DE102017101867A1 - Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren - Google Patents

Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102017101867A1
DE102017101867A1 DE102017101867.0A DE102017101867A DE102017101867A1 DE 102017101867 A1 DE102017101867 A1 DE 102017101867A1 DE 102017101867 A DE102017101867 A DE 102017101867A DE 102017101867 A1 DE102017101867 A1 DE 102017101867A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnet
distribution
spatial
temperature
magnetron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017101867.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Rolf RANK
Bernd Teichert
Ronny Borchel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Original Assignee
Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Von Ardenne Asset GmbH and Co KG filed Critical Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority to DE102017101867.0A priority Critical patent/DE102017101867A1/de
Publication of DE102017101867A1 publication Critical patent/DE102017101867A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3452—Magnet distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/3497—Temperature of target

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetronanordnung (100a, 700) Folgendes aufweisen: einen Träger (102); eine mittels des Trägers (102) getragene Magnetanordnung (144), welche mindestens einen ersten Magnet und mindestens einen zweiten Magnet aufweist, von denen jeder Magnet eine Magnetisierung aufweist, welche sich zu einer räumlichen Magnetfeldverteilung überlagert; eine Temperiervorrichtung (106), welche eingerichtet ist, der Magnetanordnung (144) zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zuzuführen und/oder zu entziehen, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung (144), die Magnetisierung des mindestens einen ersten Magneten und des mindestens einen zweiten Magneten definiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Magnetronanordnung, eine gesteuertes Magnetsystem und ein Verfahren.
  • Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern 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 (auch als Targetmaterial oder Beschichtungsmaterial bezeichnet) der Kathode zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Beschichtungsmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht (auch als Beschichtung bezeichnet) bilden kann.
  • Modifikationen der Kathodenzerstäubung sind das Sputtern mittels eines Magnetrons, das so genannte Magnetronsputtern oder das so genannte reaktive Magnetronsputtern. Dabei kann das Bilden des Plasmas mittels eines Magnetfeldes unterstützt werden, welches die Ionisationsrate des plasmabildenden Gases beeinflussen kann. Das Magnetfeld kann mittels eines Magnetsystems erzeugt werden, wobei mittels des Magnetfelds ein Plasmakanal ausgebildet werden kann, in dem sich das Plasma bilden kann. Zum Sputtern kann das Beschichtungsmaterial als Festkörper (auch als Target bezeichnet) zwischen dem Plasmakanal und dem Magnetsystem angeordnet sein oder werden, so dass das Target von dem Magnetfeld durchdrungen werden kann und sich der Plasmakanal auf dem Target (z.B. dessen dem Substrat zugewandten Targetoberfläche) ausbilden kann.
  • Ein gleichmäßiges Zerstäuben von Beschichtungsmaterial 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.
  • Um eine möglichst gute Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes auf der Targetoberfläche zu erreichen, ist eine durchgehend gleich hohe Güte der verwendeten Magnete erforderlich. Dazu werden die Magneten nach ihren magnetischen Eigenschaften klassifiziert, ausgewählt und zu einem homogenen Magnetbild montiert. Alternativ oder zusätzlich kommen herkömmlicherweise magnetische Kurzschlusselemente zum Einsatz, welche eine nachträgliche Justierung des fertig zusammengesetzten Magnetsystems ermöglichen. Diese Ansätze erlauben beispielsweise Schwankungen des Magnetfelds auszugleichen oder permanente äußere Störungen auszugleichen, wie beispielsweise den Einfluss lokaler Temperaturunterschiede, welche im Betrieb des Magnetrons auftreten können. Diese Ansätze sind allerdings darauf beschränkt, das Magnetsystem außerhalb seiner Betriebsumgebung zu justieren. Daher kann es erforderlich sein, das Magnetsystem zum Anpassen aus dem Magnetron auszubauen, um freien Zugang zu dem Magnetsystem zu erhalten. Dies kann ferner erfordern, eine Vakuum-Prozessierkammer, in der das Sputtern erfolgen kann, zu belüften und nach dem Anpassen und Einbauen des Magnetsystems wieder abzupumpen (zu evakuieren). Daher kann ein Anpassen des Magnetsystems eines herkömmlichen Magnetrons mit einem Produktionsausfall und somit mit zusätzlichen Kosten verbunden sein.
  • Beim herkömmlichen Shimmen wird der Abstand der Magnete eines Magnetsystems bezüglich der Targetoberfläche verändert, um die lokale Abweichungen der Schichtdicke auf einem Substrat auszugleichen. Dem Shimmen vorgelagert ist das sogenannte Trimmen mit Prozessgas (nachfolgend genauer beschrieben). Herkömmlicherweise wird zunächst versucht, die Schichthomogenität mittels Trimmen zu verbessern, da diese online möglich ist.
  • Während des Zerstäubens des Beschichtungsmaterials kann dieses verbraucht werden, so dass sich die Form des Beschichtungsmaterials und der Abstand dessen Oberfläche (Targetoberfläche) zu dem Magnetsystem verändert. Aus dem veränderten Abstand kann eine Änderung der Flussdichte auf der Targetoberfläche resultieren, was das Zerstäuben von Beschichtungsmaterial und damit das Abscheiden einer Schicht aus dem zerstäubten Beschichtungsmaterial beeinflussen kann. Beispielsweise kann sich die räumliche Abscheidungsrate aufgrund des verbrauchten Beschichtungsmaterials verändern, so dass das Magnetfeld nachjustiert werden müsste, wenn die veränderte Abscheidungsrate nicht akzeptabel ist. Ebenso können veränderte Prozessbedingungen und/oder Prozessanforderungen eine lokale Anpassung des lokalen Magnetfelds oder der lokalen Prozessbedingungen (z.B. Prozessgasdruck und/oder Prozessgaszusammensetzung) erfordern.
  • Herkömmlicherweise wird das Magnetsystem in seiner Betriebsumgebung justiert, indem die Lage der Magneten verändert wird, beispielsweise mittels akkubetriebener Stellmotoren, welche am Magnetron angebracht sind. Diese sind allerdings der hohen elektrischen Belastung durch den Betrieb des Magnetrons ausgesetzt, was deren fehlerfreies Betreiben erschwert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Magnetronanordnung, ein Magnetsystem und ein Verfahren bereitgestellt, welche es ermöglichen, die räumliche Verteilung des Magnetfeldes zu steuern, ohne die mehreren Magneten (auch als Magnetanordnung bezeichnet) ausbauen zu müssen. Anschaulich wird eine Magnetanordnung mit einer verstellbaren räumlichen Verteilung des Magnetfeldes (auch als Magnetfeldverteilung bezeichnet) bereitgestellt, so dass beispielsweise ein gleichmäßiges Zerstäuben erfolgen kann, z.B. gleichzeitig zu dem Steuern des Magnetfeldes. Beispielsweise wird eine verstellbare Magnetanordnung bereitgestellt, so dass durch die Steuerung des Magnetfeldes während des Betriebes ein gleichmäßiges Zerstäuben eingestellt werden kann.
  • Anschaulich wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass sich die magnetische Remanenz eines Magneten reversibel verstellen lässt, indem dessen Temperatur verändert wird, und sich damit dessen Magnetisierung steuern lässt. Mit anderen Worten lässt sich die räumliche Verteilung der Magnetisierung der Magnetanordnung steuern, indem die räumliche Verteilung der Temperatur (auch als Temperaturverteilung bezeichnet) der Magnetanordnung verändert wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ermöglicht, die Magnetfeldverteilung im evakuierten Zustand der Vakuum-Prozessierkammer zu steuern (z.B. zu verstellen). Dazu kann anschaulich eine Temperiervorrichtung bereitgestellt werden, welche ein Temperieren (bezeichnet das Steuern der Temperatur) der einzelnen Magneten oder einer Gruppe von Magneten der Magnetanordnung ermöglicht, ohne beispielsweise die Vakuum-Prozessierkammer belüften zu müssen oder ohne das Zerstäuben unterbrechen zu müssen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetronanordnung Folgendes aufweisen: einen Träger mit einem Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Beschichtungsmaterials; eine mittels des Trägers getragene Magnetanordnung, welche mindestens einen ersten Magnet und mindestens einen zweiten Magnet aufweist, von denen jeder Magnet eine Magnetisierung aufweist, welche sich zu einer räumlichen Magnetfeldverteilung überlagert; eine Temperiervorrichtung, welche eingerichtet ist, der Magnetanordnung zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zuzuführen und/oder zu entziehen, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung, die Magnetisierung des mindestens einen ersten Magneten und des mindestens einen zweiten Magneten definiert, z.B. so dass die sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung, welche die Magnetisierung des mindestens einen ersten Magneten und des mindestens einen zweiten Magneten definiert, verändert wird (z.B. deren Temperaturverhältnis zueinander).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein gesteuertes Magnetsystem Folgendes aufweisen: einen Träger; eine mittels des Trägers getragene Magnetanordnung, welche mindestens einen ersten Magnet und mindestens einen zweiten Magnet aufweist, von denen jeder Magnet eine Magnetisierung aufweist, welche sich zu einer räumlichen Magnetfeldverteilung überlagert; eine Temperiervorrichtung, welche eingerichtet ist, der Magnetanordnung zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zuzuführen und/oder zu entziehen, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung, die Magnetisierung des mindestens einen ersten Magneten und des mindestens einen zweiten Magneten definiert.
  • Die räumliche Verteilung der Wärmeenergie kann verstanden werden, als dass die Menge an Wärmeenergie, welche dem mindestens einen ersten Magnet zugeführt und/oder entzogen wird, und die Menge an Wärmeenergie, welche dem mindestens einen zweiten Magnet zugeführt und/oder entzogen wird, separat voneinander gestellt werden können. Beispielsweise kann die Magnetanordnung mehrere (z.B. zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr als zehn) Bereiche aufweisen, welche separat voneinander in ihrer zugeführten und/oder entzogenen Wärmeenergie gestellt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine zusätzliche Größe der räumlichen Verteilung der Wärmeenergie gestellt werden, beispielsweise eine Schwankung der räumlichen Verteilung der Wärmeenergie, ein (globales und/oder lokales) Maximum der räumlichen Verteilung der Wärmeenergie, ein (globales und/oder lokales) Minimum der räumlichen Verteilung der Wärmeenergie, ein Mittelwert der räumlichen Verteilung der Wärmeenergie, eine maximale Schwankung der räumlichen Verteilung der Wärmeenergie, und/oder ein (z.B. maximaler oder minimaler) Gradient der räumlichen Verteilung der Wärmeenergie.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportvorrichtung eingerichtet sein, die räumliche Verteilung der Wärmeenergie zu verstellen, z.B. gemäß der zu steuernden räumlichen Magnetfeldverteilung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Magnetsystem Teil einer Magnetronanordnung, z.B. eines Planarmagnetron oder eines Rohrmagnetrons, sein. Alternativ kann das Magnetsystem auch in einer anderen Vorrichtung verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetronanordnung ferner ein zu zerstäubendes Beschichtungsmaterial aufweisen, welches in dem Aufnahmebereich (z.B. neben der Magnetanordnung) angeordnet ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine erste Magnet genau einen ersten Magneten oder mehrere erste Magneten (auch als erste Gruppe von Magneten bezeichnet) aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine zweite Magnet genau einen zweiten Magneten oder mehrere zweite Magneten (auch als zweite Gruppe von Magneten bezeichnet) aufweisen.
  • Der Träger kann anschaulich Teil einer Haltestruktur (z.B. eines Grundkörpers) sein, welche zum Halten und/oder Lagern des Targets und/oder der Magnetanordnung eingerichtet sein kann. Der Träger kann beispielsweise ein Gehäuse, ein Trägerrohr oder eine Trägerplatte aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetronanordnung ferner aufweisen: eine Steuerungsvorrichtung, welche eingerichtet ist, die Temperiervorrichtung gemäß der vordefinierten räumlichen Magnetfeldverteilung zu steuern, d.h. die mittels der Temperiervorrichtung zugeführte und/oder entzogene Wärmeenergie zu steuern, z.B. deren räumliche Verteilung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetronanordnung ferner aufweisen: eine Sensoranordnung, welche zum Erfassen einer Temperatur des mindestens einen ersten Magneten und des mindestens einen zweiten Magneten eingerichtet ist, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Temperiervorrichtung derart zu steuern, dass die Temperatur des mindestens einen ersten Magneten und des mindestens einen zweiten Magneten (z.B. ein Maximum der räumlichen Temperaturverteilung) ein vorgegebenes Kriterium (Temperatur-Kriterium) erfüllt, z.B. einen vorgegebenen Temperatur-Schwellenwert (von z.B. zwischen ungefähr 80°C und ungefähr 125°C oder 300°C liegend) nicht überschreitet. Der Temperatur-Schwellenwert kann bei NdFeB-Magneten in einem Bereich von ungefähr 80°C bis ungefähr 125°C liegen oder bei Sm2CO17-Magneten bis zu 300°C betragen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetronanordnung ferner aufweisen: eine zusätzliche Sensoranordnung, welche eingerichtet ist, eine physikalische Größe (z.B. eine Messgröße) zu erfassen, welche eine räumliche Verteilung, mit der die Magnetronanordnung ein Beschichtungsmaterial zerstäubt (auch als räumliche Verteilung der Zerstäubungsrate oder als Zerstäubungsratenverteilung bezeichnet), repräsentiert; wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Temperiervorrichtung unter Berücksichtigung der räumlichen Verteilung, mit der die Magnetronanordnung das Beschichtungsmaterial zerstäubt, zu steuern.
  • Die Zerstäubungsrate kann anschaulich eine Menge des Beschichtungsmaterials bezeichnen, welche pro Zeitintervall zerstäubt (und emittiert) wird, z.B. auf eine Fläche der Targetoberfläche oder einen Raumwinkel normiert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmeenergie, welche mit der räumlichen Verteilung zugeführt und/oder entzogen wird, derart eingerichtet sein, dass sich daraus ein Verhältnis zwischen dem mindestens einen ersten Magnet und dem mindestens einen zweiten Magnet in ihrer Magnetisierung von mehr als ungefähr 100,5% ergibt, z.B. mehr als ungefähr 1%, z.B. mehr als ungefähr 101,5%, z.B. mehr als ungefähr 102%, z.B. mehr als ungefähr 102,5% und/oder das Verhältnis verändert wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetronanordnung ferner aufweisen: eine Target-Kühlvorrichtung, welche eingerichtet ist, dem Aufnahmebereich (z.B. dem darin angeordneten Beschichtungsmaterial) der Magnetronanordnung Wärmeenergie zu entziehen; wobei die Target-Kühlvorrichtung und die Temperiervorrichtung derart eingerichtet sind, dass der Magnetanordnung und dem Aufnahmebereich (z.B. dem Beschichtungsmaterial) verschiedene Temperaturen (z.B. räumliche Temperaturverteilungen) bereitgestellt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung mehr (z.B. voneinander separierte) Stellbereiche bereitstellen, in denen die Temperatur gestellt werden kann, als die Kühlvorrichtung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung mehr Fluidkreisläufe aufweisen (welche sich beispielsweise in ihrer Temperatur unterscheiden) als die Kühlvorrichtung.
  • Die Target-Kühlvorrichtung kann beispielsweise eine Fluidkühlung aufweisen, welche beispielsweise zumindest eine Rohrleitung aufweisen kann, durch welche ein Kühlfluid hindurch fließen kann. Die Target-Kühlvorrichtung kann beispielsweise lediglich zum Entziehen von Wärmeenergie eingerichtet sein, d.h. das Kühlfluid kann eine annähernd zeitlich konstante Temperatur aufweisen, deren Temperatur kleiner ist als eine Temperatur des Beschichtungsmaterials im Betrieb der Magnetronanordnung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung thermisch von der Target-Kühlvorrichtung stärker isoliert sein als von der Temperiervorrichtung. Anschaulich kann die Temperiervorrichtung eine eigene, im Wesentlichen von der Target-Kühlvorrichtung unabhängige, Temperierung der Magneten ermöglichen. Damit kann eine autarke und von der Temperatur der Kathode unabhängige Temperierung ermöglicht werden, was den Prozess stabilisiert.
  • Alternativ kann die Temperiervorrichtung nur zum Zuführen von Wärmeenergie mit der räumlichen Verteilung zu der Magnetanordnung eingerichtet sein. Dies kann es ermöglichen die Temperiervorrichtung kleiner zu bauen. Anschaulich kann die Temperiervorrichtung den Magneten so viel Wärmeenergie (auch als thermische Energie bezeichnet) zuführen, dass der Entzug der Wärmeenergie mittels der Target-Kühlvorrichtung ausgeglichen (kompensiert) wird, wenn die vorgegebene Magnetfeldverteilung erreicht ist, z.B. wenn diese eine vorgegebene Temperaturverteilung (auch als Soll-Temperaturverteilung bezeichnet) aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich die räumliche Temperaturverteilung aus mittels der Target-Kühlvorrichtung entzogener Wärmeenergie und mittels der Temperiervorrichtung zugeführter Wärmeenergie ergeben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung aufweisen: eine erste Temperiereinheit, welche eingerichtet ist, dem mindestens einen ersten Magnet Wärmeenergie zuzuführen und/oder zu entziehen (z.B. mehr als dem mindesten einen zweiten Magneten); eine zweite Temperiereinheit, welche eingerichtet ist, dem mindestens einen zweiten Magnet Wärmeenergie zuzuführen und/oder zu entziehen (z.B. mehr als dem mindesten einen ersten Magneten); wobei die erste Temperiereinheit und die zweite Temperiereinheit thermisch und/oder räumlich separiert voneinander, z.B. in einem Abstand voneinander angeordnet, sind. Dies ermögliche eine separate Temperierung der Magnete.
  • Die erste Temperiereinheit kann thermisch stärker mit dem mindestens einen ersten Magnet gekoppelt sein als mit dem mindestens einen zweiten Magnet und/oder von dem mindestens einen ersten Magnet einen kleineren Abstand aufweisen als von dem mindestens einen zweiten Magnet. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Temperiereinheit thermisch stärker mit dem mindestens einen zweiten Magnet gekoppelt sein als mit dem mindestens einen ersten Magnet und/oder von dem mindestens einen zweiten Magnet einen kleineren Abstand aufweisen als von dem mindestens einen ersten Magnet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung ferner aufweisen: eine erste Versorgungsstruktur zum Versorgen der ersten Temperiereinheit und eine zweite Versorgungsstruktur zum Versorgen der zweiten Temperiereinheit mit elektrischer Energie und/oder mit einem Temperierfluid, wobei die erste Versorgungsstruktur und die zweite Versorgungsstruktur (z.B. thermisch und/oder räumlich) separiert voneinander sind und/oder wahlweise miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind (z.B. mittels eines Verteilers, z.B. einer Ventilmatrix).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Temperierfluid eine Flüssigkeit und/oder ein Gas aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Flüssigkeit kann beispielsweise Wasser oder Öl aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung (z.B. die erste Temperiereinheit und/oder die zweite Temperiereinheit) einen elektrothermischen Wandler aufweisen. Der elektrothermische Wandler kann beispielsweise eingerichtet sein, elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln (und die Wärmeenergie abzugeben) und/oder mittels der elektrischen Energie einen Wärmestrom anzuregen (z.B. zu dem mindestens einen ersten/zweiten Magneten hin oder von diesem weg).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der elektrothermische Wandler (z.B. die erste Temperiereinheit und/oder die zweite Temperiereinheit) ein Peltier-Element aufweisen oder daraus gebildet sein. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Ausbildung der Temperiervorrichtung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der elektrothermische Wandler (z.B. die erste Temperiereinheit und/oder die zweite Temperiereinheit) eine resistive Heizeinheit aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine elektrische Wärmestrahlungsheizung. Dies ermöglicht es, das Zuführen von Wärmeenergie zu vereinfachen. Die resistive Heizeinheit kann beispielsweise eingerichtet sein, die elektrische Energie resistiv in Wärmeenergie umzuwandeln. Die Wärmestrahlungsheizung kann beispielsweise eingerichtet sein, die elektrische Energie in Wärmestrahlung umzuwandeln, welche in Richtung des jeweiligen mindestens einen Magneten zerstäubt wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung (z.B. die erste Versorgungsstruktur und/oder die zweite Versorgungsstruktur) eine elektrische Leitung aufweisen oder daraus gebildet sein, welche mit dem elektrothermischen Wandler gekoppelt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung (z.B. die erste Temperiereinheit und/oder die zweite Temperiereinheit) einen Hohlraum zum Aufnehmen eines Temperierfluides aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung (z.B. die erste Versorgungsstruktur und/oder die zweite Versorgungsstruktur) eine Fluidleitung aufweisen, welche mit dem jeweiligen Hohlraum verbunden ist, z.B. zu einem Kreislauf.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Steuern einer Magnetanordnung mit mehreren Magneten Folgendes aufweisen: Erzeugen einer räumlichen Magnetfeldverteilung mittels der Magnetanordnung; Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung, wobei zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung der Magnetanordnung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zugeführt und/oder entzogen wird, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung, die Magnetisierung der mehreren Magneten definiert, z.B. so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung, welche die Magnetisierung jedes Magneten der der mehreren Magneten definiert, verändert wird.
  • Die Magnetanordnung kann beispielsweise Teil einer Magnetronanordnung und/oder eines Magnetsystems sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern mittels der Steuerungsvorrichtung durchgeführt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: Erfassen einer physikalischen Größe (z.B. einer Schichtdickenverteilung), welche eine räumliche Verteilung, mit der die Magnetronanordnung ein Beschichtungsmaterial zerstäubt (auch als Zerstäubungsratenverteilung bezeichnet), repräsentiert; wobei das Steuern derart erfolgt, dass die mittels der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeldverteilung (über einer Kathodenoberfläche) einen Magnetfeldgradienten aufweist, welcher zu einem Gradienten der räumlichen Verteilung entgegen gerichtet ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern derart erfolgen, dass eine Magnetisierung mindestens eines Magneten der mehreren Magneten verändert wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern derart erfolgen, dass mindestens ein erster Magnet in einem ersten Bereich der Magnetronanordnung, in welchem die Zerstäubungsratenverteilung eine größere Zerstäubungsrate aufweist, mehre Wärmeenergie erhält und/oder eine größere Temperatur aufweist, als mindestens ein zweiter Magnet in einem zweiten Bereich der Magnetanordnung, in welchem die Zerstäubungsratenverteilung eine kleinere Zerstäubungsrate aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern aufweisen: Zuführen von mehr Wärmeenergie zu mindestens einem ersten Magneten, welcher in einem ersten Bereich der Magnetronanordnung angeordnet ist, als zu mindestens einem zweiten Magneten, welcher in einem zweiten Bereich der Magnetanordnung angeordnet ist. Beispielsweise kann der erste Bereich eine Zerstäubungsrate, mit der die Magnetronanordnung das Beschichtungsmaterial zerstäubt, von größer als ein vorgegebener Schwellenwert und/oder eine größere Zerstäubungsrate als der zweite Bereich aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Bereich eine Zerstäubungsrate, mit der die Magnetronanordnung das Beschichtungsmaterial zerstäubt, aufweisen von größer als der vorgegebene Schwellenwert. Anschaulich kann das Zuführen von Wärmeenergie zu einer Schwächung des Magnetfeldes und damit zu einer Senkung der Zerstäubungsrate in diesem Bereich führen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern im Betrieb der Magnetronanordnung erfolgen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben einer Magnetronanordnung, welche eine Magnetanordnung aufweist, Folgendes aufweisen: Ermitteln einer räumlichen Zerstäubungsratenverteilung der Magnetronanordnung; Steuern einer räumlichen Temperaturverteilung der Magnetanordnung unter Berücksichtigung der räumlichen Zerstäubungsratenverteilung, so dass eine räumliche Magnetfeldverteilung, welche die räumliche Zerstäubungsratenverteilung berücksichtigt (z.B. einer Störung der Zerstäubungsratenverteilung entgegenwirkt, z.B. diese homogenisiert), mittels der Magnetanordnung bereitgestellt wird.
  • Ein Magnet kann ein dauermagnetisiertes Material mit einer Magnetisierung aufweisen und anschaulich als Dauermagnet eingerichtet sein. Beispielsweise kann der Magnet einen Seltenerdmagnet (wie Neodym-Eisen-Bor - NdFeB) oder Samarium-Kobalt - Sm2Co17), einen Ferrit-Magnet, einen Bismanol-Magnet und/oder einen Aluminium-Nickel-Kobalt-Magnet aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperiervorrichtung als thermisches Stellglied (d.h. zum Stellen einer Temperaturverteilung eingerichtet) verstanden werden. Mittels der Temperiervorrichtung kann die Temperatur jedes mit der Temperiervorrichtung thermisch gekoppelten mindestens einen (z.B. ersten und/oder zweiten) Magnet gestellt werden, z.B. gemäß einer Vorgabe (auch als Soll-Temperatur bezeichnet).
  • Die Temperiervorrichtung kann eingerichtet sein, die räumliche Temperaturverteilung (d.h. die Überlagerung der lokalen Temperatur jedes Raumelements) der Magnetanordnung zu stellen (auch als Temperieren bezeichnet). Beispielsweise kann mittels der Temperiervorrichtung ein (globales und/oder lokales) Maximum, ein (globales und/oder lokales) Minimum, ein Mittelwert, eine maximale Schwankung, und/oder ein (z.B. maximaler oder minimaler) Gradient der räumlichen Temperaturverteilung gestellt (z.B. verändert) werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Temperiervorrichtung die Temperatur des mindestens einen ersten Magneten unabhängig von der Temperatur des mindestens einen zweiten Magneten (oder andersherum) und/oder die Temperatur des mindestens einen ersten Magneten und/oder des mindestens einen zweiten Magneten unabhängig von der Temperatur des Beschichtungsmaterials gestellt werden.
  • Die Magnetanordnung kann mehrere Magnetisierung-Stellbereiche (auch vereinfacht als Stellbereiche bezeichnet) aufweisen, von denen jeder Magnetisierung-Stellbereich mindestens einen Magnet (z.B. eine Gruppe von Magneten) aufweisen kann, z.B. den mindestens einen ersten Magneten oder den mindesten einen zweiten Magneten. Die Temperiervorrichtung kann mehrere Temperiereinheiten aufweisen, von denen jede Temperiereinheit genau einem Magnetisierung-Stellbereich zugeordnet ist und zum Temperieren des zugeordneten Magnetisierung-Stellbereichs eingerichtet ist (d.h. mit diesem thermisch gekoppelt ist, z.B. in körperlichen Kontakt ist).
  • Eine Prozessieranordnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: eine Vakuum-Prozessierkammer; und eine in der Vakuum-Prozessierkammer angeordnete Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Eine Prozessieranordnung kann beispielsweise eingerichtet sein ein Substrat mittels der Magnetronanordnung in einem Beschichtungsbereich der Vakuum-Prozessierkammer zu beschichten oder anderweitig zu bearbeiten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Wärmeenergie außerhalb einer Vakuum-Prozessierkammer bereitgestellt (z.B. erzeugt oder aufgenommen) sein oder werden, z.B. mittels einer Wärmequelle (z.B. einer Heizeinheit zum Heizen des Temperierfluides) und/oder einer Wärmesenke (z.B. einem Wärmeradiator zum Kühlen des Temperierfluides) oder mittels einer elektrischen Energiequelle.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Temperieren der Magnetanordnung (d.h. das Steuern der räumlichen Temperaturverteilung der Magnetanordnung) im Betrieb der Magnetronanordnung erfolgen, z.B. während das Beschichtungsmaterial zerstäubt wird. Dabei kann beispielsweise eine Zerstäubungsratenverteilung und/oder eine Querverteilung der Beschichtung (z.B. eine Schichtdicke-Querverteilung) beim Sputtern erfasst werden und das Temperieren gemäß der erfassten Zerstäubungsratenverteilung und/oder Querverteilung erfolgen. Dabei kann ein Anpassen der Zerstäubungsratenverteilung während des Sputtern erfolgen, z.B. indem die räumliche Verteilung des Magnetfelds, d.h. die Magnetfeldverteilung, gesteuert wird. Beispielsweise kann eine Schwankung einer Querverteilung einer abgeschiedenen Schicht mittels Steuerns der räumlichen Temperaturverteilung der Magnetanordnung reduziert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Steuerung eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße in eine Ausgangsgröße umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil eines Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen Vorwärts-Steuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (Rückführung). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerungsvorrichtung eine Steuerung und/oder eine Regelung bereitstellen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
    • 1A eine Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 1B und 1C ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;
    • 2A und 2B eine Prozessieranordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;
    • 3A und 3B ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;
    • 3C eine Querverteilung in einem schematischen Diagramm;
    • 4 ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 5A und 5B jeweils ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen geschnittenen Perspektivansicht;
    • 6A ein Planarmagnetron und 6B ein Rohrmagnetron jeweils gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht;
    • 7 eine Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Schaltdiagram; und
    • 8 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann „gekuppelt“ im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen. Eine thermische Kopplung kann eingerichtet sein, einen Wärmestrom zu übertragen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine vakuumgestützte Beschichtung mit Hilfe einer elektrischen Entladung (auch als Plasma bezeichnet) bereitgestellt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektrische Entladung mit Magnetfeldunterstützung (auch als Magnetronsputtern bezeichnet) bereitgestellt werden, z.B. zum Zweck der Beschichtung eines starren oder flexiblen Substrats (z.B. Glas oder Metall aufweisend und/oder in Form einer Platte, Folie, eines Bandes, z.B. eines Metallband, und/oder eines Wafers) mittels Zerstäubung eines Kathodenmaterials (auch als Beschichtungsmaterial bezeichnet). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern der Magnetfeldverteilung für ein Planarmagnetron erfolgen und kann aber auch auf andere Magnetanordnungen angewandt werden, die beispielsweise keinen direkten Kontakt zu einem Kühlmedium haben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können bei der (z.B. großflächigen) Beschichtung eines Substrats hohe bis sehr hohe Anforderungen an die Schichtgleichmäßigkeit befriedigt werden.
  • Die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung kann anschaulich zu einer räumlichen Verteilung der Zerstäubungsrate korrespondieren, welche eine im Wesentlichen homogene Querverteilung der Beschichtung bewirkt. Beispielsweise kann die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung nachgeführt werden, z.B. mittels einer Steuerungsvorrichtung (z.B. mittels eines Regelkreises). Beispielsweise kann die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung iterativ verändert werden, z.B. auf Grundlage der physikalischen Größe. Beispielsweise kann die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung zu einer Schwankung einer Eigenschaft der Beschichtung (auch als Schichteigenschaftsschwankung bezeichnet), z.B. der Schichtdicke der Beschichtung, von maximal ungefähr 2% (d.h. betragsmäßig, mit anderen Worten ±1%) bezüglich des Mittelwerts der Schichteigenschaft korrespondieren, z.B. von maximal ungefähr 1 %, z.B. von maximal ungefähr 0.5%. Beispielsweise kann die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung zur Schichteigenschaftsschwankung entlang einer Richtung quer zur Transportrichtung innerhalb dieser Grenzen korrespondieren (auch als Querverteilung bezeichnet), welche häufig eine besondere Herausforderung darstellt und an welche häufig große Anforderungen gestellt werden.
  • Das Steuern der (z.B. Querverteilung der) Schichteigenschaft, welche dem Inversen der Schichtgleichmäßigkeit entspricht, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels Steuerns und/oder Anpassens verschiedener Parameter der Magnetronanordnung im laufenden Betrieb erfolgen (auch als online bezeichnet) oder wahlweise offline, wie nachfolgend auf anschauliche Weise beschrieben wird. Generell kann das Steuern im laufenden Betrieb mehr Möglichkeiten bieten, da dazu das Sputtern nicht unterbrochen werden muss und somit Korrekturen im laufenden Betrieb ermöglicht werden. Das Steuern der (z.B. Querverteilung der) Schichteigenschaft kann beispielsweise für einen Beschichtungsprozess mittels eines Planarmagnetrons und/oder eines Rohrmagnetrons angewandt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperaturverteilung der Magnetanordnung verstellt werden zum Steuern der Magnetfeldverteilung.
  • Optional kann zusätzlich eine lokale Verteilung des Prozessgases (z.B. aufweisend ein plasmabildendes Trägergas und optional ein Reaktivgas), d.h. die Prozessgasverteilung, gesteuert werden, um auf die (z.B. Querverteilung der) Schichteigenschaft Einfluss zu nehmen. Je nach Prozess kann die Verteilung des Trägergases (z.B. Argon) oder des Reaktivgases oder beide gestellt werden. Die Empfindlichkeit und lokale Wirksamkeit des Steuerns der Prozessgasverteilung kann für ein reaktives Sputtern höher sein als für ein inertes (z.B. metallisches) Sputtern.
  • Reichen diese Maßnahmen nicht aus, um die angestrebte Querverteilung der Schichteigenschaft zu erreichen, weil beispielsweise die Änderungen der Schichtdicke auf einer Längenskale von weniger als 400 Millimetern erfolgen soll, kann optional ein mechanisches offline-Justieren der Magnetanordnung erfolgen (auch als Shimmen bezeichnet). Diese kann beispielsweise außerhalb der Prozessieranordnung erfolgen. Im Fall eines Rohrmagnetrons kann das Shimmen beispielsweise vereinfacht sein, da aufgrund der Lage der Magnetanordnung im Kühlwasserstrom innerhalb des Targetrohres natürliche Spaltmaße auftreten, welche ausreichend Raum bezüglich der Targetoberfläche für das mechanische Justieren der Magnetanordnung bieten. Unter Berücksichtigung der Querverteilung der Schichteigenschaft (z.B. also längs der Magnetanordnung) kann beispielsweise der Abstand der Magnetanordnung von der Targetoberfläche lokal verändert werden.
  • Zum Shimmen (z.B. bei einem Planarmagnetron) kann alternativ oder zusätzlich eine lokale Veränderung des Abstandes von Target und Kühlung, z.B. mit Hilfe von zusätzlichen Lagen von Graphitfolie zwischen diesen, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können auch magnetische Kurzschlusselemente (so genannte Shunts) in die Magnetanordnung integriert werden, welche die Magnetfeldverteilung deformieren. Dafür kann allerdings besonderes Fachwissen und besondere Fachkenntnis erforderlich sein, welche nicht immer beim Betreiber der Magnetronanordnung vorhanden ist.
  • Im Allgemeinen kann eine lokale Vergrößerung (d.h. Erhöhung) des Magnetfeldes (d.h. dessen Flussdichte) an der Targetoberfläche eine Vergrößerung der lokalen Zerstäubungsrate bewirken. Analog kann eine lokale Verringerung (d.h. Schwächung) des Magnetfeldes an der Targetoberfläche eine Verringerung der lokalen Zerstäubungsrate bewirken.
  • Beispielsweise kann an Stellen mit zu geringer Schichtdicke der lokale Abstand der Magnetanordnung zur Targetoberfläche verringert (und dadurch das Magnetfeld erhöht) und/oder an Stellen zu hoher Schichtdicke vergrößert werden.
  • Im Fall eines Planarmagnetrons, kann die Magnetanordnung und das Target fest mit dem Gehäuse (Body) der Magnetronanordnung verbunden sein, wodurch kaum Raum zum Verstellen vorhanden ist, weshalb das Shimmen der Magnetanordnung erschwert ist. Daher wird herkömmlicherweise bei Planarmagnetrons ausschließlich auf das Steuern der Prozessgasverteilung zurückgegriffen, welche für sich allerdings in ihrer Wirksamkeit beschränkt ist, z.B. bezüglich einer Veränderung der Schichtdicke von eng beieinander liegenden Bereichen der Beschichtung (z.B. zwischen zwei Stellen, die weniger als 400 Millimeter voneinander entfernt sind).
  • Ein herkömmliches Justieren der Magnetanordnung mittels integrierter Stellmotoren kann beispielsweise eine mechanische Einstellung der Magnetanordnung im laufenden Betrieb der Anlage ermöglichen (d.h. ein online-Justieren). Diese Stellmotoren erfordern hohe Anschaffung bzw. Unterhaltungskosten und sind daher aus Kostengründen speziellen Anwendungen vorbehalten. Für Planarmagnetrons können auch andere mechanische Verstellsysteme der relativen Lage der Magnetanordnung bezüglich des Targets verwendet werden, welche im laufenden Betrieb erfolgen können. Diese Planarmagnetron sind allerdings mechanisch äußerst aufwändig und kostenintensiv, weshalb der wesentliche Kostenvorteil des Planarmagnetrons gegenüber dem Rohrmagnetron (mit seinen geringeren Investitions- und Betriebskosten) vermindert ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Magnetronanordnung, ein gesteuertes Magnetsystem und ein Verfahren bereitgestellt, welche ein Steuern der Magnetfeldverteilung zum Justieren der (z.B. Querverteilung der) Schichteigenschaft, für sowohl den Typ des Planarmagnetrons als auch des Rohrmagnetrons, im laufenden Betrieb ermöglichen, z.B. im laufenden Betrieb der Magnetronanordnung und/oder der Prozessieranordnung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann alternativ oder zusätzlich zu einem Verändern der Position der Magnete ein Steuern der Materialeigenschaften der Magnete (z.B. deren Magnetisierung) mit Hilfe von Temperaturänderungen erfolgen. Damit kann beispielsweise auf bewegliche Teile verzichtet werden.
  • Die Remanenzflussdichte (auch als Remanenz oder Restmagnetisierung bezeichnet) eines Magnets kann als Materialeigenschaft des Magnets abhängig von dessen Temperatur sein. Für einen Neodym-Eisen-Bor-Magnet (NdFeB-Magnet) kann der Temperaturkoeffizient (d.h. relative Änderung der Magnetisierung pro Temperaturänderung) beispielsweise -0,1% pro Kelvin betragen. Für einen Samarium-Kobalt-Magnet (Sm2Co17-Magnet) kann der Temperaturkoeffizient beispielsweise -0,03% pro Kelvin betragen.
  • Mit anderen Worten kann eine Temperaturänderung (z.B. Vergrößerung) des Magnets von 10 Kelvin eine Veränderung (z.B. Reduktion) der Remanenz um bis zu 1% für NdFeB und bis zu 0,3% für Sm2Co17 bewirken. Durch die lokale Steuerung der Temperatur der Magnete der Magnetanordnung mittels zumindest einer Heizeinheit (Heizung) und/oder einer Kühleinheit (Kühlung) kann sich das Magnetfeld lokal steuern lassen, womit sich beispielsweise die lokale Zerstäubungsrate beeinflussen lässt, ohne Teile der Magnetanordnung in ihrer Position zu verändern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kühlung (d.h. das Entziehen von Wärmeenergie) des Targets von der der Magneten der Magnetanordnung zumindest teilweise entkoppelt werden. Damit kann die den Magneten zuzuführende Wärmeleistung reduziert sein oder werden, was die Temperiervorrichtung kleiner und kostengünstiger macht.
  • Optional kann die Target-Kühlvorrichtung (auch vereinfacht als Kühlvorrichtung bezeichnet) sowohl zur Kühlung des Targets als auch zur Kühlung der Magnetanordnung eingerichtet sein.
  • In einem ersten Beispiel können die Magnete der Magnetanordnung (z.B. innerhalb des Magnetrongrundkörpers angeordnet) elektrisch mittels einer elektrischen Temperiereinheit geheizt werden, z.B. indirekt (beispielsweise mittels Wärmestrahlung). Das Strahlungsheizen kann elektrisch betrieben werden. Die Wärmezufuhr durch die elektrische Temperiereinheit (z.B. den Strahlungsheizer) kann derart gestellt sein oder werden, dass die Magneten (lokal) eine höhere Temperatur aufweisen als das Kühlfluid der Target-Kühlvorrichtung (d.h. der Kühlkreislauf). Zwischen dem Heizen und dem Kühlen stellt sich ein Temperaturgradient ein. Die elektrische Temperiereinheit kann sich über ein Magnetronsegment (auch als Stellbereich bezeichnet) erstrecken, innerhalb dessen die Magnetfeldstärke herabgesetzt werden soll.
  • Die Temperatur der Magnete kann optional mit einem Temperatursensor überwacht werden. Einer optionalen Regelstrecke (z.B. einer Regelvorrichtung) kann beispielsweise eine Temperatur des mindestens einen Magneten des Stellbereichs vorgegeben sein oder werden (auch als Soll-Temperatur bezeichnet).
  • Die elektrische Temperiereinheit kann alternativ oder zusätzlich zum Strahlungsheizer auch einen Mantelrohrheizer aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Temperatursensor kann beispielsweise ein Mantelrohr-Thermoelement oder einen Platin-Messwiderstand (auch als PT100 bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • In dem ersten Beispiel können die elektrischen Komponenten, d.h. die elektrische Temperiereinheit und der Temperatursensor, im seinerseits mit hoher Spannung zu beaufschlagenden Grundkörper (z.B. Kathodenkörper) angeordnet sein oder werden. Dazu können die elektrischen Versorgungsleitungen beispielsweise mittels einer elektrisch isolierenden Kapselung isoliert von ihrer Umgebung eingerichtet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich können die elektrischen Komponenten auf Kathodenpotential gelegt sein oder werden (d.h. im Betrieb) und an einer Potentialabbau-Vorrichtung (z.B. an der Vakuum-Luft-Durchführung) ein Spannungsabbau erfolgen, so dass diese an Luft ein geringeres Potential aufweisen.
  • In dem zweiten Beispiel kann alternativ oder zusätzlich zu der elektrischen Temperiereinheit eine Fluid-Temperiereinheit verwendet werden. Optional kann die Magnetanordnung möglichst gut von der Target-Kühlvorrichtung thermisch isoliert sein oder werden. Beispielsweise kann die Temperiervorrichtung ein eigenes Fluid-Kühleinheit, z.B. mittels eines Temperierfluid-Kreislaufs bereitgestellt, aufweisen (d.h. zumindest eine Fluid-Temperiereinheit kann zum Kühlen eingerichtet sein oder werden).
  • In dem zweiten Beispiel kann alternativ oder zusätzlich eine Fluid-Temperiereinheit zum Heizen eingerichtet sein oder werden. Alternativ kann das Heizen der Magnetanordnung lediglich durch die Abwärme des Zerstäubens erfolgen. Dies ermöglicht es, beispielsweise die Schwierigkeit des elektrischen Anschlusses der elektrischen Temperiereinheit und des Temperatursensor zu vermeiden, welche beispielsweise weggelassen werden können.
  • Der oder jeder Temperierfluid-Kreislauf kann beispielsweise extern mittels eines Thermostaten temperiert und/oder überwacht werden. Der optionalen Regelstrecke (z.B. einer Regelvorrichtung) kann beispielsweise eine Temperatur des Thermostaten vorgegeben sein oder werden (auch als Soll-Temperatur bezeichnet).
  • Die Ausbildung eines Temperierfluid-Kreislaufs kann beispielsweise technisch mit weniger oder keinen Risiken behaftet sein und kostengünstig und mit weniger Aufwand umzusetzen sein.
  • Als Temperierfluid kann Wasser verwendet werden, es können aber auch andere Medien wie technische Öle verwendet werden.
  • Der mindestens eine Magnet jedes Stellbereichs, welcher einzeln angesteuert werden soll, kann mit einem eigenen Temperierfluid-Kreislauf, welcher ein Thermostat aufweist, gekoppelt sein. Mehrere Temperierfluid-Kreisläufe können bei Bedarf zusammengeschaltet sein oder werden.
  • In einem dritten Beispiel können mehrere Temperierfluid-Kreisläufe verwendet werden, von denen jeder Temperierfluid-Kreislauf einem oder mehreren Stellbereichen zugeordnet ist, beispielsweise mittels einer Ventilmatrix. So kann wahlweise die Anzahl der erforderlichen Thermostaten reduziert oder vergrößert werden. Beispielsweise können mehrere Temperierfluide (z.B. mittels der mehreren Temperierfluid-Kreisläufe) vorgehalten werden, welche sich in ihrer Temperatur voneinander unterscheiden (d.h. es können verschiedene Temperaturen vorgehalten werden). Der Temperaturunterschied zwischen bezüglich ihrer Temperatur einander am nächsten liegende Temperierfluide (d.h. die Temperaturabstufung) kann beispielsweise einer Veränderung (z.B. Reduzierung) der Remanenz um mindestens ungefähr 0,5%, um mindestens ungefähr 1% oder um mindestens ungefähr 1,5% entsprechen. Mehrere Stellbereiche der Magnetanordnung können dann beispielsweise auf gleicher Temperatur betrieben sein oder werden. Jeder Stellbereich der Magnetanordnung kann mindestens einen Magneten aufweisen.
  • Beispielsweise können in dem dritten Beispiel mehrere Temperierfluid-Kreisläufe verwendet werden, welche in einem vorgegebenen Temperaturbereich verteilte Temperaturen bereitstellen, z.B. mit dem Temperaturunterschied voneinander. Der vorgegebene Temperaturbereich kann beispielsweise mindestens ungefähr 10°C, 15°C oder 20°C umspannen und/oder eine obere Grenze in einem Bereich von ungefähr 80°C bis ungefähr 300°C (oder 125°C) aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Temperierfluid der mehreren Temperierfluid-Kreisläufe wärmer sein als das Kühlfluid der Target-Kühlvorrichtung und/oder es kann zumindest ein zusätzliches Temperierfluid der mehreren Temperierfluid-Kreisläufe kälter sein als das Kühlfluid der Target-Kühlvorrichtung.
  • In einem vierten Beispiel kann das Kühlen zumindest einiger Stellbereiche der Magnetanordnung mittels jeweils eines Peltier-Elements erfolgen. Das Peltier-Element kann beispielsweise alternativ oder zusätzlich zu einem Temperierfluid-Kreislauf verwendet werden. Dies kann es beispielsweise ermöglichen, auf einen oder alle Temperierfluid-Kreisläufe zu verzichten. Die Peltier-Elemente können allerdings aufgrund der elektrischen Versorgung schwerer (d.h. zusätzlich mit einer elektrisch isolierenden Kapselung und/oder einer Potentialabbau-Vorrichtung) zu integrieren sein, ähnlich zu den anderen elektrischen Komponenten, wie vorstehend beschrieben ist (anschaulich aufgrund des mit hoher Spannung beaufschlagten Grundkörpers).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Magnetronkathode (auch vereinfacht als Kathode bezeichnet) und/oder die Magnetanordnung eine Ausdehnung (z.B. entlang einer Drehachse und/oder Längserstreckung, d.h. eine Länge) aufweisen, welche größer als oder gleich zu ungefähr 1 m ist, z.B. größer als oder gleich zu ungefähr 2 m, z.B. größer als oder gleich zu ungefähr 3 m und/oder kleiner als ungefähr 5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 m bis ungefähr 4 m.
  • Beispielsweise kann das Beschichtungsmaterial zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall; ein Übergangsmetall, ein Oxid (z.B. ein Metalloxid oder ein Übergangsmetalloxid); ein Dielektrikum; ein Polymer (z.B. ein Kohlenstoff-basiertes Polymer oder ein Silizium-basiertes Polymer); ein Oxinitrid; ein Nitrid; ein Karbid; eine Keramik; ein Halbmetall (z.B. Kohlenstoff); ein Perowskit; ein Glas oder glasartiges Material (z.B. ein sulfidisches Glas); einen Halbleiter; ein Halbleiteroxid; ein halborganisches Material, und/oder ein organisches Material. Beispielsweise kann das Beschichtungsmaterial Aluminium (Al) oder Magnesium, Titan, Zinn (Zn), Zink, Indium, Silber, Gold und/oder Zirkon aufweisen oder daraus gebildet sein oder es kann Silizium (Si) Bor oder Germanium aufweisen oder daraus gebildet sein. Optional kann das Beschichtungsmaterial einen Dotierstoff aufweisen, z.B. Al. Beispielsweise kann ein Zn-Beschichtungsmaterial oder Si-Beschichtungsmaterial mit Al dotiert sein.
  • Das Beschichtungsmaterial kann Teil der Magnetronkathode sein oder diese bilden. Eine plattenförmige Magnetronkathode kann beispielsweise einen plattenförmigen Träger aufweisen, auf dem (z.B. sprödes und/oder zerbrechliches) Beschichtungsmaterial befestigt sein kann oder die plattenförmige Magnetronkathode kann ein plattenförmig eingerichtetes Beschichtungsmaterial aufweisen (z.B. eine Platte aus Beschichtungsmaterial) oder daraus gebildet sein.
  • Das Zerstäuben von Beschichtungsmaterial mittels Sputterns kann mit einer räumlichen Verteilung erfolgen, wobei die räumliche Verteilung des zerstäubten Beschichtungsmaterials beispielsweise von der Zusammensetzung des Plasmas, dem Beschichtungsmaterial, der Form und Geometrie des Magnetfeldes und/oder dem Druck des ionenbildenden Gases (den Prozessparametern) beeinflusst werden kann, was die resultierenden Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht beeinflussen kann (z.B. deren Querverteilung). Beispielsweise kann ein ungleichmäßiges Zerstäuben entlang einer Kathode zu einer ungleichmäßigen Querverteilung der Schicht, z.B. zu einer ungleichmäßigen Dickenverteilung oder ungleichmäßigen Stöchiometrie der Schicht quer zur Transportrichtung führen. Mittels Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung der Magnetanordnung 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, welche das Beschichtungsmaterial aufweisen kann. Ein (Doppel-)Rohrmagnetron kann eine rohrförmige Kathode aufweisen, welche das Beschichtungsmaterial aufweisen kann.
  • Zum Sputtern kann ein Magnetron in einer Vakuum-Prozessierkammer angeordnet werden, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung oder einem vordefinierten Druck (z.B. gemäß einem Sollwert) bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein ionenbildendes Gas (Prozessgas) oder ein Gasgemisch (z.B. aus einem Prozessgas und einem Reaktivgas) in der Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Bei einem reaktiven Magnetronsputtern kann das zerstäubte Material beispielsweise mit einem Reaktivgas reagieren und das Reaktionsprodukt abgeschieden werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Magnetsystem die Magnetanordnung und die Temperiervorrichtung aufweisen.
  • Zum Sputtern kann in einer Vakuum-Prozessierkammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Magnetronanordnung mit einer Rohrkathode und einem Magnetsystem in der Rohrkathode (als Teil eines Rohrmagnetrons) angeordneten werden. Die Rohrkathode kann an gegenüberliegenden Endabschnitten mittels so genannter Endblöcke drehbar gelagert sein oder werden, wobei die Endblöcke ein Versorgen der Rohrkathode (z.B. mit elektrischer Energie und Kühlmittel) bereitstellen können. Das in der Rohrkathode angeordnete Magnetsystem kann derart mit den Endblöcken gekuppelt sein, dass das Magnetsystem beim Drehen der Rohrkathode in einer ortsfesten Lage bezüglich der Endblöcke verbleibt. Beispielsweise kann das Magnetsystem an einem so genannten Trägerrohr, welches zwischen den beiden Endblöcken verläuft, befestigt sein. Anschaulich kann eine Magnetron-Anordnung derart eingerichtet sein, dass das Targetgrundrohr entkoppelt von dem Magnetsystem gelagert ist und gedreht werden kann.
  • Zum Sputtern kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen, analog zum vorangehend Beschriebenen, eine Magnetron-Anordnung mit einer plattenförmigen Kathode und einem Magnetsystem an der plattenförmigen Kathode (als Teil eines Planarmagnetrons) angeordneten sein oder werden. Ferner kann ein Versorgen der plattenförmigen Kathode (z.B. mit elektrischer Energie und Kühlfluid) bereitgestellt sein oder werden. Das Magnetsystem eines Planarmagnetrons kann in einer festen Lage bezüglich der plattenförmigen Kathode angeordnet und eingerichtet sein.
  • Der mindestens eine (z.B. erste und/oder zweite) Magnet kann ein ferromagnetisches Material aufweisen, z.B. eine chemische Verbindung (z.B. eine Legierung) oder einen Ferrit. Die chemische Verbindung kann ein Seltenerdmetall (wie z.B. Neodym, Samarium, Praseodym, Dysprosium, Terbium und/oder Gadolinium), Eisen, Kobalt und/oder Nickel aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann der mindestens eine Magnet zumindest Neodym, Eisen und/oder Bor aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Magnet zumindest Aluminium, Nickel und/oder Kobalt aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Magnet zumindest Samarium und/oder Kobalt aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Der mindestens eine Magnet kann eine Koerzitivfeldstärke größer als ungefähr 500 Kiloampere pro Meter (kA/m) aufweisen, z.B. größer als ungefähr 1000 kA/m.
  • Jedes Magnetsystem bzw. dessen Segmente (auch als Stellbereiche bezeichnet) kann/können mindestens einen Magneten (z.B. Dauermagneten) aufweisen.
  • Die Magnete einer Magnetanordnung können in mehreren Reihen (Magnetreihen) angeordnet sein. Eine Magnetanordnung kann beispielsweise mindestens drei Magnetreihen aufweisen, von denen jede mindestens einen Magnet aufweisen kann. Jeweils einander benachbarte Magnetreihen können sich in zumindest einer Richtungskomponente quer zur Transportrichtung ihrer Magnetisierungsrichtung unterscheiden (z.B. einander benachbarte Magnetreihen) und/oder können einen hinlaufenden oder rücklaufenden Abschnitt des Plasmabereichs definieren.
  • Die Magneten einer Magnetanordnung können in drei Magnetreihen angeordnet sein, wobei jede Magnetreihe mehreren Magneten (Magneten), z.B. jeweils mindesten einen ersten Magnet und/oder mindestens einen zweiten Magnet, aufweisen kann. Jeder Magnet einer Magnetanordnung kann beispielsweise ungefähr 1 cm breit sein, so dass eine Magnetreihe ungefähr 100 Magnete pro Meter aufweisen kann.
  • Die Kathode und das Kühlfluid können zum Sputtern mit Spannungen größer als ungefähr 50 Volt (z.B. bis zu 800 Volt) beaufschlagt werden. Anschaulich kann zum Sputtern an die Kathode ein elektrisches Kathodenpotential angelegt werden, wobei das Kühlwasser mit der Kathode elektrisch gekoppelt sein, so dass das Kühlwasser und die Kathode ein im Wesentlichen gleiches elektrisches Potential aufweisen können. Die beim Sputtern umgesetzte Leistung (Sputterleistung) kann von der Oberflächengröße der Kathode abhängen und kann in einem Bereich von ungefähr 2 kW pro Quadratmeter bis ungefähr 12 kW pro Quadratmeter liegen, wobei grundsätzlich eine Gleichspannung, eine Wechselspannung oder eine gepulste Spannungen angelegt werden kann.
  • Die Magnetanordnung kann mehrere (z.B. ein, zwei, drei bis n) Stellbereiche aufweisen. Ist das Temperieren jedes einzelnen Magneten zum Steuern der Magnetfeldverteilung der Magnetanordnung (auch als Shimmen bezeichnet) aufgrund einer damit verbundenen Anzahl an Stellbereichen (ein Stellbereich pro Magnet) und dem damit verbundenen Aufwand unrentabel, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen das Temperieren als gruppenweises Temperieren mehrerer Magneten erfolgen (z.B. einer Gruppe von Magneten). Dabei können mehrere Magneten zu einer Gruppe von Magneten zusammengefasst und gemeinsam temperiert werden, um die Anzahl der Stellbereiche zu reduzieren.
  • Die Anzahl der Stellbereiche zum Temperieren kann davon abhängen, wie viele Magneten pro Gruppe zusammengefasst werden und wie viele Magneten in der Magnetanordnung verwendet werden. Beispielsweise können ungefähr 10 Magneten oder weniger zu einer Gruppe zusammengefasst werden, was (bei 1 cm pro Magnet) mindestens ungefähr 10 Stellbereiche pro Meter erfordern kann. Werden mehr als 10 Magnete pro Gruppe zusammengefasst können weniger als 10 Stellbereiche pro Meter resultieren, beispielsweise ungefähr 7 Stellbereiche pro Meter oder weniger.
  • 1A veranschaulicht eine Magnetronanordnung 100a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.
  • Die Magnetronanordnung 100a kann einen Träger 102 zum Tragen einer Magnetanordnung 144 mit mehreren Magneten 104, 114 aufweisen. Der Träger 102 kann ein Rohr, ein Blech, eine Platte, oder ähnliches aufweisen und derart stabil eingerichtet sein, dass dieser die mehreren Magneten 104, 114 in einer ortsfesten Position halten kann. Die mehreren Magneten 104, 114 können mindestens einen ersten Magneten 104 und mindestens einen zweiten Magneten 114 aufweisen.
  • Jeder Magnet der mehreren Magneten 104, 114 kann eine Magnetisierung aufweisen, welche sich zu einem gemeinsamen Magnetfeld 120 überlagern.
  • Der Träger 102 kann einen Aufnahmebereich 133 bereitstellen, in den ein zu zerstäubendes Targetmaterial angeordnet werden kann. Beispielsweise kann das Targetmaterial bei einem Rohrmagnetron durch den Aufnahmebereich 133 hindurch bewegt oder bei einem Planarmagnetron ortsfest in dem Aufnahmebereich 133 angeordnet sein oder werden. Das Magnetfeld 120 kann den Aufnahmebereich 133 durchdringen.
  • Beispielsweise können die mehreren Magneten 104, 114 zwischen dem Träger 102 und dem Aufnahmebereich 133 angeordnet sein oder werden.
  • Ferner kann die Magnetronanordnung 100a eine Temperiervorrichtung 106 aufweisen, welche eingerichtet ist, der Magnetanordnung 144 zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zuzuführen und/oder zu entziehen.
  • Die Magnetanordnung 144 kann eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung aufweisen, wobei der mindestens eine erste Magnet 104 und der der mindestens eine zweite Magnet 114 sich in ihrer Temperatur unterscheiden, z.B. um eine Temperatur in einem Bereich von ungefähr 0,1 Kelvin bis ungefähr 20 Kelvin, z.B. um eine Temperatur von mehr als 5 Kelvin, z.B. um eine Temperatur von mehr als 10 Kelvin. Alternativ oder zusätzlich können sich die mehreren Magneten 104, 114 in ihrer zugeführten und/oder entzogenen Wärmeenergie voneinander unterscheiden.
  • Die Temperiervorrichtung 106 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen anschaulich zum separaten thermischen Steuern des mindestens einen ersten Magneten 104 und des mindestens einen zweiten Magneten 114 (d.h. unabhängig voneinander) eingerichtet sein. Dazu kann die Temperiervorrichtung 106 mit den mehreren Magneten 104, 114 thermisch gekoppelt sein, so dass zum Stellen der Temperatur des mindestens einen ersten Magneten 104 und des mindestens einen zweiten Magneten 114 Wärmeenergie zu diesem oder von diesem übertragen (d.h. zugeführt oder entzogen) werden kann. Beispielsweise kann die Temperiervorrichtung 106 in körperlichem Kontakt mit der den mehreren Magneten 104, 114 sein.
  • Soll die relative Temperatur des mindestens einen ersten Magneten 104 und des mindestens einen zweiten Magneten 114 zueinander verändert werden, kann beispielsweise die Temperatur des mindestens einen ersten Magneten 104 verringert werden und/oder es kann die Temperatur des mindestens einen zweiten Magneten 114 vergrößert werden.
  • Im Allgemeinen beschreibt die Magnetisierung den Zusammenhang zwischen der magnetischen Flussdichte B und der magnetischen Feldstärke H und ist materialabhäng und von der Vorgeschichte des Magneten abhängig. Unter der magnetischen Remanenz, auch als remanenter bzw. (zurück)bleibender Magnetismus, Restmagnetismus oder Restmagnetisierung bezeichnet, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen jene Magnetisierung verstanden werden, die ein vorher durch ein externes Magnetfeld, z.B. mit einer stromdurchflossenen Spule gesättigt (d.h. maximal), nach Entfernen des äußeren Feldes beibehält. Mit anderen Worten kann die magnetische Remanenz die Magnetisierung des Magneten bezeichnen, welcher dieser in Abwesenheit einer äußeren Feldstärke (d.h. H=0) aufweist.
  • Die magnetische Remanenz kann eine temperaturabhängige Größe sein, so dass eine Veränderung der Temperatur eine Veränderung der magnetischen Remanenz bewirkt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass diese Veränderung bei kleinen Temperaturveränderungen (z.B. kleiner als 50 Kelvin) reversibel ist, so dass die magnetische Remanenz mittels der Temperatur des Magneten gesteuert werden kann. Verringert sich die magnetische Remanenz eines Magneten, nimmt damit dessen Magnetisierung ab, was wiederum dessen Beitrag zu dem gemeinsamen Magnetfeld verringert und es in der Nähe des Magneten verringert.
  • Wird die Temperatur eines Magneten (z.B. des mindestens einen ersten Magneten 104 und/oder des mindestens einen zweiten Magneten 114) verringert, kann die magnetische Remanenz des Magneten verringert werden. Wird die Temperatur eines Magneten (z.B. des mindestens einen ersten Magneten 104 und/oder des mindestens einen zweiten Magneten 114) vergrößert, kann die magnetische Remanenz des Magneten verringert werden.
  • 1B veranschaulicht ein Magnetsystem 100b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht und 1C das Magnetsystem 100b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht 100c.
  • Das Magnetsystem 100b kann beispielsweise Teil der Magnetanordnung 100a sein.
  • Das Magnetsystem 100b kann die Magnetanordnung 144 gemäß verschiedenen Ausführungsformen aufweisen, z.B. mehrere, z.B. drei reihenförmig angeordnete Magnetreihen 204, die mittels des Träger 102 (auch als Magnetträger bezeichnet) getragen werden. Jede der Magnetreihen 204 kann mehrere nebeneinander angeordnete Magnete aufweisen. Die Magnete der Magnetreihen 204 können derart angeordnet und ausgerichtet sein, dass die nebeneinander angeordneten Magnetreihen 204 eine antiparallele Magnetisierung aufweisen. Beispielsweise können die äußeren beiden Magnetreihen 204 mit einer Richtungskomponente entlang der Richtung 105 magnetisiert sein, wobei die mittig angeordnete Magnetreihe 204 mit einer Richtungskomponente entgegen der Richtung 105 magnetisiert sein kann (oder andersherum).
  • Beispielsweise können die Magnete der Magnetanordnung 144 magnetisch an dem Magnetträger 102 befestigt sein (wobei der Magnetträger 102 beispielsweise ein magnetisierbares Material aufweisen kann). Alternativ oder zusätzlich können die Magnete der Magnetanordnung 144 z.B. an den Magnetträger 102 geklebt sein.
  • Das Magnetsystem 100b kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere Temperiereinheiten 116 aufweisen, welche mit der Magnetanordnung 144 gekoppelt sein können.
  • Das Magnetsystem 100b kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere Stellbereiche 204a aufweisen, wobei jedem Stellbereich jeweils eine Temperiereinheit der mehreren Temperiereinheiten 116 zugeordnet sein kann.
  • Jeder Stellbereich der mehreren Stellbereiche 204a kann mindesten einen Magnet aufweisen, z.B. den mindestens einen ersten Magnet 104 oder den mindestens einen zweiten Magnet 114. Jeder Stellbereich 204a kann beispielsweise genau einen Magnet oder eine Gruppe von Magneten aufweisen, die jeweils einen Teil des Magnetfelds 120 erzeugen können.
  • Die Temperatur des mindestens einen Magneten jedes Stellbereichs der mehreren Stellbereiche 204a kann mittels der zugeordneten Temperiereinheit der mehreren Temperiereinheiten 116 gesteuert sein oder werden, z.B. indem mittels der Temperiereinheit dem Stellbereich Wärmeenergie zugeführt und/oder entzogen wird.
  • Dabei kann mittels Stellens der Temperatur der einzelnen Stellbereiche die räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung 144 gesteuert werden.
  • Wird die Temperatur eines Stellbereichs bzw. des darin angeordneten mindestens einen Magneten verringert, kann die magnetische Remanenz und damit dessen Magnetisierung des mindestens einen Magneten vergrößert werden. Wird die Temperatur eines Stellbereichs bzw. des darin angeordneten mindestens einen Magneten vergrößert, kann die magnetische Remanenz des mindestens einen Magneten und damit dessen Magnetisierung verringert werden.
  • Anschaulich kann die Anzahl der Stellbereich 204a bzw. Temperiereinheiten 116 pro Raumausdehnung der Magnetanordnung 144 eine räumliche Auflösung definieren, mit der die Magnetfeldverteilung gesteuert werden kann. Je mehr Stellbereiche 204a bzw. Temperiereinheiten 116 mit der Magnetanordnung 144 gekoppelt sind, umso größer kann die räumliche Auflösung sein, mit der die Magnetfeldverteilung gesteuert werden kann.
  • 2A veranschaulicht eine Prozessieranordnung 200a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht und 2B die Prozessieranordnung 200a in einer detaillierten Draufsicht.
  • Die Prozessieranordnung 200a kann eine Vakuum-Prozessierkammer 814 aufweisen und eine in der Vakuum-Prozessierkammer angeordnete Magnetronanordnung 100a. Ferner kann die Prozessieranordnung 200a ein Transportvorrichtung 210 mit mehreren Transportrollen 210r aufweisen zum Transportieren eines Substrats 212 in der Vakuum-Prozessierkammer 814 in eine Transportrichtung 111r, z.B. durch einen Beschichtungsbereich der Vakuum-Prozessierkammer 814 hindurch.
  • Mittels der Magnetronanordnung 100a kann beispielsweise das Substrat 212 in der Vakuum-Prozessierkammer 814 prozessiert werden, beispielsweise beschichtet werden und optional anderweitig bearbeitet. Dazu kann die Magnetronanordnung 100a ein Beschichtungsmaterial in den Beschichtungsbereich der Vakuum-Prozessierkammer 814 hinein zerstäuben 250e (auch als Zerstäubungsrichtung 250e bezeichnet).
  • Die Menge an Material, welche pro Zeit von einem Oberflächenabschnitt der Magnetronkathode in den Beschichtungsbereich hinein zerstäubt wird, kann auch als Zerstäubungsrate bezeichnet werden. Die Zerstäubungsrate kann im Allgemeinen eine räumliche Verteilung aufweisen, welche die räumliche Querverteilung 201q der Beschichtung 212b des Substrats 212 definiert, z.B. deren Schichtdicke-Querverteilung 201q und/oder deren Stöchiometrie-Querverteilung 201.
  • Die sogenannte Querverteilung 201q kann die räumliche Verteilung 201q einer physikalischen Eigenschaft 201 der Beschichtung 212b (Schichteigenschaft 201) entlang der Breitenrichtung 101 (d.h. quer zur Transportrichtung 111r) bezeichnen. Die Schichteigenschaft 201 kann beispielsweise eine Schichtdicke 201, eine Stöchiometrie 201, elektrische Leitfähigkeit 201 und/oder eine optische Eigenschaft 201 (z.B. Absorptionskoeffizient, Transmissionskoeffizient oder Reflexionskoeffizient oder ein Spektrum) sein. Entlang der Transportrichtung 111r kann die räumliche Verteilung der Schichteigenschaft 201 im Wesentlichen homogen sein, aufgrund des Substrattransports 111r.
  • Die Querverteilung 201q der Beschichtung 212b kann beispielsweise die räumliche Verteilung der Zerstäubungsrate repräsentieren. Je größer die Zerstäubungsrate auf einen Abschnitt des Substrats 212 ist, desto größer können in diesem Bereich beispielsweise die Schichtdicke, die elektrische Leitfähigkeit, der Absorptionskoeffizient und/oder der Reflexionskoeffizient sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Querverteilung 201q erfasst werden und zum Steuern der Magnetfeldverteilung verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine andere physikalische Größe (z.B. Messgröße) erfasst werden, welche die Zerstäubungsrate bzw. deren räumliche Verteilung repräsentiert, z.B. eine optische Emission des zerstäubten Beschichtungsmaterials (z.B. des Plasmas), eine chemische Zusammensetzung des Plasmas, die Magnetfeldverteilung (z.B. die räumliche Verteilung der Flussdichte, z.B. an der Targetoberfläche) und/oder die Zerstäubungsrate selbst (z.B. mittels eines Schwingquarz-Sensors).
  • Optional kann die Prozessieranordnung 200a eine zusätzliche Sensoranordnung 704 aufweisen, welche eingerichtet ist eine physikalische Größe zu erfassen, welche eine räumliche Verteilung, mit der die Magnetronanordnung ein Beschichtungsmaterial zerstäubt, repräsentiert, z.B. die Zerstäubungsrate oder die Querverteilung 201q der Beschichtung. Beispielsweise kann die Sensoranordnung 704 mindestens einen Sensor aufweisen, der in dem Beschichtungsbereich angeordnet ist und eingerichtet ist, eine räumliche Verteilung der Zerstäubungsrate zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoranordnung 704 mindestens einen zusätzlichen Sensor aufweisen, der hinter dem Beschichtungsbereich angeordnet ist und eingerichtet ist, die Querverteilung der Beschichtung zu erfassen. Der Sensor 704 kann beispielsweise die lokale Schichtdicke mittels einer Transmissionsmessung oder einer Interferenzmessung ermitteln.
  • 3A veranschaulicht ein Magnetsystem 300a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht und 3B das Magnetsystem 300a in einer Konfiguration 300b mit 8 Stellbereichen.
  • Die zwei äußeren Magnetreihen 204 können miteinander verbunden sein (z.B. mittels eines gekrümmten Abschnitts) und den so genannten Außenpol 204p bilden. Die innere Magnetreihe 204 kann den so genannten Innenpol 204i bilden. Der Innenpol 204i und der Außenpol 204a können ein entgegengesetzte Magnetisierungen aufweisen oder deren Magnetisierung kann zumindest entgegengesetzte Richtungskomponenten parallel zur Zerstäubungsrichtung 250e aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Magnetsystem 300a mehrere Stellbereiche 204a aufweisen, von denen zumindest einige (z.B. alle) Stellbereiche T2 bis T7 jeweils einen Abschnitt des Innenpols 204i und/oder einen Abschnitt des Außenpols 204p aufweisen. Beispielsweise kann das Magnetsystem 300a mindestens 8 Stellbereiche T1 bis T8 aufweisen, z.B. auch mehr als 12 Stellbereiche oder mehr als 16 Stellbereiche, z.B. 20 oder mehr als 20 Stellbereiche. Alternativ kann das Magnetsystem 300a weniger als 8 Stellbereiche aufweisen, z.B. mindestens vier oder mindestens zwei.
  • Optional können die außen liegenden Stellbereiche T1 und T8 lediglich den gekrümmten Abschnitt des Außenpols 204p aufweisen. Die mehreren Stellbereiche 204a können beispielsweise quer zur Längserstreckung 101 des Magnetsystems 300a hintereinander angeordnet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung des Magnetsystems 300a auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung erfolgen. Zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung des Magnetsystems 300a kann jedem Stellbereich 204a der mehreren Stellbereiche 204a Wärmeenergie zugeführt und/oder entzogen werden, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperatur jedes Stellbereichs der mehreren Stellbereiche 204a gestellt wird.
  • 3C veranschaulicht eine Querverteilung 201q (z.B. die räumliche Schichtdicke-Querverteilung 201q) in einem schematischen Diagramm 300c.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erfassen der Schichteigenschaft 201 in mehreren Messbereichen 214a erfolgen. Beispielsweise kann das Magnetsystem 300a mindestens 8 Messbereiche d1 bis d8 aufweisen, z.B. auch mehr als 12 Messbereiche oder mehr als 16 Messbereiche. Alternativ kann das Magnetsystem 300a weniger als 8 Messbereiche aufweisen, z.B. mindestens vier oder mindestens zwei.
  • Beispielsweise kann jedem Messbereich der mehreren Messbereichen 214a genau ein Stellbereich der mehreren Stellbereiche 204a zugeordnet sein, z.B. dem Messbereich d1 der Stellbereich T1 und dem Messbereich d8 der Stellbereich T8. Die Zerstäubungsrate jedes Stellbereichs kann zu der Schichteigenschaft 201 in dem diesem zugeordneten Messbereich korrespondieren.
  • Beispielsweise kann eine Schichtdicke 201 für jeden Messbereich 214a der mehreren Messbereiche 214a ermittelt werden (z.B. deren Mittelwert in dem jeweiligen Messbereich), welche die Zerstäubungsratenverteilung repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine andere Schichteigenschaft 201 ermittelt werden, welche die zu jeden Messbereich 214a der mehreren Messbereichen 214a korrespondierende Zerstäubungsrate repräsentiert, z.B. die Schichtstöchiometrie, die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung 212b, die optische Eigenschaft (z.B. Transmissionskoeffizient oder Reflexionskoeffizient oder ein Spektrum) der Beschichtung 212b.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann anhand der Schichteigenschaft 201, bzw. deren Querverteilung 201q, ein Sollwert für jeden Stellbereich der mehreren Stellbereiche 204a ermittelt werden, welcher eine Temperatur oder Temperaturänderung des Stellbereichs repräsentiert (auch als Temperatur-Sollwert bezeichnet).
  • Beispielsweise kann anhand der Schichteigenschaft 201, bzw. deren Querverteilung 201q, eine Soll-Wärmeenergie ermittelt werden, welche jedem Stellbereich der mehreren Stellbereiche 204a zugeführt und/oder entzogen werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann anhand der Schichteigenschaft 201, bzw. deren Querverteilung 201q, eine Soll-Temperatur ermittelt werden, auf welche der mindestens eine Magnet jedes Stellbereichs der mehreren Stellbereiche 204a gebracht werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann anhand der Schichteigenschaft 201, bzw. deren Querverteilung 201q, eine Soll-Temperaturdifferenz ermittelt werden, um welche die Temperatur jedes Stellbereichs der mehreren Stellbereiche 204a geändert werden soll.
  • Das Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung, kann erfolgen, indem der Magnetanordnung, z.B. jedem Stellbereich der mehreren Stellbereiche 204a, Wärmeenergie gemäß dem Sollwert zugeführt und/oder entzogen wird. Beispielsweise kann jeder Stellbereich der mehreren Stellbereiche 204a thermisch an einen Temperierfluid-Kreislauf angekoppelt werden, dessen Temperierfluid die Soll-Temperatur aufweist.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann alternativ der zusätzlich zu der Schichteigenschaft 201, bzw. deren Querverteilung 201q, eine andere physikalische Größe 201 ermittelt werden, welche die Zerstäubungsrate repräsentiert.
  • Das Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung kann beispielsweise automatisiert erfolgen, z.B. mittels einer Steuerungsvorrichtung, wie später noch genauer beschrieben wird. Die Steuerungsvorrichtung kann beispielsweise anhand der physikalischen Größe 201 ermitteln, in welchen Stellbereichen das Magnetfeld verändert werden soll, z.B. ein stärkeres Magnetfeld benötigt wird und/oder ein schwächeres Magnetfeld benötigt wird, und darauf basierend die räumliche Verteilung, mit der die Wärmenergie zugeführt und/oder entzogen wird, steuern, z.B. indem der Temperatur-Sollwert für jeden Stellbereich der mehreren Stellbereiche 204a ermittelt und die Temperiervorrichtung 106 gemäß dem Temperatur-Sollwert ansteuern.
  • 4 veranschaulicht ein Magnetsystem 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht in einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren aufweisen: Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung.
  • Zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung der Magnetanordnung kann Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zugeführt und/oder entzogen werden, so dass die räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung verstellt wird.
  • Beispielsweise kann die räumliche Verteilung 401a der physikalischen Größe 201 (z.B. der Zerstäubungsrate 201 oder der Schichteigenschaft 201) vor dem Steuern eine erste Schwankung aufweisen. Nach dem Steuern kann die räumliche Verteilung 401b eine zweite Schwankung aufweisen, wobei die zweite Schwankung kleiner ist als die erste Schwankung.
  • Die Schwankung kann beispielsweise eine mittlere Schwankung (z.B. das arithmetische Mittel der betragsmäßigen Abweichung von dem Mittelwert normiert auf den Mittelwert) sein und/oder eine maximale Schwankung (z.B. die maximale betragsmäßige Abweichung von dem Mittelwert normiert auf den Mittelwert) sein.
  • Die vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung kann beispielsweise eine Schwankung aufweisen, welche kleiner ist als ungefähr 25%, z.B. kleiner als ungefähr 10%, z.B. kleiner als ungefähr 5%, z.B. kleiner als ungefähr 1%.
  • Beispielsweise kann in zumindest einem (d.h. genau einem oder mehr als einem) ersten Stellbereich 404u, welcher beispielsweise zu einem Messbereich d2, d5, d7 mit einer Zerstäubungsrate größer als ein vorgegebenes Kriterium (Zerstäubungsrate-Kriterium) korrespondiert, in einem ersten Temperiermodus die Temperatur (z.B. deren Mittel) des darin angeordneten mindestens einen Magneten vergrößert werden, z.B. indem diesem mehr Wärmeenergie zugeführt als entzogen wird. Beispielsweise kann ein resultierender Wärmestrom (Summe aus entzogener Wärmeenergie und zugeführter Wärmeenergie) zu dem zumindest einen Magneten des ersten Stellbereichs 404u hin bereitgestellt sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann in einem zweiten Temperiermodus die Temperatur (z.B. deren Mittel) der außerhalb des ersten Stellbereichs 404u angeordneten Magnete der Magnetanordnung 144 verkleinert werden, z.B. indem diesen weniger Wärmeenergie zugeführt als entzogen wird.
  • Der oder jeder erste Stellbereich 404u kann beispielsweise den mindestens einen ersten Magnet 104 aufweisen (vergleiche beispielsweise 1A und 7).
  • Beispielsweise kann in zumindest einem (d.h. genau einem oder mehr als einem) zweiten Stellbereich 404d, welcher beispielsweise zu einem Messbereich d3, d6 mit einer Zerstäubungsrate kleiner als ein vorgegebenes Kriterium korrespondiert, in dem ersten Temperiermodus die Temperatur (z.B. deren Mittel) des darin angeordneten mindestens einen Magneten verkleinert werden, z.B. indem diesem mehr Wärmeenergie entzogen als zugeführt wird. Beispielsweise kann ein resultierender Wärmestrom von dem zumindest einen Magneten des zweiten Stellbereichs 404d weg bereitgestellt sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann in dem zweiten Temperiermodus die Temperatur (z.B. deren Mittel) der außerhalb des zweiten Stellbereichs 404d angeordneten Magnete der Magnetanordnung 144 vergrößert werden, z.B. indem diesen mehr Wärmeenergie zugeführt als entzogen wird.
  • Der oder jeder zweite Stellbereich 404u kann beispielsweise den mindestens einen zweiten Magnet 114 aufweisen (vergleiche beispielsweise 1A und 7).
  • Optional kann in zumindest einem (d.h. genau einem oder mehr als einem) dritten Stellbereich 404k, welcher beispielsweise zu einem Messbereich d2, d5, d7 mit einer das Kriterium erfüllenden Zerstäubungsrate korrespondiert, die Temperatur (z.B. deren Mittel) der Magnetanordnung gleich bleiben, z.B. indem gleich viel Wärmeenergie entzogen wird wie zugeführt wird, oder diese kann gemäß dem zweiten Temperiermodus gestellt werden. Beispielsweise kann ein resultierender Wärmestrom des zumindest einen Magneten des dritten Stellbereichs 404k von null bereitgestellt sein oder werden (auch als neutraler Wärmestrom bezeichnet). Der oder jeder dritte Stellbereich 404k kann beispielsweise mindestens einen dritten Magnet aufweisen.
  • Der erste Temperiermodus kann anschaulich ein Einzelmagnet-Temperiermodus sein, welcher vornehmlich eine lokale Schwankung abschwächt. Der zweite Temperiermodus kann anschaulich ein Umgebungsmagnet-Temperiermodus sein, welcher vornehmlich das Mittel der Zerstäubungsratenverteilung verändert.
  • Ist die Soll-Temperatur erreicht und/oder erfüllt die Zerstäubungsrate das Kriterium, z.B. in zumindest einem Stellbereich 404d, 404u, kann der resultierende Wärmestrom wieder auf neutral gestellt sein oder werden.
  • 5A veranschaulicht ein Magnetsystem 500a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen geschnittenen Perspektivansicht, z.B. einen Stellbereich 204a.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zwischen dem Träger 102 und der Magnetanordnung 144 die Temperiervorrichtung 106 angeordnet sein oder zumindest deren Temperiereinheiten 116. Alternativ kann die Temperiervorrichtung 106 in den Träger 102 integriert sein.
  • Beispielsweise kann jede Temperiereinheit 116 der Magnetanordnung 144 einen elektrothermischen Wandler 116 aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Der elektrothermische Wandler 116 kann beispielsweise ein Peltier-Element aufweisen oder daraus gebildet sein. Dies ermöglicht es, je nach Polung des Peltier-Elements, Wärmeenergie wahlweise zu entziehen oder zuzuführen. Mit anderen Worten kann das Peltier-Element wahlweise als Kühleinheit (d.h. heizende Temperiereinheit 116) und/oder als Heizeinheit (d.h. kühlende Temperiereinheit 116) verwendet werden.
  • Damit kann eine kompakte (geringe Größe und/oder geringes Gewicht) Temperiervorrichtung 106 bereitgestellt sein oder werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Peltier-Element kann der elektrothermische Wandler 116 eine elektrisch-resistive Heizeinheit (z.B. eine Wärmestrahlungsheizung) aufweisen oder daraus gebildet sein. Dies ermöglicht es platzsparend eine hohe Leistungsdichte zu erreichen. Die elektrisch-resistive Heizeinheit kann beispielsweise einen Kaltleiter aufweisen oder daraus gebildet sein, was das Stellen der Temperatur erleichtert.
  • 5B veranschaulicht ein Magnetsystem 500b gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen geschnittenen Perspektivansicht, z.B. einen Stellbereich 204a.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem elektrothermischen Wandler 116 kann jede Temperiereinheit 116 der Magnetanordnung 144 einen Hohlraum 116r zum Aufnehmen eines Temperierfluides aufweisen, z.B. in Form einer Fluidleitung 116r. Durch den Hohlraum 116r kann zum Temperieren ein Temperierfluid hindurchströmen. Je nach der Temperatur des Temperierfluid, kann sowohl Wärmeenergie entzogen als auch Wärmeenergie zugeführt werden.
  • Ist das Temperierfluid kälter als der Stellebereich 204a, bzw. der darin angeordnete mindestens eine Magnet der Magnetanordnung 144, kann mittels des Temperierfluides Wärmeenergie entzogen werden. Damit kann die Temperiereinheit 116 als Kühleinheit verwendet werden.
  • Ist das Temperierfluid wärmer als der Stellebereich 204a, bzw. der darin angeordnete mindestens eine Magnet der Magnetanordnung 144, kann mittels des Temperierfluid Wärmeenergie zugeführt werden. Damit kann die Temperiereinheit 116 als Heizeinheit verwendet werden.
  • Die Menge an entzogener bzw. zugeführter Wärmeenergie kann beispielsweise mittels der Durchflussrate des Temperierfluides (ermöglicht eine schnelle Temperaturänderung) und/oder mittels der Temperatur des Temperierfluides (ermöglicht ein genaues Temperatur stellen) gesteuert werden. Die Durchflussrate kann beispielsweise angeben welches Volumen des Temperierfluides pro Zeit durch den Hohlraum 116r fließt.
  • Die Temperatur des Temperierfluides kann beispielsweise verändert werden, indem das Temperierfluid geheizt und/oder gekühlt wird oder indem auf ein Temperierfluid mit einer anderen Temperatur umgestellt wird, welches beispielsweise eine Temperatur aufweist, die der Soll-Temperatur am nächsten kommt. Beispielsweise kann mittels eines gesteuerten Verteilers der Hohlraum 116r an einen Temperierfluid-Kreislauf angeschlossen werden, dessen Temperierfluid eine angestrebte Temperatur oder Temperaturveränderung bereitstellt.
  • Die Magnetreihen 204i, 204p des Magnetsystem 500a, 500b können gemeinsam (d.h. als Teil eines Stellbereiches) oder einzeln (d.h. als Teil mehrerer Stellbereiche) temperiert werden.
  • 6A veranschaulicht ein Planarmagnetron 600a gemäß verschiedenen Ausführungsformen und 6B veranschaulicht ein Rohrmagnetron 600b gemäß verschiedenen Ausführungsformen jeweils in einer schematischen Querschnittsansicht.
  • Die Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zumindest (d.h. genau oder mehr als) ein Planarmagnetron 600a aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Planarmagnetron 600a kann ein plattenförmiges Target 902 aufweisen, welches beispielsweise im Betrieb ortsfest sein kann.
  • Alternativ kann die Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen zumindest (d.h. genau oder mehr als) ein Rohrmagnetron 600b aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Rohrmagnetron 600b kann ein rohrförmiges Target 902 aufweisen, welches beispielsweise im Betrieb gedreht werden kann.
  • Das Target 902 kann Teil der Kathode sein. Beispielsweise kann die Kathode optional einen Targetträger aufweisen, welcher das daran montierte Target (z.B. das Beschichtungsmaterial in fester Form) trägt.
  • Das Target 902 des Rohrmagnetrons 600b bzw. des Planarmagnetrons 600a kann das Beschichtungsmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Ferner kann die Magnetronanordnung eine Target-Kühlvorrichtung 904 aufweisen. Die Target-Kühlvorrichtung 904 kann zumindest eine Kühlleitung 901 (anschaulich Hohlraum) aufweisen zum Aufnehmen eines Kühlfluides (z.B. Wasser oder Öl). Die Target-Kühlvorrichtung 904 kann thermisch mit dem Target 902 gekoppelt sein, z.B. stärker als mit der Magnetanordnung 144. Das Kühlfluid kann im Betrieb eine geringere Temperatur aufweisen als das Target 902.
  • Die zumindest eine Kühlleitung 901 des Planarmagnetrons 600a kann beispielsweise mit dem Target 902 körperlich verbunden sein oder in das Target 902 integriert sein. Die zumindest eine Kühlleitung 901 des Rohrmagnetron 600b kann beispielsweise in das Target 902 integriert, d.h. den Hohlraum im Inneren des Targets 902 aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Die Temperiervorrichtung 106 kann mit der Magnetanordnung 144 thermisch gekoppelt sein, z.B. stärker als mit dem Target 902. Mit anderen Worten kann der Wärmestromwiderstand zwischen dem Target 902 und der Temperiervorrichtung 106 größer sein als zwischen der Temperiervorrichtung 106 und der Magnetanordnung 144, z.B. indem die Temperiervorrichtung 106 von dem Target 902 einen größeren Abstand aufweist als von der Magnetanordnung 144.
  • Beispielsweise kann die Magnetanordnung 144 thermisch von der Target-Kühlvorrichtung 904 isoliert sein, z.B. stärker als von der Temperiervorrichtung. Mit anderen Worten kann der Wärmestromwiderstand zwischen der Target-Kühlvorrichtung 904 und der Magnetanordnung 144 größer sein als zwischen der Temperiervorrichtung 106 und der Magnetanordnung 144, z.B. indem zwischen der Target-Kühlvorrichtung 904 und der Magnetanordnung 144 mehr und/oder stärker thermisch isolierendes Material angeordnet ist als zwischen der Temperiervorrichtung 106 und der Magnetanordnung 144.
  • Dies ermöglicht es, die kühlende Wirkung der Target-Kühlvorrichtung 904 auf die Magnetanordnung 144 möglichst gering zu halten, so dass die Temperiervorrichtung 106 einen stärkeren Einfluss auf die Temperaturverteilung der Magnetanordnung 144 ausübt, was das Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung erleichtert. Dies kann es allerdings nötig machen, eine Temperiervorrichtung 106 zu verwenden, welche sowohl zum Zuführen als auch zum Entziehen von Wärmeenergie eingerichtet ist, z.B. indem diese sowohl eine Heizeinheit als auch eine Kühleinheit aufweist. Alternativ können die thermische Isolierung und/oder die Temperiervorrichtung 106 derart eingerichtet sein, dass die Betriebswärme ausreicht.
  • Alternativ kann die Magnetanordnung 144 thermisch mit der Target-Kühlvorrichtung 904 gekoppelt sein, z.B. gleich oder stärker als mit der Temperiervorrichtung 106. Beispielsweise kann der Wärmestromwiderstand zwischen der Target-Kühlvorrichtung 904 und der Magnetanordnung 144 gleich oder kleiner sein als zwischen der Temperiervorrichtung 106 und der Magnetanordnung 144, z.B. indem die Kühlleitung 901 und die Magnetanordnung 144 körperlich miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht es, den Kühleinfluss der Target-Kühlvorrichtung 904 auf die Magnetanordnung 144 auszunutzen, um dieser stetig Wärme zu entziehen, so dass beispielsweise eine Temperiervorrichtung 106 verwendet werden kann, welche lediglich zum Zuführen von Wärmeenergie eingerichtet ist, z.B. mittels einer Heizeinheit, wie beispielsweise die elektrisch-resistive Heizeinheit oder die Peltier-Heizeinheit. Dadurch lässt sich ein einfacher und kostengünstiger Aufbau erreichen.
  • Im Betrieb der Magnetronanordnung kann das zu zerstäubende Beschichtungsmaterial als Teil des Targets 902 (d.h. als Festkörper) vorliegen und zwischen dem sich ausbildenden Plasma und der Magnetanordnung 144 angeordnet sein oder werden, so dass das Target 902 von dem Magnetfeld 120 durchdrungen werden kann und das Plasma auf das Beschichtungsmaterial einwirken kann.
  • 7 veranschaulicht eine Magnetronanordnung 700 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Schaltdiagram.
  • Die Magnetronanordnung 700 kann eine Sensoranordnung 714 aufweisen. Die Sensoranordnung 704 kann einen ersten Sensor 714a (auch als erster Temperatursensor 714a bezeichnet), aufweisen welcher zum Erfassen einer Temperatur des mindestens einen ersten Magneten 104 eingerichtet ist, z.B. ein erstes Thermoelement. Die Sensoranordnung 714 kann einen zweiten Sensor 714b (auch als zweiter Temperatursensor 714b bezeichnet), aufweisen welcher zum Erfassen einer Temperatur des mindestens einen zweiten Magneten 114 eingerichtet ist, z.B. ein zweites Thermoelement.
  • Ferner kann die Magnetronanordnung 700 eine Steuerungsvorrichtung 202 aufweisen, welche eingerichtet ist, die Temperiervorrichtung 106 gemäß der vordefinierten räumlichen Magnetfeldverteilung zu steuern, z.B. indem diese mittels der Temperiervorrichtung 106 dem mindestens einen ersten Magneten 104 und dem mindestens einen zweiten Magneten 114 einen unterschiedlichen Wärmestrom bereitstellt, z.B. indem diese dem mindestens einen ersten Magneten 104 mehr Wärmeenergie zuführt als dem mindestens einen zweiten Magneten 114 (oder umgekehrt).
  • Ferner kann die Steuerungsvorrichtung 202 derart eingerichtet sein, dass die Temperatur des mindestens einen ersten Magneten 104 und des mindestens einen zweiten Magneten 114 ein vordefiniertes Temperatur-Kriterium erfüllt, z.B. einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet. Der Schwellenwert kann kleiner sein als eine Curie-Temperatur des mindestens einen ersten Magneten 104 und/oder des mindestens einen zweiten Magneten 114, z.B. kann der Schwellenwert kleiner sein als 85% der Curie-Temperatur, z.B. kleiner als 75% der Curie-Temperatur, z.B. kleiner als 50% der Curie-Temperatur. Damit kann verhindert werden, dass die Magnetanordnung ihre Magnetisierung verliert. Beispielsweise kann das Temperatur-Kriterium erfüllt sein, wenn die Temperatur des mindestens einen ersten Magneten 104 und des mindestens einen zweiten Magneten 114 in einem Bereich von ungefähr 80°C bis ungefähr 300°C (oder bis 125°C) ist.
  • Der mindestens eine erste Magnet 104 kann mit einer ersten Temperiereinheit 116a der Temperiervorrichtung 106 thermisch gekoppelt sein, z.B. stärker als mit einer zweiten Temperiereinheit 116b der Temperiervorrichtung 106 und/oder in körperlichem Kontakt. Der mindestens eine zweite Magnet 114 kann mit der zweiten Temperiereinheit 116b thermisch gekoppelt sein, z.B. stärker als mit der ersten Temperiereinheit 116a und/oder in körperlichem Kontakt.
  • Ferner kann die Temperiervorrichtung 106 eine erste Versorgungsstruktur 126u zum Versorgen der ersten Temperiereinheit 116a und eine zweite Versorgungsstruktur 126d zum Versorgen der zweiten Temperiereinheit 116b aufweisen, z.B. zum Versorgen mit elektrischer Energie (wenn diese einen thermoelektrischen Wandler aufweisen) und/oder mit einem Temperierfluid (wenn diese eine Fluidleitung aufweisen.
  • Beispielsweise können die erste Versorgungsstruktur 126u und/oder die zweite Versorgungsstruktur 126d eine elektrische Leitung aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. wenn die erste Temperiereinheit 116a bzw. die zweite Temperiereinheit 116b einen thermoelektrischen Wandler aufweist. Alternativ oder zusätzlich können die erste Versorgungsstruktur 126u und/oder die zweite Versorgungsstruktur 126d eine Fluidleitung aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. wenn die erste Temperiereinheit 116a bzw. die zweite Temperiereinheit 116b einen Hohlraum aufweist, z.B. mit diesem zu einem Fluidleitungskreislauf verbunden.
  • Optional können die erste Versorgungsstruktur 126u und die zweite Versorgungsstruktur 126d wahlweise miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sein. Damit kann erreicht werden, dass separate Temperiereinheiten 116a, 116b der Temperiervorrichtung 106 zusammengeschaltet werden können, so dass diese gleichartig gesteuert werden.
  • Die erste Versorgungsstruktur 126u und die zweite Versorgungsstruktur 126d können mit einer Versorgungseinheit 126v gekoppelt sein. Die Versorgungseinheit 126v kann z.B. zumindest eine Stromquelle und/oder zumindest ein Fluidreservoir aufweisen.
  • Optional kann die Versorgungsstruktur 126d einen steuerbaren Verteiler aufweisen. Der Verteiler kann eingerichtet sein, die erste Versorgungsstruktur 126u wahlweise an ein erstes Fluidreservoir oder zweites Fluidreservoir zu koppeln, deren Temperierfluid sich in seiner Temperatur unterscheidet. Alternativ oder zusätzlich kann der Verteiler eingerichtet sein, die zweite Versorgungsstruktur 126u wahlweise an das erste Fluidreservoir oder zweite Fluidreservoir zu koppeln.
  • Die Versorgungsstruktur 126d kann beispielsweise mittels der Steuerungsvorrichtung 202 angesteuert sein oder werden, z.B. deren Thermostat, Verteiler oder Stromquelle.
  • Optional kann die Magnetronanordnung 700 eine zusätzliche Sensoranordnung 704 aufweisen, welche eingerichtet ist eine physikalische Größe zu erfassen, welche eine räumliche Verteilung, mit der die Magnetronanordnung ein Beschichtungsmaterial zerstäubt, repräsentiert. Die Steuerungsvorrichtung kann eingerichtet sein, die Temperiervorrichtung 106, z.B. die erste Temperiereinheit 116a und/oder die zweite Temperiereinheit 116b, unter Berücksichtigung der räumlichen Verteilung, mit der die Magnetronanordnung das Beschichtungsmaterial zerstäubt, anzusteuern.
  • 8 veranschaulicht ein Verfahren 800 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.
  • Das Verfahren 800 kann in 801 aufweisen: Erzeugen einer räumlichen Magnetfeldverteilung mittels der Magnetanordnung.
  • Das Verfahren 800 kann in 803 aufweisen: Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung, wobei zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung der Magnetanordnung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zugeführt und/oder entzogen wird. Die sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung kann die Magnetisierung der mehreren Magneten definieren (d.h. festlegen).
  • Beispielsweise kann das Steuern aufweisen, die sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung, welche die Magnetisierung des mindestens einen ersten Magneten und des mindestens einen zweiten Magneten definiert, zu verändern, z.B. gemäß der vordefinierten räumlichen Magnetfeldverteilung.
  • Optional kann das Verfahren 800 in 805 aufweisen: Erfassen einer physikalischen Größe, welche eine räumliche Verteilung, mit der die Magnetronanordnung ein Beschichtungsmaterial zerstäubt, repräsentiert, z.B. Erfassen der Zerstäubungsratenverteilung und/oder der Querverteilung. Das Steuern kann beispielsweise derart erfolgen, dass die mittels der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeldverteilung einen Magnetfeldgradienten aufweist, welcher zu einem Gradienten der räumlichen Verteilung, mit der die Magnetronanordnung das Beschichtungsmaterial zerstäubt, entgegen gerichtet ist.
  • Beispielsweise kann die Temperatur mindestens eines ersten Magneten, welcher zu einer Zerstäubungsrate korrespondiert, welche größer ist als ein vorgegebenes Zerstäubungsrate-Kriterium, vergrößert werden. Dabei kann die Magnetisierung des mindestens einen Magneten verkleinert werden, was beispielsweise die Zerstäubungsrate verkleinert.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Temperatur mindestens eines zweiten Magneten, welcher zu einer Zerstäubungsrate korrespondiert, welche kleiner ist als ein vorgegebenes Zerstäubungsrate-Kriterium, verkleinert werden. Dabei kann die Magnetisierung des mindestens einen Magneten vergrößert werden, was beispielsweise die Zerstäubungsrate vergrößert.
  • Das Erfassen (und/oder Vergleichen) der Zerstäubungsrate bzw. deren räumlichen Verteilung und das nachfolgende Steuern der Magnetfeldverteilung können iterativ erfolgen.
  • Optional kann das Verfahren 800 in 807 aufweisen: Zuführen von mehr Wärmeenergie zu mindestens einem ersten Magneten in einem ersten Bereich der Magnetronanordnung, dessen Zerstäubungsrate, mit der die Magnetronanordnung ein Beschichtungsmaterial zerstäubt, größer ist als ein vorgegebenes Kriterium, als zu mindestens einem zweiten Magneten in einem zweiten Bereich der Magnetanordnung, dessen Zerstäubungsrate, mit der die Magnetronanordnung das Beschichtungsmaterial zerstäubt, kleiner ist als das vorgegebene Kriterium.

Claims (15)

  1. Magnetronanordnung (100a, 700), aufweisend: • einen Träger (102) mit einem Aufnahmebereich (133) zum Aufnehmen eines Beschichtungsmaterials; • eine mittels des Trägers (102) getragene Magnetanordnung (144), welche mindestens einen ersten Magnet (104) und mindestens einen zweiten Magnet (114) aufweist, von denen jeder Magnet (104, 114) eine Magnetisierung aufweist, welche sich zu einer räumlichen Magnetfeldverteilung überlagert; • eine Temperiervorrichtung (106), welche eingerichtet ist, der Magnetanordnung (144) zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zuzuführen und/oder zu entziehen, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung (144), die Magnetisierung des mindestens einen ersten Magneten (104) und des mindestens einen zweiten Magneten (114) definiert.
  2. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Steuerungsvorrichtung (202), welche eingerichtet ist, die Temperiervorrichtung (106) gemäß der vordefinierten räumlichen Magnetfeldverteilung zu steuern.
  3. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend: • eine Sensoranordnung (714), welche zum Erfassen einer Temperatur des mindestens einen ersten Magneten (104) und des mindestens einen zweiten Magneten (114) eingerichtet ist, • wobei die Steuerungsvorrichtung (202) eingerichtet ist, die Temperiervorrichtung (106) derart zu steuern, dass die Temperatur des mindestens einen ersten Magneten (104) und des mindestens einen zweiten Magneten (114) ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
  4. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend: • eine zusätzliche Sensoranordnung (704), welche eingerichtet ist eine physikalische Größe zu erfassen, welche eine räumliche Verteilung, mit der die Magnetronanordnung (100a, 700) ein Beschichtungsmaterial zerstäubt, repräsentiert; • wobei die Steuerungsvorrichtung (202) eingerichtet ist, die Temperiervorrichtung (106) unter Berücksichtigung der räumlichen Verteilung, mit der die Magnetronanordnung (100a, 700) das Beschichtungsmaterial zerstäubt, zu steuern.
  5. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wärmeenergie, welche mit der räumlichen Verteilung zugeführt und/oder entzogen wird, derart eingerichtet ist, dass sich daraus ein Verhältnis zwischen dem mindestens einen ersten Magnet (104) und dem mindestens einen zweiten Magnet (114) in ihrer Magnetisierung von mehr als 100,5% ergibt.
  6. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: eine Target-Kühlvorrichtung (904), welche eingerichtet ist, dem Aufnahmebereich (133) der Magnetronanordnung (100a, 700) Wärmeenergie zu entziehen; wobei die Target-Kühlvorrichtung (904) und die Temperiervorrichtung (106) derart eingerichtet sind, dass der Magnetanordnung (144) und dem Aufnahmebereich (133) verschiedene Temperaturen bereitgestellt werden.
  7. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß Anspruch 6, wobei die Magnetanordnung (144) von der Target-Kühlvorrichtung (904) thermisch stärker isoliert ist als von der Temperiervorrichtung (106), oder wobei die Temperiervorrichtung (106) nur zum Zuführen von Wärmeenergie mit der räumlichen Verteilung zu der Magnetanordnung (144) eingerichtet ist.
  8. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die Temperiervorrichtung (106) aufweisend: • eine erste Temperiereinheit (116a), welche eingerichtet ist, dem mindestens einen ersten Magneten (104) Wärmeenergie zuzuführen und/oder zu entziehen; • eine zweite Temperiereinheit (116b), welche eingerichtet ist, dem mindestens einen zweiten Magneten (114) Wärmeenergie zuzuführen und/oder zu entziehen; • wobei die erste Temperiereinheit (116a) und die zweite Temperiereinheit (116b) thermisch und/oder räumlich separiert voneinander sind.
  9. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß Anspruch 8, die Temperiervorrichtung (106) ferner aufweisend: • eine erste Versorgungsstruktur (126u) zum Versorgen der ersten Temperiereinheit (116a) und eine zweite Versorgungsstruktur (126d) zum Versorgen der zweiten Temperiereinheit (116b) mit elektrischer Energie und/oder mit einem Temperierfluid, • wobei die erste Versorgungsstruktur (126u) und die zweite Versorgungsstruktur (126d) separiert voneinander sind und/oder wahlweise miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind.
  10. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Temperiervorrichtung (106) einen elektrothermischen Wandler aufweist.
  11. Magnetronanordnung (100a, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Temperiervorrichtung (106) einen Hohlraum (16r) zum Aufnehmen eines Temperierfluides aufweist.
  12. Verfahren (800) zum Steuern einer Magnetanordnung (144) mit mehreren Magneten (104, 114), das Verfahren aufweisend: • Erzeugen (801) einer räumlichen Magnetfeldverteilung mittels der Magnetanordnung (144); • Steuern (803) der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung, wobei zum Steuern (803) der räumlichen Magnetfeldverteilung der Magnetanordnung (144) Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zugeführt und/oder entzogen wird, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung (144) die Magnetisierung der mehreren Magneten (104, 114) definiert.
  13. Verfahren (800) gemäß einem der Ansprüche 12, wobei das Steuern derart erfolgt, dass eine Magnetisierung mindestens eines Magneten (104, 114) der mehreren Magneten (144) verändert wird.
  14. Verfahren (800) gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei das Steuern im Betrieb einer Magnetronanordnung (100a, 700) erfolgt, welche die Magnetanordnung (144) aufweist.
  15. Gesteuertes Magnetsystem (100b, 300a, 400, 500a, 500b), aufweisend: • einen Träger (102); • eine mittels des Trägers (102) getragene Magnetanordnung (144), welche mindestens einen ersten Magnet (104) und mindestens einen zweiten Magnet (114) aufweist, von denen jeder Magnet (104, 114) eine Magnetisierung aufweist, welche sich zu einer räumlichen Magnetfeldverteilung überlagert; • eine Temperiervorrichtung (106), welche eingerichtet ist, der Magnetanordnung (144) zum Steuern der räumlichen Magnetfeldverteilung auf eine vordefinierte räumliche Magnetfeldverteilung Wärmeenergie mit einer räumlichen Verteilung zuzuführen und/oder zu entziehen, so dass eine sich daraus ergebende räumliche Temperaturverteilung der Magnetanordnung (144), die Magnetisierung des mindestens einen ersten Magneten (104) und des mindestens einen zweiten Magneten (114) definiert.
DE102017101867.0A 2017-01-31 2017-01-31 Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren Withdrawn DE102017101867A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017101867.0A DE102017101867A1 (de) 2017-01-31 2017-01-31 Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017101867.0A DE102017101867A1 (de) 2017-01-31 2017-01-31 Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017101867A1 true DE102017101867A1 (de) 2018-08-02

Family

ID=62842899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017101867.0A Withdrawn DE102017101867A1 (de) 2017-01-31 2017-01-31 Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017101867A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023274558A1 (de) * 2021-07-02 2023-01-05 Schott Ag Kühlvorrichtung und kühlverfahren für sputtertargets
BE1029875B1 (de) * 2021-11-12 2023-09-13 Ardenne Asset Gmbh & Co Kg Von Magnetsystem, Sputtervorrichtung und Verfahren

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5651826A (en) 1995-05-30 1997-07-29 Anelva Corporation Plasma processing apparatus
US6736943B1 (en) 2001-03-15 2004-05-18 Cierra Photonics, Inc. Apparatus and method for vacuum coating deposition
DE60315216T2 (de) 2002-06-03 2007-11-22 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Magnetfeldgenerator für ein Magnetronplasma
US20120138452A1 (en) 2009-04-17 2012-06-07 The Regents Of The University Of California Method and Apparatus for Super-High Rate Deposition
US20160065112A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 General Electric Company Magnet management in electric machines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5651826A (en) 1995-05-30 1997-07-29 Anelva Corporation Plasma processing apparatus
US6736943B1 (en) 2001-03-15 2004-05-18 Cierra Photonics, Inc. Apparatus and method for vacuum coating deposition
DE60315216T2 (de) 2002-06-03 2007-11-22 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Magnetfeldgenerator für ein Magnetronplasma
US20120138452A1 (en) 2009-04-17 2012-06-07 The Regents Of The University Of California Method and Apparatus for Super-High Rate Deposition
US20160065112A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 General Electric Company Magnet management in electric machines

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023274558A1 (de) * 2021-07-02 2023-01-05 Schott Ag Kühlvorrichtung und kühlverfahren für sputtertargets
BE1029875B1 (de) * 2021-11-12 2023-09-13 Ardenne Asset Gmbh & Co Kg Von Magnetsystem, Sputtervorrichtung und Verfahren
BE1030155B1 (de) * 2021-11-12 2024-06-17 Ardenne Asset Gmbh & Co Kg Von Magnetsystem, Sputtervorrichtung und Verfahren

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0478909B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Diamantschicht und Anlage hierfür
DE4230807C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Substratkühlung in einer evakuierten Umgebung
DE69115374T2 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines reduzierten Drucks und zur Objektverarbeitung
DE102014109991A1 (de) Magnetron-Anordnung, Prozessieranordnung, Verfahren und Verwendung einer Magnetron-Anordnung
EP2596151B1 (de) Verfahren und anordnung zur herstellung von supraleitenden magnesiumdiboridschichten auf substraten
WO2016156496A1 (de) Verfahren zur herstellung von beschichteten substraten
EP2539483A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum schnellen heizen und kühlen eines substrates und sofort anschliessender beschichtung desselben unter vakuum
DE102012100927A1 (de) Prozessmodul
DE102017101867A1 (de) Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren
EP3610050B1 (de) Beschichtungsvorrichtung und verfahren zur reaktiven dampfphasenabscheidung unter vakuum auf einem substrat
EP0734459B1 (de) Verfahren und einrichtung zum plasmaaktivierten bedampfen
DE102014102877B4 (de) Verfahren zum Einrichten einer Magnetanordnung eines Magnetrons
DE102016112869A1 (de) Transportanordnung und Prozessieranordnung sowie Verfahren zum Betreiben dieser
DE3210351A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten
DE102005049906A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verdampfung von Verdampfungsmaterial
WO2013127621A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum reaktiven magnetronsputtern einer transparenten metalloxidschicht
DE102020120424A1 (de) Sputtervorrichtung, Verfahren, Steuervorrichtung und Halbleiterbauelement
DE69634071T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats
DE10341914B4 (de) Einrichtung zur Herstellung dünner Schichten und Verfahren zum Betreiben der Einrichtung
DE102016112867B4 (de) Transportanordnung und Prozessieranordnung sowie Verfahren zum Betreiben dieser
DE102009053609A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Magnetronsputtern ferromagnetischer Materialien
DE102021110921A1 (de) Verfahren, Speichermedium, Steuervorrichtung und Beschichtungssystem
DE102020120420A1 (de) Verfahren
DE202016105926U1 (de) Prozessieranordnung, Vakuumanordnung und Transportanordnung
DE102016114480B4 (de) Ionenstrahlquelle und Verfahren zur Ionenstrahlbehandlung

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01J0023000000

Ipc: H01J0037340000

R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER MBB PATENT- UND , DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee