchgangsöffnung aufweisen.
  • 3 veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Die Magnetron-Anordnung 100 kann eine Vakuum-Prozesskammer 310 mit einem Prozessierbereich 121 aufweisen zum Prozessieren eines Substrats 322 in dem Prozessierbereich 121.
  • Die Vakuum-Prozesskammer 310 kann beispielsweise eine Unterdruck-Kammer oder Vakuumkammer aufweisen. Beispielsweise kann die Vakuum-Prozesskammer 310 mit einem Vakuumpumpensystem zum Bereitstellen eines Vakuums oder zumindest eines Unterdrucks innerhalb der Vakuum-Prozesskammer gekoppelt sein.
  • Die Vakuum-Prozesskammer 310 kann eine Öffnung 123 in dem Kammergehäuse der Vakuum-Prozesskammer 310 aufweisen, wobei durch die Öffnung 123 hindurch ein Substrat 322 in die Vakuum-Prozesskammer 310 hinein oder aus der Vakuum-Prozesskammer 310 heraus gebracht werden kann.
  • Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 eine Kathode 330 (z.B. eine planare Kathode oder eine Rohrkathode) aufweisen, welche mittels einer Haltestruktur 308 gehalten und/oder gelagert werden kann. Die Haltestruktur 308 kann beispielsweise zwei Endblöcke aufweisen mittels derer eine Rohrkathode drehbar gelagert sein kann.
  • Die Kathode 330 kann derart relativ zu dem Prozessierbereich 121 angeordnet sein, dass beim Sputtern zerstäubtes Material sich von der Kathode 330 weg und in eine Richtung zu dem Prozessierbereich 121 hin ausbreiten kann, so dass in dem Prozessierbereich 121 das Substrat 1202 mit zerstäubten Material beschichtet werden kann.
  • Die Magnetron-Anordnung 100 kann ein Transportsystem 324 aufweisen zum Transportieren des Substrats 322 in den Prozessierbereich 121 hinein, oder zum Transportieren des Substrats 322 aus dem Prozessierbereich 121 heraus, oder zum Transportieren des Substrats 322 in dem Prozessierbereich 121.
  • Die Magnetron-Anordnung 100 kann mehrere Magnet-Anordnung 114 aufweisen, wobei eine erste Magnet-Anordnung 114a und eine zweite Magnet-Anordnung 114b dargestellt ist. Jede der Magnet-Anordnungen 114a, 114b kann mehrere Magneten 104 aufweisen, welche ein der Magnet-Anordnung 114a, 114b zugeordnetes Magnetfeld mit einer Magnetfeldcharakteristik erzeugen können.
  • Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 einen Träger 102 (z.B. eine Trägerplatte oder ein Trägerrohr) aufweisen, zum Halten der Magnet-Anordnungen 114a, 114b. Zwischen jeder Magnet-Anordnung 114a, 114b und dem Träger 102 kann jeweils ein Stellglied 306 angeordnet sein, welches ein Verändern der entsprechenden Magnetfeldcharakteristik ermöglichen kann. Beispielsweise kann das Stellglied 306 ein Bewegen einer mit dem Stellglied 306 gekuppelten Magnet-Anordnung 114a, 114b ermöglichen, so dass eine Lage der mit dem Stellglied 306 gekuppelten Magnet-Anordnung 114a, 114b relativ zu dem Träger 102 verändert werden kann.
  • Dabei kann die erste Magnet-Anordnung 114a beispielsweise in einer ersten Lage mit einem ersten Abstand 103d zu dem Träger 102 und die zweite Magnet-Anordnung 114b in einer zweiten Lage mit einem zweiten Abstand 105d zu dem Träger 102 angeordnet sein. Der erste Abstand 103d und der zweite Abstand 105d können jeweils einen Abstand der Magnetron-Anordnung 114a, 114b zu der Kathode 330 definieren, was das Durchdringen der Kathode 330 mittels des erzeugten Magnetfelds beeinflussen kann. Anschaulich kann das Magnetfeld die Kathode 330 zunehmend durchdringen, je näher eine Magnet-Anordnung 114a, 114b an der Kathode angeordnet sein kann. Beispielsweise kann eine magnetische Flussdichte des Magnetfelds auf der Oberfläche der Kathode 330 größer sein, je kleiner der Abstand einer Magnet-Anordnung 114a, 114b zu der Kathode ist.
  • Die Magnetron-Anordnung 100 kann eine Signalquelle 336 (z.B. eine Lichtquelle und/oder eine Pumpe) aufweisen, welche derart eingerichtet sein kann, dass diese ein Referenz-Signal (z.B. mittels Lichts, eines druckführenden und/oder strömenden Mediums) bereitgestellt.
  • Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 eine Signalleitung 316 aufweisen, welche derart mit der Signalquelle 336 verbunden sein kann, dass das Referenz-Signal mittels der Signalleitung 316 übertragen werden kann. Anschaulich kann die Signalleitung 316 Teil einer Übertragungsstruktur 326 sein.
  • Wird Licht verwendet kann die Signalleitung 316 eine Lichtleitung 316 aufweisen. Wird ein druckführendes Medium und/oder ein strömendes Medium verwendet kann die Signalleitung 316 eine Rohrleitung aufweisen. Ein druckführendes Medium kann einen Überdruck und/oder Unterdruck aufweisen und ein strömendes Medium kann eine Strömungsgeschwindigkeit aufweisen.
  • Die Magnetron-Anordnung 100 kann mehrere Codierstrukturen aufweisen, wobei eine erste Codierstruktur 312a, welche der ersten Magnet-Anordnung 114a zugeordnet sein kann, und eine zweite Codierstruktur 312b, welche der zweiten Magnet-Anordnung 114b zugeordnet sein kann, dargestellt sind. Die Signalleitung 316 kann derart relativ zu den Codierstrukturen 312a, 312b angeordnet sein, dass das Referenz-Signal den Codierstrukturen 312a, 312b mittels der Signalleitung 316 zugeführt werden kann.
  • Anschaulich kann das Anordnen der Signalleitung 316 eine relative Bewegung der Codierstrukturen 312a, 312b zu der Signalleitung 316 berücksichtigen, wenn eine Lage der Magnet-Anordnungen 114a, 114b verändert wird. Beispielsweise kann ein Signal-Verteiler die Signalleitung 316 mit den Codierstrukturen 312a, 312b koppeln.
  • Mittels der ersten Codierstruktur 312a kann ein erster Signalcode 116a und mittels der zweiten Codierstruktur 312b ein zweiter Signalcode 116b bereitgestellt werden. Anschaulich kann der erste Signalcode 116a der ersten Lage und der zweite Signalcode 116b der zweiten Lage entsprechen. Die Signalleitung 316 kann derart mit den Codierstrukturen 312a, 312b gekoppelt sein, dass der erste Signalcode 116a und der zweite Signalcode 116b mittels der Signalleitung 316 übertragen werden kann.
  • Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 einen Detektor 328 aufweisen, welcher derart mit der Signalleitung 316 gekoppelt sein kann, dass die Signalleitung 316 den ersten Signalcode 116a und den zweiten Signalcode 116b dem Detektor zuführen kann. Wird Licht verwendet kann der Detektor 328 einen Lichtdetektor 328 (z.B. ein Photodetektor) aufweisen. Wird ein druckführendes Medium und/oder ein strömendes Medium verwendet kann der Detektor 328 einen Druckdetektor und/oder einen Durchflussdetektor aufweisen.
  • Der Detektor 328 kann eingerichtet sein, den ersten Signalcode 116a und den zweiten Signalcode 116b erfassen (detektieren) zu können, und in ein elektrisches Signal umformen zu können, welches jeweils den ersten Signalcode 116a und den zweiten Signalcode 116b repräsentiert. Anhand des elektrischen Signals kann dann eine Analyse erfolgen, die ein Ermitteln der Lage der Magnet-Anordnungen 114a, 114b auf Grundlage der Signalcodes 116a, 116b ermöglichen kann.
  • Anschaulich kann der Detektor 328 Daten ermitteln, welche eine Lage der Magnet-Anordnungen 114a, 114b repräsentieren und von einer Steuerung verarbeitet werden können, damit mittels der Steuerung ein Verändern der Lage der Magnet-Anordnungen 114a, 114b anhand der ermittelten Daten erfolgen kann.
  • Beispielsweise kann die Steuerung mit den Stellgliedern 306 gekoppelt sein und ein Stellen der Stellglieder 306 ermöglichen, so dass ein Abstand der Magnet-Anordnung 114a, 114b zu dem Träger mittels Stellens der Stellglieder 106 verändert und/oder angepasst werden kann.
  • 4 veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei die Magnetron-Anordnung 100 ein Rohrmagnetron aufweisen kann.
  • Eine Magnetron-Anordnung 100 kann eine Rohrkathode 430 mit einem Targetgrundrohr 430r und zwei Endblöcke 402a, 402b aufweisen, wobei das Targetgrundrohr 430r mittels der Endblöcke 402a, 402b drehbar gelagert sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 102 ein Trägerrohr 102 aufweisen, welches mittels der Endblöcke 412a, 412b gestützt werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetgrundrohr 430r entkoppelt von dem Trägerrohr 102 drehbar gelagert sein, so dass das Trägerrohr 102 beim Drehen des Targetgrundrohrs 430r (um das Trägerrohr 102 herum) in einer festen Ausrichtung und/oder Lage bezüglich der Endblöcke 412a, 412b verbleibt.
  • Beispielsweise kann das Targetgrundrohr 430r um eine Rotationsachse 411 (parallel zur Richtung 101) des Rohrmagnetrons drehbar gelagert sein, wobei die Rotationsachse 411 parallel zu einer Längserstreckung des Trägerrohrs 102 und innerhalb des Trägerrohrs 102 verlaufen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils einer der Endblöcke 402a mit einem Kathoden-Antrieb 412 zum Drehen des Targetgrundrohrs 430r gekuppelt sein und als so genannter Antriebsendblock 402a eingerichtet sein. Der Kathoden-Antrieb 412 kann mit einem außerhalb der Magnetron-Anordnung 100 angeordneten Motor gekuppelt sein, wobei mittels des Kathoden-Antriebs 412 ein Drehmoment (und/oder eine Drehbewegung) von dem Motor auf das Targetgrundrohr 430r übertragen werden kann, so dass das Targetgrundrohr 430r gedreht werden kann.
  • Ferner kann der jeweils andere der Endblöcke 402b zum Versorgen der Rohrkathode als so genannter Medienendblock 402b eingerichtet sein. Der Medienendblock 402b kann zum Zuführen und Abführen einer Kühlflüssigkeit (z.B. eines wasserbasierten Gemischs), welches durch das Targetgrundrohr 430r hindurch geleitet werden kann, und/oder zum Versorgen der Rohrkathode mit elektrischer Energie eingerichtet sein.
  • Dazu kann ein Medienendblock 402b beispielsweise eine Rohrleitung und/oder elektrische Leitungen aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetgrundrohr 430r eingerichtet sein ein Targetmaterial 430t zu halten. Das Targetmaterial 430t kann beispielsweise rohrförmig eingerichtet sein und das Targetgrundrohr 430r zumindest teilweise umgeben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetron-Anordnung 100 mehrere in der Rohrkathode 430 angeordnete Magnet-Anordnungen 114 aufweisen, wobei jede Magnet-Anordnung 114 mittels mehrerer (z.B. zwei oder vier) Stellglieder 306 schwenkbar und/oder verschiebbar gelagert sein kann.
  • Die Magnet-Anordnungen 114 können anschaulich mittels des Trägerrohrs 102 derart gehalten werden, dass die Magnet-Anordnungen 114 beim Drehen der Rohrkathode in einer festen Lage bezüglich der Endblöcke 402a, 402b verbleibt. Anschaulich kann die Magnetron-Anordnung 100 derart eingerichtet sein, dass das Targetmaterial 430t beim Drehen des Targetgrundrohrs 430r an den Magnet-Anordnungen 114 vorbei bewegt werden kann.
  • Jede der Magnet-Anordnungen 114 kann einer Codierstruktur 112 zugeordnet sein, wobei jede Codierstruktur 112 mit der zugeordneten Magnetron-Anordnung 114 gekuppelt sein kann. Anschaulich kann ein Bewegen (z.B. Schwenken und/oder Verschieben) einer Magnet-Anordnung 114 ein Bewegen (z.B. Verschieben und/oder Rotieren) einer zugeordneten Codierstruktur 112 zur Folge haben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetron-Anordnung 100 eine Lichtleitung 316, z.B. ein Lichtleitkabel, ein Lichtleiter, ein Glasfaserkabel, einen Lichtleitstab, ein Lichtwellenleiter und/oder eine Lichtleitröhre aufweisen. Anschaulich kann die Lichtleitung 316 Teil einer Übertragungsstruktur 326 sein. Ferner kann die Lichtleitung 316 derart eingerichtet sein, dass diese den Codierstrukturen 112 mittels einer Lichtquelle erzeugtes Licht zuführt.
  • Mehrere Lichtleitungen können beispielsweise mittels mehrerer Lichtleitkabel eingerichtet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere Lichtleitungen anschaulich als Lichtbus eingerichtet sein.
  • Jede der Codierstrukturen 112 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eingerichtet sein mittels Codierens des zugeführten Lichts ein Lichtmuster (Codierungsmuster) bereitzustellen, welches eine Lage der zugeordneten Magnet-Anordnung 114 repräsentiert. Das Lichtmuster kann anschaulich mehrere Helligkeitswerte und/oder mehrere Farbwerte des Lichts aufweisen.
  • Ferner kann die Lichtleitung 316 eingerichtet sein das von jeder der Codierstrukturen 112 bereitgestellte Lichtmuster einem Photodetektor 328 zuzuführen, welcher eingerichtet sein kann das Lichtmuster zu detektieren. Weist das Lichtmuster Helligkeitswerte auf, kann der Photodetektor 328 beispielsweise einen Belichtungsmesser aufweisen. Weist das Lichtmuster Farbwerte auf, kann der Photodetektor 328 beispielsweise eine Photodiode aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Übertragungsstruktur 326 eine Vielzahl Lichtleitungen 316 aufweisen, wobei jede Lichtleitung 316 anschaulich genau einen Helligkeitswert und/oder genau einen Farbwert übertragen kann. Zum Detektieren des Lichtmusters kann jede Lichtleitung 316 mit einem Photodetektor 328 gekoppelt sein. Die Vielzahl Lichtleitungen 316 kann beispielsweise als so genannter Lichtbus 316 eingerichtet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetron-Anordnung 100 eine Targetkupplung 401 (Targetklemmung) aufweisen. Die Targetkupplung 401 kann derart eingerichtet sein, dass die Rohrkathode 430, das Targetgrundrohr 102 und/oder die Lichtleitung 316 von den Endblöcken 402a, 402b demontiert werden können. Die Lichtleitung 316 kann an der Targetkupplung 401 beispielsweise eine Steckverbindung aufweisen, die derart eingerichtet sein kann, dass die Lichtleitung 316 beim Montieren und/oder Demontieren ohne zusätzliche Montageschritte verbunden und/oder getrennt werden kann.
  • 5A und 5B veranschaulichen eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei eine Magnet-Anordnungen 114 der mehreren Magnet-Anordnungen 114 der Magnetron-Anordnung 100 dargestellt ist. 5A veranschaulicht eine Querschnittsansicht oder eine Seitenansicht senkrecht zu einer Richtung 101, und 5B veranschaulicht eine Querschnittsansicht oder eine Seitenansicht aus einer Richtung 101.
  • Die Magnet-Anordnung 114 kann mit einer ersten Lochmaske 312a (erste Codierstruktur 312a) und einer zweiten Lochmaske 312b (zweite Codierstruktur 312a) gekuppelt sein, wobei jede Lochmaske eine Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 (eine Vielzahl Codierbereiche 212) aufweisen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Übertragungsstruktur 326 eine erste Lichtleitung 316a (Versorgungsleitung 316a) und eine zweite Lichtleitung 316b (Codeleitung 316b) aufweisen. Ferner kann die Übertragungsstruktur 326 einen beweglich gelagerten Stellwagen 202a (erstes Koppelelement 202a) mit einem Lichtausgang 502a und einem Lichteingang 502e aufweisen.
  • Die Versorgungsleitung 316a kann zum Versorgen des Stellwagens 202a mit Licht eingerichtet sein. Anschaulich kann die Versorgungsleitung 316a mit einer Lichtquelle gekoppelt sein und dem Stellwagen 202a Licht, welches von der Lichtquelle erzeugt wird, zuführen.
  • Der Stellwagen 202a kann derart eingerichtet sein, dass die Versorgungsleitung 316a mit dem Lichtausgang 502a gekoppelt ist, so dass von der Versorgungsleitung 316a zugeführtes Licht aus dem Lichtausgang 502a austreten kann. Anschaulich kann der Stellwagen 202a einen Lichtverteiler aufweisen, welcher das dem Stellwagen 202a zugeführte Licht auf den Lichtausgang 502a verteilt.
  • Der Stellwagen 202a kann in eine der ersten Lochmaske 312a zugeordnete Koppel-Position 511a bewegbar eingerichtet sein, wobei sich aus dem Lichtausgang 502a austretendes Licht durch die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 der ersten Lochmaske 312a hindurch ausbreiten kann, wenn sich der Stellwagen 202a in der ersten Koppel-Position 511a befindet.
  • Analog kann der Stellwagen 202a in eine der zweiten Lochmaske 312b zugeordnete Koppel-Position 511b bewegbar eingerichtet sein, wobei sich aus dem Lichtausgang 502a austretendes Licht durch die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 der zweiten Lochmaske 312b hindurch ausbreiten kann, wenn sich der Stellwagen 202a in der zweiten Koppel-Position 511b befindet. Beim Ausbreiten des Lichts durch die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 hindurch kann ein optisches Codieren erfolgen, so dass ein codiertes Lichtsignal (Signalcode) bereitgestellt sein kann, welches mittels des aus der Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 austretenden Lichts übertragen werden kann.
  • Anschaulich können zumindest zwei Durchgangsöffnungen der Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 beispielsweise unterschiedliche Durchmesser und/oder unterschiedliche Transmissionsgrade aufweisen, so dass eine Helligkeit (Lichtintensität und/oder ein Lichtstrom) des aus der Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 austretenden Lichts mittels der zwei Durchgangsöffnungen variiert werden kann.
  • Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 ein zweites Koppelelement 202b aufweisen, welches aus der Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 austretendes Licht umleiten und dem Lichteingang 502e des Stellwagens 202a zuführen kann, so dass dieses in den Lichteingang 502e eintreten kann. Der Versorgungswagen kann derart eingerichtet sein, dass der Lichteingang 502e mit der Codeleitung 316b gekoppelt ist, so dass in den Lichteingang 502e eintretendes Licht der Codeleitung 316b zugeführt werden kann, welche das Licht zu einem Lichtdetektor transportieren kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Lichtleiter der Codeleitung 316b genau einer der Durchgangsöffnungen 212 zugeordnet sein. Anschaulich kann einem Lichtleiter der Codeleitung 316b zugeführtes Licht, von genau einer der Durchgangsöffnungen 212 stammen. Beispielsweise kann eine der Durchgangsöffnungen 212 Licht mit genau einem Lichtintensitätswert erzeugen, wobei der Lichtintensitätswert mittels genau einem Lichtleiter der Codeleitung 316b übertragen werden kann.
  • Alternativ kann Licht, welches von mehreren der Durchgangsöffnungen 212 stammt, überlagert werden und das überlagerte Licht mittels genau einem Lichtleiter übertragen werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 der Lochmasken 312a, 312b Farbfilter aufweisen, so dass eine Wellenlänge des durch die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 hindurchgebrachten Lichts verändert werden kann. Beispielsweise kann jede der Durchgangsöffnungen 212 Licht mit genau einem Farbwert (z.B. einer Wellenlänge) erzeugen, wobei die Farbwerte überlagert werden können und die überlagerten Farbwerte mittels genau einem Lichtleiter der Codeleitung 316b übertragen werden können. Die Durchgangsöffnungen können derart eingerichtet sein, dass aus den überlagerten Farbwerten auf die einzelnen Farbwerte geschlossen werden kann.
  • Wird ein Abstand der Magnet-Anordnung 114 zu dem Trägerrohr 102 verändert, kann dies zu einer Verschiebung der Lochmasken 312a, 312b führen (senkrecht zur Richtung 101). Dabei können sich die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 in den Lochmasken 312a, 312b relativ zu dem Lichtausgang 502a und/oder dem Lichteingang 502e verschieben, so dass ein die Lage der Magnet-Anordnung 114 repräsentierendes codiertes Lichtsignal bereitgestellt werden kann.
  • Mit anderen Worten kann die Übertragungsstruktur 326 (Stellwagen 202a, zweites Koppelelement 202b, Lichtleitungen 316a, 316b) derart eingerichtet sein, dass Licht, welches von einer Lichtquelle emittiert wird, durch die Lochmasken 312a, 312b hindurch gebracht werden kann, wobei mittels der Lochmasken 312a, 312b ein codiertes Lichtsignal bereitgestellt werden kann, welches den Abstand der Magnet-Anordnung 114 zu dem Trägerrohr 102 repräsentieren kann. Das codierte Lichtsignal kann anschließend einem Lichtdetektor zum Erfassen des codierten Lichtsignals zugeführt werden.
  • Anschaulich kann eine Abstands-Information (z.B. eine Einstellhöhe) der Magnet-Anordnung 114 mittels des Lichtsignals codiert werden. Mit anderen Worten kann anhand des codierten Lichtsignals auf den Abstand der Magnet-Anordnung 114 zu dem Trägerrohr 102 geschlossen werden.
  • Ferner kann die Übertragungsstruktur 326 derart eingerichtet sein, dass ein Codieren nur dann erfolgt, wenn sich der Stellwagen 202a in einer der Koppel-Positionen 511a, 511b befindet. Dadurch kann ein serielles Analysieren jeder einzelnen Lochmasken 312a, 312b erfolgen. Anschaulich kann der Stellwagen 202a als Schalter wirken, der ein Umschalten zwischen den einzelnen Lochmasken 312a, 312b ermöglicht, so dass diese mit derselben Übertragungsstruktur 326 analysiert werden können. Dadurch können beispielsweise weniger Lichtleitkabel benötigt werden, als wenn ein gleichzeitiges Analysieren aller Lochmasken 312a, 312b erfolgen soll.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Stellwagen 202a mit einer Stellstruktur zum Stellen des Magnetfelds verbunden sein, welche beispielsweise eingerichtet sein kann die Magnet-Anordnung 114 zu verschieben. Dabei kann gleichzeitig zum Verschieben der Magnet-Anordnung 114 ein Analysieren der erfolgten Verschiebung mittels der Lochmasken 312a, 312b erfolgen.
  • Analog zum vorangehend Beschriebenen können die Versorgungsleitung 316a und die Codeleitung 316b an der Targetkupplung 401 jeweils eine Steckverbindung 516 aufweisen, welche eine Trennen und Verbinden der Versorgungsleitung 316a und der Codeleitung 316b ermöglichen.
  • 6A veranschaulicht eine Codierstruktur 112 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei die Codierstruktur 112 einen plattenförmigen Träger 612 (Trägerscheibe 612) aufweisen kann, welcher ringförmig ausgebildet sein kann. Die Trägerscheibe 612 kann ein Durchgangsloch 613 aufweisen, welches zum Aufnehmen eines Lagers eingerichtet sein kann, um die Trägerscheibe 612 auf dem Lager drehbar lagern zu können.
  • Anschaulich kann die Trägerscheibe 612 kann derart eingerichtet sein, dass diese um eine Rotationsachse 611 und entlang einer Richtung 601 drehbar gelagert werden kann. Die Trägerscheibe 612 kann mit einer Magnet-Anordnung 114 derart gekoppelt sein, dass die Trägerscheibe 612 gedreht wird, wenn die Magnet-Anordnung 114 bewegt wird. Beispielsweise kann ein Drehwinkel 601d, um den die Trägerscheibe 612 gedreht wird, einer Distanz entsprechen, um den die Magnet-Anordnung 114 verschoben wird. Die Drehbewegung der Trägerscheibe 612 kann z.B. mit einer Linearbewegung (z.B. einer Einstellhöhe) einer Magnet-Anordnung 114 mittels eines Zahnstangenantriebs gekuppelt sein.
  • Die Trägerscheibe 612 kann eine Vielzahl Codierbereiche 212 (z.B. eine Vielzahl Durchgangsöffnungen 212) aufweisen. Relativ zu der Rotationsachse 611 der Trägerscheibe 612 kann eine Versorgungsleitung derart angeordnet sein, dass Licht aus einem Lichtausgang der Versorgungsleitung austreten und einen Bereich der Trägerscheibe 612 (Belichtungsbereich 603) belichten kann. Dabei kann Licht durch die in einem Belichtungsbereich 603 angeordneten Durchgangsöffnungen 212b hindurch gebracht werden.
  • Die in dem Belichtungsbereich 603 angeordneten Durchgangsöffnungen 212b können anschaulich ein Muster (Codierungsmuster) bilden. Anhand des Musters der in dem Belichtungsbereich angeordneten Durchgangsöffnungen 212b kann ein optisches Codieren erfolgen (ein Signalcode bereitgestellt werden), wie vorangehend beschrieben ist, so dass ein codiertes Lichtsignal bereitgestellt wird. Das Muster der in dem Belichtungsbereich 603 angeordneten Durchgangsöffnungen 212b kann anschaulich ein Lichtmuster definieren mit dem Licht die Durchgangsöffnungen 212b verlässt.
  • Mittels Drehens 601 der Trägerscheibe 612 kann die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 durch den Belichtungsbereich 603 hindurch bewegt werden. Dabei kann die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 derart auf der Trägerscheibe 612 angeordnet sein, dass mit einer Drehung der Trägerscheibe 612 um den Drehwinkel 601d das Muster der in dem Belichtungsbereich angeordneten Durchgangsöffnungen 212b verändert wird, so dass anhand des Musters auf eine Drehrichtung und/oder einen Drehwinkel, um den die Trägerscheibe 612 gedreht wird, geschlossen werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl Durchgangsöffnungen 212 derart auf der Trägerscheibe 612 angeordnet sein, dass jedem Drehwinkel 601d, um den die Trägerscheibe 612 gedreht wird, genau ein Muster der in dem Belichtungsbereich angeordneten Durchgangsöffnungen 212b zugeordnet ist, so dass von dem Muster auf eine Winkelstellung der Trägerscheibe 612 geschlossen werden kann.
  • Anschaulich kann die Codierstruktur 112 derart eingerichtet sein, dass eine Einstellhöhe der Magnet-Anordnung 114 einer Winkelstellung der Trägerscheibe 612 entspricht. Die Winkelstellung der Trägerscheibe 612 kann ein Lichtmuster des durch die Trägerscheibe 612 transmittierten Lichts definieren, anhand dessen auf die Einstellhöhe der Magnet-Anordnung 114 geschlossen werden kann.
  • 6B veranschaulicht eine Codierstruktur 112 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei die Codierstruktur 112 einen plattenförmigen Träger 612 (Trägerplatte 612) aufweisen kann, welcher rechteckig ausgebildet sein kann. Die Trägerplatte 612 kann entlang einer Richtung 605 beweglich gelagert sein.
  • Die Trägerplatte 612 kann mit einer Magnet-Anordnung 114 derart gekoppelt sein, dass die Trägerplatte 612 verschoben 605 wird, wenn die Magnet-Anordnung 114 bewegt wird. Dabei kann eine Distanz 605d, um welche die Trägerplatte 612 verschoben wird, einer Distanz entsprechen, um den die Magnet-Anordnung 114 verschoben wird. Beispielsweise kann die Linearbewegung der Trägerplatte 612 mit einer Linearbewegung (z.B. einer Einstellhöhe) einer Magnet-Anordnung 114 mittels eines Hebelsystems gekoppelt sein.
  • Zum Beispiel kann über eine erste Codierstruktur 112 die Einstellgenauigkeit eines Millimeters und über eine zweite Codierstruktur 112 an anderer Stelle über mechanische Übersetzungen ein Zehntel Millimeter abgebildet werden, so dass in Summe mehrere Millimeter auf den Zehntel Millimeter genau abgebildet werden können.
  • Analog zum vorangehend Beschriebenen kann die Codierstruktur 112 derart eingerichtet sein, dass eine Lage (z.B. eine Einstellhöhe), in der sich eine Magnet-Anordnung 114 befindet, einer Position der Trägerplatte 612 entspricht. Die Position der Trägerscheibe 612 kann ein Muster der in dem Belichtungsbereich angeordneten Durchgangsöffnungen 212b definieren, so dass mittels des Musters ein die Lage der Magnet-Anordnung 114 repräsentierendes codiertes Lichtsignal bereitgestellt werden kann.
  • 7A veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetron-Anordnung 100 mehrere Lichteingänge 502e aufweisen, wobei jeder Lichteingang 502e derart mit der Codeleitung 316b gekoppelt sein kann, dass in einen Lichteingang 502e eintretendes Licht der Codeleitung 316b zugeführt werden kann, welche das Licht zu einem Lichtdetektor übertragen kann. Ferner kann jeder der Lichteingänge 502e einer Koppelposition 512a, 512b, 512c zugeordnet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann an jedem der Lichteingänge 502e eine Codierstruktur 112 angeordnet sein, die eingerichtet sein kann, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Koppelelement 702a in eine Koppel-Position 512a gebracht werden, wobei dann ein Koppeln zwischen dem Koppelelement 702a und dem der Koppel-Position 512a zugeordneten Lichteingang 502e erfolgen kann. Sind das Koppelelement 702a und der Lichteingang gekoppelt kann ein optisches Codieren einer der Koppel-Position 512a zugehörigen Information erfolgen.
  • Anschaulich kann eine Koppel-Position 512a einer Magnet-Anordnung 114 zugeordnet sein, wobei die der Koppel-Position 512a zugehörige Information eine Lage der zugeordneten Magnet-Anordnung aufweisen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Übertragungsstruktur derart eingerichtet sein, dass die Information eine eindeutige Zuordnung (anschaulich eine Adresse) der Koppel-Position aufweisen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das optische Codieren an einer Koppel-Position 512a, 512b, 512c beispielsweise anschaulich eine 0-1-Belegung der Lichtleiter der Codeleitung 316b aufweisen. Dabei können 0-Zustand und 1-Zustand Teil eines Datenbits sein, wobei das Datenbit Teil einer übermittelten Adresse einer Koppel-Position 512a, 512b, 512c oder Teil einer Einstellhöhe eines Stellglieds an der Koppel-Position 512a, 512b, 512c sein können. Dabei kann beispielsweise das binäre Zahlensystem genutzt werden. Alternativ kann jedes andere Stellenwertsystem zum Bilden einer Codierung verwendet werden.
  • Für die Codierung der Adresse (oder Einstellhöhe) kann eine Lochmaske 112 bereits in die Koppel-Position (als statischer Lochmaske) integriert sein oder werden. Beispielsweise kann an der Koppel-Position eine austauschbare Lochmaske 112 für eine Adressierleitung angeordnet sein oder werden. Mithin können die Adressen der Koppel-Positionen 512a, 512b, 512c anpassbar eingerichtet sein.
  • 7B, 7C und 7D veranschaulichen jeweils die in 7A dargestellte Magnetron-Anordnung 100, wobei verschiedene Möglichkeiten dargestellt sind, wie ein Koppeln und/oder ein optisches Codieren gemäß verschiedenen Ausführungsformen erfolgen kann. Die in 7A bis 7D dargestellten Möglichkeiten können miteinander kombiniert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Koppelelement 702a einen Lichtausgang 502a aufweisen, der eingerichtet sein kann Licht zu emittieren, wie in 7B veranschaulicht ist. Beispielsweise kann der Lichtausgang 502a mit einer Versorgungsleitung gekoppelt sein. Mittels des von dem Lichtausgang 502a emittierten Lichts kann ein Belichtungsbereich 603 an der Codierstruktur 112 belichtet werden, so dass mittels der Codierstruktur 112 ein optisches Codieren erfolgen kann, wobei ein codiertes Lichtsignal bereitgestellt werden kann.
  • Das codierte Lichtsignal kann zu einem Lichteingang 512e der Codeleitung 316b gebracht werden, welcher das codierte Lichtsignal der Codeleitung 316b zuführen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Koppelelement 702a einen Lichtausgang 502a und einen Lichteingang 702e aufweisen, wie in 7B veranschaulicht ist. Das Koppelelement 702a kann derart eingerichtet sein, dass Licht, welches in den Lichteingang 702e eintritt aus dem Lichtausgang 502a wieder austritt. Beispielsweise können Lichteingang 702e und Lichtausgang 502a des Koppelelements 702a mittels eines Lichtwellenleiters und/oder eines Glaskörpers verbunden sein. Anschaulich kann das Koppelelement 702a beispielsweise als Spiegel, Reflektor und/oder Lichtverteiler 202 wirken.
  • An dem Lichteingang 512e der Codeleitung 316b kann ein Lichtausgang 712a einer Versorgungsleitung angeordnet sein, welcher eingerichtet sein kann Licht zu emittieren und dem Koppelelement 702a zuzuführen. Anschaulich kann das Koppelelement 702a als passiver Lichtleiter wirken und an dem Lichtausgang 712a einer Versorgungsleitung austretendes Licht dem Belichtungsbereich 603 zuführen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das Koppelelement 702a zwei Lichtausgänge 502a auf, die eingerichtet sein können Licht zu emittieren, wie in 7D veranschaulicht ist. Ein erster Lichteingang 502a des Koppelelements 702a kann eingerichtet sein der Codierstruktur 112 Licht zuführen zum optischen Codieren einer der Magnet-Anordnung 114 zugehörigen Information.
  • Ein zweiter Lichteingang 502a des Koppelelements 702a kann eingerichtet sein einem Adressfeld 712e Licht zuführen zum optischen Codieren einer der Koppel-Position 512a zugehörigen Information (anschaulich eine Adresse). Anschaulich kann anhand einer der Koppel-Position 512a zugehörigen Information ermittelt werden, mit welcher Koppel-Position 512a das Koppelelement 702a gekoppelt ist (Adressierung). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Adressfeld mittels einer Lochmaske 112 bereitgestellt sein, welche an einem Lichteingang 502a des Koppelelements 702a angeordnet sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Adressierung der Koppel-Positionen 512a, 512b, 512c mittels einer Wellenlänge des übertragenen Lichts erfolgen, wobei ein Codieren einer Lage der Magnet-Anordnung 114 mittels eines Lichtstroms (beispielsweise einer Helligkeit) erfolgen kann. Analog dazu können andere Kombinationen der Lichteigenschaften genutzt werden, um verschiedene Informationen zu codieren.
  • Analog zum vorangehend Beschriebenen kann ein mechanisches Codieren (beispielsweise mittels eines Volumenstroms oder eines Drucks) erfolgen.
  • Die in 7A bis 7D dargestellten Codierstrukturen 112 können gemäß verschiedenen Ausführungsformen drehbar und/oder verschiebbar gelagert sein (vergleiche beispielsweise 6A und 6B).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Codieren einer Information erfolgen, welche einer Stellstruktur zum Verändern einer Magnetfeldcharakteristik zugeordnet ist. Beispielsweise kann eine Codierstruktur 112 mit einer Drehbewegung der Stellstruktur gekoppelt sein, z.B. mit einem Antrieb der Stellstruktur und/oder mit einer Antriebswelle der Stellstruktur, wobei beispielsweise ermittelt werden kann inwieweit das Stellen erfolgt.
  • 7E eine der vorangehend beschriebenen Magnetron-Anordnungen 100 in einer schematischen Ansicht, wobei unterschiedliche Muster 722a, 722b, 722c, 722d, 722x dargestellt sind, welche von in dem Belichtungsbereich 603 angeordneten Durchgangsöffnungen 212b oder den zum Codieren genutzten Codierbereiche 212 gebildet werden können.
  • Die Muster 722a, 722b, 722c, 722d, 722x können eine Vielzahl Muster 722 ergeben, welche eine Auflösung definieren können mit der eine Einstellhöhe oder eine Lage einer Magnet-Anordnung ermittelt werden kann. Anschaulich kann die Anzahl an Kombinationen von der Anzahl der zum Codieren genutzten Codierbereichen 212 und/oder von der Art der Codierung abhängen. Werden beispielsweise zwei Eigenschaften des Lichts (z.B. Lichtwellenlänge und Lichtstrom) zum Codieren kombiniert kann eine größere Anzahl Kombinationen resultieren als wenn genau eine Eigenschaften des Lichts zum Codieren verwendet wird.
  • Analog kann die Vielzahl Muster 722 zum Adressieren der Koppel-Positionen genutzt werden. Beispielsweise kann jeder Koppel-Position ein Muster zugeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Teil der zum Codieren genutzten Codierbereiche 212 zum Adressieren genutzt werden und ein anderer Teil zum Codieren einer Einstellhöhe der Magnet-Anordnung 114. Analog können zwei Eigenschaften des Lichts (z.B. Farbwert und Helligkeit) kombiniert werden.
  • 8 veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Der Medienendblock 402b kann eine Rohrleitung 804 aufweisen welche mit dem Trägerrohr 102 und dem Targetgrundrohr 430r verbunden sein können, zum Zuführen von Kühlflüssigkeit durch das Trägerrohr 102 hindurch in das Targetgrundrohr 430r. Das Targetgrundrohr 430r kann analog mit Rohrleitung 804 des Medienendblock 402b gekoppelt sein, so dass ein Abführen von Kühlflüssigkeit durch das Targetgrundrohr 430r hindurch ermöglicht wird. Anschaulich können der Medienendblock 402b, das Trägerrohr 102 und das Targetgrundrohr 430r Teil eines Kühlkreislaufes sein.
  • In dem Kühlkreislaufes kann eine Lichtleitung 316a, 316b angeordnet sein, welche eingerichtet sein kann, wie vorangehend beschrieben ist, und z.B. eine Versorgungsleitung 316a und eine Codeleitung 316b aufweisen kann. Die Lichtleitung 316a, 316b kann durch eine Durchführung 806 hindurch aus dem Kühlkreislauf heraus geführt sein und außerhalb des Kühlkreislaufes und/oder des Medienendblocks 402b mit einer Basis 802 gekoppelt sein.
  • Die Basis 802 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Lichtquelle und/oder einen Lichtdetektor aufweisen. Anschaulich können die Basis 802 und die Lichtleitung 316a, 316b derart gekoppelt sein, dass von der Basis 802 bereitgestelltes Licht mittels der Versorgungsleitung 316a zu den Koppel-Positionen 511a, 511b, 511c und ein an den Koppel-Positionen 511a, 511b, 511c erzeugtes codiertes Lichtsignal mittels der Codeleitung 316b zurück zur Basis 802 übertragen werden kann.
  • Wird beispielsweise Licht als Informationsträger verwendet kann die Basis 802 die Versorgungsleitung 316a mittels einer leistungsfähigen LED oder eines Laser mit Licht versorgen. Ferner kann die Codeleitung 316b mit Lichtdetektoren der Basis 802 verbunden sein. Wird ein strömendes und/oder druckführendes Medium als Informationsträger verwendet kann die Basis 802 die Versorgungsleitung 316a, wie vorangehend beschrieben ist, beispielsweise mit einem Druck, einem Volumenstrom, usw. versorgen und die Codeleitung 316b kann mit entsprechenden Detektoren, z.B. Druckdetektoren oder Durchflussdetektoren, der Basis 802 verbunden sein.
  • Die übermittelten Signale (oder Informationensätze) können zu einer Auswerteeinheit der Basis 802 übermittelt werden, die beispielsweise eine elektrische Versorgungseinheit zum Versorgen der Antriebe des verstellbaren Magnetsystems steuern kann. Die Basis 802 kann sich gemäß verschiedenen Ausführungsformen außerhalb des Kühlwassers angeordnet sein. Anschaulich kann es dabei notwendig sein, mehrere Lichtleitungen der Versorgungsleitung 316a und/oder der Codeleitung 316b durch ein Targetgrundrohr hindurch und durch einen Endblock hindurch zu führen.
  • Dabei können mehrere Lichtleitungen eine Targetkupplung 401 überbrücken, an der ein wechselbares Targetgrundrohr an einem Endblock gelagert sein kann. Die Versorgungsleitung 316a und/oder die Codeleitung 316b können gemäß verschiedenen Ausführungsformen im Bereich der Targetkupplung 401 trennbar ausgeführt sein oder werden. Anschaulich kann die Targetkupplung 401 so gestaltet sein oder werden, dass ein Verbinden der Lichtleitungen beim Montieren eines Targetgrundrohrs ohne zusätzliche Montageschritte erfolgen kann.
  • 9 veranschaulicht einen Stellwagen 202a gemäß der vorangehenden Beschreibung. Der Stellwagen 202a kann einen Kopplungsbereich 916s aufweisen, welcher derart eingerichtet sein kann, dass dieser die Lichtleitung 316a, 316b umgreifen kann, so dass ein Koppeln zwischen der Lichtleitung und dem Stellwagen 202a ermöglicht werden kann.
  • Ferner kann der Stellwagen 202a einen Spalt 902s zum Aufnehmen einer Codierstruktur 112 aufweisen, welcher derart eingerichtet sein kann, dass sich die Codierstruktur 112 in den Spalt 902s hinein erstrecken kann.
  • 10A und 10B veranschaulichen jeweils eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht. Die Lichtleitung 316a, 316b kann anschaulich in Form eines Kabels 1316 und/oder einer Schiene 1316 eingerichtet sein. Anschaulich können die Lichtleitungen 316a, 316b als einer Schiene 1316 derart eingerichtet sein, dass der Kopplungsbereich 916s des Stellwagens 202a auf der Schiene 1316 entlang geführt und eine Bewegung des Stellwagens 202a entlang der Schiene 1316 ermöglicht werden kann. Der Stellwagen 202a kann derart eingerichtet sein, dass dieser die Schiene 1316 umgreifen kann, so dass ein Koppeln zwischen der Lichtleitung 316a, 316b und dem Stellwagen 202a erfolgen kann.
  • Die Schiene 1316 kann einen Lichtausgang 712a der Versorgungsleitung 316a aufweisen, welche derart eingerichtet sein kann, dass diese mit einem Lichteingang 702e eines Lichtverteilers 202 koppelbar ist. Dabei kann aus dem Lichtausgang 712a der Versorgungsleitung 316a austretendes Licht in den Lichteingang 702e des Lichtverteilers 202 eintreten. Der Lichtverteiler 202 kann derart eingerichtet sein, dass das in den Lichteingang 702e des Lichtverteilers 202 eintretende Licht auf einen entsprechenden Lichtausgang 502a des Lichtverteilers 202 übertragen werden kann und dort austreten kann.
  • Hierzu kann beispielsweise der Lichtverteiler 202 einen maskierten Glaskörper und/oder einen maskierten Kunststoffkörper, eine verspiegelte Rinne, einen Spiegel oder mehrere Spiegel aufweisen.
  • Anschaulich kann das Koppelelement 702a gemäß verschiedenen Ausführungsformen Teil des Stellwagens 202a und/oder an dem Stellwagen 202a befestigt sein.
  • Die Magnetron-Anordnung 100 kann eine Lochmaske 212 aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist, welche mit einer Magnet-Anordnung 114 gekuppelt sein kann. Ferner kann die Magnetron-Anordnung 100 eine Adressierungs-Lochmaske 1212 aufweisen, welche zum Adressieren einer Koppel-Position eingerichtet sein kann. Die Adressierungs-Lochmaske 1212 kann ein Adressfeld 712e aufweisen, welches analog zu der Lochmaske 112 eine Durchgangsöffnung 112a oder mehrere Durchgangsöffnungen 112a aufweisen kann, durch die sich Licht hindurch ausbreiten kann.
  • Mittels der Adressierungs-Lochmaske 1212 kann anschaulich ein Adressierungs-Lichtsignal bereitgestellt werden, wobei anhand des Adressierungs-Lichtsignals ermittelt werden kann, in welcher Koppel-Position sich der Stellwagen 202a befindet.
  • Das aus dem Lichtausgang 502a des Lichtverteilers 202 austretende Licht kann dann mit der Lochmaske 112 und/oder der Adressierungs-Lochmaske 1212 wechselwirken. Dabei kann Licht, welches sich durch eine der Lochmasken 112, 1212 hindurch ausbreitet in einen Lichteingang 512e der Codeleitung 316b eintreten und mittels der Codeleitung 316b zu einem Detektor übertragen werden. Dabei kann der Lichteingang 512e der Codeleitung 316b mit zugehörigen Lichtleitern 1016 gekoppelt sein, so dass Licht, welches sich durch eine der Durchgangsöffnungen 112a hindurch ausbreitet, von genau einem Lichtleiter 1016 übertragen wird.
  • Analog zum vorangehend beschriebenen kann ein Codieren mittels einer Lichtwellenlänge erfolgen, beispielsweise indem in den Durchgangsöffnungen 112a der Lochmaske 212 und/oder der Adressierungs-Lochmaske 1212 Farbfilter angeordnet werden.
  • 11 veranschaulicht eine Übertragungsstruktur 326 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht. Die Übertragungsstruktur 326 kann, wie vorangehend beschrieben ist, einen mit der Codeleitung 316b gekoppelten Lichteingang 512e aufweisen. Der Lichteingang 512e kann mehrere Bereiche aufweisen, an denen jeweils eine Lichtleitung der Codeleitung 316b freigelegt ist, so dass an dem Lichteingang 512e Licht in die Codeleitung 616b eingebracht werden kann.
  • Die freigelegten Bereiche können eine Ausdehnung (parallel zu einer Lichtleitung) aufweisen, welche definieren mit welcher Genauigkeit ein Koppelelement an dem Lichteingang 512e (an der dem Lichteingang 512e zugeordneten Koppel-Position 511a) positioniert werden muss, damit eine Koppeln erfolgt. Analog dazu kann der Lichtausgang 712a der Versorgungsleitung 316a eingerichtet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Übertragungsstruktur 326 funktional aufgeteilt sein. Beispielsweise kann eine Übertragungsstruktur 326 eine (auskoppelnde) Versorgungsleitung 316a (oder Versorgungsstrecke) zum Versorgen und Auskoppeln von Licht (wie vorangehend beschrieben ist) aufweisen, z.B. mehrere Lichtleitungen (oder mehrere zusammengefasste Lichtleitungen, die als eine dicke Lichtleitungen wirken können), welche gleichzeitig ein Erkennen einer Versorgungsleitung 316a ermöglichen können.
  • Ferner kann eine Übertragungsstruktur 326 eine (einkoppelnde) Positionierleitung 1102 (oder Positionierstrecke) aufweisen, welche die Funktion eines Positionsdetektors erfüllen kann und beispielsweise einen 0-Zustand oder einen 1-Zustand übermitteln kann, wenn das Koppelelement die Koppel-Position 511a erreicht hat.
  • Ferner kann eine Übertragungsstruktur 326 eine (einkoppelnde) Adressierleitung 1104 (Adressierstrecke) aufweisen, welche die Adresse der jeweiligen Koppel-Position 511a übermitteln kann, wenn das Koppelelement die Koppel-Position 511a erreicht hat.
  • Ferner kann eine Übertragungsstruktur 326 eine (einkoppelnde) Einstellleitung 1106 (Einstellstrecke) aufweisen, welche mindestens einen Wert (Information), z.B. ein Lichtmuster, übermitteln kann, welcher die Einstellhöhe des Magnetsystems und/oder die Einstellhöhe des der Koppel-Position 511a zugeordneten Stellglieds repräsentieren kann.
  • Zum Einkoppeln von Licht in die Adressierleitung 1104 und/oder Positionierleitung 1102 kann ein Koppelelement 702a, 202a benötigt werden. Dazu kann das Koppelelement zumindest einen Lichtverteiler 202 zum Verteilen von Licht aufweisen, der Licht von einem Lichtausgang 712a zu einem Lichteingang 512e für die Adressierleitung 1104 und/oder Positionierleitung 1102 weitergeben kann.
  • Die Längenausdehnung des freigelegten Bereichs der Versorgungsleitung 316a am Lichtausgang (der Auskopplung) kann beispielsweise größer sein, als die Längenausdehnung der freigelegten Bereiche des Lichteingangs 512e. Dadurch kann ein auf dem Stellwagen 202a befestigtes Koppelelement 702a am längsten mit Licht versorgt werden, während der Stellwagen 202a zu der Koppel-Position 511a hin oder von der Koppel-Position 511a weg bewegt wird (beispielsweise zum Lichteingang 512e hin). Die Längenausdehnung der Auskopplung 1101d kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 5 mm bis ungefähr 15 mm liegen.
  • Das Koppelelement kann derart eingerichtet sein, dass innerhalb der Längenausdehnung der Auskopplung die Adressierleitung 1104 eingekoppelt wird. Beispielsweise kann die Längenausdehnung des freigelegten Bereichs des Lichteingangs 512e (Einkoppellänge 1103d) der Adressierleitung 1104 in einem Bereich von ungefähr 3 mm bis ungefähr 7 mm liegen. So kann beispielsweise beim Bewegen des Stellwagens in die Koppel-Position 511a bereits vor einem Erreichen des eigentlichen Stellglieds die Adresse der Koppel-Position 511a übermittelt werden.
  • Die Positionierleitung 1102 kann die kürzeste Längenausdehnung des freigelegten Bereichs des Lichteingangs 512e aufweisen. Beispielsweise kann die Einkoppellänge 1107d der Positionierleitung 1102 in einem Bereich von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm liegen. Anschaulich kann eine kürzere Einkoppellänge 1107d der Positionierleitung 1102 ein präziseres Positionieren eines Stellwagens 202a ermöglichen.
  • Die Einstellleitung 1106 kann eine Einkoppellänge 1105d aufweisen, welche aus Gründen der Fehlertoleranz kleiner sein kann, als die Einkoppellänge 1103d der Adressierleitung. Beispielsweise kann die Einkoppellänge 1105d der Einstellleitung 1106 in einem Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 4 mm liegen.
  • Analog dazu kann der Lichteingang 502e und/oder der Lichtausgang 502a an dem Koppelelement (z.B. dem Stellwagen 202a) eingerichtet sein.
  • 12A und 12B veranschaulichen eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei ein Codieren der Information mechanisch mittels eines Drucks und/oder eines Volumenstroms erfolgen kann, analog zum optischen Codieren, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Der Stellwagen 202a kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen in dem von der Kühlflüssigkeit durchflossenem Targetgrundrohr angeordnet sein, wobei die Kühlflüssigkeit den Stellwagen 202a umströmen 1201 kann. Anschaulich kann das Volumen des Stellwagens 202a den Querschnitt, durch den die Kühlflüssigkeit strömen kann, verringern und somit das Strömungsverhalten der Kühlflüssigkeit beeinflussen.
  • Aufgrund eines verringerten Querschnitts kann die Kühlflüssigkeit an dem Stellwagen 202a beispielsweise eine höhere Strömungsgeschwindigkeit aufweisen, als vor und/oder hinter (in Fließrichtung der Kühlflüssigkeit, z.B. parallel zur Richtung 101) dem Stellwagen 202a.
  • Die Übertragungsstruktur 326 kann eine Rohrleitung 1202 und/oder einen Kanal 1202 in einem Träger aufweisen, welcher eingerichtet sein kann ein strömendes und/oder druckführendes Medium (beispielsweise die Kühlflüssigkeit) aufzunehmen. Ferner kann die Übertragungsstruktur 326 eine Öffnung 1202e der Rohrleitung 1202 aufweisen, welche das Innere der Rohrleitung mit dem Kühlwasserkreislauf verbinden kann.
  • Einer Öffnung 1202e der Rohrleitung 1202 kann ein Koppel-Position 511a zugeordnet sein, wobei der Stellwagen 202a bewegbar eingerichtet sein kann, so dass dieser in die Koppel-Position 511a bewegt werden kann. Befindet sich der Stellwagen 202a in der Koppel-Position 511a kann an dem Stellwagen 202a vorbeiströmende Kühlflüssigkeit 1201 mit einer höheren Strömungsgeschwindigkeit 1201 an der Öffnung 1202e vorbeiströmen, als wenn sich der Stellwagen 202a in einer anderen Position befindet.
  • Der Stellwagen 202a kann anschaulich eingerichtet sein, eine Strömungsgeschwindigkeit 1201 an einer Öffnung 1202e zu beeinflussen, wenn sich der Stellwagen 202a in einer der Öffnung 1202e zugeordneten Koppel-Position 511a befindet.
  • Beispielsweise kann der Stellwagen 202a als Füllkörper eingerichtet sein und/oder wirken.
  • Die höhere Strömungsgeschwindigkeit 1201 kann aufgrund der Sogwirkung (Saugwirkung) zu einer Druckänderung an der Öffnung 1202e führen, so dass ein mit der Rohrleitung 1202 gekoppelter Druckdetektor die Druckänderung messen kann, wie in 12A dargestellt ist. Mittels der Druckänderung kann beispielsweise ermittelt werden, ob sich der Stellwagen 202a in der Koppel-Position 511a befindet.
  • Zum Übertragen weiterer Informationen kann die Übertragungsstruktur 326 analog zum vorangehend Beschriebenen mehrere Rohrleitungen 1202 aufweisen, wie in 12B dargestellt ist. Jede der Rohrleitungen 1202 kann eine Öffnung 1202e aufweisen, welche das Innere der Rohleitung 1202 mit dem Kühlwasser verbindet.
  • Ferner kann eine Lochmaske 112 an der Koppel-Position 511a angeordnet sein (vergleiche beispielsweise 6A und 6B), welche derart eingerichtet sein kann, dass in Abhängigkeit der Position der Lochmaske 112 eine Sogwirkung an den Öffnung 1202e der Rohrleitungen 1202 beeinflusst werden kann. Anschaulich kann die Lochmaske 112 einen Teil der Öffnungen 1202e abdecken, wobei an den abgedeckten Öffnungen 1202e beispielsweise kein Druckunterschied entstehen kann. Anhand der Kombination (oder anhand des Musters) an welchen Rohrleitungen 1202 ein Druckunterschied gemessen wird, kann auf eine Position der Lochmaske 112, auf eine Einstellhöhe der Magnet-Anordnung 114 und/oder eine Adresse der Koppel-Position 511a geschlossen werden (vergleiche beispielsweise 5A, 7E).
  • Analog zum Druck kann aufgrund der Sogwirkung ein Flüssigkeitstransport (Volumenstrom) durch eine der Öffnungen 1202e und/oder Rohrleitungen 1202 hindurch erfolgen, welcher mittels eines Durchflussdetektors gemessen werden kann. Dabei kann ein Volumen und/oder eine Geschwindigkeit der durch eine Rohrleitung 1202 strömenden Flüssigkeit gemessen werden.
  • 13A und 13B veranschaulichen eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei ein Codieren der Information mechanisch mittels eines Drucks und/oder eines Volumenstroms erfolgen kann, analog zum optischen Codieren, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Rohrleitungen 1202 mit Ventilen 1302 verbunden sein, welche ein Verbinden der Rohrleitungen 1202 mit dem Kühlwasser ermöglichen können. Jedes Ventil 1302 kann mit einer Öffnung einer Rohrleitung 1202 verbunden sein und derart eingerichtet sein, dass in einem Geschlossen-Zustand des Ventils 1302 die Öffnung 1202e abgedeckt wird und in einem Offen-Zustand des Ventils 1302 die Öffnung 1202e mit dem Kühlwasser verbunden ist. Beispielsweise können die Ventile 1302 als Ventilklappen oder Kugelventile eingerichtet sein.
  • Der Stellwagen 202a kann dazu passende Ventile 1304 und/oder Stellelemente 1304 aufweisen, welche eingerichtet sein können, die Ventile 1302 der Rohrleitungen 1202 in den Geschlossen-Zustand und/oder den Offen-Zustand zu bringen (die Ventile 1302 der Rohrleitungen 1202 zu stellen). Die Ventile 1304 und/oder Stellelemente 1304 können beispielsweise derart eingerichtet sein, dass die Ventile der Rohrleitungen 1202 in den Geschlossen-Zustand und/oder den Offen-Zustand gebracht werden, wenn sich der Stellwagen 202a in die Koppel-Position 511a bewegt und/oder von der Koppel-Position 511a weg bewegt.
  • Analog zum vorangehend Beschriebenen kann dabei ein Ändern des Drucks in den Rohrleitungen 1202 und/oder ein Ändern eines Volumenstroms in den Rohrleitungen 1202 erfolgen, wenn die Ventile 1302 der Rohrleitungen 1202 in den Geschlossen-Zustand und/oder den Offen-Zustand gebracht werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in den Rohrleitungen 1202 ein Druck größer als der Druck der Kühlflüssigkeit (Überdruck) oder ein Druck kleiner als der Druck der Kühlflüssigkeit (Unterdruck) bereitgestellt sein, so dass ein Stellen der Ventile 1302 der Rohrleitungen 1202 ein Ändern des Drucks in den Rohrleitungen 1202 bewirken kann.
  • Ist in Rohrleitungen 1202 ein Überdruck oder ein Unterdruck bereitgestellt, kann beispielsweise ein selbsttätiges Öffnen und/oder Schließen der Ventile 1302 der Rohrleitungen 1202 erfolgen, wenn sich der Stellwagen 202a in die Koppel-Position 511a bewegt und/oder von der Koppel-Position 511a weg bewegt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in den Rohrleitungen 1202 ein Unterdruck bereitgestellt sein (beispielsweise können die Rohrleitungen 1202 evakuiert sein), so dass Kühlflüssigkeit beim Stellen der Ventile 1302 in die evakuierten Rohrleitungen 1202 einströmen kann. Die einströmende Kühlflüssigkeit kann ein Ändern des Drucks in den Rohrleitungen 1202 bewirken. Anschaulich kann die in die Rohrleitungen 1202 eingebrachte Kühlflüssigkeit aufgrund des Unterdrucks verdampfen und dabei den Druck in den Rohrleitungen 1202 erhöhen oder durch die Rohrleitungen 1202 hindurch in einen Durchflussdetektor strömen.
  • Ein mit den Rohrleitungen 1202 gekoppelter Durchflussdetektor kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass dieser entsprechend kleine Volumenströme erkennen kann.
  • Ferner kann die Lochmaske 112 eingerichtet sein, das Stellen der Ventile 1302 der Rohrleitungen 1202 zu beeinflussen, so dass anhand einer Druckänderung in den Rohrleitungen 1202 und/oder eines Änderns eines Volumenstroms in den Rohrleitungen 1202 auf eine Position der Lochmaske 112, auf eine Einstellhöhe der Magnet-Anordnung 114 und/oder eine Adresse der Koppel-Position 511a geschlossen werden kann (vergleiche beispielsweise 5A, 7E).
  • Anschaulich kann beispielsweise durch die Durchgangsöffnungen der Lochmaske hindurch ein Stellen der Ventile 1302 der Rohrleitungen 1202 erfolgen, wie in 13b dargestellt ist.
  • 14 veranschaulicht eine Magnetron-Anordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht. Um ein mechanisches Codieren mittels eines Drucks und/oder eines Volumenstroms zu unterstützen, kann in der Kühlflüssigkeit ein Druck erzeugt werden.
  • Dazu kann die Magnetron-Anordnung 100 eine mit dem Targetgrundrohr 430r und der Trägerrohr 102 gekuppelte Pumpe 1402 aufweisen, welche von der Kühlflüssigkeit durchströmt werden kann. Die Pumpe 1402 kann derart eingerichtet sein, dass diese beim Drehen des Targetgrundrohrs 430r um das Trägerrohr 102 herum Kühlflüssigkeit pumpt 1401 (fördert). Dafür kann ein Teil der Antriebsarbeit zum Drehen des Targetgrundrohrs in Bewegungsenergie der Kühlflüssigkeit umgewandelt werden. Mittels der Pumpe 1402 kann beispielsweise in dem Targetgrundrohr 430r ein größerer Druck bereitgestellt werden, als in dem Trägerrohr 102.
  • 15 veranschaulicht ein Verfahren 1500 zum Codieren und Übertragen von Information in einer Magnetron-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Das Verfahren 1500 kann in 1502 ein mechanisches und/oder optisches Codieren einer Information, die einer Magnetron-Anordnung 100 zugehörig ist, aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist. Ferner kann das Verfahren 1500 in 1504 ein Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines von der Magnet-Anordnung 114 erzeugten Magnetfelds basierend auf der mechanisch und/oder optisch codierten Information aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern eines Antriebs zum Verstellen des Magnetsystems basierend auf der mechanisch und/oder optisch codierten Information erfolgen.

Claims (16)

  1. Magnetron-Anordnung (100) aufweisend, • eine Vakuum-Prozesskammer (310); • mindestens einen in der Vakuum-Prozesskammer (310) angeordneten Träger (102) zum Tragen mehrerer Magnet-Anordnungen (114); • die mehreren Magnet-Anordnungen (114), wobei jede Magnet-Anordnung mindestens einen Magneten (104) aufweist; • mehrere Codierstrukturen (112), wobei jede Codierstruktur (112) genau einer Magnet-Anordnung der mehreren Magnet-Anordnungen (114) zugeordnet ist, und wobei jede Codierstruktur (112) mehrere Codierbereiche (112a, 112b, 212) aufweist zum mechanischen und/oder optischen Codieren einer der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung (114) zugehörigen Information.
  2. Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Übertragungsstruktur (326) zum Übertragen der mechanisch und/oder optisch codierten Information aus der Magnetron-Anordnung (114) heraus zu einem außerhalb der Vakuum-Prozesskammer (310) angeordneten Detektor (328).
  3. Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend ein Übertragungsmedium, welches derart eingerichtet ist, dass die mechanisch und/oder optisch codierte Information mittels des Übertragungsmediums übertragen wird.
  4. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Information eine Lage und/oder Orientierung der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung (114) relativ zu dem Träger (102) aufweist.
  5. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Codierstruktur der mehreren Codierstrukturen (112) einen plattenförmigen Träger (612) aufweist.
  6. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jeder Codierbereich (112a, 112b, 212) derart eingerichtet ist, dass das mechanische und/oder optische Codieren mittels einer Lichtintensität, eines Lichtspektrums, eines Drucks und/oder eines Volumenstroms erfolgt.
  7. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jeder Codierbereich (112a, 112b, 212) ein optisch transparentes Material, eine Durchgangsöffnung und/oder ein lichtreflektierendes Material aufweist.
  8. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: eine Stellstruktur zum Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines von den mehreren Magnet-Anordnungen (114) erzeugten Magnetfelds, wobei die mehreren Codierstrukturen (112) ferner eingerichtet sind zum mechanischen und/oder optischen Codieren einer der Stellstruktur zugeordneten weiteren Information.
  9. Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 8, wobei die weitere Information eine Lage und/oder Orientierung der Stellstruktur relativ zu dem Träger (102) aufweist.
  10. Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die weitere Information einen Kuppelzustand der Stellstruktur mit der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung (114) aufweist.
  11. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei jede Codierstruktur (112) derart eingerichtet ist, dass das mechanische und/oder optische Codieren der Information erfolgt, wenn die Stellstruktur mit der jeweils zugeordneten Magnet-Anordnung (114) gekuppelt ist.
  12. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend: einen Detektor zum Detektieren der mechanisch und/oder optisch codierten Information.
  13. Magnetron-Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner aufweisend: eine Steuerung zum Steuern der Stellstruktur basierend auf der mechanisch und/oder optisch codierten Information.
  14. Verfahren zum Codieren und Übertragen von Information in einer Magnetron-Anordnung (100), das Verfahren aufweisend, • mechanisches und/oder optisches Codieren einer Information, die einer Magnetron-Anordnung (100) zugehörig ist; • Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines von der Magnet-Anordnung (114) erzeugten Magnetfelds basierend auf der mechanisch und/oder optisch codierten Information.
  15. Verwendung einer Magnetron-Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13: zum Verändern einer Magnetfeldcharakteristik eines Magnetfelds, welches von mindestens einer Magnet-Anordnung (114) der Magnetron-Anordnung (100) erzeugt wird, basierend auf einer der Magnetron-Anordnung (100) zugehörigen mechanisch und/oder optisch codierten Information.
  16. Verwendung einer Magnetron-Anordnung (100) gemäß Anspruch 15, wobei das Verändern der Magnetfeldcharakteristik während des Betriebs der Magnetron-Anordnung (100) erfolgt.
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