DE102020125407A1

DE102020125407A1 - magnet system

Info

Publication number: DE102020125407A1
Application number: DE102020125407.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Langer; Rolf RANK
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-03-31

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Magnetron-Magnetsystem (100), aufweisen: einen längserstreckten Träger (102, 202); zwei stirnseitige Endsegmente (116) und zwischen diesen ein mehrpoliges Mittelsegment (114), welche mittels des Trägers (102, 202) gehalten sind; wobei eines oder mehr als eines der zwei stirnseitigen Endsegmente (116): einen Magnetpol (116i) aufweist, welcher sich in Richtung von dem Mittelsegment (114) weg verjüngt; ein Paar Magneten (602, 802) aufweist, zwischen denen der Magnetpol (116i) angeordnet ist und welche aufeinander zu oder voneinander weg magnetisiert sind; wobei das Paar Magneten (602, 802) zwei Seiten (602a, 802a) aufweist, welche von dem Magnetpol (116i) abgewandt sind, wobei jede der zwei Seiten (602a, 802a) zumindest teilweise magnetisch freiliegt.According to various embodiments, a magnetron magnet system (100) may include: an elongate support (102, 202); two front end segments (116) and between them a multi-pole middle segment (114), which are held by means of the carrier (102, 202); one or more of said two end segments (116): having a magnetic pole (116i) tapering in a direction away from said middle segment (114); a pair of magnets (602, 802) sandwiching said magnetic pole (116i) and magnetized toward or away from each other; the pair of magnets (602, 802) having two sides (602a, 802a) facing away from the magnetic pole (116i), each of the two sides (602a, 802a) being at least partially magnetically exposed.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Magnetsystem.Various exemplary embodiments relate to a magnet system.

Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrat ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern). Mittels Sputterns kann beispielsweise eine Schicht oder können mehrere Schichten auf einem Substrat abgeschieden werden. Dazu kann mittels einer Kathode ein plasmabildendes Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (Targetmaterial) der Kathode zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.In general, workpieces or substrates can be processed, e.g. machined, coated, heated, etched and/or structurally modified. One method for coating a substrate is, for example, cathode sputtering (so-called sputtering). For example, one layer or multiple layers can be deposited on a substrate by means of sputtering. For this purpose, a plasma-forming gas can be ionized by means of a cathode, it being possible for a material to be deposited (target material) of the cathode to be atomized by means of the plasma formed in the process. The sputtered target material can then be brought to a substrate where it can deposit and form a layer.

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, wobei mittels des Magnetfeldes beispielsweise die Ionisationsrate des plasmabildenden Gases erhöht werden kann. Zum Erzeugen des Magnetfeldes an der Kathode ein Magnetsystem derart angeordnet sein oder werden, dass an der Oberfläche des Targetmaterials (Targetoberfläche) ein Plasmabildungskanal, ein so genannter Race-Track, ausgebildet werden kann, in dem sich Plasma bilden kann. Dabei wird das Zerstäuben des Targetmaterials an den Stellen begünstigt, an denen der Plasmabildungskanal verläuft.Modifications of cathode sputtering are sputtering using a magnetron, so-called magnetron sputtering or so-called reactive magnetron sputtering. In this case, the formation of the plasma can be supported by means of a magnetic field, it being possible for the ionization rate of the plasma-forming gas, for example, to be increased by means of the magnetic field. To generate the magnetic field at the cathode, a magnet system is or will be arranged in such a way that a plasma formation channel, a so-called race track, can be formed on the surface of the target material (target surface), in which plasma can form. The sputtering of the target material is promoted at the points where the plasma formation channel runs.

Um ein gleichmäßigen Zerstäuben des Targetmaterials zu erreichen, wird das Magnetsystem herkömmlicherweise möglichst präzise eingerichtet, um anschaulich eine möglichst gleichmäßige Geometrie (z.B. einer magnetischen Flussdichte oder eines magnetischen Feldgradienten) des Magnetfelds auf der Targetoberfläche zu erhalten. Solche Magnetsysteme sind mit zwei Außenpolen und einem Innenpol konzipiert, um eine besonders homogene Form und Stärke des Magnetfeldverlaufs zu erreichen.In order to achieve uniform sputtering of the target material, the magnet system is conventionally set up as precisely as possible in order to clearly obtain a geometry (e.g. a magnetic flux density or a magnetic field gradient) of the magnetic field on the target surface which is as uniform as possible. Such magnet systems are designed with two outer poles and one inner pole in order to achieve a particularly homogeneous shape and strength of the magnetic field.

Anschaulich wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass dieses dreipolige Konzept limitiert ist bezüglich seiner Optimierung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Magnetsystem bereitgestellt, dessen stirnseitiges Endsegment eine homogenere Abtragungsrate bereitstellt und kostengünstig ist, so dass anschaulich eine höhere Standzeit und höhere Targetausnutzung erreicht werden kann. Anschaulich stellt das Endsegment einen V-förmigen Magnetfeldverlauf im Umlenkbereich des Plasmas bereit.According to various embodiments, it was clearly recognized that this three-pole concept is limited in terms of its optimization. According to various embodiments, a magnet system is provided whose front end segment provides a more homogeneous removal rate and is cost-effective, so that clearly a longer service life and higher target utilization can be achieved. The end segment clearly provides a V-shaped magnetic field profile in the deflection area of the plasma.

Beispielsweise wurde erkannt, dass eine höhere Targetausnutzung erreicht werden kann, indem der parallel zur Drehrichtung verlaufende Teil des Racetracks an dem stirnseitigen Endabschnitt des Targets reduziert wird. Genauer gesagt wurde erkannt, dass sich am Endabschnitt des Targets die Sputterwirkung vor dem Targetrand aufsummiert, was zu einer höheren Abtragungsrate des Targets am Endabschnitt führt. Die höhere Abtragungsrate führt zur Bildung einer Vertiefung im Target während dessen Nutzungsdauer, so dass das Target an dieser Stelle schneller verbraucht wird, als in der Mitte. Diese Rate, mit der diese Vertiefungen gebildet werden, begrenzt daher die Standzeit des Targets und dessen Ausnutzungsgrad.For example, it was recognized that greater target utilization can be achieved by reducing the part of the racetrack running parallel to the direction of rotation on the front end section of the target. More precisely, it has been recognized that at the end portion of the target, the sputtering effect accumulates in front of the target edge, which leads to a higher removal rate of the target at the end portion. The higher rate of erosion results in the formation of an indentation in the target during its useful life, so that the target is consumed faster at this point than in the middle. The rate at which these pits are formed therefore limits the life of the target and its utilization rate.

Anschaulich erreicht das bereitgestellte Magnetsystem, dass die Racetrackumkehr verengt wird. Dazu wird ein V-förmiger Verlauf des Magnetfeldes, beispielsweise der Parallelkomponente des Magnetfeldes auf der Targetoberfläche, bereitgestellt. Ebenso wird das Streufeld reduziert, z.B. eliminiert.Clearly, the provided magnet system achieves that the racetrack inversion is narrowed. For this purpose, a V-shaped profile of the magnetic field, for example the parallel component of the magnetic field on the target surface, is provided. The stray field is also reduced, e.g. eliminated.

Das bereitgestellte Endsegment erlaubt es, die Länge des Bereiches der Magnetfeldumkehr am Endabschnitt des Targets kleiner zu gestalten, um eine Erhöhung der Beschichtungsbreite und damit der Produktivität des Magnetrons zu erreichen. Das hierin bereitgestellte Endsegment kehrt sich vom klassischen Konstruktionsprinzip des Außenpols, der einen Innenpol umläuft, ab. Dies erlaubt, die Begrenzungen des herkömmlichen Konstruktionsprinzips zu überwinden. Ferner kann das hierin bereitgestellte Endsegment mittels derselben Magnete umgesetzt werden, wie sie zum Aufbau des restlichen Magnetsystems verwendet werden. Dies erreicht, dass keine exotische Magnetgeometrie benötigt werden und auf vorhandene und erprobte Magneten zurückgegriffen werden kann.The provision of the end segment allows the length of the magnetic field reversal region at the end portion of the target to be made smaller to achieve an increase in the coating width and hence the productivity of the magnetron. The end segment provided herein departs from the classic design principle of the outer pole surrounding an inner pole. This allows to overcome the limitations of the conventional design principle. Furthermore, the end segment provided herein can be implemented using the same magnets used to construct the rest of the magnet system. This means that no exotic magnet geometries are required and existing and tried-and-tested magnets can be used.

Beispielsweise kann das hierin bereitgestellte Endsegment weniger oder keine magnetischen Außenpole aufweisen. Es werden vielmehr zusätzliche quermagnetisierte Außenmagnete zum Verstärken, Fokussieren und Konzentrieren der Magnetflussdichte der Innenpole verwendet.For example, the end segment provided herein may have fewer or no outer magnetic poles. Rather, additional transversely magnetized outer magnets are used to reinforce, focus and concentrate the magnetic flux density of the inner poles.

Es zeigen

1 und 2 jeweils ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten;
3A und 3B jeweils eine Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten;
4 und 5 jeweils die Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
6, 7, 8 und 9 jeweils das Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht;
10 das Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
11 das zweite Endsegment gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
12A und B das zweite Endsegment gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten;
13 das zweite Endsegment gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht;
14 den Magnetträger gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
15 die Magnetronanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht; und
16 die räumliche Verteilung eines Magnetfelds am zweiten Endsegment in verschiedenen Diagrammen.

Show it

1 and 2 in each case a magnet system according to different embodiments in different views;
3A and 3B in each case a magnetron arrangement according to different embodiments in different views;
4 and 5 each the magnetron arrangement according to different Ausführungsfor men in a schematic side view or cross-sectional view;
6 , 7 , 8th and 9 in each case the magnet system according to different embodiments in a schematic plan view or cross-sectional view;
10 the magnet system according to various embodiments in a schematic perspective view;
11 the second end segment according to various embodiments in a schematic perspective view;
12A and B the second end segment according to different embodiments in different views;
13 the second end segment according to various embodiments in a schematic plan view;
14 the magnet carrier according to various embodiments in a schematic perspective view;
15 the magnetron arrangement according to various embodiments in a schematic cross-sectional view; and
16 the spatial distribution of a magnetic field at the second end segment in different diagrams.

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.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings that form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the figure(s) being described. Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is used for purposes of illustration and is in no way limiting. It is understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is understood that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

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.Within the scope of this description, the terms “connected”, “connected” and “coupled” are used to describe both a direct and an indirect connection (e.g. ohmic and/or electrically conductive, e.g. an electrically conductive connection), a direct or indirect connection and a direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference symbols, insofar as this is appropriate.

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, entlang welcher die Wechselwirkung ausgetauscht werden kann, z.B. ein Fluid (dann auch als fluidleitend gekoppelt bezeichnet). Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische Wechselwirkung. Eine Kopplung mehrerer Vakuumkomponenten (z.B. Ventilen, Pumpen, Kammern, usw.) miteinander kann aufweisen, dass diese fluidleitend miteinander gekoppelt sind. 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.According to various embodiments, the term "coupled" or "coupling" can be understood in the sense of a (e.g. mechanical, hydrostatic, thermal and/or electrical), e.g. direct or indirect, connection and/or interaction. For example, several elements can be coupled to one another along an interaction chain, along which the interaction can be exchanged, e.g. a fluid (then also referred to as fluid-conductingly coupled). For example, two elements coupled together can exchange an interaction with each other, e.g., a mechanical, hydrostatic, thermal and/or electrical interaction. A coupling of several vacuum components (e.g. valves, pumps, chambers, etc.) to one another can include that they are coupled to one another in a fluid-conducting manner. According to various embodiments, "coupled" may be understood to mean a mechanical (e.g., physical) coupling, such as by means of direct physical contact. A clutch may be configured to transmit mechanical interaction (e.g., force, torque, etc.).

Als Steuern kann eine beabsichtigte Beeinflussung eines Systems verstanden werden. Dabei kann der momentane Zustand des Systems (auch als Ist-Zustand bezeichnet) gemäß einer Vorgabe (auch als Soll-Zustand bezeichnet) verändert werden. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung des Systems durch Störungen entgegengewirkt wird. Anschaulich kann die Steuerung eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße (z.B. die Vorgabe) 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 gerichteten Ablaufsteuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (Rückführung). Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung eine Regelung verwendet werden bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen. Der Zustand des Systems (auch als Arbeitspunkt bezeichnet) kann von einer oder mehr als einer Regelgröße des Systems repräsentiert werden, deren Ist-Wert den Ist-Zustand des Systems und deren Soll-Wert (auch als Führungswert bezeichnet) den Soll-Zustand des Systems repräsentiert. Bei einer Regelung wird ein Ist-Zustand des Systems (z.B. basierend auf einer Messung ermittelt) mit dem Soll-Zustand des Systems verglichen und die eine oder mehr als eine Regelgröße mittels einer entsprechenden Stellgröße (unter Verwendung eines Stellglieds) derart beeinflusst, dass die Abweichung des Ist-Zustands von dem Soll-Zustand des Systems minimiert wird. Controlling can be understood as intentional influencing of a system. The current state of the system (also referred to as the actual state) can be changed according to a specification (also referred to as the target state). Regulation can be understood as control, whereby a change in the state of the system due to disturbances is also counteracted. Clearly, the controller can have a forward-directed control path and thus clearly implement a sequence control that converts an input variable (eg, the specification) into an output variable. However, the controlled system can also be part of a control circuit, so that a control is implemented. In contrast to the purely forward-oriented sequence control, the regulation has a continuous influence of the output variable on the input variable, which is brought about by the control loop (feedback). In other words, regulation can be used as an alternative or in addition to the control, or regulation can take place as an alternative or in addition to the control. The state of the system (also as an operating point referred to) can be represented by one or more than one controlled variable of the system, the actual value of which represents the actual state of the system and the target value (also referred to as reference value) the target state of the system. In a regulation, an actual state of the system (e.g. determined based on a measurement) is compared with the target state of the system and one or more controlled variables are influenced by means of a corresponding manipulated variable (using an actuator) in such a way that the deviation of the actual state is minimized from the target state of the system.

Der Begriff „Sputtern“ bezeichnet das Zerstäuben eines Materials (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet) mittels eines Plasmas. Die zerstäubten Bestandteile des Targetmaterials werden somit voneinander separiert und können beispielsweise zum Bilden einer Schicht woanders angelagert werden. Das Sputtern kann mittels einer sogenannten Sputtervorrichtung erfolgen, welche ein Magnetsystem aufweisen kann (dann auch als Magnetron bezeichnet).The term "sputtering" refers to the atomization of a material (also known as a coating material or target material) using a plasma. The sputtered components of the target material are thus separated from one another and can be deposited elsewhere, for example to form a layer. The sputtering can take place by means of a so-called sputtering device, which can have a magnet system (then also referred to as a magnetron).

Zum Sputtern kann das Magnetron in einer Vakuum-Prozessierkammer angeordnet werden, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung oder einem vordefinierten Druck (z.B. gemäß einem Sollwert) bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein ionenbildendes Gas (Prozessgas) oder ein Gasgemisch (z.B. aus einem Prozessgas und einem Reaktivgas) in der Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Bei einem reaktiven Magnetronsputtern kann das zerstäubte Material beispielsweise mit einem Reaktivgas reagiert und das Reaktionsprodukt abgeschieden werden.For sputtering, the magnetron can be placed in a vacuum processing chamber so that sputtering can be done in a vacuum. To this end, the environmental conditions (the process conditions) within the vacuum processing chamber (e.g. pressure, temperature, gas composition, etc.) can be adjusted or regulated during sputtering. The vacuum processing chamber can, for example, be set up to be airtight, dust-tight and/or vacuum-tight, so that a gas atmosphere with a predefined composition or a predefined pressure (e.g. according to a setpoint) can be provided within the vacuum processing chamber. For example, an ion-forming gas (process gas) or a gas mixture (e.g. of a process gas and a reactive gas) can be or will be provided in the process chamber within the vacuum processing chamber. In reactive magnetron sputtering, for example, the sputtered material can react with a reactive gas and the reaction product can be deposited.

Um das Targetmaterial effektiv zu zerstäuben (auch als Sputtern bezeichnet), kann das Targetmaterial um das Magnetsystem herum gedreht werden. Dazu kann das Targetmaterial rohrförmig, als so genanntes Rohrtarget (auch als Rohrkathode bezeichnet), eingerichtet sein, wobei das Magnetsystem im Inneren des Rohrtargets angeordnet sein kann, so dass das Rohrtarget um das Magnetsystem gedreht werden kann. Das Rohrtarget kann beispielsweise ein Rohr aufweisen auf dem das Targetmaterial als Schicht auf einer äußeren Mantelfläche des Rohrs befestigt sein kann und die Mantelfläche des Rohrs teilweise bedecken kann. Das Rohrtarget kann aber auch aus dem Targetmaterial gebildet sein. Die Rohrkathode kann an gegenüberliegenden Endabschnitten mittels einer Lagervorrichtung drehbar gelagert sein oder werden, wobei die Lagervorrichtung ein Versorgen der Rohrkathode (z.B. mit elektrischer Leistung und Kühlfluid) bereitstellen kann.In order to effectively atomize (also known as sputtering) the target material, the target material can be rotated around the magnet system. For this purpose, the target material can be tubular, as a so-called tubular target (also referred to as tubular cathode), wherein the magnet system can be arranged inside the tubular target, so that the tubular target can be rotated about the magnet system. The tube target can, for example, have a tube on which the target material can be attached as a layer on an outer surface of the tube and can partially cover the surface of the tube. However, the tube target can also be formed from the target material. The tubular cathode may be rotatably supported at opposite end portions by means of a bearing device, which bearing device may provide for supplying (e.g. electrical power and cooling fluid) to the tubular cathode.

Ein in der Rohrkathode angeordnetes Magnetsystem kann derart mit der Lagervorrichtung gekuppelt sein, dass das Magnetsystem beim Drehen der Rohrkathode in einer festen Lage bezüglich der Lagervorrichtung verbleibt. Beispielsweise kann das Magnetsystem an einem so genannten Trägerrohr (auch als Trägerlanze bezeichnet), welches zwischen den beiden Endblöcken verläuft, befestigt sein. Eine Trägerlanze (beispielsweise ein Lanzenrohr) kann einen Durchmesser (senkrecht zur Drehachse) in einem Bereich von 5 cm ungefähr bis ungefähr 50 cm aufweisen, z.B. in einem Bereich von 10 cm ungefähr bis ungefähr 30 cm.A magnet system arranged in the tube cathode can be coupled to the bearing device in such a way that the magnet system remains in a fixed position with respect to the bearing device when the tube cathode is rotated. For example, the magnet system can be attached to a so-called carrier tube (also referred to as a carrier lance), which runs between the two end blocks. A carrier lance (e.g. a lance tube) may have a diameter (perpendicular to the axis of rotation) in a range from about 5 cm to about 50 cm, for example in a range from about 10 cm to about 30 cm.

Die Trägerlanze und/oder das Magnetsystem können beispielsweise eine Länge (Ausdehnung entlang der Längserstreckung und/oder Drehachse der Rohrkathode) in einem Bereich von 1 m ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m.The carrier lance and/or the magnet system can, for example, have a length (expansion along the longitudinal extension and/or axis of rotation of the tubular cathode) in a range from approximately 1 m to approximately 6 m, e.g. in a range from approximately 2 m to approximately 5 m.

Das Target kann zum Sputtern mit einer Spannung von größer als ungefähr 50 V beaufschlagt werden. Anschaulich kann zum Sputtern an das Target eine elektrische Spannung (auch als Prozessspannung bezeichnet) angelegt werden, wobei das Kühlfluid mit dem Target elektrisch gekoppelt sein, so dass das Kühlfluid und das Target ein im Wesentlichen gleiches elektrisches Potential aufweisen können. Die beim Sputtern umgesetzte Leistung (Sputterleistung) kann von der Größe (z.B. der Länge) der Rohrkathode abhängen und kann in einem Bereich von ungefähr 2 kW pro Meter bis ungefähr 12 kW pro Meter (der Rohrkathode) liegen, wobei optional eine Wechselspannung oder gepulste Gleichspannung als Prozessspannung eingesetzt werden kann.The target can be applied with a voltage of greater than about 50 V for sputtering. Clearly, an electrical voltage (also referred to as process voltage) can be applied to the target for sputtering, with the cooling fluid being electrically coupled to the target, so that the cooling fluid and the target can have essentially the same electrical potential. The power converted during sputtering (sputtering power) can depend on the size (e.g. length) of the tubular cathode and can range from about 2 kW per meter to about 12 kW per meter (of the tubular cathode), optionally with an AC voltage or pulsed DC voltage can be used as process voltage.

Das Magnetsystem des Magnetrons weist zwei Endstücken (auch als Endsegmente bezeichnet) und zwischen diesen genau ein Mittelstück auf. Die Endsegmente schließen die magnetische Konfiguration des Mittelstücks stirnseitig ab, so dass ein in sich geschlossener Pfad (auch als Race-Track bezeichnet) bereitgestellt wird, entlang dem die plasmabildenden Elektronen im Betrieb magnetisch geführt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das Mittelstück ein oder mehr als ein Segment (auch als Mittelsegment bezeichnet) auf. Jedes Mittelsegment weist eine Rückschlussplatte, einen magnetischen Innenpol und zwei magnetische Außenpole auf. Das Mittelstück weist beispielsweise eine Anzahl von k Mittelsegmenten auf (wobei k≥1, k≥2, k≥5, k≥10, k≥25 oder k≥50 sein kann). Die Aneinanderreihung aller k Mittelsegment ergibt das Mittelstück. Einander unmittelbar benachbarte Mittelsegmente können optional relativ zueinander beweglich sein.The magnetron's magnet system has two end pieces (also referred to as end segments) and exactly one center piece between them. The end segments end-to-end the magnetic configuration of the core to provide a self-contained path (also referred to as a race track) along which the plasma-forming electrons are magnetically guided during operation. According to various embodiments, the center piece has one or more than one segment (also referred to as a center segment). Each middle segment has a return plate, a magnetic inner pole and two mags netic outer poles. The middle piece has, for example, a number of k middle segments (where k≧1, k≧2, k≧5, k≧10, k≧25 or k≧50). The juxtaposition of all k middle segments results in the middle piece. Center segments directly adjacent to one another can optionally be movable relative to one another.

Im Folgenden wird auf ein Magnetron mit drehbarem Rohrtarget Bezug genommen. Die hinsichtlich des Aufbaus des Magnetsystems beschriebenen Aspekte können in Analogie auch für ein Magnetron anderen Typs (z.B. ein Planarmagnetron oder eine Ionenquelle (Lion)) gelten. Bei einem Planarmagnetron kann das Target plattenförmig sein. Bei einer Ionenquelle muss nicht notwendigerweise ein Beschichten eines Substrats erfolgen.In the following, reference is made to a magnetron with a rotatable tube target. The aspects described with regard to the structure of the magnet system can also apply analogously to a magnetron of a different type (e.g. a planar magnetron or an ion source (Lion)). In the case of a planar magnetron, the target can be plate-shaped. In the case of an ion source, a substrate does not necessarily have to be coated.

Ein Magnet kann ein magnetisiertes Material mit einer Magnetisierung aufweisen und anschaulich als Dauermagnet eingerichtet sein. Der Magnet kann beispielsweise ein hartmagnetisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ein hartmagnetisches Material kann anschaulich eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweisen, z.B. ungefähr 10³ A/m (Ampere pro Meter) oder mehr, z.B. ungefähr 10⁴ A/m oder mehr, z.B. ungefähr 10⁵ A/m oder mehr. Beispiele für ein hartmagnetisches Material weisen auf: eine Seltenerdverbindung (wie Neodym-Eisen-Bor (NdFeB)) oder Samarium-Kobalt (SmCo)), hartmagnetischer Ferrit, Bismanol und/oder Aluminium-Nickel-Kobalt.A magnet can have a magnetized material with a magnetization and can clearly be set up as a permanent magnet. The magnet can have or be formed from a hard magnetic material, for example. Illustratively, a hard magnetic material may have a high coercivity, eg, about 10 ³ A/m (amperes per meter) or more, eg, about 10 ⁴ A/m or more, eg, about 10 ⁵ A/m or more. Examples of a hard magnetic material include: a rare earth compound (such as neodymium iron boron (NdFeB) or samarium cobalt (SmCo)), hard magnetic ferrite, bismanol, and/or aluminum nickel cobalt.

Als weichmagnetisches Material kann ein magnetisierbares (z.B. ferromagnetisches) Material verstanden werden, welches anschaulich leicht ummagnetisierbar ist, d.h. anschaulich eine geringe Koerzitivfeldstärke aufweist, z.B. weniger als ungefähr 10³ A/m, z.B. weniger als ungefähr 100 A/m, z.B. weniger als ungefähr 10 A/m. Beispiele für ein weichmagnetisches Material weisen auf: Eisen, weichmagnetischer Ferrit, Stahl, Cobalt, amorphes Metall eine NiFe-Verbindung.A soft-magnetic material can be understood to be a magnetizable (eg ferromagnetic) material which is clearly easily remagnetizable, ie clearly has a low coercive field strength, eg less than approximately 10 ³ A/m, eg less than approximately 100 A/m, eg less than approximately 10A/m. Examples of a soft magnetic material include: iron, soft magnetic ferrite, steel, cobalt, amorphous metal, and a NiFe compound.

Das magnetische (z.B. weichmagnetische und/oder hartmagnetische) Material kann beispielsweise eine magnetische Permeabilität aufweisen von ungefähr 10 oder mehr, z.B. ungefähr 100 oder mehr, z.B. ungefähr 10³ oder mehr, z.B. ungefähr 10⁴ oder mehr, z.B. ungefähr 10⁵ oder mehr.The magnetic (eg soft magnetic and/or hard magnetic) material can for example have a magnetic permeability of about 10 or more, eg about 100 or more, eg about 10 ³ or more, eg about 10 ⁴ or more, eg about 10 ⁵ or more.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Komponenten des Magnetsystems auf zumindest einer Seite zumindest teilweise magnetisch freiliegen. Die kann verstanden werden, dass die Seite an ein unmagnetisches Material angrenzt und/oder von diesem abgedeckt wird. Dies erreicht, dass auf der magnetisch freiliegenden Seite die magnetische Flussrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche auf der magnetisch freiliegenden Seite ist, so dass die räumliche Verteilung des Magnetfelds eine Funktion der Lage (Position und/oder Ausrichtung) der magnetisch freiliegenden Seite ist. Das unmagnetische Material kann beispielsweise ein Fluid (z.B. Luft oder Kühlflüssigkeit) aufweisen oder ein Feststoff (z.B. eine Keramik oder ein Polymer) sein. Beispielsweise kann die auf einer Seite magnetisch freiliegende Komponente aufweisen, dass die Seite auch körperlich freiliegt (z.B. an das Fluid angrenzt).According to various embodiments, various components of the magnet system can be at least partially magnetically exposed on at least one side. This can be understood as bordering and/or covered by a non-magnetic material. This achieves that on the magnetically exposed side the magnetic flux direction is essentially perpendicular to the surface on the magnetically exposed side, so that the spatial distribution of the magnetic field is a function of the location (position and/or orientation) of the magnetically exposed side. The non-magnetic material may, for example, comprise a fluid (e.g. air or cooling liquid) or be a solid (e.g. a ceramic or a polymer). For example, the component magnetically exposed on one side may include that side also being physically exposed (e.g., adjacent to the fluid).

Als unmagnetisches Material kann ein Material verstanden werden, welches im Wesentlichen magnetisch neutral ist, z.B. auch leicht paramagnetisch oder diamagnetisch. Das unmagnetische Material kann beispielsweise eine magnetische Permeabilität aufweisen von im Wesentlichen 1, d.h. in einem Bereich von ungefähr 0,9 bis ungefähr 1,1. Beispiele für ein unmagnetisches Material weisen auf: Graphit, Aluminium, Platin, Kupfer, eine Keramik (z.B. ein Oxid), Luft, Wasser.A non-magnetic material can be understood as a material that is essentially magnetically neutral, e.g. also slightly paramagnetic or diamagnetic. For example, the nonmagnetic material may have a magnetic permeability of substantially 1, i.e., in a range from about 0.9 to about 1.1. Examples of a non-magnetic material include: graphite, aluminum, platinum, copper, a ceramic (e.g. an oxide), air, water.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Magnetpol einen oder mehr als einen magnetischen Polkörper aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Polkörper kann beispielsweise ein hartmagnetisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein (dann auch als Permanentmagnet oder Magnet bezeichnet). In dem Fall kann der Magnetpol mittels eines oder mehr als eines Permanentmagneten (kurz auch als Magnet bezeichnet) bereitgestellt sein, z.B. mittels einer Magnetreihe. Beispielsweise kann der Polkörper aus gesintertem hartmagnetischem Material bestehen. Beispielsweise kann der Polkörper aus einem in Polymer eingebetteten hartmagnetischem Material bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann der Magnetpol aber auch ein weichmagnetisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Eisen oder eine Eisenlegierung. Dies erreicht beispielsweise mit weniger Magneten auskommen zu müssen. Hierin wird unter anderem auf Magneten als exemplarische Polkörper Bezug genommen, wobei verstanden werden kann, dass das für die Magneten Beschriebene auch für andersartige Polkörper gelten kann.According to various embodiments, a magnetic pole may include or be formed from one or more than one magnetic pole body. The pole body can, for example, have or be formed from a hard-magnetic material (then also referred to as a permanent magnet or magnet). In that case, the magnetic pole can be provided by means of one or more permanent magnets (also referred to as magnets for short), e.g. by means of a magnet row. For example, the pole body can consist of sintered, hard-magnetic material. For example, the pole body can consist of a hard-magnetic material embedded in polymer. Alternatively or additionally, the magnetic pole can also have or be formed from a soft magnetic material, e.g. iron or an iron alloy. This achieves, for example, having to make do with fewer magnets. Among other things, reference is made herein to magnets as exemplary pole bodies, it being understood that what has been described for the magnets can also apply to other types of pole bodies.

Hinsichtlich der hierin beschriebenen Magnetpole und Magneten wird sich unter anderem auf verschiedene Kenngrößen als Repräsentant der Stärke der Magnetpole bzw. Magneten bezogen. Beispiele für die Kenngröße weisen auf: das magnetische Energieprodukt, die magnetische Energiedichte, die magnetische Gesamtenergie. Das Energieprodukt ist proportional zur Energiedichte, d.h. der Menge an Energie, die pro Volumeneinheit in einem Magneten bzw. einem Magnetpol gespeichert ist. Die gesamte Menge an magnetischer Energie (auch als magnetische Gesamtenergie bezeichnet) ist das Produkt aus Energiedichte und Volumen des Magneten bzw. Magnetpols.With regard to the magnetic poles and magnets described herein, reference is made, inter alia, to various parameters as a representative of the strength of the magnetic poles or magnets. Examples of the parameter include: the magnetic energy product, the magnetic energy density, the total magnetic energy. The energy product is proportional to the energy density, i.e. the amount of energy stored per unit volume in a magnet or magnetic pole. The total amount of magnetic energy (also known as total magnetic energy) is the product of the energy density and the volume of the magnet or magnetic pole.

Die relative Abweichung zweier Werte a, b kann hierin verstanden werden als Verhältnis (d/s) der Differenz der zwei Werte (d = a-b) zu der halben Summe der zwei Werte (s = 0,5·a + 0,5·b). Die relative Abweichung kann beispielsweise geschrieben werden als (a-b) / (0,5·a + 0,5·b).The relative deviation of two values a, b can be understood here as the ratio (d/s) of the difference between the two values (d = ab) and half the sum of the two values (s = 0.5 a + 0.5 b ). For example, the relative deviation can be written as (ab)/(0.5*a+0.5*b).

Ein Richtungsangabe in Verbindung mit einer Magnetisierung (z.B. auf etwas zu oder davon weg magnetisiert) kann verstanden werden als dass die Magnetisierung (auch als magnetische Polarisierung bezeichnet) die Richtung aufweist (z.B. magnetisiert in Richtung auf etwas zu oder davon weg).A statement of direction associated with a magnetization (e.g. magnetized towards or away from something) can be understood as that the magnetization (also called magnetic polarization) has the direction (e.g. magnetized towards or away from something).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weisen die Endsegmente des Magnetsystems auf: zusätzliche Außenmagneten, deren Nordpol in Richtung zu dem Innenpol des Endsegments hin gerichtet ist, und/oder stärkere oder schwächere Magnete oder anderer Magnetgrößen zur Veränderung der Stärke oder der Form des Magnetverlaufs; und/oder unterschiedlicher Ausführungen der Rückschlussplatte (z.B. eine V-förmige Platte).According to various embodiments, the end segments of the magnet system have: additional outer magnets, the north pole of which is directed towards the inner pole of the end segment, and/or stronger or weaker magnets or other magnet sizes for changing the strength or the shape of the magnet course; and/or different designs of the return plate (e.g. a V-shaped plate).

1 veranschaulicht ein Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. 1 10 illustrates a magnet system 100 according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view.

Das Magnetsystem 100 weist eine Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 und einen Träger 102 (auch als Segmentträger 102 bezeichnet) zum Tragen der Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 auf. Der Träger 102 kann ein Rohr, ein Blech, eine Platte, oder Ähnliches aufweisen. Jedes Segment 150 kann mehrere (z.B. mindestens zwei, drei oder mehr) Magneten 104 (z.B. pro Magnetpol) aufweisen. Beispielsweise kann jedes Segmente 150 zwei oder drei Magneten 104 aufweisen oder mehr, z.B. sechs Magneten 104 oder mehr, z.B. 9 Magneten 104 oder mehr, z.B. 12 Magneten 104 oder mehr, z.B. 15 Magneten 104 oder mehr, z.B. 21 Magneten 104 oder mehr, z.B. 30 Magneten 104 oder mehr.The magnet system 100 includes a plurality of multi-pole segments 150 and a carrier 102 (also referred to as segment carrier 102 ) for supporting the plurality of multi-pole segments 150 . The carrier 102 can comprise a tube, sheet metal, plate or the like. Each segment 150 may have multiple (e.g., at least two, three, or more) magnets 104 (e.g., per magnetic pole). For example, each segment 150 may have two or three magnets 104 or more, eg six magnets 104 or more, eg 9 magnets 104 or more, eg 12 magnets 104 or more, eg 15 magnets 104 or more, eg 21 magnets 104 or more, eg 30 magnets 104 or more.

Ein oder mehr als ein Magnet 104 eines Segments 150 kann beispielsweise eine Magnetisierung aufweisen, z.B. entweder mit einer Richtung (auch als Magnetisierungsrichtung bezeichnet) zu dem Träger hin oder von diesem weg. Zumindest zwei der Magneten können sich in ihrer Magnetisierungsrichtung voneinander unterscheiden.For example, one or more magnets 104 of a segment 150 may have magnetization, e.g., with either a direction (also referred to as magnetization direction) toward or away from the substrate. At least two of the magnets can differ from one another in their direction of magnetization.

Das Magnetsystem 100 kann optional ein oder mehr als ein Stellglied 106 aufweisen, welches eingerichtet ist, eine räumliche Verteilung der Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 relativ zueinander zu verändern, z.B. die Lage (z.B. Position und/oder Ausrichtung) eines oder mehr als eines Segments 150 zu verändern. Dazu kann jedes Stellglied 106 die Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 mit dem Träger 102 kuppeln, so dass beim Stellen des Stellglieds 106 die Lage eines oder mehr als eines Segments relativ zu dem Träger 102 und/oder relativ untereinander verändert werden kann (auch als Stellvorgang 111 bezeichnet), z.B. gemäß einem Soll-Zustand. Jedes Stellglied 106 kann beispielsweise zum mechanischen Bewegen 111 (z.B. Drehen und/oder Verschieben) eines oder mehr als eines Segments 150 relativ zu dem Träger 102 und/oder relativ zu einem der anderen Segment 150 eingerichtet sein.The magnet system 100 can optionally have one or more than one actuator 106, which is set up to change a spatial distribution of the plurality of multi-pole segments 150 relative to one another, e.g. the location (e.g. position and/or orientation) of one or more than one segment 150 change. To this end, each actuator 106 can couple the multiplicity of multi-pole segments 150 to the carrier 102, so that when the actuator 106 is adjusted, the position of one or more than one segment can be changed relative to the carrier 102 and/or relative to one another (also referred to as adjustment process 111 ), e.g. according to a target state. Each actuator 106 may be configured to mechanically move 111 (e.g., rotate and/or translate) one or more segments 150 relative to the carrier 102 and/or relative to one of the other segments 150, for example.

Zum Versorgen des Stellglieds 106 mit elektrischer Leistung (auch als Versorgungsleistung bezeichnet) und/oder zum Ansteuern des Stellglieds 106 mittels eines Steuersignals kann das Stellglied 106 mit einer oder mehr als einer elektrischen Leitung 108 gekoppelt sein.In order to supply the actuator 106 with electrical power (also referred to as supply power) and/or to activate the actuator 106 by means of a control signal, the actuator 106 can be coupled to one or more than one electrical line 108 .

Beispielsweise kann die Vielzahl mehrpoliger Segmente 150, z.B. pro Träger 102, 5 Segmente 150 aufweisen oder mehr, z.B. 10 Segmente 150 aufweisen oder mehr, z.B. 15 Segmente 150 aufweisen oder mehr, z.B. 20 Segmente 150 aufweisen oder mehr, z.B. 30 Segmente 150 aufweisen oder mehr, z.B. 40 Segmente 150 aufweisen oder mehr. Je mehr Segmente 150 vorliegen, desto präziser kann das Magnetfeld gestellt werden.For example, the plurality of multi-pole segments 150, eg per carrier 102, can have 5 segments 150 or more, eg have 10 segments 150 or more, eg have 15 segments 150 or have more, eg have 20 segments 150 or more, eg have 30 segments 150 or more, eg 40 segments have 150 or more. The more segments 150 there are, the more precisely the magnetic field can be set.

Die Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 kann entlang einer Richtung 101 (auch als Richtung 101 der Längserstreckung bezeichnet), entlang welcher das Magnetsystem 100 längserstreckt ist, hintereinander angeordnet sein, so dass diese eine Aneinanderreihung von Segmenten 150 bilden. Bis auf zwei Segmente (auch als Endsegmente oder erste Segmente bezeichnet) der Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 ist jedes Segment (auch als Mittelsegment oder zweites Segment bezeichnet) der Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 jeweils zwischen zwei Segmenten der Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 angeordnet. Die Aneinanderreihung von Segmenten kann somit als allererstes Segment ein Endsegment und als allerletztes Segment ein Endsegment aufweisen, wobei zwischen den zwei Endsegmenten ein oder mehr als ein Mittelsegment angeordnet sein kann.The multiplicity of multi-pole segments 150 can be arranged one behind the other along a direction 101 (also referred to as direction 101 of the longitudinal extension), along which the magnet system 100 is longitudinally extended, so that they form a series of segments 150 in a row. Except for two segments (also referred to as end segments or first segments) of the plurality of multi-pole segments 150, each segment (also referred to as middle segment or second segment) of the plurality of multi-pole segments 150 is arranged between each two segments of the plurality of multi-pole segments 150. The juxtaposition of segments can thus have an end segment as the very first segment and an end segment as the very last segment, it being possible for one or more than one middle segment to be arranged between the two end segments.

2 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 200 in einer schematischen Perspektivansicht mit Blick auf ein Mittelsegment 114, welches repräsentativ für jedes Mittelsegment des Magnetsystems 100 sein kann. 2 FIG. 12 illustrates the magnet system 100 according to various embodiments 200 in a schematic perspective view looking at a middle segment 114, which can be representative of each middle segment of the magnet system 100. FIG.

Das Mittelsegment 114 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere, z.B. drei, räumlich voneinander separierte Magnetreihen 204a, 204i aufweisen, die auf einem gemeinsamen Magnetträger 202 befestigt sind. Jede der Magnetreihen 204a, 204i kann mehrere entlang der Richtung 101 hintereinander angeordnete Magnete derselben Magnetisierungsrichtung aufweisen, so dass diese eine Aneinanderreihung von Magneten bildet. Beispielsweise kann jede der Magnetreihen 204a, 204i zwei Magneten 104 aufweisen oder mehr, z.B. 3 Magneten 104 oder mehr, z.B. 4 Magneten 104 oder mehr, z.B. 5 Magneten 104 oder mehr, z.B. 6 Magneten 104 oder mehr, z.B. 7 Magneten 104 oder mehr, z.B. 8 Magneten 104 oder mehr.According to various embodiments, the central segment 114 can have a plurality of, for example three, rows of magnets 204a, 204i that are spatially separated from one another and are fastened to a common magnet carrier 202. Each of the magnet Rows 204a, 204i can have several magnets of the same magnetization direction arranged one behind the other along the direction 101, so that this forms a row of magnets. For example, each of the rows of magnets 204a, 204i can have two magnets 104 or more, e.g. 3 magnets 104 or more, e.g. 4 magnets 104 or more, e.g. 5 magnets 104 or more, e.g. 6 magnets 104 or more, e.g. 7 magnets 104 or more, eg 8 magnets 104 or more.

Die Magnete können derart angeordnet und ausgerichtet sein, dass die einander unmittelbar benachbarten Magnetreihen 204a, 204i zueinander entgegengesetzte Magnetisierungsrichtungen aufweisen, z.B. zu dem Träger 102 hin oder von diesem weg.The magnets can be arranged and aligned in such a way that the immediately adjacent rows of magnets 204a, 204i have mutually opposite magnetization directions, e.g. towards or away from the carrier 102.

Beispielsweise kann jedes Mittelsegment 114 zwei äußere Magnetreihen 204a und zwischen diesen eine innere Magnetreihe 204i aufweisen. Beispielsweise können die zwei äußeren Magnetreihen 204a von dem Träger 102 weg magnetisiert sein und die mittig angeordnete Magnetreihe 204i kann zu dem Träger 102 hin magnetisiert sein. Alternativ können die zwei äußeren Magnetreihen 204a zu dem Träger 102 hin magnetisiert sein und die mittig angeordnete Magnetreihe 204i kann von dem Träger 102 weg magnetisiert sein.For example, each middle segment 114 can have two outer rows of magnets 204a and between them an inner row of magnets 204i. For example, the two outer rows of magnets 204a may be magnetized away from the carrier 102 and the center row of magnets 204i may be magnetized toward the carrier 102 . Alternatively, the two outer rows of magnets 204a may be magnetized toward the carrier 102 and the center row of magnets 204i may be magnetized away from the carrier 102 .

Beispielsweise können die Magnete des Mittelsegments 114 magnetisch an dem Magnetträger 202 befestigt sein. Dazu kann der Magnetträger 202 beispielsweise ein magnetisierbares Material aufweisen (dann auch als Rückschlussplatte bezeichnet, z.B. Eisen aufweisend oder daraus gebildet. Alternativ oder zusätzlich können die Magnete des Mittelsegments 114 formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Magnetträger 202 verbunden sein, z.B. derart, dass diese gegen eine Bewegung entlang Richtung 101 oder entgegen Richtung 101 gesichert sind (d.h. die Bewegung entlang Richtung 101 oder entgegen Richtung 101 ist blockiert).For example, the magnets of center segment 114 may be magnetically attached to magnet carrier 202 . For this purpose, the magnet carrier 202 can have, for example, a magnetizable material (then also referred to as a return plate, e.g. having iron or formed from it. Alternatively or additionally, the magnets of the middle segment 114 can be connected to the magnet carrier 202 in a form-fitting and/or cohesive manner, e.g. in such a way that these secured against movement along direction 101 or against direction 101 (ie movement along direction 101 or against direction 101 is blocked).

Die formschlüssige Verbindung kann beispielsweise aufweisen, dass die Magnete und der Magnetträger 202 ineinandergreifen, beispielsweise indem die Magnete in einer Vertiefung (z.B. einer Nut) des Magnetträgers 202 angeordnet sind. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise aufweisen, dass die Magnete und der Magnetträger 202 miteinander verklebt sind.The positive connection can have, for example, that the magnets and the magnet carrier 202 engage in one another, for example by the magnets being arranged in a recess (e.g. a groove) of the magnet carrier 202. The integral connection can have, for example, that the magnets and the magnet carrier 202 are glued together.

3A veranschaulicht eine Magnetronanordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht und 3B in einer schematischen Detailansicht 300b. 3A FIG. 3 illustrates a magnetron assembly 300 according to various embodiments in a schematic side view or cross-sectional view and 3B in a schematic detailed view 300b.

Die Magnetronanordnung 300 kann eine Lagervorrichtung 350 aufweisen, mittels welcher das Magnetsystem 100 gelagert ist, z.B. ortsfest gegenüber einem geostationären Koordinatensystem.The magnetron arrangement 300 can have a bearing device 350, by means of which the magnet system 100 is mounted, e.g. stationary with respect to a geostationary coordinate system.

Die Lagervorrichtung 350 kann ferner eingerichtet sein zum drehbaren Lagern eines rohrförmigen Targets 302 (auch als Rohrtarget 302 bezeichnet) um eine Drehachse 311 herum, wobei die Lagervorrichtung optional ein Versorgen des Rohrtargets (z.B. mit elektrischer Leistung und Kühlfluid) bereitstellen kann. Die Lagervorrichtung 350 kann einen oder mehr als einen Endblock 312a, 312b aufweisen, wobei das Rohrtarget 302 mittels jedes Endblocks 312a, 312b drehbar gelagert sein kann. Dazu kann jeder Endblock 312a, 312b entsprechende Drehlager aufweisen, welche die Drehachse 311 bereitstellen. Mittels der Drehlager kann beispielsweise eine Kupplungsvorrichtung drehbar gelagert sein, mit welcher das Rohrtarget 302 lösbar gekuppelt werden kann.The bearing device 350 can also be set up to support a tubular target 302 (also referred to as tubular target 302) so that it can rotate about an axis of rotation 311, wherein the bearing device can optionally provide a supply of the tubular target (e.g. with electrical power and cooling fluid). The bearing device 350 can have one or more than one end block 312a, 312b, wherein the tube target 302 can be rotatably supported by means of each end block 312a, 312b. For this purpose, each end block 312a, 312b can have corresponding pivot bearings which provide the axis of rotation 311. By means of the pivot bearing, for example, a coupling device can be rotatably mounted, with which the tube target 302 can be detachably coupled.

Beispielsweise kann die Lagervorrichtung 350 zwei Endblöcke 312a, 312b aufweisen, mittels welchen das Rohrtarget an einander gegenüberliegenden Endabschnitten gelagert ist, wobei die Endblöcke 312a, 312b ein Versorgen des Rohrtargets (z.B. mit elektrischer Leistung und Kühlfluid) bereitstellen können. Weist die Lagervorrichtung zwei Endblöcke 312a, 312b auf, kann jeweils einer der Endblöcke (der sogenannte Antriebsendblock) einen Antriebsstrang 302a aufweisen, der mit einer Antriebsvorrichtung (auch als Targetantrieb bezeichnet) zum Drehen des Rohrtargets gekuppelt ist; und der andere der Endblöcke (der sogenannte Medienendblock) kann eine Fluidleitung zum Zuführen und Abführen von Kühlfluid (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch) aufweisen, welches durch das Target hindurch geleitet werden kann. Die zwei Endblöcke werden beispielsweise an einer Kammerdecke (d.h. einem Kammerdeckel) hängend montiert.For example, the bearing device 350 may have two end blocks 312a, 312b by which the tube target is supported at opposite end portions, wherein the end blocks 312a, 312b may provide a supply of the tube target (e.g. with electrical power and cooling fluid). If the storage device has two end blocks 312a, 312b, one of the end blocks (the so-called drive end block) can have a drive train 302a which is coupled to a drive device (also referred to as a target drive) for rotating the tubular target; and the other of the end blocks (the so-called media end block) may have a fluid line for supplying and removing cooling fluid (e.g. a water-based mixture) which may be passed through the target. For example, the two end blocks are mounted in a suspended manner from a chamber ceiling (i.e., a chamber lid).

Es kann allerdings auch genau ein Endblock 312a (auch als Kompaktendblock bezeichnet) verwendet werden, welcher den Antriebsstrang 302a und die Fluidleitung aufweist und somit die Funktionen eines Antriebsendblocks und eines Medienendblocks gemeinsam bereitstellt. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann beispielsweise frei auskragen (d.h. frei hängen), was als Cantilever-Konfiguration bezeichnet wird. Der Kompaktendblock kann in Cantilever-Konfiguration an einer Seitenwand der Vakuumkammer montiert sein, durch welche hindurch die Drehachse des Rohrtargets hindurch erstreckt ist. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann aber auch mittels eines Lagerbocks (anschaulich ein Gegenlager) gelagert sein, was als Lagerbock-Konfiguration bezeichnet wird. Der Lagerbock kann auch mittels eines passiven Endblocks bereitgestellt sein, d.h. eines Endblocks, welcher weder Energie noch Material mit dem Rohrtarget austauscht, sondern dieses nur abstützt.However, exactly one end block 312a (also referred to as a compact end block) can also be used, which has the drive train 302a and the fluid line and thus jointly provides the functions of a drive end block and a media end block. For example, the side of the tubular target opposite the compact endblock can be cantilevered (ie, hang freely) in what is referred to as a cantilever configuration. The compact endblock may be mounted in a cantilever configuration on a sidewall of the vacuum chamber through which the axis of rotation of the tubular target extends. However, the side of the tubular target opposite the compact end block can also be mounted by means of a bearing block (clearly a counter bearing), which is referred to as a bearing block configuration. The bearing block can also be provided by means of a passive end block, ie an end block which exchanges neither energy nor material with the tube target but only supports it.

Im Fall eines Plattentargets, das nicht drehbar gelagert sein muss, kann die Lagervorrichtung 350 ein starres Gestell aufweisen, welches das Plattentarget hält. Das Plattentarget kann beispielsweise eine oder mehr als eine Platte (z.B. Kachel) aufweisen, wobei mehrere Platten nebeneinander gehalten werden.In the case of a slab target that does not need to be supported for rotation, the bearing assembly 350 may include a rigid frame that supports the slab target. For example, the slab target may comprise one or more than one slab (e.g., tile), with multiple slabs being held side-by-side.

Die Lagervorrichtung 350 kann (z.B. bei einem Rohrtarget und einem Plattentarget) den Träger 102 halten, welcher zum Halten der Magnetsystems 100 eingerichtet ist. Der Träger 102 kann beispielsweise hohl sein (z.B. ein Rohr aufweisend) und stirnseitig mit einem Endblock, welcher den Träger 102 hält, fluidleitend gekoppelt sein (z.B. mit dessen Fluidleitung), so dass dieses mit dem Endblock das Kühlfluid austauschen kann. Auf der dem Endblock gegenüberliegenden Seite kann das Rohr beispielsweise stirnseitig verschlossen sein und dort eine seitliche Öffnung aufweisen, durch welche das Kühlfluid hindurchtreten kann. Der Träger 102 kann rund sein oder mehreckig, z.B. ein Rundrohr oder ein Kantrohr aufweisend. Der Träger 102 und/oder das Magnetsystem 100 können eine Länge (Ausdehnung entlang der Drehachse 311) in einem Bereich von 1 m ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m.The bearing device 350 can (e.g. in the case of a tubular target and a plate target) hold the carrier 102 which is configured to hold the magnet system 100 . The carrier 102 can, for example, be hollow (e.g. having a tube) and be frontally coupled to an end block which holds the carrier 102 in a fluid-conducting manner (e.g. with its fluid line) so that this can exchange the cooling fluid with the end block. On the side opposite the end block, the tube can be closed at the end, for example, and can have a lateral opening there through which the cooling fluid can pass. The carrier 102 can be round or polygonal, e.g., having a round tube or a square tube. The carrier 102 and/or the magnet system 100 can have a length (expansion along the axis of rotation 311) in a range from approximately 1 m to approximately 6 m, for example in a range from approximately 2 m to approximately 5 m.

Beispielsweise kann die Rohrkathode 302 um eine Rotationsachse 311 (parallel zur Richtung 101) der Magnetronanordnung 300 drehbar gelagert sein, wobei die Rotationsachse 311 parallel zu einer Längserstreckung des Trägerrohrs 102 verlaufen und optional innerhalb des Trägerrohrs 102 angeordnet sein kann.For example, the tube cathode 302 can be mounted rotatably about a rotation axis 311 (parallel to the direction 101) of the magnetron arrangement 300, wherein the rotation axis 311 can run parallel to a longitudinal extension of the support tube 102 and can optionally be arranged inside the support tube 102.

Optional kann die Magnetronanordnung 300 einen elektrischen Generator 308 aufweisen, welcher eingerichtet ist, jedem der Stellglieder 106 elektrische Leistung zuzuführen. Dazu kann die Leitung 108 eine elektrische Versorgungsleitung 108b aufweisen, welche den Generator 308 mit jedem der Stellglieder 106 koppelt. Der Generator 308 kann, muss aber nicht notwendigerweise, in dem Rohrtarget angeordnet sein.Optionally, the magnetron arrangement 300 can have an electrical generator 308 which is configured to supply electrical power to each of the actuators 106 . For this purpose, the line 108 can have an electrical supply line 108b which couples the generator 308 to each of the actuators 106 . The generator 308 can, but does not necessarily have to, be arranged in the tube target.

Optional kann die Leitung 108 eine Steuerleitung 108a aufweisen, welche in einen der Endblöcke hinein verläuft. Beispielsweise kann die Steuerleitung 108a einen entsprechenden Anschluss an der Lagervorrichtung 350 aufweisen, mittels dessen der Steuerleitung 108a von außerhalb der Lagervorrichtung 350 das Steuersignal eingekoppelt werden kann.Optionally, the line 108 can include a control line 108a which runs into one of the end blocks. For example, the control line 108a can have a corresponding connection on the bearing device 350, by means of which the control signal can be coupled into the control line 108a from outside the bearing device 350.

In Detailansicht 300b sind exemplarisch zwei Mittelsegmente 114 dargestellt, von denen jedes Segment: eine Rückschlussplatte 202 aufweist; mehrere Magneten 104 aufweist, welche mittels der Rückschlussplatte 202 magnetisch miteinander gekoppelt sind; optional mittels eines oder mehr als eines elektrischen Stellglieds 106 mit dem Träger 102 gekuppelt ist, wobei das Stellglied 106 optional eingerichtet ist, die Lage des Segmentes (z.B. dessen Rückschlussplatte 202 bzw. deren Magneten 104) relativ zu dem Träger 102 zu stellen in Antwort auf das dem Stellglied 106 zugeführte elektrische Steuersignal. Beispielsweise kann mittels des Stellglieds 106 ein Abstand der Rückschlussplatte 202 von dem Träger 102 verändert werden, z.B. gemäß einem Soll-Zustand.In detail view 300b, two middle segments 114 are shown as an example, each segment of which: has a return plate 202; has a plurality of magnets 104 which are magnetically coupled to one another by means of the return plate 202; is optionally coupled to the carrier 102 by means of one or more than one electric actuator 106, wherein the actuator 106 is optionally set up to set the position of the segment (e.g. its return plate 202 or its magnet 104) relative to the carrier 102 in response to the electrical control signal supplied to the actuator 106 . For example, a distance between the return plate 202 and the carrier 102 can be changed by means of the actuator 106, e.g. according to a desired state.

Zum Erzeugen bzw. Antrieben der Bewegung 111 kann ein Stellglied 106 einen elektromechanischen Wandler 106m (z.B. einen Elektromotor oder piezoelektrischen Aktor) aufweisen. Der elektromechanische Wandler 106m kann eingerichtet sein, eine translatorische Bewegung zu erzeugen (z.B. im Fall eines Linear-Elektromotors) oder eine rotatorische Bewegung zu erzeugen (z.B. im Fall eines Rotation-Elektromotors). Zum Übertragen der Bewegung an die Vielzahl mehrpoliger Segmente 150 kann ein Stellglied 106 optional ein Getriebe 106g (auch als Stellgetriebe bezeichnet) aufweisen.To generate or drive the movement 111, an actuator 106 can have an electromechanical converter 106m (e.g. an electric motor or piezoelectric actuator). The electromechanical transducer 106m can be configured to generate translational motion (e.g. in the case of a linear electric motor) or to generate rotary motion (e.g. in the case of a rotary electric motor). To transmit motion to the plurality of multi-pole segments 150, an actuator 106 may optionally include a gear 106g (also referred to as an actuator gear).

4 veranschaulicht die Magnetronanordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blick entlang der Längserstreckung 101 bzw. Drehachse 311). Wie vorstehend beschrieben, kann jedes Mittelsegment 114 drei Magnetpole aufweisen (auch als Dreipolkonfiguration bezeichnet), nämlich zwei Außenpole 404a und einen zwischen diesen angeordneten Innenpol 404i (auch als Segmentinnenpol 404i bezeichnet). 4 4 illustrates the magnetron arrangement 300 according to various embodiments 400 in a schematic side view or cross-sectional view (viewed along the longitudinal extent 101 or axis of rotation 311). As described above, each center segment 114 may have three magnetic poles (also referred to as a three-pole configuration), namely two outer poles 404a and an inner pole 404i (also referred to as a segment inner pole 404i) disposed between them.

Jeder Magnetpol 404a, 404i kann einen zusammenhängenden und längserstreckten Bereich des Segments 150 (z.B. die Oberfläche der jeweiligen Magnetreihe 204a, 204i aufweisend) aufweisen, welcher dem Träger 102 abgewandt und/oder dem Target 302 zugewandt ist und anschaulich den nutzbaren Anteil des Magnetfelds 120 (auch als Nutzfeldanteil bezeichnet) erzeugt, welcher das Target 302 durchdringt. Beispielsweise können die äußeren zwei Magnetreihen 204a jede einen Magnetnordpol als Außenpol 404a bereitstellen und die mittig angeordnete Magnetreihe 204i kann einen Magnetsüdpol als Innenpol 404i bereitstellen. Alternativ können die äußeren zwei Magnetreihen 204a jede einen Magnetsüdpol als Außenpol 404a bereitstellen und die mittig angeordnete Magnetreihe 204i kann einen Magnetnordpol als Innenpol 404i bereitstellen.Each magnetic pole 404a, 404i can have a coherent and longitudinally extended area of segment 150 (e.g. having the surface of the respective row of magnets 204a, 204i), which faces away from carrier 102 and/or faces target 302 and clearly represents the usable portion of magnetic field 120 ( also referred to as useful field portion) generated, which penetrates the target 302. For example, the outer two rows of magnets 204a can each provide a magnetic north pole as the outer pole 404a and the centrally arranged row of magnets 204i can provide a magnetic south pole as the inner pole 404i. Alternatively, the outer two rows of magnets 204a may each provide a south magnetic pole as the outer pole 404a and the centrally located row of magnets 204i may provide a north magnetic pole as the inner pole 404i.

Die Dreipolkonfiguration kann aufweisen, dass jeder der Magnetpole (der Außenpole und der Innenpol) ein hartmagnetisches Material aufweist oder daraus gebildet ist, das einen Magnetisierungszustand aus zwei zueinander alternativen Magnetisierungszuständen aufweist, nämlich entweder magnetisiert auf den Magnetträger 202 zu (auch als erster Magnetisierungszustand bezeichnet) oder von diesem weg (auch als zweiter Magnetisierungszustand bezeichnet). Der Innenpol 404i kann beispielsweise von der inneren Magnetfeldreihe 204i bereitgestellt sein oder werden. Jeder Außenpol 404a kann beispielsweise von einer der äußeren Magnetfeldreihe 204a bereitgestellt sein oder werden.The three-pole configuration may include each of the magnetic poles (the outer pole and the inner pole) comprising or being formed from a hard magnetic material having one of two mutually alternative magnetization states, namely either magnetized towards the magnet carrier 202 (also referred to as the first magnetization state) or away from it (also referred to as the second state of magnetization). The inner pole 404i can be provided by the inner magnetic field series 204i, for example. Each outer pole 404a may be provided by one of the outer magnetic field series 204a, for example.

Die Dreipolkonfiguration kann aufweisen, dass die magnetische Gesamtenergie des Mittelsegments 114 (z.B. dessen hartmagnetischen Materials) einen ersten Anteil in dem ersten Magnetisierungszustand (auch als erster Gesamtenergieanteil bezeichnet) und einen zweiten Anteil in dem zweiten Magnetisierungszustand (auch als zweiter Gesamtenergieanteil bezeichnet) aufweist, der im Wesentlichen genauso groß ist wie der erste Anteil. Das Mittelsegment 114 kann eine relative Abweichung des ersten Gesamtenergieanteils (d.h. magnetische Gesamtenergie in dem ersten Magnetisierungszustand) und des zweiten Gesamtenergieanteils (d.h. magnetischen Gesamtenergie in dem zweiten Magnetisierungszustand) voneinander (auch als relative Magnetisierungsabweichung des Mittelsegments 114 bezeichnet) aufweisen, die beispielsweise kleiner sein kann als ungefähr 25%, z.B. kleiner als 10%, oder ungefähr null sein kann. Dies erreicht ein möglichst homogenes Magnetfeld.The three-pole configuration may include the total magnetic energy of the center segment 114 (e.g., its hard magnetic material) having a first portion in the first magnetization state (also referred to as the first total energy portion) and a second portion in the second magnetization state (also referred to as the second total energy portion) that is substantially the same as the first portion. The middle segment 114 can have a relative deviation of the first total energy fraction (ie total magnetic energy in the first magnetization state) and the second total energy fraction (ie total magnetic energy in the second magnetization state) from one another (also referred to as relative magnetization deviation of the middle segment 114), which can be smaller, for example than about 25%, eg less than 10%, or about zero. This achieves a magnetic field that is as homogeneous as possible.

Im Betrieb kann das Rohrtarget 302 gedreht werden, z.B. mit einer Drehrichtung 701. Wie zu sehen ist, kann der Magnetträger 202 plattenförmig sein, wobei der plattenförmige Magnetträger 202 optional gekrümmt, gewinkelt oder planar sein kann.In operation, the tubular target 302 can be rotated, e.g., with a direction of rotation 701. As can be seen, the magnet support 202 can be plate-shaped, where the plate-shaped magnet support 202 can optionally be curved, angled, or planar.

5 veranschaulicht die Magnetronanordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500 in einer schematischen Querschnittsansicht (mit Blick entlang der Längserstreckung 101 und geschnitten durch ein Mittelsegment), in welcher die Richtung der magnetischen Flusslinien (auch als Flussrichtung bezeichnet) dargestellt ist. 5 FIG. 5 illustrates the magnetron assembly 300 according to various embodiments 500 in a schematic cross-sectional view (viewed along the longitudinal extension 101 and cut through a middle segment), in which the direction of the magnetic flux lines (also referred to as flux direction) is shown.

Wie vorstehend erläutert, erzeugen die Magnetpole den nutzbaren Nutzfeldanteil des Magnetfelds 120 (auch als plasmabildendes Magnetfeld bezeichnet), welcher im Betrieb das Target durchdringt. Jeder Magnetpol kann einen zusammenhängenden und längserstreckten Bereich des Segments 150 (z.B. die Oberfläche der jeweiligen Magnetreihe 204a, 204i aufweisend) aufweisen, welche dem Träger 102 abgewandt und/oder dem Target zugewandt ist und an dem diejenigen Magnetfeldlinien eintreten bzw. austreten, welche eine Richtungskomponente (z.B. y-Komponente bezeichnet) zu dem Träger 102 (bzw. der Drehachse 311) hin oder von diesem weg aufweisen. An dem Magnetpol können anschaulicher gesprochen diejenigen Magnetfeldlinien eintreten bzw. austreten, welche das Target 302 durchdringen.As explained above, the magnetic poles generate the usable useful field portion of the magnetic field 120 (also referred to as plasma-forming magnetic field), which penetrates the target during operation. Each magnetic pole can have a continuous and longitudinally extended region of segment 150 (e.g. comprising the surface of the respective row of magnets 204a, 204i), which faces away from carrier 102 and/or towards the target and at which those magnetic field lines enter or exit which have a directional component (e.g. referred to as the y-component) towards or away from the carrier 102 (or the axis of rotation 311). To put it more clearly, those magnetic field lines which penetrate the target 302 can enter or exit at the magnetic pole.

Wie zu sehen ist, bildet das Magnetfeld über dem Target zwei Schleifen (auch als Plasmabildungskanalabschnitte bezeichnet), welche mittels der Endsegmente miteinander verbunden werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die Endsegmente derart eingerichtet, dass die magnetische Verbindung der Plasmabildungskanalabschnitte zu einem in sich geschlossenen Plasmabildungskanal anschaulich wenig Platz bedarf, kostengünstig ist und den möglichen Ausnutzungsgrad des Targets 302 erhöht. Nachfolgend wird näher auf die Konfiguration der Endsegmente eingegangen.As can be seen, the magnetic field forms two loops over the target (also referred to as plasma formation channel sections) which are connected by the end segments. According to various embodiments, the end segments are set up in such a way that the magnetic connection of the plasma formation channel sections to form a self-contained plasma formation channel obviously requires little space, is inexpensive and increases the possible degree of utilization of the target 302 . The configuration of the end segments is discussed in more detail below.

6 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 600 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht, mit Blick auf das zweite Endsegment 116, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann. 6 6 illustrates the magnet system 100 according to various embodiments 600 in a schematic plan view or cross-sectional view, looking at the second end segment 116, which can be representative of both end segments 116, for example.

Das hierin bereitgestellte Endsegment 116 weist einen Magnetpol 116i (z.B. Magnetnordpol oder Magnetsüdpol) auf, welcher sich verjüngt in eine Richtung von dem Mittelabschnitt weg. Der Mittelabschnitt wird hier und nachfolgend durch ein Mittelsegment 114 repräsentiert. Der Endmagnetpol 116i kann beispielsweise von einer oder mehr als einer Magnetfeldreihe bereitgestellt sein oder werden, wie später noch genauer beschrieben wird. Der Endmagnetpol 116i gehört anschaulich zu dem Innenpol des Magnetsystems 100.The end segment 116 provided herein has a magnetic pole 116i (e.g., magnetic north pole or magnetic south pole) which tapers in a direction away from the central portion. The middle section is represented here and below by a middle segment 114 . The final magnetic pole 116i may be provided by one or more than one magnetic field series, for example, as will be described in more detail later. The end magnet pole 116i clearly belongs to the inner pole of the magnet system 100.

Die verjüngte Form des Magnetpols 116i des Endsegments 116 (auch als Endmagnetpol 116i bezeichnet) erreicht eine Vergrößerung des Ausnutzungsgrads des Targets 302. Die verjüngte Form des Endmagnetpols 116i kann beispielsweise aufweisen, dass ein Volumen des Endmagnetpols 116i (bzw. dessen Magneten) pro Strecke in Richtung 101 von dem Mittelabschnitt weg abnimmt. Die verjüngte Form des Endmagnetpols 116i kann beispielsweise aufweisen, dass eine Ausdehnung 601 des Endmagnetpols 116i (bzw. dessen Magneten), welche quer zur der Richtung 101 ist, in Richtung 101 von dem Mittelabschnitt weg abnimmt. Die verjüngte Form des Endmagnetpols 116i kann beispielsweise aufweisen, dass ein Energieprodukt des Endmagnetpols 116i pro Strecke in Richtung 101 von dem Mittelabschnitt weg abnimmt.The tapered shape of the magnetic pole 116i of the end segment 116 (also referred to as the final magnetic pole 116i) increases the degree of utilization of the target 302. The tapered shape of the final magnetic pole 116i can have, for example, that a volume of the final magnetic pole 116i (or its magnets) per section in Direction 101 decreases away from the middle section. The tapered shape of the end magnet pole 116i can have, for example, that an extension 601 of the end magnet pole 116i (or its magnet), which is transverse to the direction 101, decreases in the direction 101 away from the middle section. For example, the tapered shape of the final magnetic pole 116i may include that an energy product of the final magnetic pole 116i decreases per distance in direction 101 away from the central portion.

Das Energieprodukt ist proportional zur Energiedichte, d.h. der Menge an Energie, die pro Volumeneinheit in dem Endmagnetpol 116i bzw. dessen Magneten gespeichert ist. Die gesamte Menge an magnetischer Energie (auch als magnetische Gesamtenergie bezeichnet) des Endmagnetpols 116i ist das Produkt aus Energiedichte und Volumen des Endmagnetpols 116i.The energy product is proportional to the energy density, that is, the amount of energy released per vol unit is stored in the final magnetic pole 116i or its magnet. The total amount of magnetic energy (also referred to as total magnetic energy) of final magnetic pole 116i is the product of the energy density and volume of final magnetic pole 116i.

Der Endmagnetpol 116i kann ein hartmagnetisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein, welches gemäß dem Innenpol 404i des Mittelsegments 114 auf den Magnetträger 202 zu oder von diesem weg magnetisiert ist. Die Magnetisierungsrichtung des Endmagnetpols 116i kann beispielsweise auf den Magnetträger 202 zu gerichtet sein, wenn der Endmagnetpol 116i in dem ersten Magnetisierungszustand ist. Die Magnetisierungsrichtung des Endmagnetpols 116i kann beispielsweise von dem Magnetträger 202 weg gerichtet sein, wenn der Endmagnetpol 116i in dem zweiten Magnetisierungszustand ist.The end magnetic pole 116i can comprise or be formed from a hard magnetic material which is magnetized towards or away from the magnet carrier 202 in accordance with the inner pole 404i of the middle segment 114 . For example, the direction of magnetization of the final magnet pole 116i may be directed toward the magnet carrier 202 when the final magnet pole 116i is in the first magnetization state. For example, the direction of magnetization of the final magnet pole 116i may be directed away from the magnet carrier 202 when the final magnet pole 116i is in the second magnetization state.

Das hierin bereitgestellte Endsegment 116 (z.B. dessen hartmagnetisches Material) weist beispielsweise eine magnetische Gesamtenergie auf, deren erster Anteil in dem ersten Magnetisierungszustand (auch als erster Gesamtenergieanteil bezeichnet) und deren zweiter Anteil in dem zweiten Magnetisierungszustand (auch als zweiter Gesamtenergieanteil bezeichnet) ist, oder ist daraus gebildet. Der Magnetisierungszustand des Endmagnetpols 116i ist der erste Magnetisierungszustand, wenn der erste Anteil größer ist als der zweite Anteil, und ist der zweite Magnetisierungszustand, wenn der zweite Anteil größer ist als der erste Anteil. Beispielsweise kann der Endmagnetpols 116i mehr als ungefähr 50% (z.B. als ungefähr 65% oder als ungefähr 85%) der magnetischen Gesamtenergie des Endsegments 116 aufweisen. Beispielsweise weist das Endsegment 116 mehr hartmagnetisches Volumen mit der Magnetisierungsrichtung des Endmagnetpols 116i auf als hartmagnetisches Volumen mit einer anderen Magnetisierungsrichtung.The end segment 116 provided herein (e.g. its hard magnetic material) has, for example, a total magnetic energy, the first part of which is in the first magnetization state (also referred to as the first total energy part) and the second part of which is in the second magnetization state (also referred to as the second total energy part), or is formed from it. The magnetization state of the final magnetic pole 116i is the first magnetization state when the first proportion is greater than the second proportion, and is the second magnetization state when the second proportion is greater than the first proportion. For example, end magnetic pole 116i may comprise greater than about 50% (e.g., greater than about 65% or greater than about 85%) of the total magnetic energy of end segment 116 . For example, the end segment 116 has more hard magnetic volume with the magnetization direction of the end magnet pole 116i than hard magnetic volume with a different magnetization direction.

Das Endsegment 116 kann eine relative Abweichung des ersten Gesamtenergieanteils (d.h. magnetische Gesamtenergie in dem ersten Magnetisierungszustand) und des zweiten Gesamtenergieanteils (d.h. magnetischen Gesamtenergie in dem zweiten Magnetisierungszustand) voneinander (auch als relative Magnetisierungsabweichung des Endsegments 116 bezeichnet) aufweisen, die beispielsweise größer sein kann als 50%, z.B. größer als 75%, z.B. ungefähr 100% sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die relative Magnetisierungsabweichung des Endsegments 116 größer sein als die relative Magnetisierungsabweichung des Mittelsegments 114.The end segment 116 can have a relative deviation of the first total energy fraction (ie total magnetic energy in the first magnetization state) and the second total energy fraction (ie total magnetic energy in the second magnetization state) from one another (also referred to as relative magnetization deviation of the end segment 116), which can be greater, for example than 50%, eg greater than 75%, eg about 100%. Alternatively or additionally, the relative magnetization deviation of the end segment 116 can be greater than the relative magnetization deviation of the middle segment 114.

Das Endsegment 116 weist ferner mehrere zusätzliche Magneten (auch als Außenmagneten bezeichnet) auf, z.B. ein oder mehr als ein Paar Außenmagnete. Das Endsegment 116 weist beispielsweise einen ersten Außenmagneten 602 und einen zweiten Außenmagneten 602 auf, welche ein erstes Paar Außenmagneten 602 (auch als erstes Magnetpaar bezeichnet) bilden. Der Endmagnetpol 116i kann zwischen den zwei Magneten 602 des ersten Magnetpaars angeordnet sein. Die zwei Magneten 602 des ersten Magnetpaars können zueinander entgegengesetzt magnetisiert sein, beispielsweise aufeinander zu (z.B. wenn der Endmagnetpol 116i von dem Träger 202 weg magnetisiert ist) oder voneinander weg (z.B. wenn der Endmagnetpol 116i zu dem Träger 202 hin magnetisiert ist). Jeder Magnet des ersten Magnetpaars 602 kann beispielsweise eine Magnetisierungsrichtung 602m zu dem Endmagnetpol 116i hin oder von diesem weg aufweisen. Der Endmagnetpol 116i kann beispielsweise eine Magnetisierungsrichtung aufweisen, welche zwischen den zwei Außenmagneten 602 des ersten Magnetpaars hindurch gerichtet ist, z.B. auf den Magnetträger 202 zu oder von diesem weg.The end segment 116 also includes a plurality of additional magnets (also referred to as outer magnets), e.g., one or more than one pair of outer magnets. The end segment 116 has, for example, a first outer magnet 602 and a second outer magnet 602, which form a first pair of outer magnets 602 (also referred to as the first magnet pair). The end magnet pole 116i may be located between the two magnets 602 of the first magnet pair. The two magnets 602 of the first magnet pair may be oppositely magnetized to each other, such as toward each other (e.g., when the final magnet pole 116i is magnetized away from the carrier 202) or away from each other (e.g., when the final magnet pole 116i is magnetized toward the carrier 202). Each magnet of the first magnet pair 602 can have a magnetization direction 602m towards or away from the end magnet pole 116i, for example. The final magnetic pole 116i can, for example, have a direction of magnetization which is directed between the two outer magnets 602 of the first magnet pair, e.g. towards or away from the magnet carrier 202.

Das hierin bereitgestellte Endsegment 116 (z.B. dessen hartmagnetisches Material) weist beispielsweise eine magnetische Gesamtenergie auf, deren dritter Anteil in dem Magnetisierungszustand (z.B. auf den Endmagnetpol 116i zu oder von diesem weg) der Außenmagneten ist. Der dritte Anteil ist kleiner als der Gesamtenergieanteil des Endmagnetpols 116i. In dem optionalen Fall, dass das Mittelstück ähnliche Außenmagneten (z.B. auf den Innenpol 404i zu oder von diesem weg magnetisiert) aufweist, so ist deren magnetische Gesamtenergie kleiner als die magnetische Gesamtenergie der Außenmagneten des Endsegments 116.For example, the end segment 116 provided herein (e.g., its hard magnetic material) has a total magnetic energy the third portion of which is in the magnetization state (e.g., toward or away from the end magnet pole 116i) of the outer magnets. The third fraction is smaller than the total energy fraction of the end magnetic pole 116i. In the optional case that the middle piece has similar outer magnets (e.g. magnetized towards or away from the inner pole 404i), their total magnetic energy is smaller than the total magnetic energy of the outer magnets of the end segment 116.

Der erste Außenmagnet 602 des ersten Magnetpaars kann eine Seite 602a (auch als erste Außenseite 602a bezeichnet) aufweisen, welche dem Endmagnetpol 116i abgewandt ist. Die erste Außenseite 602a kann teilweise magnetisch freiliegen. Beispielsweise können mehr als ungefähr 50% (75% oder 90%) der ersten Außenseite 602a magnetisch freiliegen. Der erste Außenmagnet 602 kann beispielsweise den Endmagnetpol 116i berühren. Der erste Außenmagnet 602 des ersten Magnetpaars kann optional eine zusätzliche Seite aufweisen, welche dem Mittelsegment 114 abgewandt ist und teilweise magnetisch freiliegt.The first outer magnet 602 of the first magnet pair may have a side 602a (also referred to as first outer side 602a) facing away from the end magnet pole 116i. The first outer face 602a may be partially magnetically exposed. For example, more than about 50% (75% or 90%) of the first exterior surface 602a may be magnetically exposed. For example, the first outer magnet 602 may touch the end magnet pole 116i. The first outer magnet 602 of the first magnet pair may optionally have an additional side facing away from the center segment 114 and partially magnetically exposed.

Der zweite Außenmagnet 602 des ersten Magnetpaars kann eine Seite 602a (auch als zweite Außenseite 602a bezeichnet) aufweisen, welche dem Endmagnetpol 116i abgewandt ist. Die zweite Außenseite 602a kann teilweise magnetisch freiliegen. Beispielsweise können mehr als ungefähr 50% (75% oder 90%) der zweiten Außenseite 602a magnetisch freiliegen. Der zweite Außenmagnet 602 kann beispielsweise den Endmagnetpol 116i berühren. Der zweite Außenmagnet 602 des ersten Magnetpaars kann optional eine zusätzliche Seite aufweisen, welche dem Mittelsegment 114 abgewandt ist und teilweise magnetisch freiliegt.The second outer magnet 602 of the first magnet pair may have a side 602a (also referred to as second outer side 602a) facing away from the end magnet pole 116i. The second exterior side 602a may be partially magnetically exposed. For example, more than about 50% (75% or 90%) of the second face surface 602a may be magnetically exposed. The second outer magnet 602 can touch the end magnet pole 116i, for example The second outer magnet 602 of the first magnet pair can optionally have an additional side that faces away from the middle segment 114 and is partially magnetically exposed.

Die magnetisch freiliegenden Außenseiten 602a erreichen, dass das von den Außenmagneten 602 bereitgestellte magnetische Nutzfeld homogenisiert und gleichzeitig eine v-förmige Verjüngung des Race-Tracks bereitstellt.The magnetically exposed outer sides 602a ensure that the useful magnetic field provided by the outer magnets 602 is homogenized and at the same time provides a v-shaped taper of the race track.

7 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 700 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht, mit Blick auf das zweite Endsegment 116, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann. 7 7 illustrates the magnet system 100 according to various embodiments 700 in a schematic plan view or cross-sectional view, looking at the second end segment 116, which can be representative of both end segments 116, for example.

Das Magnetsystem 100 weist einen Magnetpol 100i (auch als Systeminnenpol 100i bezeichnet) auf, der den einen oder mehr als einen Innenpol 404i des Mittelstücks (auch als Segmentinnenpol bezeichnet) und den Endmagnetpol 116i jedes Endsegments 116 aufweist. Mit anderen Worten kann der Systeminnenpol 100i zumindest das Segmentinnenpol 404i des oder jedes Mittelsegments 114 und zwei Endmagnetpole 116i aufweisen.The magnet system 100 has a magnetic pole 100i (also referred to as a system inner pole 100i) comprising the one or more inner poles 404i of the center piece (also referred to as a segment inner pole) and the end magnetic pole 116i of each end segment 116. In other words, the system inner pole 100i can have at least the segment inner pole 404i of the or each middle segment 114 and two end magnet poles 116i.

Der Systeminnenpol 100i kann eine Aneinanderreihungen mehrerer Magnete (auch als Magnetreihe bezeichnet) entlang der Längserstreckung 101 des Magnetsystems aufweisend oder daraus gebildet sein. Die zwei stirnseitigen Endabschnitte 116i des Systeminnenpols 100i bilden die Endmagnetpole 116i. Der Mittelabschnitt des Systeminnenpols 100i, der zwischen den zwei stirnseitigen Endabschnitten des Systeminnenpols 100i angeordnet ist, stellt den oder jeden Segmentinnenpol 404i bereit.The system inner pole 100i can have or be formed from a series of several magnets (also referred to as a row of magnets) along the longitudinal extent 101 of the magnet system. The two front end sections 116i of the system inner pole 100i form the final magnetic poles 116i. The middle section of the system inner pole 100i, which is arranged between the two front end sections of the system inner pole 100i, provides the or each segment inner pole 404i.

Das Mittelsegment 114 kann ferner einen ersten Außenpol 404a aufweisen, welcher in Richtung zu dem ersten Außenmagneten 602 hin (z.B. stirnseitig), zumindest teilweise magnetisch freiliegt. Das Mittelsegment 114 kann ferner einen zweiten Außenpol 404a aufweisen, welcher in Richtung zu dem ersten Außenmagneten 602 hin (z.B. stirnseitig), zumindest teilweise magnetisch freiliegt. Das Mittelsegment 114 kann ferner den Innenpol 404i aufweisen, welcher von dem Endmagnetpol 116i (körperlich und/oder magnetisch) fortgesetzt wird.The middle segment 114 can also have a first outer pole 404a which is at least partially magnetically exposed in the direction towards the first outer magnet 602 (e.g. on the front side). The middle segment 114 can also have a second outer pole 404a which is at least partially magnetically exposed in the direction towards the first outer magnet 602 (e.g. on the front side). The center segment 114 may further include the inner pole 404i, which is continued from the end magnet pole 116i (physical and/or magnetic).

8 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 800 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht, mit Blick auf das zweite Endsegment 116, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann. 8th 8 illustrates the magnet system 100 according to various embodiments 800 in a schematic plan view or cross-sectional view, looking at the second end segment 116, which can be representative of both end segments 116, for example.

Die mehreren Außenmagneten weisen beispielsweise einen dritten Außenmagneten 802 und einen vierten Außenmagneten 802 auf, welche ein zweites Paar Außenmagneten 802 (auch als zweites Magnetpaar 802 bezeichnet) bilden. Der Endmagnetpol 116i kann zwischen den zwei Magneten des zweiten Magnetpaars 802 angeordnet sein. Die zwei Außenmagneten 802 des zweiten Magnetpaars 802 können zueinander entgegengesetzt magnetisiert sein, beispielsweise aufeinander zu (z.B. wenn der Endmagnetpol 116i von dem Träger 202 weg magnetisiert ist) oder voneinander weg (z.B. wenn der Endmagnetpol 116i zu dem Träger 202 hin magnetisiert ist). Jeder Magnet des zweiten Magnetpaars 802 kann beispielsweise eine Magnetisierungsrichtung 802m zu dem Endmagnetpol 116i hin oder von diesem weg aufweisen.The plurality of outer magnets include, for example, a third outer magnet 802 and a fourth outer magnet 802 forming a second pair of outer magnets 802 (also referred to as second magnet pair 802). The end magnet pole 116i may be located between the two magnets of the second magnet pair 802 . The two outer magnets 802 of the second pair of magnets 802 can be magnetized opposite to each other, for example towards each other (e.g. when the final magnetic pole 116i is magnetized away from the carrier 202) or away from each other (e.g. when the final magnetic pole 116i is magnetized towards the carrier 202). Each magnet of the second magnet pair 802 can have a magnetization direction 802m towards or away from the end magnet pole 116i, for example.

Der Endmagnetpol 116i kann beispielsweise eine Magnetisierungsrichtung aufweisen, welche zwischen den zwei Außenmagnet des zweiten Magnetpaars 802 hindurch gerichtet ist, z.B. auf den Magnetträger 202 zu oder von diesem weg.The final magnet pole 116i can, for example, have a direction of magnetization which is directed between the two outer magnets of the second magnet pair 802, e.g. towards or away from the magnet carrier 202.

Der dritte Außenmagnet 802 kann auf derselben Seite des Endsegments 116 angeordnet sein, wie der erste Außenmagnet und/oder dieselbe Magnetisierungsrichtung wie dieser aufweisen. Der dritte Außenmagnet kann eine Seite 802a (auch als dritte Außenseite 802a bezeichnet) aufweisen, welche dem Endmagnetpol 116i abgewandt ist. Die dritte Außenseite 802a kann teilweise magnetisch freiliegen. Beispielsweise können mehr als ungefähr 50% (75% oder 90%) der dritten Außenseite 802a magnetisch freiliegen. Der dritte Außenmagnet 802 kann beispielsweise den Endmagnetpol 116i berühren. Der dritte Außenmagnet 802 des ersten Magnetpaars kann optional eine zusätzliche Seite, welche dem Mittelsegment 114 abgewandt ist und teilweise magnetisch freiliegt, und/oder eine noch zusätzliche Seite, welche dem Mittelsegment 114 zugewandt ist und teilweise magnetisch freiliegt, aufweisen.The third outer magnet 802 can be arranged on the same side of the end segment 116 as the first outer magnet and/or can have the same direction of magnetization as this. The third outer magnet may have a side 802a (also referred to as the third outer side 802a) facing away from the end magnet pole 116i. The third face 802a may be partially magnetically exposed. For example, more than about 50% (75% or 90%) of the third face 802a may be magnetically exposed. The third outer magnet 802 can touch the end magnet pole 116i, for example. The third outer magnet 802 of the first pair of magnets may optionally have an additional side facing away from the center segment 114 and partially magnetically exposed, and/or an even additional side facing the center segment 114 and partially magnetically exposed.

Der vierte Außenmagnet 802 kann auf derselben Seite des Endsegments 116 angeordnet sein, wie der zweite Außenmagnet und/oder dieselbe Magnetisierungsrichtung wie dieser aufweisen. Der vierte Außenmagnet 802 des zweiten Magnetpaars kann eine Seite 802a (auch als vierte Außenseite 802a bezeichnet) aufweisen, welche dem Endmagnetpol 116i abgewandt ist. Die vierte Außenseite 802a kann teilweise magnetisch freiliegen. Beispielsweise können mehr als ungefähr 50% (75% oder 90%) der vierten Außenseite 802a magnetisch freiliegen. Der vierte Außenmagnet kann beispielsweise den Endmagnetpol 116i berühren. Der vierte Außenmagnet 802 des ersten Magnetpaars kann optional eine zusätzliche Seite, welche dem Mittelsegment 114 abgewandt ist und teilweise magnetisch freiliegt, und/oder eine noch zusätzliche Seite, welche dem Mittelsegment 114 zugewandt ist und teilweise magnetisch freiliegt, aufweisen.The fourth outer magnet 802 can be arranged on the same side of the end segment 116 as the second outer magnet and/or can have the same direction of magnetization as this. The fourth outer magnet 802 of the second magnet pair may have a side 802a (also referred to as fourth outer side 802a) facing away from the end magnet pole 116i. The fourth face 802a may be partially magnetically exposed. For example, more than about 50% (75% or 90%) of the fourth face 802a may be magnetically exposed. For example, the fourth outer magnet may touch the end magnet pole 116i. The fourth outer magnet 802 of the first magnet pair can optionally have an additional side facing away from the middle segment 114 and being partially magnetically exposed, and/or an even additional side facing the Center segment 114 facing and partially magnetically exposed having.

Ist die Magnetisierungsrichtung des dritten Außenmagnets von dem Endmagnetpol 116i weggerichtet, kann die Magnetisierungsrichtung des ersten Außenmagnets von dem Endmagnetpol 116i weggerichtet sein. Ist die Magnetisierungsrichtung des dritten Außenmagnets zu dem Endmagnetpol 116i hingerichtet, kann die Magnetisierungsrichtung des ersten Außenmagnets von dem Endmagnetpol 116i hingerichtet sein.If the direction of magnetization of the third outer magnet is directed away from the end magnet pole 116i, the direction of magnetization of the first outer magnet can be directed away from the end magnet pole 116i. If the direction of magnetization of the third outer magnet is directed towards the end magnet pole 116i, the direction of magnetization of the first outer magnet can be directed from the end magnet pole 116i.

Ist die Magnetisierungsrichtung des vierten Außenmagnets von dem Endmagnetpol 116i weggerichtet, kann die Magnetisierungsrichtung des zweiten Außenmagnets von dem Endmagnetpol 116i weggerichtet sein. Ist die Magnetisierungsrichtung des vierten Außenmagnets zu dem Endmagnetpol 116i hingerichtet, kann die Magnetisierungsrichtung des zweiten Außenmagnets von dem Endmagnetpol 116i hingerichtet sein.If the magnetization direction of the fourth outer magnet is directed away from the end magnet pole 116i, the magnetization direction of the second outer magnet can be directed away from the end magnet pole 116i. If the direction of magnetization of the fourth outer magnet is directed towards the end magnet pole 116i, the direction of magnetization of the second outer magnet can be directed from the end magnet pole 116i.

Die magnetisch freiliegenden Außenseiten 802a erreichen, dass das von den Außenmagneten 602 bereitgestellte magnetische Nutzfeld homogenisiert und gleichzeitig eine v-förmige Verjüngung des Race-Tracks bereitstellt.The magnetically exposed outer sides 802a ensure that the useful magnetic field provided by the outer magnets 602 is homogenized and at the same time provides a v-shaped taper of the race track.

Die Außenmagneten des zweiten Magnetpaars 802 können beispielsweise von dem Mittelsegment 114 einen größeren Abstand aufweisen als die Außenmagneten des ersten Magnetpaars 602. Die Außenmagneten des zweiten Magnetpaars 802 können beispielsweise von den Außenmagneten des ersten Magnetpaars 602 räumlich separiert sein. Dies verbessert das Nutzfeld zusätzlich.The outer magnets of the second pair of magnets 802 can, for example, be at a greater distance from the middle segment 114 than the outer magnets of the first pair of magnets 602. The outer magnets of the second pair of magnets 802 can be spatially separated from the outer magnets of the first pair of magnets 602, for example. This further improves the usable field.

Die Außenmagneten des zweiten Magnetpaars 802 können beispielsweise einen kleineren Abstand voneinander aufweisen als die Außenmagneten des ersten Magnetpaars 602. Dies verjüngt das Nutzfeld zusätzlich, z.B. V-förmig.The outer magnets of the second pair of magnets 802 can, for example, have a smaller distance from one another than the outer magnets of the first pair of magnets 602. This additionally narrows the useful field, e.g. V-shaped.

9 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 900 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht, mit Blick auf das zweite Endsegment 116, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann. 9 9 illustrates the magnet system 100 according to various embodiments 900 in a schematic plan view or cross-sectional view, looking at the second end segment 116, which may be representative of both end segments 116, for example.

Die mehreren Außenmagneten weisen beispielsweise einen fünften Außenmagneten 902 (auch als Abschlussmagnet 902 bezeichnet) auf. Der Endmagnetpol 116i kann zwischen dem Abschlussmagnet 902 und dem Mittelsegment 114 angeordnet sein. Der Abschlussmagnet 902 kann auf den Endmagnetpol 116i zu (z.B. wenn der Endmagnetpol 116i von dem Träger 202 weg magnetisiert ist) oder von diesem weg (z.B. wenn der Endmagnetpol 116i zu dem Träger 202 hin magnetisiert ist) magnetisiert sein. Der Abschlussmagnet 902 kann beispielsweise eine Magnetisierungsrichtung 902m zu dem Endmagnetpol 116i hin oder von diesem weg aufweisen.The multiple outer magnets include, for example, a fifth outer magnet 902 (also referred to as a closure magnet 902). End magnet pole 116i may be located between end magnet 902 and center segment 114 . The closure magnet 902 may be magnetized toward the end magnet pole 116i (e.g., when the end magnet pole 116i is magnetized away from the carrier 202) or away from it (e.g., when the end magnet pole 116i is magnetized toward the carrier 202). The closing magnet 902 can, for example, have a magnetization direction 902m towards or away from the end magnet pole 116i.

Der Endmagnetpol 116i kann beispielsweise eine Magnetisierungsrichtung aufweisen, welche zwischen dem Abschlussmagnet 902 und dem Mittelsegment 114 hindurch gerichtet ist, z.B. auf den Magnetträger 202 zu oder von diesem weg.The end magnet pole 116i can, for example, have a direction of magnetization which is directed between the end magnet 902 and the middle segment 114, e.g. towards or away from the magnet carrier 202.

Der Abschlussmagnet 902 kann eine Seite 902a (auch als Stirnseite 902a bezeichnet) aufweisen, welche dem Endmagnetpol 116i abgewandt ist. Die Stirnseite 902a kann teilweise magnetisch freiliegen. Beispielsweise können mehr als ungefähr 50% (75% oder 90%) der Stirnseite 902a magnetisch freiliegen. Der Abschlussmagnet 902 kann beispielsweise den Endmagnetpol 116i berühren. Der Abschlussmagnet 902 kann optional zwei einander gegenüberliegende Seiten aufweisen, welche jede zumindest teilweise magnetisch freiliegen.The end magnet 902 may have a side 902a (also referred to as face 902a) that faces away from the end magnet pole 116i. Face 902a may be partially magnetically exposed. For example, more than about 50% (75% or 90%) of face 902a may be magnetically exposed. For example, the end magnet 902 may touch the end magnet pole 116i. The closure magnet 902 may optionally have two opposing sides, each at least partially magnetically exposed.

Ist die Magnetisierungsrichtung des dritten Außenmagnets und/oder des ersten Außenmagnets von dem Endmagnetpol 116i weggerichtet, kann die Magnetisierungsrichtung des Abschlussmagnets 902 von dem Endmagnetpol 116i weggerichtet sein. Ist die Magnetisierungsrichtung des dritten Außenmagnets und/oder des ersten Außenmagnets zu dem Endmagnetpol 116i hingerichtet, kann die Magnetisierungsrichtung des Abschlussmagnets 902 von dem Endmagnetpol 116i hingerichtet sein.If the magnetization direction of the third outer magnet and/or the first outer magnet is directed away from the end magnet pole 116i, the magnetization direction of the closing magnet 902 can be directed away from the end magnet pole 116i. If the direction of magnetization of the third outer magnet and/or the first outer magnet is directed towards the end magnet pole 116i, the direction of magnetization of the closing magnet 902 can be directed from the end magnet pole 116i.

Die magnetisch freiliegende Stirnseite 902a erreicht, dass das von dem Endmagnetpol 116i bereitgestellte magnetische Nutzfeld homogenisiert und gleichzeitig eine v-förmige Verjüngung des Race-Tracks bereitstellt.The magnetically exposed end face 902a ensures that the useful magnetic field provided by the end magnet pole 116i is homogenized and at the same time provides a v-shaped taper of the race track.

Der Abschlussmagnet 902 kann beispielsweise von dem Mittelsegment 114 einen größeren Abstand aufweisen als die Außenmagneten des ersten Magnetpaars 602 und/oder des zweiten Magnetpaars 802. Der Abschlussmagnet 902 kann beispielsweise von den Außenmagneten des ersten Magnetpaars 602 und/oder des zweiten Magnetpaars 802 räumlich separiert sein. Dies verbessert das Nutzfeld zusätzlich.The closing magnet 902 can, for example, be at a greater distance from the middle segment 114 than the outer magnets of the first magnet pair 602 and/or the second magnet pair 802. The closing magnet 902 can, for example, be spatially separated from the outer magnets of the first magnet pair 602 and/or the second magnet pair 802 . This further improves the usable field.

Die Außenmagneten des zweiten Magnetpaars 802 können beispielsweise einen kleineren Abstand voneinander aufweisen als die Außenmagneten des ersten Magnetpaars 602. Dies homogenisiert das Nutzfeld zusätzlich.The outer magnets of the second pair of magnets 802 can, for example, have a smaller distance from one another than the outer magnets of the first pair of magnets 602. This additionally homogenizes the useful field.

Alternativ oder zusätzlich kann der Endmagnetpol 116i zumindest abschnittsweise zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten Außenmagneten magnetisch freiliegen. Dies homogenisiert das Nutzfeld zusätzlich.Alternatively or additionally, the final magnetic pole 116i can be placed at least in sections between two outer magnets directly adjacent to one another nets magnetically exposed. This also homogenizes the usable field.

10 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1000 in einer schematischen Perspektivansicht, mit Blick auf das zweite Endsegment 116, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann. 10 10 illustrates the magnet system 100 according to various embodiments 1000 in a schematic perspective view, looking at the second end segment 116, which can be representative of both end segments 116, for example.

Die Oberfläche jedes Außenmagneten, welche von dem Magnetträger 202 abgewandt ist, kann einen Abstand 602h (in Richtung 105) von dem Magnetträger 202 aufweisen (anschaulich auch als Höhe 602h bezeichnet). Die Oberfläche des Endmagnetpols 116i, welche von dem Magnetträger 202 abgewandt ist, kann einen Abstand 604h (in Richtung 105) von dem Magnetträger 202 aufweisen (anschaulich auch als Polhöhe 604h bezeichnet).The surface of each external magnet that faces away from the magnet carrier 202 can have a distance 602h (in direction 105) from the magnet carrier 202 (also referred to as height 602h). The surface of the final magnet pole 116i, which faces away from the magnet carrier 202, can have a distance 604h (in direction 105) from the magnet carrier 202 (also referred to as pole height 604h).

Die Höhe 602h des ersten Magnetpaars 602 kann beispielsweise kleiner sein als die Polhöhe 604h und/oder die Höhe 602h des zweiten Magnetpaars 802. Die Höhe 602h des ersten Magnetpaars 602 kann beispielsweise kleiner sein als die Höhe 602h des Abschlussmagneten 902.The height 602h of the first pair of magnets 602 can, for example, be smaller than the pole height 604h and/or the height 602h of the second pair of magnets 802. The height 602h of the first pair of magnets 602 can be smaller than the height 602h of the closing magnet 902, for example.

11 veranschaulicht das zweite Endsegment 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1100 in einer schematischen Perspektivansicht, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann, in einer exemplarischen Implementierung der räumlichen Lage (Position und/oder Ausrichtung) von Magneten zum Bereitstellen des Endsegments 116. Die Pfeile geben die Magnetisierungsrichtung an. 11 11 illustrates the second end segment 116 according to various embodiments 1100 in a schematic perspective view, which may be representative of both end segments 116, for example, in an exemplary implementation of the spatial location (position and/or orientation) of magnets for providing the end segment 116. The arrows indicate the direction of magnetization.

In herkömmlichen Magnetsystemen wird das Feld durch die Verwendung von Außenpolen entsprechend erzwungen. Durch gezielt angeordnete Außenmagnete 602, 802, 902 wird durch zusätzliche Magnetflussdichte und durch Verdrängungseffekte eine bestimmte Stärke und Form des Magnetfeldverlaufs erzwungen und ein Anschluss an das Mittelstück des Magnetsystems gewährleistet. Bei den Endsegmenten 116 des Magnetsystems 100 kann beispielsweise auf Außenpole verzichtet und der Magnetfeldverlauf der Innenpole 404i durch die nach innen in Richtung des Endmagnetpols 116i magnetisierte Außenmagnete 602, 802, 902 verbreitert und verstärkt werden. Am Ende der zusätzlichen Außenmagnete 602, 802, 902 schwächt sich das Magnetfeld ab und geht in eine V-Form über. Die Spitze der V-Form wird mittels eines nach oben magnetisierten schmalen Magneten 1102 des Endmagnetpols 116i erreicht. Dessen Magnetfeld wird durch Verwendung weiterer nach innen magnetisierter Außenmagnete 802 verstärkt und durch Verdrängungseffekte in eine V-Form fokussiert.In conventional magnet systems, the field is correspondingly forced through the use of outer poles. A specific strength and shape of the magnetic field profile is enforced by the additional magnetic flux density and by displacement effects through the purposefully arranged external magnets 602, 802, 902 and a connection to the center piece of the magnet system is ensured. In the case of the end segments 116 of the magnet system 100, for example, external poles can be dispensed with and the magnetic field course of the internal poles 404i can be broadened and strengthened by the external magnets 602, 802, 902 magnetized inwards in the direction of the end magnet pole 116i. At the end of the additional outer magnets 602, 802, 902, the magnetic field weakens and changes into a V-shape. The apex of the V-shape is achieved by means of an upwardly magnetized narrow magnet 1102 of end magnet pole 116i. Its magnetic field is intensified by using further inwardly magnetized outer magnets 802 and focused into a V-shape by displacement effects.

Durch die Verengung des Magnetfeldbereichs im Umkehrbereich wird die Targetausnutzung verbessert, der Wegfall des Streufelds wirkt dem Grundrohr-Sputtern entgegen. Die Feldverteilung kann somit zur Erhöhung der Nutzlänge des Targets beitragen. Ein Überhang des Endsegments 116 (auch als Endstück bezeichnet) über den Rand des Targets ist damit nicht mehr unbedingt nötig. Die Bauform des Endsegments 116 vereinfacht sich erheblich. Statt kompliziert geformter Rückschlussplatten mit verschiedenen Neigungswinkeln für die Magnete des Außenpols kann eine kompakte Rückschlussplatte 202 mit einfacher planarer Oberfläche verwendet werden.Target utilization is improved by narrowing the magnetic field area in the reversal area, and the elimination of the stray field counteracts base tube sputtering. The field distribution can thus contribute to increasing the effective length of the target. An overhang of the end segment 116 (also referred to as an end piece) over the edge of the target is therefore no longer absolutely necessary. The design of the end segment 116 is simplified considerably. Instead of complicatedly shaped backplates with different inclination angles for the outer pole magnets, a compact backplate 202 with a simple planar surface can be used.

12A veranschaulicht das zweite Endsegment 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1200 in einer schematischen Draufsicht, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann, in einer exemplarischen Implementierung der räumlichen Lage (Position und/oder Ausrichtung) von Magneten zum Bereitstellen des Endsegments 116; und 12B das zweite Endsegment 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1200 in einer schematischen Seitenansicht. Die Pfeile geben die Magnetisierungsrichtung an. 12A 12 illustrates the second end segment 116 according to various embodiments 1200 in a schematic plan view, which may be representative of both end segments 116, for example, in an exemplary implementation of the spatial location (position and/or orientation) of magnets for providing the end segment 116; and 12B the second end segment 116 according to various embodiments 1200 in a schematic side view. The arrows indicate the direction of magnetization.

13 veranschaulicht das zweite Endsegment 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1300 in einer schematischen Draufsicht, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann, in einer exemplarischen Implementierung der räumlichen Lage (Position und/oder Ausrichtung) von Magneten zum Bereitstellen des Endsegments 116. 13 13 illustrates the second end segment 116 according to various embodiments 1300 in a schematic plan view, which may be representative of both end segments 116, for example, in an exemplary implementation of the spatial location (position and/or orientation) of magnets for providing the end segment 116.

14 veranschaulicht den Magnetträger 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1400 in einer schematischen Perspektivansicht, welcher eine oder mehr als eine Vertiefung 202a aufweisen kann zum Aufnehmen der Magnete des Endmagnetpols 116i und/oder der Außenmagnete des Endsegments 116. 14 14 illustrates the magnet carrier 202 according to various embodiments 1400 in a schematic perspective view, which may have one or more than one recess 202a for receiving the magnets of the end magnet pole 116i and/or the outer magnets of the end segment 116.

15 veranschaulicht die Magnetronanordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1500 in einer schematischen Querschnittsansicht (mit Blick entlang der Längserstreckung 101 und geschnitten durch ein Endsegment), in welcher die Richtung der magnetischen Flusslinien (auch als Flussrichtung bezeichnet) dargestellt ist. Wie zu sehen ist, bildet das Magnetfeld über Endsegment 116 zwei Schleifen, welche abflachen und die Plasmabildungskanalabschnitte miteinander verbinden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die Endsegmente derart eingerichtet, dass die magnetische Verbindung der Plasmabildungskanalabschnitte zu einem in sich geschlossenen Plasmabildungskanal anschaulich wenig Platz bedarf, kostengünstig ist und den möglichen Ausnutzungsgrad des Targets 302 erhöht. Nachfolgend wird dieselbe Datenlage bezüglich der Referenzfläche dargestellt. 15 1500 illustrates the magnetron assembly 300 according to various embodiments 1500 in a schematic cross-sectional view (viewed along the elongation 101 and cut through an end segment) in which the direction of the magnetic flux lines (also referred to as flux direction) is shown. As can be seen, the magnetic field forms two loops across end segment 116 which flatten out and interconnect the plasma formation channel sections. According to various embodiments, the end segments are set up in such a way that the magnetic connection of the plasma formation channel sections to form a self-contained plasma formation channel clearly requires little space, is inexpensive and the possible degree of utilization of the Targets 302 increased. The same data situation is shown below with regard to the reference area.

16 veranschaulicht die räumliche Verteilung des Magnetfelds 120 am zweiten Endsegment 116 in verschiedenen Diagrammen. Diagramm 1600b ist ein Vergleichsbeispiel und Diagramm 1600a zeigt die räumliche Verteilung des Magnetfelds 120 am zweiten Endsegment 116 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, welches beispielsweise repräsentativ für beide Endsegmente 116 sein kann. 16 illustrates the spatial distribution of the magnetic field 120 at the second end segment 116 in various diagrams. Diagram 1600b is a comparative example and diagram 1600a shows the spatial distribution of the magnetic field 120 at the second end segment 116 according to various embodiments, which may be representative of both end segments 116, for example.

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.Various examples are described below, which relate to those described above and shown in the figures.

Beispiel 1 ist ein Magnetsystem, z.B. für ein Magnetron (dann auch als Magnetron-Magnetsystem bezeichnet), das Magnetsystem aufweisend: einen längserstreckten Träger; zwei stirnseitige Endsegmente und zwischen diesen zumindest ein (d.h. ein oder mehr als ein) mehrpoliges Mittelsegment, welche mittels des Trägers gehalten sind; wobei eines oder mehr als eines der zwei stirnseitigen Endsegmente: einen Magnetpol (z.B. den Endmagnetpol bereitstellend) aufweist, welcher sich in Richtung von dem Mittelabschnitt weg verjüngt; ein Paar Magneten aufweist, zwischen denen der Magnetpol angeordnet ist und welche aufeinander zu oder voneinander weg magnetisiert sind; wobei das Paar Magneten beispielsweise zwei Seiten aufweist, welche von dem Magnetpol abgewandt sind, wobei jede Seite der zwei Seiten zumindest teilweise (z.B. magnetisch und/oder körperlich) freiliegt.Example 1 is a magnet system, e.g. for a magnetron (then also referred to as a magnetron magnet system), the magnet system comprising: an elongated carrier; two frontal end segments and between these at least one (i.e. one or more than one) multi-pole middle segment, which are held by means of the carrier; wherein one or more than one of the two end segments: has a magnetic pole (e.g., providing the end magnetic pole) that tapers in a direction away from the central portion; a pair of magnets between which the magnetic pole is interposed and which are magnetized toward or away from each other; for example, the pair of magnets having two sides facing away from the magnetic pole, each side of the two sides being at least partially (e.g., magnetically and/or physically) exposed.

Beispiel 2 ist ein Magnetsystem (z.B. gemäß Beispiel 1), z.B. für ein Magnetron (dann auch als Magnetron-Magnetsystem bezeichnet), das Magnetsystem aufweisend: zwei längserstreckte Außenpole, von denen jeder Außenpol eine Aneinanderreihung mehrerer Magnete gleicher Magnetisierungsrichtung aufweist; einen längserstreckten Innenpol (z.B. der Systeminnenpol), welcher eine Aneinanderreihung mehrerer Magnete gleicher Magnetisierungsrichtung aufweist; wobei der Innenpol eine größere Ausdehnung aufweist als die zwei Außenpole, so dass zumindest ein (d.h. ein oder mehr als ein) stirnseitiger Endabschnitt des Innenpols (z.B. jeweils einen Endmagnetpol bereitstellend) bezüglich der zwei Außenpole hervorsteht, wobei sich der oder jeder Endabschnitt in Richtung von den zwei längserstreckten Außenpolen weg verjüngt; ein Paar Magneten, zwischen denen der Endabschnitt angeordnet ist und welche aufeinander zu oder voneinander weg magnetisiert sind; wobei das Paar Magneten beispielsweise zwei Seiten aufweist, welche von dem Endabschnitt abgewandt sind, wobei jede Seite der zwei Seiten zumindest teilweise (z.B. magnetisch und/oder körperlich) freiliegt.Example 2 is a magnet system (e.g. according to example 1), e.g. for a magnetron (then also referred to as a magnetron magnet system), the magnet system having: two elongated external poles, each external pole having a row of several magnets in the same direction of magnetization; an elongated inner pole (e.g. the system inner pole), which has a row of several magnets in the same direction of magnetization; wherein the inner pole has a greater extent than the two outer poles, so that at least one (i.e. one or more than one) front end section of the inner pole (e.g. each providing a terminal magnetic pole) protrudes with respect to the two outer poles, the or each end section extending in the direction of tapered away from the two elongated outer poles; a pair of magnets sandwiching the end portion and magnetized toward or away from each other; for example, the pair of magnets having two sides facing away from the end portion, each side of the two sides being at least partially (e.g., magnetically and/or physically) exposed.

Beispiel 3 ist ein Magnetsystem (z.B. gemäß Beispiel 1 oder 2), z.B. für ein Magnetron (dann auch als Magnetron-Magnetsystem bezeichnet), das Magnetsystem aufweisend: einen Träger; eine Aneinanderreihung mehrerer Magnete (z.B. einen Systeminnenpol bereitstellend) entlang einer ersten Richtung (beispielsweise die Richtung der Längserstreckung des Magnetsystems), welche entlang einer zweiten Richtung zu dem Träger hin oder von dem Träger weg magnetisiert ist (z.B. jeder ihrer Magnete in dieselbe Richtung) und von dem Träger getragen wird; wobei die Aneinanderreihungen zwei stirnseitige Endabschnitte (z.B. jeweils einen Endmagnetpol bereitstellend) und zwischen diesen einen Mittelabschnitt (z.B. ein oder mehr als ein Mittelsegment aufweisend) aufweist; mehrere Magneten, die auf die Aneinanderreihung mehrerer Magnete zu oder von dieser weg magnetisiert sind, und von denen alle Magneten näher an einem der zwei stirnseitigen Endabschnitte als an dem Mittelabschnitt angeordnet sind; und/oder mehr Magneten näher an einem der zwei stirnseitigen Endabschnitte angeordnet sind als Magneten näher an dem Mittelabschnitt angeordnet sind.Example 3 is a magnet system (e.g. according to example 1 or 2), e.g. for a magnetron (then also referred to as magnetron magnet system), the magnet system comprising: a carrier; a series of several magnets (e.g. providing a system inner pole) along a first direction (e.g. the direction of the longitudinal extent of the magnet system), which is magnetized along a second direction towards or away from the carrier (e.g. each of its magnets in the same direction) and worn by the wearer; the arrays having two end portions (e.g. each providing a terminal magnetic pole) and between them a middle portion (e.g. comprising one or more middle segments); a plurality of magnets magnetized toward or away from the array of plural magnets, and all magnets of which are arranged closer to one of the two front end portions than to the central portion; and/or more magnets are arranged closer to one of the two end sections than magnets are arranged closer to the middle section.

Beispiel 4 ist ein Magnetsystem (z.B. gemäß Beispiel 1 oder 3), z.B. für ein Magnetron (dann auch als Magnetron-Magnetsystem bezeichnet), das Magnetsystem aufweisend: zwei längserstreckte Außenpole, von denen jeder Außenpol eine Aneinanderreihung mehrerer Magnete gleicher Magnetisierungsrichtung aufweist; einen längserstreckten Innenpol (z.B. der Systeminnenpol), welcher eine Aneinanderreihung mehrerer Magnete gleicher Magnetisierungsrichtung aufweist; wobei der Innenpol eine größere Ausdehnung aufweist als die zwei Außenpole, so dass zumindest ein (d.h. ein oder mehr als ein) stirnseitiger Endabschnitt des Innenpols (z.B. jeweils einen Endmagnetpol bereitstellend) bezüglich der zwei Außenpole hervorsteht, wobei sich der oder jeder Endabschnitt in Richtung von den zwei längserstreckten Außenpolen weg verjüngt; mehrere Magneten, die auf den Endabschnitt zu oder von dieser weg magnetisiert sind, und von denen alle Magneten näher an dem Endabschnitt als an einem der Außenpole angeordnet sind; und/oder mehr Magneten näher an dem Endabschnitt angeordnet ist als Magneten näher an einem der Außenpole angeordnet sind.Example 4 is a magnet system (e.g. according to example 1 or 3), e.g. for a magnetron (then also referred to as a magnetron magnet system), the magnet system having: two elongated outer poles, of which each outer pole has a row of several magnets in the same direction of magnetization; an elongated inner pole (e.g. the system inner pole), which has a row of several magnets in the same direction of magnetization; wherein the inner pole has a greater extent than the two outer poles, so that at least one (i.e. one or more than one) front end section of the inner pole (e.g. each providing a terminal magnetic pole) protrudes with respect to the two outer poles, the or each end section extending in the direction of tapered away from the two elongated outer poles; a plurality of magnets magnetized toward or away from the end portion, all magnets of which are located closer to the end portion than to one of the outer poles; and/or more magnets are located closer to the end portion than magnets are located closer to one of the outer poles.

Beispiel 5 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei das oder jedes Mittelsegment zwei magnetische Außenpole und zwischen diesen einen Innenpol aufweist.Example 5 is the magnet system according to any of Examples 1 to 4, wherein the or each central segment has two magnetic outer poles and an inner pole between them.

Beispiel 6 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 5, wobei der Magnetpol den Innenpol (z.B. in seiner Magnetisierungsrichtung und/oder körperlichen Erstreckung) fortsetzt und/oder bezüglich der zwei Außenpole hervorsteht.Example 6 is the magnet system according to example 5, where the magnetic pole has the inner pole (e.g. in its direction of magnetization and/or physical extent) and/or protrudes with respect to the two external poles.

Beispiel 7 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei das eine oder mehr als eine der zwei stirnseitigen Endsegmente (z.B. nur dessen hartmagnetisches Material oder optional zusätzlich dessen weichmagnetisches Material) eine magnetische Gesamtenergie aufweist, welche von einem ersten Gesamtenergieanteil und einem zweiten Gesamtenergieanteil gebildet ist, wobei der erste Gesamtenergieanteil mittels des Magnetpols (z.B. nur dessen hartmagnetisches Material oder optional zusätzlich dessen weichmagnetisches Material) bereitgestellt ist und größer ist als der zweite Gesamtenergieanteil, wobei der erste Gesamtenergieanteil beispielsweise mehr als das Doppelte des zweiten Gesamtenergieanteils aufweist, wobei der erste Gesamtenergieanteil beispielsweise mehr als das Fünffache des zweiten Gesamtenergieanteils aufweist. Der zweite Gesamtenergieanteil kann beispielsweise von allen magnetischen Komponenten des Endsegments bereitgestellt werden, deren Magnetisierungsrichtung verschieden ist von der Magnetisierungsrichtung des Magnetpols.Example 7 is the magnet system according to one of Examples 1 to 6, wherein one or more than one of the two front end segments (e.g. only its hard magnetic material or optionally also its soft magnetic material) has a total magnetic energy which consists of a first total energy component and a second Total energy component is formed, the first total energy component being provided by means of the magnetic pole (e.g. only its hard-magnetic material or optionally also its soft-magnetic material) and being greater than the second total energy component, the first total energy component having, for example, more than twice the second total energy component, the first total energy component has, for example, more than five times the second total energy component. The second total energy component can be provided, for example, by all magnetic components of the end segment whose direction of magnetization differs from the direction of magnetization of the magnetic pole.

Beispiel 8 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei einer der zwei magnetischen Außenpole des Mittelsegments eine erste Magnetisierungsrichtung aufweist und der andere der zwei magnetischen Außenpole des Mittelsegments eine zweite Magnetisierungsrichtung aufweist, wobei die erste Magnetisierungsrichtung und die zweite Magnetisierungsrichtung in einem Winkel zueinander sind (z.B. größer als 10° und/oder kleiner als 170°).Example 8 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 7, wherein one of the two outer magnetic poles of the center segment has a first direction of magnetization and the other of the two outer magnetic poles of the center segment has a second direction of magnetization, the first direction of magnetization and the second direction of magnetization being at an angle to each other (e.g. greater than 10° and/or less than 170°).

Beispiel 9 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, wobei einer der zwei magnetischen Außenpole des Mittelsegments eine erste Magnetisierungsrichtung aufweist und der Innenpol des Mittelsegments eine dritte Magnetisierungsrichtung aufweist, wobei die erste Magnetisierungsrichtung und die dritte Magnetisierungsrichtung in einem Winkel zueinander sind (z.B. größer als 5° und/oder kleiner als 85°).Example 9 is the magnet system according to any of Examples 1 to 8, wherein one of the two magnetic outer poles of the middle segment has a first direction of magnetization and the inner pole of the middle segment has a third direction of magnetization, wherein the first direction of magnetization and the third direction of magnetization are at an angle to each other (e.g greater than 5° and/or less than 85°).

Beispiel 10 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei das eine oder mehr als eine der zwei stirnseitigen Endsegmente: ein zusätzliches Paar Magneten aufweist, zwischen denen der Magnetpol angeordnet ist und welche aufeinander zu oder voneinander weg magnetisiert sind; wobei das Paar Magneten einen ersten Abstand voneinander aufweist und das zusätzliche Paar Magneten einen zweiten Abstand voneinander aufweist, welcher sich von dem ersten Abstand unterscheidet.Example 10 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 9, wherein the one or more of the two end segments: comprises an additional pair of magnets between which the magnetic pole is arranged and which are magnetized towards or away from each other; wherein the pair of magnets are spaced a first distance apart and the additional pair of magnets are spaced a second distance apart that is different than the first distance.

Beispiel 11 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei das Paar Magneten und/oder das zusätzliche Paar Magneten den Magnetpol berührt.Example 11 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 10, wherein the pair of magnets and/or the additional pair of magnets contact the magnetic pole.

Beispiel 12 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 11, wobei das zusätzliche Paar Magneten: einen größeren Abstand von dem Mittelabschnitt aufweist als das Paar Magneten; einen Abstand von dem Paar Magneten aufweist; und/oder zwei zusätzliche Seiten aufweist, welche von dem Magnetpol abgewandt sind und jede zumindest teilweise (z.B. magnetisch und/oder körperlich) freiliegen.Example 12 is the magnet system according to Example 11, wherein the additional pair of magnets: are spaced farther from the central portion than the pair of magnets; spaced apart from the pair of magnets; and/or has two additional sides facing away from the magnetic pole and each at least partially (e.g. magnetically and/or physically) exposed.

Beispiel 13 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei das eine oder mehr als eine der zwei stirnseitigen Endsegmente: zumindest einen Magneten (z.B. den Abschlussmagneten) aufweist, welcher zu dem Magnetpol hin oder von diesem weg magnetisiert ist; wobei der Magnetpol zwischen dem zumindest einen Magneten und dem Mittelabschnitt angeordnet ist.Example 13 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 12, wherein the one or more of the two end segments: has at least one magnet (e.g., the termination magnet) magnetized toward or away from the magnetic pole; wherein the magnetic pole is arranged between the at least one magnet and the middle section.

Beispiel 14 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 13, wobei der zumindest eine Magnet: einen größeren Abstand von dem Mittelabschnitt aufweist als das Paar Magneten; und/oder eine Seite aufweist, welche von dem Magnetpol abgewandt ist und zumindest teilweise (z.B. magnetisch und/oder körperlich) freiliegt.Example 14 is the magnet system according to Example 13, wherein the at least one magnet: is spaced a greater distance from the central portion than the pair of magnets; and/or has a side that faces away from the magnetic pole and is at least partially (e.g., magnetically and/or physically) exposed.

Beispiel 15 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, wobei eine Oberfläche des Paars Magneten und/oder des zusätzlichen Paars Magneten, welche von dem Träger abgewandt ist, von dem Träger einen größeren Abstand aufweist als eine Oberfläche des Magnetpols, welche von dem Träger abgewandt ist.Example 15 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 14, wherein a surface of the pair of magnets and/or the additional pair of magnets, which faces away from the carrier, has a greater distance from the carrier than a surface of the magnetic pole, which is from the carrier is turned away.

Beispiel 16 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei das oder jedes Mittelsegment und die zwei Endsegmente zusammen einen Plasmabildungskanal bereitstellen, welcher entlang eines in sich geschlossenen Pfads erstreckt ist.Example 16 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 15, wherein the or each middle segment and the two end segments together provide a plasma generation channel which extends along a closed path.

Beispiel 17 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, wobei der Magnetpol einen oder mehr als einen Magneten aufweist.Example 17 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 16, wherein the magnetic pole has one or more than one magnet.

Beispiel 18 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, wobei der Magnetpol zumindest zwei Magneten unterschiedlicher Größe aufweist.Example 18 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 17, wherein the magnetic pole has at least two magnets of different sizes.

Beispiel 19 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei der Magnetpol zu dem Träger hin oder von dem Träger weg magnetisiert ist.Example 19 is the magnet system according to any one of Examples 1 to 18, wherein the magnetic pole is magnetized toward or away from the support.

Beispiel 20 ist ein Magnetron, aufweisend: das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 19; eine Haltevorrichtung (z.B. einen oder mehr als einen Endblock aufweisend), welche eingerichtet ist, ein zu zerstäubendes Material über dem Magnetsystem zu halten, wobei das zu zerstäubende Material optional rohrförmig ist.Example 20 is a magnetron comprising: the magnet system according to any one of Examples 1 to 19; a fixture (eg, comprising one or more endblocks) configured to hold a material to be atomized over the magnet system, where the material to be atomized is optionally tubular.

Beispiel 21 ist das Magnetron gemäß Beispiel 20, wobei die Haltevorrichtung eine Lagervorrichtung (z.B. ein oder mehr als ein Drehlager aufweisend) aufweist, welches eingerichtet ist, das Material, welches rohrförmig ist, drehbar zu lagern derart, dass das Material das Magnetsystem umgibt.Example 21 is the magnetron according to example 20, wherein the holding device comprises a bearing device (e.g. having one or more than one pivot bearing) which is configured to rotatably support the material, which is tubular, such that the material surrounds the magnet system.

Beispiel 22 ist eine Vakuumanordnung, aufweisend: eine Vakuumkammer und das Magnetron gemäß Beispiel 20 oder 21, dessen Magnetsystem in der Vakuumkammer angeordnet ist und/oder mittels der Lageranordnung ortsfest (z.B. gegenüber einem geostationärem Koordinatensystem) gehalten wird (z.B. wenn sich das Material, welches rohrförmig ist, gedreht wird).Example 22 is a vacuum arrangement comprising: a vacuum chamber and the magnetron according to example 20 or 21, the magnet system of which is arranged in the vacuum chamber and/or is held stationary (e.g. in relation to a geostationary coordinate system) by means of the bearing arrangement (e.g. when the material which is tubular, is rotated).

Beispiel 23 ist die Vakuumanordnung gemäß Beispiel 22, ferner aufweisend: eine Transportvorrichtung, welche eingerichtet ist, ein Substrat zu dem Magnetsystem hin, von dem Magnetsystem weg und/oder an dem Magnetsystem vorbei zu transportieren; und/oder welche eingerichtet das Substrat in der Vakuumkammer zu transportieren.Example 23 is the vacuum assembly according to Example 22, further comprising: a transport device configured to transport a substrate toward, away from, and/or past the magnet system; and/or which are set up to transport the substrate in the vacuum chamber.

Claims

Magnetron magnet system (100) comprising: • an elongate beam (102, 202); • two front end segments (116) and between them a multi-pole middle segment (114), which are held by means of the carrier (102, 202); wherein one or more than one of the two end segments (116): • has a magnetic pole (116i) which tapers in a direction away from the middle segment (114); • a pair of magnets (602, 802) between which the magnetic pole (116i) is arranged and which are magnetized towards or away from each other; • wherein the pair of magnets (602, 802) has two sides (602a, 802a) facing away from the magnetic pole (116i), • each of the two sides (602a, 802a) being at least partially magnetically exposed.

Magnetron magnet system (100) according to claim 1 , the middle segment (114) having two outer magnetic poles (404a) and between them an inner pole (404i), the magnetic pole (116i) continuing the inner pole (404i) and protruding with respect to the two outer poles (404a).

Magnetron magnet system (100) according to claim 1 or 2 wherein the one or more than one of the two end segments (116): • an additional pair of magnets (602, 802) between which the magnetic pole (116i) is arranged and which are magnetized towards or away from each other; • wherein the pair of magnets (602, 802) are spaced a first distance apart and the additional pair of magnets (602, 802) are spaced a second distance apart that is different than the first distance.

Magnetron magnet system (100) according to claim 3 wherein the additional pair of magnets (602, 802) has two additional sides (602a, 802a) facing away from the magnetic pole (116i) and each of which is at least partially magnetically exposed.

Magnetron magnet system (100) according to one of Claims 1 until 4 , wherein the one or more than one of the two end segments (116): • has at least one magnet (602, 802) which is magnetized towards or away from the magnetic pole (116i); • wherein the magnetic pole (116i) is arranged between the at least one magnet (602, 802) and the middle segment (114).

Magnetron magnet system (100) according to claim 5 , wherein the at least one magnet has a side (602a, 802a) which faces away from the magnetic pole (116i) and is at least partially magnetically exposed.

Magnetron magnet system (100) according to one of Claims 1 until 6 , the pair of magnets (602, 802) touching the magnetic pole (116i).

Magnetron magnet system (100) according to one of Claims 1 until 7 , wherein the magnetic pole (116i) is magnetized towards the carrier (102, 202) or away from the carrier (102, 202).

Magnetron magnet system (100) according to one of Claims 1 until 8th , wherein the one or more than one of the two front end segments (116): • has a total magnetic energy, which is formed by a first total energy component and a second total energy component, • wherein the first total energy component is provided by the magnetic pole (116i) and is larger as the second total energy fraction.

Magnetron magnet system (100), comprising: • two elongated outer poles (404a), of which each external pole (404a) has a series of several magnets in the same direction of magnetization; • an elongated inner pole (404i), which has a row of several magnets in the same direction of magnetization; • wherein the inner pole (404i) has a greater extent than the two outer poles (404a), so that a front end section of the inner pole (404i) protrudes with respect to the two outer poles (404a), the end section extending in the direction of the two longitudinally extended outer poles ( 404a) tapered away; • a pair of magnets (602, 802) between which the end portion is located and which are magnetized towards or away from each other.