DE102021129524A1

DE102021129524A1 - Magnetsystem und Sputtervorrichtung

Info

Publication number: DE102021129524A1
Application number: DE102021129524.6A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schneider; Götz Großer; Thorsten Sander; Ralf Hauswald
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-05-17
Also published as: BE1029874A1; US20230151477A1; CN219267598U; CN116130327A; BE1029874B1

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Magnetsystem (100) für eine Sputtervorrichtung (300) aufweisen: ein Lagergestell (414); einen Magnetträger (102), welcher einen ersten Montagebereich (1002a) und einen zweiten Montagebereich (1002b) aufweist; eine erste Stützvorrichtung (404), welche mittels des ersten Montagebereichs (1002a) an dem Magnetträger (102) montiert ist; eine zweite Stützvorrichtung (404), welche mittels des zweiten Montagebereichs (1002b) an dem Magnetträger (102) montiert ist, wobei der erste Montagebereich (1002a) und/oder der zweite Montagebereich (1002b) derart eingerichtet sind, dass eine Lage, in welcher die erste Stützvorrichtung (404) und die zweite Stützvorrichtung (404) relativ zueinander an dem Magnetträger (102) montiert sind, verändert werden kann; wobei die erste Stützvorrichtung (404) und die zweite Stützvorrichtung (404) eingerichtet ist, mit dem Lagergestell (414) ineinander zu greifen zum Bilden einer Lagervorrichtung zum Lagerns des Magnetträgers (102).

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Magnetsystem und eine Sputtervorrichtung.
Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern), welches vom Typ der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) ist. Mittels Sputterns (d.h. mittels eines Sputterprozesses) 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) zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.
Modifikationen der Kathodenzerstäubung sind 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. Zum Erzeugen des Magnetfeldes kann an dem Targetmaterial bzw. an der Kathode (dann auch als Magnetronkathode bezeichnet) ein Magnetsystem angeordnet sein oder werden, so dass an der Oberfläche des Targetmaterials (Targetoberfläche) ein torusförmiger Plasmakanal, ein so genannter Racetrack, ausgebildet werden kann, in dem sich Plasma bilden kann. Dabei kann das Targetmaterial in dem Bereich (auch als Zerstäubungsbereich bezeichnet) zerstäubt werden, der dem Plasma in dem Plasmakanal ausgesetzt ist. Beim reaktiven Magnetronsputtern wird das zerstäubte Targetmaterial zusätzlich chemisch reagiert und ein daraus entstehendes Reaktionsprodukt als Schicht auf dem Substrat abgeschieden.
Die räumliche Verteilung des Plasmakanals bzw. die damit verbundene Zerstäubungsrate hängt sehr sensibel von der räumlichen Verteilung des Magnetfelds ab. Daher kommt dem Magnetsystem eine besondere Bedeutung hinsichtlich verschiedener Prozesseigenschaften zu, wie beispielsweise Prozessstabilität, Reproduzierbarkeit, Targetausnutzung und Homogenität. Vor diesem Hintergrund besteht ein grundsätzliches Bedürfnis darin, das Magnetsystem zu verbessern, beispielsweise zu vereinfachen und/oder störende Einflüsse zu mindern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde anschaulich erkannt, dass die Durchbiegung des Magnetsystems eine solche störende Einflussgröße sein kann. Genauer gesagt ist die Durchbiegung des Magnetsystems häufig größer als die Durchbiegung des Targets. Aufgrund dessen ändert sich im Laufe des Verbrauchs des Targets der Abstand zwischen Magnetsystem und Target über die Länge des Targets, wobei genau in der Mitte der Abstand je nach Schwerkraftrichtung maximal bzw. minimal ist.
Eine Hauptkomponente eines Rohrmagnetrons ist das Magnetsystem, welche das magnetische Feld (d.h. Magnetfeld) zum Ausbilden des Racetracks erzeugt. Die Stärke des magnetischen Feldes über die Länge des Rohrtargets, hat wesentlichen Einfluss auf die Homogenität der abgeschiedenen Funktionsschicht auf dem Substrat. Mittels Variation der Feldstärke in einzelnen Bereichen lässt sich damit gezielt die Schichthomogenität einstellen. Aus diesem Grund ist das Magnetsystem herkömmlich derart gestaltet, dass sich der Abstand zwischen Magneten und Targetoberfläche einstellen lässt.
Da die Einstellbarkeit der Höhendifferenz der Magnete begrenzt ist, wird versucht, möglichst homogene Zustände bei dem Magnetsystem und der Umgebung zu erzielen, wie. z.B. eine homogene Druckverteilung, welche ebenfalls Einfluss auf die Homogenität der Funktionsschicht hat.
Andere Abweichungen wie die durch die Schwerkraft verursachte Durchbiegung von Bauteilen wie Rohren und Trägern zwischen den Lagerstellen, lassen sich auf diese Art jedoch nur eingeschränkt verringern, da der Abstand von Lagerstellen oftmals nicht uneingeschränkt wählbar ist und die Einflussfaktoren auf die Durchbiegung (Biegesteifigkeit und Eigenmasse) nicht beliebig eingestellt werden können. Als Beispiel sei hier das Rohrtarget genannt. Die Stützweite der Lagerstellen (mittels der Endblöcke) ist durch die Substratbreite vorgegeben. Zwischen den Endblöcken ist das Targetrohr freitragend und wird sich deshalb in Richtung der Schwerkraft durchbiegen. Bei einem Träger mit über die Länge homogener Masseverteilung verhält sich die Durchbiegung (v) proportional zur spezifischen Masse (q) durch den E-Modul (E) mal Flächenträgheitsmoment (I) gemäß folgender Relation: $v \sim q E * I .$
Dabei hat die Menge (z.B. Dicke) des Targetmaterials einen Einfluss auf q und I und die Art des Targetmaterials hat Einfluss auf q und E. Die Durchbiegung des Targets ist somit eine Funktion der Art und Menge des Targetmaterials, wobei die Menge des Targetmaterials durch dessen Verbrauch im Zeitverlauf abnimmt. Das Magnetsystem im Targetrohr wiederum hat eine zeitlich konstante Durchbiegung zwischen den Lagerstellen, da im Normalfall die Einflussfaktoren auf die Durchbiegung unverändert bleiben. Daraus ergibt sich eine Veränderung der Relativlage (z.B. des Abstands) zwischen dem Magnetsystem und Target in Abhängigkeit der Art des Targetmaterials (z.B. bei Verwendung unterschiedlicher Targets), der Magnetfeldstärke wie auch dem Verbrauchszustand des Targetmaterials.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Magnetsystem bereitgestellt, welches erreicht, dass sich die Durchbiegung des Magnetsystems verändern (z.B. an die Durchbiegung des Targets anpassen) lässt oder sich zumindest so einstellen lässt, dass eine Abstandsänderung (z.B. an den Targetrohr-Enden) gemäß einer Vorgabe eingestellt wird. Das bereitgestellte Magnetsystem lässt sich beispielsweise für ein Rohrmagnetron (z.B. zur Anwendung in einem PVD-Prozess) verwenden.
Es zeigen

1 und 2 jeweils ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten;
3A eine Sputtervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen und 3B ein Magnetsystem der Sputtervorrichtung; und
4 bis 10 jeweils ein Magnetsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, 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.
Der Begriff „Lagervorrichtung“ bezeichnet hierin eine Vorrichtung (zum Beispiel eine Baugruppe aufweisend), welche zum Lagern (z.B. geführten Positionieren und/oder Halten) eines oder mehr als eines Bauteils eingerichtet ist. Die Lagervorrichtung kann, beispielsweise pro Bauteil (das mittels dieser gelagert wird), ein oder mehr als ein Lager aufweisen zum Lagern (z.B. geführten Positionieren und/oder Halten) des Bauteils. Jedes Lager der Lagervorrichtung kann eingerichtet sein, dem Bauteil einen oder mehr als einen Freiheitsgrad (beispielsweise einen oder mehr als einen Translationsfreiheitsgrad und/oder einen oder mehr als einen Rotationsfreiheitsgrad) bereitzustellen, gemäß welchem das Bauteil bewegt werden kann. Beispiele für ein Lager weisen auf: Radiallager, Axiallager, Radiaxlager, Linearlager (auch als Linearführung bezeichnet).
In einigen Ausführungsformen wird eine Lagervorrichtung bereitgestellt, welche das Bauteil (z.B. einen Träger) an mehreren Stellen des Bauteils (auch als Lagerstellen oder Lagerpunkte bezeichnet) lagert (z.B. hält), z.B. an jeder der Lagerstellen ein Gewicht des Bauteils aufnehmend. Jede der mehreren Lagerstellen kann mittels eines (z.B. beweglichen) Auflagers der Lagervorrichtung bereitgestellt sein. Ein Festlager (d.h. unbewegliches Auflager) blockiert alle drei Translationsfreiheitsgrade der Lagerstelle und stellt der Lagerstelle optional einen oder mehr als einen Rotationsfreiheitsgrad bereit (d.h. ermöglicht eine oder mehrere Verdrehungen der Lagerstelle). Ein Loslager (d.h. bewegliches Auflager) stellt der Lagerstelle zumindest einen Translationsfreiheitsgrad und optional einen mehr als einen Rotationsfreiheitsgrad bereit, d.h. dieses blockiert nur einen oder zwei Translationsfreiheitsgrade (beispielsweise den Translationsfreiheitsgrad entlang der Gravitationsrichtung) der Lagerstelle.
Der Begriff „Sputtern“ bezeichnet das Zerstäuben eines Materials (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet), welches als sogenanntes Target bereitgestellt ist, 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 wird die Sputtervorrichtung auch als Magnetron bezeichnet). 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 des 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 (z.B. Sauerstoff, Stickstoff und/oder Kohlenstoff aufweisend) reagieren und das daraus entstehende Reaktionsprodukt (z.B. ein Dielektrikum) abgeschieden werden.
Das Sputtern kann mittels eines sogenannten Rohrmagnetrons erfolgen, bei welchem ein rohrförmiges Target (auch als Rohrtarget oder Rohrkathode bezeichnet) axial um das Magnetsystem rotiert. 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. Mittels Stellens des Magnetsystems bzw. mittels Veränderns des damit erzeugten Magnetfeldes kann das Zerstäuben des Targetmaterials und damit die räumliche Verteilung, mit der das Target abgetragen wird, beeinflusst werden.
Die Rohrkathode und das Magnetsystem können mittels einer Lagervorrichtung (auch als Target-Lagervorrichtung bezeichnet) gelagert sein, welche die Rohrkathode beispielsweise drehbar relativ zu dem Magnetsystem lagert. Die Lagervorrichtung kann beispielsweise einen oder mehr als einen Endblock aufweisen, wobei jeder Endblock der Lagervorrichtung einen Endabschnitt der Rohrkathode bzw. des Magnetsystems hält. Die Lagervorrichtung (z.B. deren einer oder mehr als einer Endblock) kann ferner ein Versorgen der Rohrkathode (z.B. mit elektrischer Leistung, einer Drehbewegung und/oder Kühlfluid) bereitstellen. Optional kann die Sputtervorrichtung, bzw. deren Lagervorrichtung, auch eingerichtet sein, zwei Targets samt darin angeordneten Magnetsystem zu halten (auch als Doppelmagnetron bezeichnet), wenn die Sputtervorrichtung in Doppelrohrkonfiguration eingerichtet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Endblock (dann auch als Antriebsendblock bezeichnet) der Sputtervorrichtung einen Antriebsstrang zum Übertragen der Drehbewegung auf die Rohrkathode aufweisen, der beispielsweise mit einem Antrieb gekuppelt sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Endblock (auch als Medienendblock bezeichnet) der Sputtervorrichtung zum Zuführen und Abführen von Kühlfluid (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch) eingerichtet sein, welches durch die Kathode hindurch geleitet werden kann.
Es kann allerdings auch genau ein Endblock (auch als Kompaktendblock bezeichnet) verwendet werden, welcher den Antriebsstrang 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.
Das Magnetsystem kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Länge (Ausdehnung entlang der Längserstreckung, Längsrichtung und/oder der Drehachse des Targets) in einem Bereich von 0.5 m (Meter) ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m und/oder mehr als 3 m.
Das Magnetsystem kann mehrpolig sein, d.h. mehrere Magnetpole aufweisen. Von den mehreren Magnetpole kann ein erster Magnetpol (auch als Außenpol bezeichnet) entlang eines in sich geschlossenen Pfades (auch als Umlaufpfad bezeichnet) erstreckt sein und ein zweiter Magnetpol innerhalb des von dem Umlaufpfad umschlossenen Bereichs angeordnet sein (auch als Innenpol bezeichnet). Der Umlaufpfad kann beispielsweise ovalförmig sein.
Jeder Magnetpol kann mehrere hintereinander aufgereihte Polkörper, z.B. Magnete (dann auch als Reihe von Magneten oder Magnetreihe bezeichnet), aufweisen, von denen jeder Polkörper magnetisiert ist bzw. eine Magnetisierung aufweist. Jede Magnetreihe kann beispielsweise mindestens 10 (z.B. mindestens 100) Polkörper, z.B. Magnete, pro Meter aufweisen. Beispielsweise kann jeder Magnetpol eine oder mehr als eine Magnetreihe aufweisen. Beispielsweise können drei zwischen den Endstücken des Magnetsystems angeordnete Magnetreihen im Wesentlichen den Mittelbereich des Magnetsystems (anschaulich eine Reihe den Innenpol, beiderseits des Innenpols je eine Magnetreihe Außenpol) bereitstellen.
Der Begriff „Polkörper“ bezeichnet hierin einen Körper, der ein Magnetmaterial (auch als magnetisches Material bezeichnet) aufweist oder daraus gebildet ist. Der Polkörper kann beispielsweise an einen Magnetpol angrenzen oder Teil dessen sein. Das Magnetmaterial kann beispielsweise ferromagnetisch oder ferrimagnetisch sein. Das Magnetmaterial kann hartmagnetisches Magnetmaterial und/oder weichmagnetisches Magnetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Magnetmaterial kann eine magnetische Polarisierung, z.B. eine Magnetisierung, aufweisen, so dass ein Dipol bereitgestellt ist.
Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise eine Koerzitivfeldstärke größer als ungefähr 500 Kiloampere pro Meter (kA/m) aufweisen, z.B. größer als ungefähr 1000 kA/m. Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise Teil eines oder mehr als eines Permanentmagneten (auch als Dauermagnet bezeichnet) sein oder dessen bilden. Als Permanentmagnet (auch als permanentmagnetischer Polkörper bezeichnet) kann ein Körper aus einem hartmagnetischen Magnetmaterial verstanden werden. Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise eine chemische Verbindung und/oder eine Legierung aufweisen.
Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise die Elemente Eisen, Cobalt und/oder Nickel aufweisen (z.B. ein Ferrit). Das hartmagnetische Magnetmaterial kann ein Seltenerdmetall (wie z.B. Neodym, Samarium, Praseodym, Dysprosium, Terbium und/oder Gadolinium), Eisen, Kobalt und/oder Nickel aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann das hartmagnetische Magnetmaterial zumindest Neodym, Eisen und/oder Bor aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Alternativ oder zusätzlich kann das hartmagnetische Magnetmaterial zumindest Aluminium, Nickel und/oder Kobalt aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus. Alternativ oder zusätzlich kann das hartmagnetische Magnetmaterial zumindest Samarium und/oder Kobalt aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine chemische Verbindung daraus.
Das hartmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise Neodym-Eisen-Bor (Nd₂Fe₁₄B) oder Samarium-Cobalt (SmCos und Sm₂Co₁₇) aufweisen oder daraus gebildet sein. Allgemeiner gesprochen kann das hartmagnetische Magnetmaterial (z.B. der oder jeder Permanentmagnet) ein Seltenerdmagnetmaterial (wie Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) oder Samarium-Kobalt (SmCo)), ein Ferrit-Magnetmaterial (z.B. ein Hartferrit-Magnetmaterial), ein Bismanol-Magnetmaterial und/oder ein Aluminium-Nickel-Kobalt-Magnetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
Das weichmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise eine Koerzitivfeldstärke von weniger als ungefähr 500 kA/m aufweisen, z.B. von weniger als ungefähr 100 kA/m, z.B. von weniger als ungefähr 10 kA/m, z.B. von weniger als ungefähr 1 kA/m. Das weichmagnetische Magnetmaterial kann beispielsweise eine Legierung von Eisen, Nickel und/oder Cobalt, Stahl, einen Pulverwerkstoff und/oder einen Weichferrit (z.B. Nickelzinn und/oder Manganzinn aufweisend) aufweisen oder daraus gebildet sein.
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.
Generell können sich der Außenpol und der Innenpol einen Abstand voneinander aufweisen und/oder sich voneinander unterscheiden in ihrer Magnetisierungsrichtung und/oder in ihrer Anzahl von Magneten. Im einfachsten Fall sind die Magnetisierungsrichtungen von Außenpol und Innenpol genau entgegengerichtet, z.B. antiparallel sein. In komplexeren Implementierungen können diese aber auch schräg zueinander sein, z.B. einen Winkel (auch als Magnetisierungsabweichung bezeichnet) einschließend. Beispielsweise kann die Magnetisierungsabweichung ungefähr 90° sein oder mehr (z.B. 120° oder mehr, z.B. 150° oder mehr, z.B. 160° oder mehr, z.B. 170° oder mehr, z.B. ungefähr 180°).
In einer exemplarischen Implementierung kann der Innenpol auf einen (z.B. magnetischen) Magnetträger zu und/oder von dem Targetmaterial weg magnetisiert sein und der Außenpol kann von dem (z.B. magnetischen) Magnetträger weg und/oder auf das Targetmaterial zu magnetisiert sein. Alternativ kann der Außenpol auf den (z.B. magnetischen) Magnetträger zu und/oder von dem Targetmaterial weg magnetisiert sein und der Innenpol von dem (z.B. magnetischen) Magnetträger weg und/oder auf das Targetmaterial zu magnetisiert sein. In einer exemplarischen Implementierung können der Außenpol und der Innenpol, z.B. dessen Magnetisierungsrichtungen, derart eingerichtet (z.B. ausgerichtet und/oder angeordnet) sein, dass diese (optional zusammen mit dem magnetischen Material in der Umgebung), einen tunnelartigen bis parallelen Magnetfeldlinienverlauf zur Targetoberfläche bereitstellen.
Ein Magnet kann hierin als exemplarischer Polkörper verstanden werden, der ein magnetisiertes Material mit einer Magnetisierung aufweist und anschaulich als Dauermagnet eingerichtet ist. Beispielsweise kann der Magnet einen Seltenerdmagnet (wie Neodym-Eisen-Bor (NdFeB)) oder Samarium-Kobalt (SmCo)), einen Ferrit-Magnet, einen Bismanol-Magnet und/oder einen Aluminium-Nickel-Kobalt-Magnet aufweisen. Das hierin Bezüglich der Magneten Beschriebene kann in Analogie für Polkörper anderen Typs gelten.
Das Magnetsystem (z.B. dessen Magnetbalken) kann optional mehrere hintereinander angeordnete und/oder räumlich voneinander separierte (z.B. mehrpolige) Segmente (auch als Magnetsystemsegment oder als Magnetsystemgruppe bezeichnet) aufweisen, von denen zwei Segmente (auch als Umkehrsegmente oder Endstücke bezeichnet) an den Stirnseiten (anschaulich am Magnetsystemende) des Magnetsystems angeordnet sind und von denen ein oder mehr als ein optionales Segment (auch als Mittelstück bezeichnet) zwischen den Endstücken angeordnet ist. Der Umlaufpfad kann beispielsweise, in jedem Mittelstück, zwei geradlinige Abschnitte aufweisen, zwischen denen der Innenpol angeordnet ist. In jedem der Endstücke kann der Umlaufpfad bogenförmig und/oder gewinkelt verlaufen. Hierin wird exemplarisch auf ein Magnetsystem mit mehreren Magnetsystemgruppen Bezug genommen, wobei das diesbezüglich Beschriebene auch für ein unsegmentiertes Magnetsystem gelten kann bzw. das bezüglich einer Magnetsystemgruppe Beschriebene in Analogie für mehrere Magnetsystemgruppen gelten kann und andersherum.
Der Begriff „unmagnetisch“ kann verstanden werden als im Wesentlichen magnetisch neutral, z.B. auch leicht paramagnetisch oder diamagnetisch. Der Begriff „unmagnetisch“ kann beispielsweise verstanden werden als eine magnetische Permeabilität aufweisend 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, Aluminium, unmagnetischer Edelstahl, eine Keramik (z.B. ein Oxid).
1 veranschaulicht ein Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. mit Blick auf diejenige Richtung 101 (auch als Referenzrichtung 101 bezeichnet), entlang welcher das Magnetsystem 100 längserstreckt ist.
Das Magnetsystem 100 kann eine Vielzahl Magneten 104 und ein Tragwerk 160 aufweisen, welches zum Tragen der Magneten 104 des Magnetsystems 100 eingerichtet ist. Das Tragwerk 160 kann zumindest einen (d.h. einen oder mehr als einen) Träger 102, 202 (auch als Magnetträger bezeichnet) aufweisen, wovon ein erster Träger 102 (auch als erster Magnetträger oder Systemträger bezeichnet) zum Tragen einer oder mehr als einer Magnetsystemgruppe 150 des Magnetsystems 100 (z.B. deren Magneten 104) eingerichtet ist.
Das Magnetsystem 100 kann pro Systemträger 102 beispielsweise eine oder mehr als eine Magnetsystemgruppe 150 aufweisen, z.B. pro Systemträger 102 mehrere Magnetsystemgruppen 150. Beispielsweise kann das Magnetsystem 100 (z.B. pro Systemträger 102) 2 Magnetsystemgruppen 150 aufweisen oder mehr, z.B. 3 Magnetsystemgruppen 150 aufweisen oder mehr.
Jede Magnetsystemgruppe 150 kann mehrere (z.B. drei oder mehr) Magneten 104 aufweisen und optional verstellbar eingerichtet sein. Ein Magnet 104 einer Magnetsystemgruppe 150 kann beispielsweise eine Magnetisierung aufweisen, z.B. entweder mit einer Richtung (auch als Magnetisierungsrichtung bezeichnet) zu dem Systemträger 102 hin oder von diesem weg. Mindestens zwei Magneten 104 pro Magnetsystemgruppe 150 können sich in ihrer Magnetisierungsrichtung voneinander unterscheiden.
Beispiele für Komponenten oder Implementierungen des Systemträgers 102 weisen auf: ein Rohr (z.B. ein Lanzenrohr), eine Platte (z.B. ein Blech), ein Profilträger, oder Ähnliches. Beispielsweise kann der Systemträger 102 einen Profilträger aufweisen oder daraus bestehen, z.B. ein U-Profil aufweisend, z.B. ein Doppel-U-Profil (auch als H-Profil bezeichnet) aufweisend.
Jede verstellbar eingerichtete Magnetsystemgruppe 150 kann eine Verstelleinrichtung 150s aufweisen, welche beispielsweise (z.B. teilweise) zwischen dem Systemträger 102 und den/dem Magneten 104 der Magnetsystemgruppe 150 angeordnet ist. Die Verstelleinrichtung 150s kann eingerichtet sein, eine räumliche Verteilung des von der Magnetsystemgruppe 150 erzeugten Magnetfeldes 120 zu verändern, z.B. indem diese eine räumliche Verteilung (z.B. Position und/oder Ausrichtung) des/der Magnet(en) 104 der Magnetsystemgruppe 150 verändert.
Beispielsweise kann die Verstelleinrichtung 150s eine Komponente des Tragwerks 160 sein und eingerichtet sein, die räumliche Position und/oder Ausrichtung zumindest eines Magneten des Magnetsystems 100 zu verändern.
Exemplarische Komponenten der Verstelleinrichtung 150s weisen auf: eine Lagervorrichtung 116 (auch als Gruppenlagervorrichtung bezeichnet) und/oder ein Stellglied 106. Die Verstelleinrichtung 150s (z.B. deren Gruppenlagervorrichtung 116 und/oder Stellglied 106) können den oder jeden Magneten 104 der Magnetsystemgruppe 150 mit dem Systemträger 102 kuppeln.
Wenn eine oder mehr als eine Magnetsystemgruppe 150 des Magnetsystems 100 verstellbar eingerichtet ist bzw. wenn das Magnetsystem 100 eine oder mehr als eine Verstelleinrichtung 150s aufweist, kann das Tragwerk 160, z.B. pro Magnetsystemgruppe 150, einen zweiten Träger 202 (auch als zweiter Magnetträger oder als Gruppenträger bezeichnet) aufweisen, der zum Tragen der mehreren Magneten 104 (vgl. auch 2) der Magnetsystemgruppe 150 eingerichtet ist. In dem Fall kann der oder jeder Gruppenträger 202 magnetisch sein (dann den sogenannten Rückschlussträger bereitstellend) und der Systemträger 102 kann unmagnetisch sein. Weist das Magnetsystem 100 keinen Gruppenträger 202 auf, kann der Systemträger 102 magnetisch sein (dann den sogenannten Rückschlussträger bereitstellend). In einigen Ausführungsformen kann der Rückschlussträger plattenförmig sein oder zumindest eine Platte aufweisen (dann auch als Rückschlussplatte bezeichnet).
Die Gruppenlagervorrichtung 116 kann den Magneten 104 einen oder mehr als einen Translationsfreiheitsgrad 111 bereitstellen, wovon ein erster Translationsfreiheitsgrad 111 entlang der Referenzrichtung 101 und/oder ein oder mehr als ein zweiter Translationsfreiheitsgrad quer zu der Referenzrichtung 101 sein kann.
Das Stellglied 106 kann zum mechanischen Bewegen der Magneten 104 gemäß dem oder jedem Translationsfreiheitsgrad 111 eingerichtet sein (auch als Stellvorgang bezeichnet). Dazu kann das Stellglied 106 mit dem Magneten 104 und dem Systemträger 102 gekuppelt sein, so dass beim Stellen des Stellglieds 106 eine Lage (d.h. Ausrichtung und/oder Position) des Magneten 104 relativ zu dem Systemträger 102 verändert werden kann, z.B. gemäß einem Soll-Zustand.
Zum Erzeugen der Bewegung kann das Stellglied 106 einen elektromechanischen Wandler (z.B. einen Elektromotor oder piezoelektrischen Aktor) aufweisen. Der elektromechanische Wandler 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 Magneten 104 kann das Stellglied 106 optional ein Getriebe (auch als Stellgetriebe bezeichnet) aufweisen.
Zum Versorgen des Stellglieds 106 mit elektrischer Leistung (auch als Versorgungsleistung bezeichnet) und/oder zum Zuführen eines Steuersignals zu dem Stellglied 106 kann das Stellglied 106 mit einer oder mehr als einer elektrischen Leitung 108 gekoppelt sein. Grundsätzlich können das Steuersignal und die Versorgungsleistung gemeinsam über eine Leitung 108 zugeführt werden. Diese können aber auch über voneinander separierte Leitungen 108 zugeführt werden.
Die oder jede Magnetsystemgruppe 150 des Magnetsystems 100 kann beispielsweise mehrere Magneten 104 aufweisen, z.B. pro Stellglied 106. Beispielsweise kann die Magnetsystemgruppe 150 (z.B. pro Stellglied 106) mindestens drei Magneten 104 aufweisen oder mehr, z.B. mindestens sechs Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 9 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 12 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 15 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 21 Magneten 104 oder mehr, z.B. mindestens 30 Magneten 104 oder mehr.
2 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 200 in einer schematischen Perspektivansicht.
Das Magnetsystem 100, z.B. jede seiner Magnetsystemgruppen 150, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehrere, z.B. drei reihenförmig angeordnete und räumlich voneinander separierte Magnetreihen 204a, 204i aufweisen, die auf einem gemeinsamen Gruppenträger 202 befestigt (z.B. magnetisch damit gekoppelt) sind. Jede der Magnetreihen 204a, 204i kann mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Magnete einer Magnetisierungsrichtung aufweisen. Die Magnete können derart angeordnet und ausgerichtet sein, dass die nebeneinander angeordneten Magnetreihen 204a, 204i zueinander entgegengesetzte Magnetisierungsrichtungen aufweisen. Beispielsweise können die äußeren beiden Magnetreihen 204a von dem Systemträger 102 weg magnetisiert sein, wobei die mittig angeordnete Magnetreihe 204i zu dem Systemträger 102 hin magnetisiert sein kann (oder andersherum).
Zumindest die mittlere Magnetreihe 204, die zwischen zwei äußeren Magnetreihen 204 angeordnet ist, kann in Richtung 101 längserstreckt sein. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen zwei unmittelbar benachbarten Magnetreihen 204 ein in Richtung 101 (auch als Richtung 101 der Längserstreckung bezeichnet) längserstreckter Spalt angeordnet sein, welcher diese räumlich voneinander separiert.
3A veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht und 3B das Magnetsystem 100 der Sputtervorrichtung 300 in einer schematischen Detailansicht 300b.
Die Sputtervorrichtung 300 kann eine Lagervorrichtung 350 (auch als Target-Lagervorrichtung bezeichnet) aufweisen zum drehbaren Lagern eines rohrförmigen Targets 302 (auch als Rohrtarget bezeichnet). Die Target-Lagervorrichtung 350 kann einen oder zwei Endblöcke 312a, 312b aufweisen, wobei das Rohrtarget 302 mittels der Endblöcke 312a, 312b drehbar gelagert sein kann, z.B. um einer Drehachse 311 herum. Dazu kann die Target-Lagervorrichtung 350 (z.B. jeder Endblock 312a, 312b) ein oder mehr als ein entsprechendes Drehlager aufweisen. Pro Drehlager kann beispielsweise eine Targetkupplung 301 (z.B. einen Flansch aufweisend) drehbar gelagert sein, mit welcher das Rohrtarget 302 gekuppelt werden kann. Die Drehachse 311 kann entlang Richtung 101 sein.
Ein erster Endblock 312a der Target-Lagervorrichtung 350 kann als Antriebsendblock 312a eingerichtet sein, d.h. einen Antriebsstrang 302a zum Drehen des Rohrtargets 302 aufweisen. Ein zweiter Endblock 312b der Target-Lagervorrichtung 350 oder der erste Endblock 312a kann als Medienendblock 312b eingerichtet sein, d.h. zum Zuführen und Abführen eines Kühlfluids (z.B. Wasser aufweisend) und/oder zum Versorgen der Rohrkathode 302 mit elektrischer Leistung. Das Kühlfluid kann durch das Rohrtarget 302 hindurch geleitet werden.
Der Antriebsstrang 302a kann mit einer außerhalb des Antriebsendblocks 312a angeordneten Antriebsvorrichtung (z.B. einem Motor) gekuppelt sein oder diesen aufweisen. Mittels des Antriebsstrangs 302a kann ein Drehmoment in das Rohrtarget 302 eingekuppelt werden zum Antreiben einer Drehbewegung des Rohrtargets 302.
Ferner kann die Sputtervorrichtung 300 das Magnetsystem 100 aufweisen, welches mittels der Lagervorrichtung 350 gehalten wird, z.B. ortsfest und/oder drehgesichert. Beispielsweise kann das Magnetsystem 100 beim Drehen des Rohrtargets 302 (um den Systemträger 102 herum) in einer festen Ausrichtung bezüglich der Lagervorrichtung 350 verbleiben. Die Rotationsachse 311 bzw. die Richtung 101 kann parallel zu einer Längserstreckung des Systemträgers 102 sein. Die Rotationsachse 311 kann optional innerhalb des Magnetsystems 100 angeordnet sein.
Die Lagervorrichtung 350 kann pro Endblock 312a, 312b eine Targetkupplung 301 aufweisen mittels welcher das Rohrtarget 302 angekuppelt werden kann, z.B. an den Antriebsstrang 302a und/oder an die Kühlfluidversorgung (z.B. eine oder mehr als eine Fluidleitung aufweisend). Beispielsweise kann die Targetkupplung 301 eine lösbare Verbindung aufweisen, die ein Montieren und Demontieren des Rohrtargets 302 ermöglicht kann.
In Detailansicht 300b sind exemplarisch zwei Magnetsystemgruppen 150 dargestellt, von denen jede Magnetsystemgruppe einen Gruppenträger 202 aufweist; mehrere Magneten 104 aufweist, welche mittels des Gruppenträgers 202 (z.B. magnetisch) miteinander gekoppelt sind; und ein elektrisches Stellglied 106 aufweist, welches eingerichtet ist, die Lage der Gruppenträger 202 bzw. der Magneten 104 relativ zu dem Systemträger 102 und/oder relativ zueinander zu stellen in Antwort auf das dem Stellglied 106 zugeführte elektrische Steuersignal. Das Stellglied 106 kann beispielsweise eingerichtet sein, eine Translationsbewegung (z.B. entlang oder quer zu Richtung 101) auf eine der zwei Magnetsystemgruppe 150 zu übertragen. Das Stellglied 106 weist beispielsweise einen elektrischen Motor 106m und ein optionales Getriebe 106g auf. Das Getriebe 106g kann den Motor 106m mit dem Gruppenträger 202 kuppeln.
4 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blick entlang der Referenzrichtung), in denen das Magnetsystem 100 einen längserstreckten Magnetbar 352 (auch als Magnetbalken bezeichnet) aufweist.
Der Magnetbar 352 weist das Tragwerk 160 und die Vielzahl Magneten 104 auf, z.B. den Systemträger 102 und eine Magnetsystemgruppe 150 oder mehrere hintereinander (entlang der Längserstreckung des Magnetbar 352 bzw. der Drehachse 311 angeordneten) angeordnete Magnetsystemgruppen 150.
Wie oben erläutert, kann der Systemträger 102 einen Profilträger aufweisen oder daraus bestehen, z.B. mit einem U-Profil, z.B. (wie dargestellt) einem Doppel-U-Profil (auch als H-Profil bezeichnet), oder Ähnlichem. Das U-Profil (bzw. Doppel-U-Profil) ermöglicht eine hohe Stabilität und bietet dabei ausreichend Bauraum für eine oder mehr als eine zusätzliche Komponente 402 des Magnetsystems 100.
Beispiele für die zusätzliche Komponente 402 des Magnetsystems 100 weisen auf: die Verstelleinrichtung 150s oder zumindest deren Stellglied 106 und/oder Gruppenlagervorrichtung 116, ein elektrisches Bauteil 450 (z.B. ein Prozessor oder ein anderer Schaltkreis, ein Generator, ein Umrichter, oder Ähnliches).
In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Ausführungsformen, weist das Magnetsystem 100 ein Gestell 414 (auch als Lagergestell 414 bezeichnet) und eine oder mehr als eine Stützvorrichtung 404 auf, z.B. eine erste Stützvorrichtung 404 und eine zweite Stützvorrichtung 404 (siehe auch 9).
Die oder jede Stützvorrichtung 404 kann an dem Magnetbar 352 (z.B. dessen Systemträger 102) montiert sein und mit dem Lagergestell 414 zusammengefügt (z.B. ineinandergreifend) ein Lager (z.B. Loslager) für den Magnetbar 352 bilden. Beispielsweise können das Lagergestell 414 und die Stützvorrichtung 404 zusammengefügt einen Lagerpunkt (z.B. ein Loslager) bilden. Optional können dem Magnetbar 352 mehrere Lagerpunkte (auch als Mehrpunktlagerung bezeichnet) mittels mehrerer Stützvorrichtungen 404, die an dem Magnetbar 352 montiert und mit dem Lagergestell 414 zusammengefügt sind, bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Lagergestell 414 zwei Lagerkomponenten 414a, 414b (auch als Gestell-Lagerkomponenten bezeichnet) aufweisen, zwischen denen der Magnetbar 352 angeordnet ist, wobei dann die oder jede Stützvorrichtungen 404 pro Lagerkomponenten 414a, 414b eine Stützkomponente 404a, 404b aufweist, zwischen denen der Magnetbar 352 angeordnet ist.
In einer exemplarischen Implementierung weist die oder jede Stützkomponente 404a, 404b einen Bolzen (auch als Lagerbolzen bezeichnet) auf oder besteht daraus. Beispielsweise kann die Mehrpunktlagerung pro Lagerstelle eine Stützvorrichtung 404 aufweisen, von wovon jede Stützvorrichtung 404 zwei Lagerbolzen als Stützkomponente 404a, 404b aufweist, zwischen denen der Systemträger 102 angeordnet ist.
In einer exemplarischen Implementierung kann das Lagergestell 414 zwei Schienen (z.B. Führungsschienen) als Gestell-Lagerkomponenten 414a, 414b aufweisen bzw. können die Gestell-Lagerkomponenten 414a, 414b schienenförmig sein. Beispielsweise kann jede der Führungsschienen eine entlang der Referenzrichtung 101 und/oder entlang der Längserstreckung des Systemträgers 102 (auch als Systemträger bezeichnet) erstreckte Nut (dann auch als Nutprofil bezeichnet) aufweisen.
In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Ausführungsformen, weist das Magnetsystem 100 auf: ein Gehäuse 406g (anschaulich ein Hohlkörper) mit einem Gehäuseinnenraum 406h (auch als Gehäuseinneres bezeichnet), in welchem der Magnetbar 352 angeordnet ist, und/oder eine Kühlfalle 408. Die Kühlfalle 408 kann an den Gehäuseinnenraum 406h angrenzen oder zumindest teilweise (d.h. teilweise oder vollständig) darin angeordnet sein und eingerichtet sein zum Trocknen des Gehäuseinnenraums 406h. Beispielsweise kann die Kühlfalle 408 eine oder mehr als eine Fluidleitung 408f aufweisen, z.B. zwei oder mehr (z.B. drei, vier oder mehr als vier) Fluidleitungen 408f.
In einer exemplarischen Implementierung weist die Kühlfalle 408 ein oder mehr als ein Paar Fluidleitungen 408f auf, zwischen denen eine Gestell-Lagerkomponente 414a, 414b (z.B. eine Führungsschiene) oder zumindest ein Abschnitt der Gestell-Lagerkomponente 414a, 414b angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich weist die Kühlfalle 408 eine oder mehr als eine Fluidleitung 408f auf, welche das Lagergestell 414, z.B. dessen Gestell-Lagerkomponente(n) 414a, 414b berührt, z.B. optional damit verbunden ist. Dies vergrößert den Wärmetransport zwischen diesen und/oder die Steifigkeit des Lagergestells 414.
In einer besonders einfachen und kostengünstigen Implementierung ist das Gehäuse 406g rohrförmig (z.B. ein Gehäuserohr aufweisend). Dies vergrößert die Kompaktheit und/oder die Steifigkeit des Magnetsystems 100.
Der Systemträger 102 weist beispielsweise ein Trägerprofil auf und trägt jeden Gruppenträger 202 (z.B. Rückschlussplatte 202), die mittels des Gruppenträgers 202 getragenen Magneten 104 und die optionalen elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente 402.
5 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen das Magnetsystem 100 eine (z.B. fluiddichte, z.B. vakuumdichte) Kammer 406 (auch als Systemkammer 406 bezeichnet) aufweist, die das Gehäuse 406g und einen oder mehr als einen Deckel 406d (auch als Anschlussdeckel 406d oder Gehäusedeckel bezeichnet) aufweist. Der oder jeder Deckel 406d kann eingerichtet sein, das Gehäuse 406g stirnseitig (z.B. aus oder in Richtung der Längserstreckung des Magnetbar 352 bzw. der Drehachse 311) zu verschließen (z.B. fluiddicht, z.B. vakuumdicht). Optional kann zumindest ein Anschlussdeckel 406d der Systemkammer 406 zum Versorgen der oder jeder Magnetsystemgruppe 150 des Magnetsystems 100 eingerichtet sein (dann auch als Versorgungsdeckel bezeichnet), z.B. mit mechanischer Energie und/oder elektrischer Energie. Dazu kann der Versorgungsdeckel 406d eine Getriebestufe, einen Generator, eine Kommunikationsschnittstelle und/oder eine Drehdurchführung aufweisen.
6 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 600 in einer schematischen Perspektivansicht mit Blick auf eine Stirnseite des Gehäuses 406g. Das Gehäuse 406g kann stirnseitig eine oder mehr als eine Öffnung 602 (auch als Gehäuseöffnung 602 bezeichnet) aufweisen, welche den Gehäuseinnenraum 406h freilegt und sich bei Bedarf mittels des optionalen Anschlussdeckels 406d abdecken lässt. Das Gehäuse 406g kann mittels der Target-Lagervorrichtung 350 gelagert ist, z.B. zwischen den deren Lagerstellen (z.B. die Endblöcke 312a, 312b) angeordnet bzw. aufgenommen sein.
Der Systemträger 102 kann beispielsweise mittels des Lagergestells 414 in dem Gehäuse 406g punktuell gelagert sein, z.B. mittels mehrere Lagerpunkte (auch als Mehrpunktlagerung bezeichnet), was es erleichtert, die Verformung (z.B. gravitative Durchbiegung) des Systemträgers nur in geringer Abhängigkeit von der Verformung (z.B. gravitativen Durchbiegung) des Gehäuses 406g einzustellen.
Beispielsweise kann die Mehrpunktlagerung mindestens zwei Lagerstellen aufweisen oder mehr, z.B. mindestens drei Lagerstellen oder mehr, z.B. mindestens 4 Lagerstellen oder mehr.
In einer exemplarischen Implementierung weist das Gehäuse 406g ein steifes Gehäuse auf, was eine kostengünstige und besonders stabile Umsetzung ermöglicht. In einer dazu alternativen oder zusätzlichen exemplarischen Implementierung weist eine oder mehr als eine Gestell-Lagerkomponente 414a, 414b des Lagergestells 414 die entlang der Referenzrichtung 101 und/oder entlang der Längserstreckung des Systemträgers 102 (auch als Systemträger bezeichnet) erstreckte Nut (dann auch als Nutprofil bezeichnet) auf, in welche beispielsweise eine Stützvorrichtung 404 hineingreift. Dies erleichtert das Verstellen der Mehrpunktlagerung.
In einer exemplarischen Implementierung weist das rohrförmige Gehäuse 406g ein Rohr 604 (auch als Gehäuserohr 604 bezeichnet) und einen oder mehr als einen Flansch 606 (z.B. pro Gehäuseöffnung 602 einen Flansch 606) auf, von denen jeder Flansch 606 mit einer Stirnseite des Rohrs wasserdicht verbunden (z.B. angeschweißt) ist und/oder von der Gehäuseöffnung 602 durchdrungen ist. Jeder Flansch 606 des Gehäuses 406g weist eine Dichtfläche 606d und einen oder mehr als einen Montagebereich 606m (z.B. jeder ein Gewinde aufweisend) auf, wovon jeder Montagebereich 606m derart passend zu einem Anschlussdeckel 406d eingerichtet ist, dass der Anschlussdeckel 406d an dem Montagebereich 606m montiert werden kann (zur axialen Befestigung der Anschlussdeckel).
Optional weist jeder Flansch 606 des Gehäuses 406g eine oder mehr als eine Öffnung 606o (auch als Anschlussöffnung 606o bezeichnet) auf, wovon in jede Anschlussöffnung 606o eine Fluidleitung 408f (z.B. ein Rohr) der Kühlfalle 408 mündet. Beispielsweise kann das Gehäuse 406g pro Flansch 606 zwei oder mehr (z.B. drei, vier oder mehr als vier) Anschlussöffnungen 406o aufweisen. Jede der Fluidleitungen 408f kann beispielsweise wasserdicht mit dem Flansch 606 verbunden (z.B. angeschweißt) und/oder mit der Führungsschiene gekuppelt sein.
Nachfolgend wird die Mehrpunktlagerung anhand einer konstruktiv leicht zu implementierenden Zweipunktlagerung, d.h. einem zweifach gelagerten Systemträger 102 erläutert. Es kann verstanden werden, dass das diesbezüglich Erläuterte in Analogie für mehr als zwei Lagerstellen gelten kann.
In einer exemplarischen Implementierung weist das Magnetsystem 100 ein Gehäuse 406g, welches stirnseitig mittels zwei Anschlussdeckel 406d wasserdicht verschlossen ist, auf. Die Anschlussdeckel 406d weisen jeder einen Lagerzapfen auf, mittels dessen die Systemkammer 406 ein einem Endblock aufgenommen wird.
7 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 700 in einer schematischen Lagerdiagramm, in welchem mehrere Konfigurationen 700a bis 700c des Magnetsystems 100 dargestellt sind, die sich voneinander unterscheiden in der Lage (auch als Stützlage bezeichnet), in welcher die erste Stützvorrichtung 404 und die zweite Stützvorrichtung 404 relativ zueinander an dem Systemträger 102 montiert sind. Als exemplarischer Unterschied in der Stützlage wird nachfolgend ein Unterschied in dem Abstand 701 (auch als Stützabstand 701 bezeichnet) der ersten Stützvorrichtung 404 von der zweiten Stützvorrichtung 404 bzw. der zwei Lagerstellen voneinander Bezug genommen.
Der Systemträger 102 und das Gehäuse 402g werden in dem Lagerdiagramm durch schematische Biegelinien repräsentiert. Die mehreren Konfigurationen 700a bis 700c unterscheiden sich aufgrund des Unterschieds in dem Stützabstand in der Biegelinie des Systemträgers 102.
In Konfiguration 700a ist der Stützabstand 701 anschaulich klein, z.B. kleiner als 50% der Längserstreckung 1021 des Systemträgers 102. Die Biegelinie des Systemträgers 102 ist in Konfiguration 700a gegenläufig zu der Biegelinie des Gehäuses 402g. In Konfiguration 700b ist der Stützabstand 701 anschaulich groß, z.B. größer als 90% der Längserstreckung 1021 des Systemträgers 102. Die Biegelinie des Systemträgers 102 ist in Konfiguration 700b gleichgerichtet zu der Biegelinie des Gehäuses 406g.
In Konfiguration 700c ist der Stützabstand 701 anschaulich auf eine möglichst kleine Durchbiegung des Gehäuses 406g eingestellt, z.B. auf einen Bereich zwischen 50% der Längserstreckung 1021 des Systemträgers 102 und 90% der Längserstreckung 1021 des Systemträgers 102, z.B. auf einen Bereich zwischen 60% der Längserstreckung 1021 des Systemträgers 102 und 80% der Längserstreckung 1021 des Systemträgers 102.
In Konfiguration 700c kann der Stützabstand 701 beispielsweise derart eingerichtet sein, dass die Durchbiegung des Systemträgers 102 in der Mitte genau so groß wie an den Enden ist. Anders ausgedrückt können sich diese im Wesentlichen kompensieren.
Mittels Veränderns der Mehrpunktlagerung, z.B. des Stützabstands 701, der Stützlage und/oder der Anzahl an Lagerstellen (bzw. Stützvorrichtungen 404), mittels denen der Systemträger 102 gelagert ist, kann die Durchbiegung des Systemträger 102 eingestellt werden, beispielsweise gemäß einer Vorgabe. Die Vorgabe kann beispielsweise eine Funktion der Durchbiegung des Gehäuses 406g und/oder der Durchbiegung des Targets 302 sein.
Beispielsweise kann die Mehrpunktlagerung derart eingerichtet sein, dass eine asymmetrische Durchbiegung und/oder eine Schieflage des Systemträgers 102 erreicht werden. Basierend auf den für die Durchbiegung relevanten Einflussgrößen (z.B. Biegesteifigkeit und/oder Eigenmasse), lassen sich die benötigten Lagerabstände für die gewünschte Durchbiegung durch Berechnung des gekoppelten Systems aus Gehäuse 406g und Systemträger 102 ermitteln.
8 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 800 in einer schematischen perspektivischen Detailansicht auf eine Gestell-Lagerkomponente 414a, 414b, welche als Führungsschiene eingerichtet ist.
Die oder jede Führungsschiene 414a, 414b weist beispielsweise ein Nutprofil auf und/oder ist mit jeder Fluidleitung (z.B. Leitungsrohr) eines Paars Fluidleitungen 408f der Kühlfalle 408 gekuppelt (z.B. verschweißt). Durch diese Kupplung wird gleichzeitig die Steifigkeit der Führungsschiene erhöht.
Das Nutprofil erleichtert es, den Systemträger 102, an dem die eine oder mehr als eine Stützvorrichtung 404 montiert ist, in das Gehäuse 406g einzubringen. Beispielsweise kann der Systemträger 102, an dem die eine oder mehr als eine Stützvorrichtung 404 montiert ist, stirnseitig in das Gehäuse 406g eingebracht werden derart, dass jede Stützvorrichtung 404 in die Nut des Nutprofils (auch als Führungsnut bezeichnet) eingreift und entlang der Nut in das Gehäuse 406g hinein geschoben wird.
9 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 900 in einer schematischen perspektivischen Detailansicht auf eine Stirnseite des Magnetbalkens 352, in denen jede Stützvorrichtung 404 zwei Lagerbolzen 902 als Stützkomponenten aufweist.
Das Magnetsystem 100 kann zwei oder mehr Stützvorrichtungen 404 (z.B. pro Lagerstelle eine Stützvorrichtung 404) aufweisen, von denen jede Stützvorrichtung 404 zwei Lagerbolzen 902 als Stützkomponenten aufweist, zwischen denen der Systemträger 102 angeordnet ist. Jeder der Lagerbolzen 902 kann von dem Systemträger 102 hervorstehen.
In einer exemplarischen Implementierung wird der Systemträger 102, an welche die zwei oder mehr Stützvorrichtungen 404 montiert sind, in das Gehäuse 406g (z.B. dessen Gehäuserohr 604) hinein eingeschoben, z.B. indem jede der Stützvorrichtungen 404 formschlüssig in die Führungsnut der Führungsschienen eingreift. Der Systemträger 102 wird mittels der Lagerbolzen 902 formschlüssig in jeder Führungsschiene des Lagergestells 414 gelagert.
10 veranschaulicht das Magnetsystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1000 in einer schematischen Detailansicht auf den Systemträger 102, welcher mehrere Montagebereiche 1002a, 1002b aufweist. Jeder Montagebereich der mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b des Systemträgers 102 kann derart eingerichtet sein, dass an diesem eine Stützvorrichtung 404 montiert werden kann. Beispielsweise kann jeder der Montagebereiche 1002a, 1002b ein oder mehr als ein Formschlussprofil 904 aufweisen, an welchem die Stützvorrichtung formschlüssig montiert werden kann. Beispiele für ein Formschlussprofil 904 weisen auf: eine Vertiefung (z.B. eine Nut), ein Vorsprung, eine Einkerbung (z.B. ein Gewinde), ein Längsschlitz (z.B. für einen Bajonett-Verschluss).
Beispielsweise können die mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b entlang der Referenzrichtung 101 hintereinander (z.B. in einer Reihe) angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Montagebereiche 1002a, 1002b äquidistant voneinander angeordnet sein.
In einer exemplarischen Implementierung können die mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b derart gleich zueinander eingerichtet sein, dass eine Stützvorrichtung von einem ersten Montagebereich 1002a der mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b auf einen zweiten Montagebereich 1002b der mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b ummontiert (d.h. getauscht) montiert werden kann. Mit anderen Worten kann jeder der Montagebereiche 1002a, 1002b der Stützvorrichtung mindestens eine Positionen (auch als Montagepositionen bezeichnet) bereitstellen, in welcher die Stützvorrichtung an dem Montagebereich montiert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b einen oder mehr als einen Montagebereich (auch als Mehrpositionen-Montagebereich bezeichnet) aufweisen, welcher der Stützvorrichtung mehrere Montagepositionen bereitstellt, in welcher die Stützvorrichtung an dem Mehrpositionen-Montagebereich (anschaulich wahlweise) montiert werden kann. Mehr als zwei Montagepositionen pro Mehrpositionen-Montagebereich können beispielsweise äquidistant voneinander angeordnet sein, z.B. in einem regelmäßigen Muster (auch als Montageraster bezeichnet), oder ineinander übergehen.
Beispielsweise kann eine Anzahl der Montagebereiche 1002a, 1002b (z.B. Mehrpositionen-Montagebereiche) der mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b des Systemträgers 102 größer sein als eine Anzahl von Lagerstellen und/oder größer sein als zwei sein oder mehr, z.B. drei, vier oder mehr als vier. Alternativ oder zusätzlich kann eine Anzahl der Montagepositionen pro Mehrpositionen-Montagebereich der mehreren Montagebereiche 1002a, 1002b des Systemträgers 102 zwei sein oder mehr, z.B. drei, vier oder mehr als vier.
In einer bevorzugten exemplarischen Implementierung weist jeder Mehrpositionen-Montagebereich zwei oder mehr Formschlussprofile 904 (z.B. Vertiefungen) auf, welche in einem Abstand voneinander angeordnet sind und von denen jedes Formschlussprofil 904 der Stützvorrichtung eine Mehrposition bereitstellt, in welcher die Stützvorrichtung an dem Mehrpositionen-Montagebereich montiert werden kann. In einem dazu alternativen oder zusätzlichen Implementierung ist ein oder mehr als ein Formschlussprofil pro Mehrpositionen-Montagebereich derart eingerichtet (z.B. als Langloch, Schiene oder als Nut), dass der Stützvorrichtung von diesem mehrere Mehrpositionen bereitstellt werden, in welcher die Stützvorrichtung an dem Mehrpositionen-Montagebereich (z.B. stufenlose) montiert werden kann. Das Formschlussprofil kann beispielsweise zwei Abschnitte aufweisen, die derart gleich zueinander eingerichtet sind, dass die Stützvorrichtung von einer ersten Montageposition an einem ersten Abschnitte der zwei Abschnitte auf ein zweite Montageposition an einem zweiten Abschnitte der zwei Abschnitte ummontiert werden kann.
Die zwei oder mehr Formschlussprofile 904 können beispielsweise entlang der Referenzrichtung 101 hintereinander angeordnet sein. Mehr als zwei Formschlussprofile 904 können beispielsweise äquidistant voneinander angeordnet sein, z.B. in einem regelmäßigen Muster (auch als Formschlussraster bezeichnet) angeordnet sein. Die zwei oder mehr Formschlussprofile 904 können derart gleich zueinander eingerichtet sein, dass die Stützvorrichtung von einer ersten Montageposition an einem ersten Formschlussprofil 904 auf ein zweite Montageposition an einem zweiten Formschlussprofil 904 ummontiert werden kann.
In einer exemplarischen Implementierung des Montagerasters stellt der Systemträger 102 alle 65 mm eine Montageposition bereit, in welcher ein (zusätzlicher) Lagerbolzen 902 eingesetzt werden kann, bzw. ein bereits daran montierter Lagerbolzen 902 ummontiert werden kann.
In einer exemplarischen Implementierung weist das Magnetsystem 100 auf: das rohrförmige Gehäuse 406g mit darin angeordnetem Systemträger 102, wobei das rohrförmige Gehäuse 406g das Gehäuserohr 604 aufweist und darin zwei Führungsschienen 414a, 414b angeordnet sind, an denen der Systemträger 102 mittels mehrerer Lagerbolzen 902 (z.B. zwei Lagerbolzen pro Lagerstelle) gelagert ist. Die Lagerbolzen 902 können beispielsweise in den beidseitig des Systemträgers 102 angeordneten Führungsschienen 414a, 414b entlang bzw. entgegen der Referenzrichtung 101 geführt werden.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Montageraster für die Lagerbolzen ist auch einen stufenloses Verlagern der Lagerbolzen 902 möglich (z.B. mittels der Langlöcher). Dies kann allerdings die Montage erschweren, beispielsweise wenn bei der Montage ein Nachmessen des Abstands der Lagerbolzen voneinander erfolgen muss, um diese exakt genug zu positionieren.
Nachfolgend werden zusätzlichen exemplarischen Implementierung verschiedener Komponenten des Magnetsystems 100 erläutert, welche die Konstruktion und/oder die Montage erleichtern.
In einer exemplarischen Implementierung der Stützvorrichtung 404 (z.B. deren Lagerbolzen) weist diese Kupfer und/oder Zinn, z.B. eine Legierung daraus (z.B. Bronze), auf oder besteht daraus. Dies ist kostengünstig. Alternativ oder zusätzlich weist die Stützvorrichtung 404 (z.B. deren Lagerbolzen) ein unmagnetisches Material, z.B. Kupfer, Aluminium, Bronze oder dergleichen, auf oder besteht daraus. Dies mindert eine Störung des Magnetfelds.
In einer exemplarischen Implementierung des Lagergestells 414 (z.B. deren Führungsschienen) weist dieses Eisen, z.B. eine Legierung daraus (z.B. Edelstahl), auf oder besteht daraus. Dies ist kostengünstig. Alternativ oder zusätzlich weist das Lagergestell 414 (z.B. deren Führungsschienen) ein unmagnetisches Material, z.B. unmagnetischen Edelstahl, auf oder besteht daraus. Dies mindert eine Störung des Magnetfelds.
In einer exemplarischen Implementierung weist eine oder mehr als eine Stützvorrichtung 404 des Magnetsystems 100 ein Kugellager auf. Dies erleichtert das Einschieben des Systemträgers 102 in das Gehäuse 406g bzw. in die Führungsschiene. Beispielsweise kann eine oder mehr als eine Stützvorrichtung 404 des Magnetsystems 100, z.B. pro Lagerbolzen, ein Kugellager aufweisen, welches stirnseitig an dem Lagerbolzen befestigt (z.B. darauf aufgesetzt) ist.
Der Einsatz von einzelnen Lagerbolzen hat gegenüber einer Lagerschiene Vorteile beim Einschieben des Systemträgers in das Gehäuse 406g, da die Reibung verringert wird und das Magnetsystem nicht so stark von Form- und Lagetoleranzen abhängig ist. Einen weiteren Vorteil bieten die Führungsschienen dadurch, dass diese beispielsweise nur stirnseitig mit dem Gehäuse 406g verbunden sein können (d.h. freitragend montiert sind). Dadurch können die Führungsschienen bei der Montage bzw. der Demontage des Systemträgers etwas nachgeben, wodurch die Gefahr eines Verklemmens verringert wird.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist ein Magnetsystem für eine Sputtervorrichtung (d.h. ein Sputtervorrichtung-Magnetsystem), das Magnetsystem aufweisend: ein (z.B. unmagnetisches) Lagergestell; einen (z.B. unmagnetischen) Magnetträger, welcher einen ersten Montagebereich und einen zweiten Montagebereich aufweist; eine erste (z.B. unmagnetische) Stützvorrichtung, welche mittels des ersten Montagebereichs an dem Magnetträger montiert ist; eine (z.B. unmagnetische) zweite Stützvorrichtung, welche mittels des zweiten Montagebereichs an dem Magnetträger montiert ist, wobei der erste Montagebereich und/oder der zweite Montagebereich derart eingerichtet sind, dass eine (räumliche) Lage (z.B. Ausrichtung und/oder Abstand voneinander), in welcher die erste Stützvorrichtung und die zweite Stützvorrichtung relativ zueinander an dem Magnetträger montiert sind, verändert werden kann; wobei die erste Stützvorrichtung und die zweite Stützvorrichtung eingerichtet sind, mit dem Lagergestell (z.B. formschlüssig) zusammengefügt eine Lagervorrichtung (auch als Magnetträger-Lagervorrichtung bezeichnet), z.B. eine Mehrpunkt-Lagervorrichtung, zum Lagern des Magnetträgers (z.B. freitragend zwischen der ersten Stützvorrichtung und der zweiten Stützvorrichtung) zu bilden, z.B. mit dem Lagergestell (z.B. formschlüssig) ineinander zu greifen. Die Lagervorrichtung kann dem Magnetträger beispielsweise mehrere Lagerstellen (anschaulich eine Mehrpunktlagerung) bereitstellen (dann auch als Mehrpunkt-Lagervorrichtung bezeichnet). Zwischen der ersten Stützvorrichtung und der zweiten Stützvorrichtung kann der Magnetträger beispielsweise freitragend gelagert sein.
Beispiel 2 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 1, wobei der erste Montagebereich der ersten Stützvorrichtung mehrere (z.B. äquidistante und/oder in einer Reihe hintereinander angeordnete) Montagepositionen bereitstellten, in denen die erste Stützvorrichtung an dem ersten Montagebereich montiert werden kann.
Beispiel 3 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 2, wobei die mehreren Montagepositionen einen Abstand voneinander aufweisen; und/oder wobei die mehreren Montagepositionen eine erste Montageposition und eine zweite Montageposition aufweisen, in denen die erste Stützvorrichtung an dem ersten Montagebereich (z.B. wahlweise) montiert werden kann, wobei die erste Montageposition und die zweite Montageposition einen Abstand voneinander aufweisen.
Beispiel 4 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 3, wobei der erste Montagebereich derart eingerichtet ist, dass die erste Stützvorrichtung in jeder Position zwischen den mehreren Montagepositionen (z.B. der ersten und der zweiten Montageposition) an dem ersten Montagebereich montiert werden kann; und/oder wobei die mehreren Montagepositionen äquidistant und/oder hintereinander angeordnet sind.
Beispiel 5 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 oder 4, wobei der zweite Montagebereich der zweiten Stützvorrichtung mehrere (z.B. äquidistante und/oder in einer Reihe hintereinander angeordnete) zusätzliche Montagepositionen bereitstellten, in denen die zweite Stützvorrichtung an dem zweiten Montagebereich montiert werden kann.
Beispiel 6 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 5, wobei die mehreren zusätzlichen Montagepositionen einen Abstand voneinander aufweisen; und/oder wobei die mehreren zusätzlichen Montagepositionen eine erste zusätzliche Montageposition und eine zweite zusätzliche Montageposition aufweisen, in denen die zweite Stützvorrichtung an dem zweiten Montagebereich (z.B. wahlweise) montiert werden kann, wobei die erste zusätzliche Montageposition und die zweite zusätzliche Montageposition einen Abstand voneinander aufweisen.
Beispiel 7 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 6, wobei der zweite Montagebereich derart eingerichtet ist, dass die zweite Stützvorrichtung in jeder Position zwischen den zusätzliche mehreren Montagepositionen (z.B. der zusätzliche ersten und der zusätzliche zweiten Montageposition) an dem zweiten Montagebereich montiert werden kann; und/oder wobei die mehreren zusätzlichen Montagepositionen äquidistant und/oder hintereinander angeordnet sind.
Beispiel 8 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung eingerichtet sind, mit dem Lagergestell (z.B. formschlüssig) zusammengefügt ein Loslager (d.h. bewegliches Auflager) zu bilden.
Beispiel 9 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, wobei die erste Stützvorrichtung und die zweite Stützvorrichtung derart gleichartig zueinander eingerichtet sind, dass diese gegeneinander vertauscht montiert werden können.
Beispiel 10 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung zwei Stützkomponenten aufweisen, zwischen denen der Magnetträger angeordnet ist.
Beispiel 11 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, ferner aufweisend: mehrere hintereinander angeordnete Magnete, welche mittels des Magnetträgers getragen werden, wobei die mehrere hintereinander angeordnete Magnete vorzugsweise mehrere nebeneinander angeordnete Magnetreihen und/oder zumindest zwei Magnetpole (z.B. einen Innenpol und einen diesen umlaufenden Außenpol) bereitstellen.
Beispiel 12 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung ein Kugellager aufweisen, wobei die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung vorzugsweise einen Bolzen aufweisen, an dem das Kugellager befestigt ist.
Beispiel 13 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei das Lagergestell (z.B. jede Führungsschiene dessen) eine (z.B. längserstreckte) Nut bzw. ein Nutprofil aufweist, in welche die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung hineingreifen.
Beispiel 14 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, wobei der erste Montagebereich und/oder der zweite Montagebereich mehrere Öffnungen aufweist, welche in einem Raster angeordnet sind.
Beispiel 15 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, wobei der erste Montagebereich ein erstes Raster aufweist, gemäß welchem die erste Stützvorrichtung an dem Magnetträger montiert werden kann; und/oder wobei der zweie Montagebereich ein zweites Raster aufweist, gemäß welchem die zweite Stützvorrichtung an dem Magnetträger montiert werden kann; wobei das erste Raster und das zweite Raster vorzugsweise gleichartig eingerichtet sind.
Beispiel 16 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei die erste Stützvorrichtung und die zweite Stützvorrichtung gegeneinander austauschbar an dem an dem Magnetträger montiert werden können.
Beispiel 17 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, wobei das Lagergestell eine oder mehr als eine Führungsschiene aufweist, in welche die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung hineingreifen.
Beispiel 18 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, wobei das Lagergestell und die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung formschlüssig ineinandergreifen.
Beispiel 19 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei das Lagergestell eine größere Biegesteifigkeit aufweist als der Magnetträger.
Beispiel 20 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 19, wobei die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung einen oder mehr als einen Vorsprung, vorzugsweise einen oder mehr als einen Bolzen, aufweisen.
Beispiel 21 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 20, wobei die erste Stützvorrichtung und/oder die zweite Stützvorrichtung zwei Bolzen aufweisen, zwischen denen der Magnetträger angeordnet ist.
Beispiel 22 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 21, ferner aufweisend: ein, vorzugsweise rohrförmiges, Gehäuse, in welchem das Lagergestell angeordnet ist; wobei das Lagergestell vorzugsweise ortsfest zu dem Gehäuse mit diesem gekuppelt ist; und/oder wobei das Gehäuse eine größere Biegesteifigkeit aufweist als der Magnetträger und/oder als das Lagergestell.
Beispiel 23 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 22, wobei das Gehäuse eine Öffnung (z.B. Gehäuseöffnung) aufweist, durch welche hindurch der Magnetträger in das Gehäuse eingebracht werden kann, wenn dieser mit dem Lagergestell ineinandergreift; und/oder wobei in dem Gehäuse eine Fluidleitung angeordnet ist.
Beispiel 24 ist das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 23, ferner aufweisend: mehrere Magneten, welche mittels des Magnetträgers gehalten werden.
Beispiel 25 ist das Magnetsystem gemäß Beispiel 24, ferner mehrere Baugruppen aufweisend, von denen jede Baugruppen aufweist: mindestens einen Magneten der mehreren Magneten; ein Stellglied, mittels welchem der mindestens eine Magnet mit dem Magnetträger gekuppelt sind, wobei das Stellglied eingerichtet ist, in Antwort darauf angesteuert zu werden, eine räumliche Relation des mindestens einen Magneten relativ zu dem Magnetträger zu verändern.
Beispiel 26 ist eine Sputtervorrichtung, aufweisend: eine Lagervorrichtung, vorzugsweise einen oder mehr als einen Endblock aufweisend, welche eine Drehachse bereitstellt zum drehbaren Lagern eines Sputtertargets; und das Magnetsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 25, welches mittels der Lagervorrichtung ortsfest relativ der Drehachse und/oder zu der Lagervorrichtung gelagert ist (z.B. innerhalb des Sputtertargets).
Beispiel 27 ist eine Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 26, die Lagervorrichtung ferner aufweisend: ein Festlager, welches das Magnetsystem trägt und/oder ein Drehlager zum drehbaren Lagern des Sputtertargets.
Beispiel 28 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 27, die Lagervorrichtung ferner aufweisend: eine mittels des Drehlagers drehbar gelagerte Kupplung zum Ankuppeln des Sputtertargets, wobei die Kupplung eine Durchgangsöffnung aufweist, welche das Festlager freilegt und/oder in welche das Festlager hinein erstreckt ist.

Claims

Magnetsystem (100) für eine Sputtervorrichtung (300), das Magnetsystem (100) aufweisend: • ein Lagergestell (414); • einen Magnetträger (102), welcher einen ersten Montagebereich (1002a) und einen zweiten Montagebereich (1002b) aufweist; • eine erste Stützvorrichtung (404), welche mittels des ersten Montagebereichs (1002a) an dem Magnetträger (102) montiert ist; • eine zweite Stützvorrichtung (404), welche mittels des zweiten Montagebereichs (1002b) an dem Magnetträger (102) montiert ist, • wobei der erste Montagebereich (1002a) und/oder der zweite Montagebereich (1002b) derart eingerichtet sind, dass eine Lage, in welcher die erste Stützvorrichtung (404) und die zweite Stützvorrichtung (404) relativ zueinander an dem Magnetträger (102) montiert sind, verändert werden kann; • wobei die erste Stützvorrichtung (404) und die zweite Stützvorrichtung (404) eingerichtet sind, mit dem Lagergestell (414) zusammengefügt eine Lagervorrichtung zum Lagern des Magnetträgers (102) zu bilden.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Montagebereich (1002a) der ersten Stützvorrichtung (404) mehrere Montagepositionen bereitstellt, in denen die erste Stützvorrichtung (404) an dem ersten Montagebereich (1002a) montiert werden kann.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 2, wobei die mehreren Montagepositionen einen Abstand voneinander aufweisen; wobei die mehreren Montagepositionen vorzugsweise eine erste Montageposition und eine zweite Montageposition aufweisen, in denen die erste Stützvorrichtung (404) an dem ersten Montagebereich (1002a) montiert werden kann, wobei die erste Montageposition und die zweite Montageposition einen Abstand voneinander aufweisen.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der erste Montagebereich (1002a) derart eingerichtet ist, dass die erste Stützvorrichtung (404) in jeder Position zwischen den mehreren Montagepositionen an dem ersten Montagebereich (1002a) montiert werden kann; und/oder wobei die mehreren Montagepositionen äquidistant und/oder hintereinander angeordnet sind.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Stützvorrichtung (404) und die zweite Stützvorrichtung (404) derart gleichartig zueinander eingerichtet sind, dass diese gegeneinander vertauscht montiert werden können.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: • mehrere hintereinander angeordnete Magnete, welche mittels des Magnetträgers (102) getragen werden, wobei die mehrere hintereinander angeordnete Magnete vorzugsweise mehrere nebeneinander angeordnete Magnetreihen bereitstellen.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Stützvorrichtung (404) und/oder die zweite Stützvorrichtung (404) ein Kugellager aufweisen, wobei die erste Stützvorrichtung (404) und/oder die zweite Stützvorrichtung (404) vorzugsweise einen Bolzen aufweisen, an dem das Kugellager befestigt ist.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Lagergestell (414) eine oder mehr als eine Führungsschiene aufweist, in welche die erste Stützvorrichtung (404) und/oder die zweite Stützvorrichtung (404) hineingreifen.
Magnetsystem (100) gemäß Anspruch 8, wobei jede Führungsschiene eine Nut aufweist, in welche die erste Stützvorrichtung (404) und/oder die zweite Stützvorrichtung (404) hineingreifen.
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Lagergestell (414) eine größere Biegesteifigkeit aufweist als der Magnetträger (102).
Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: • ein, vorzugsweise rohrförmiges, Gehäuse, in welchem das Lagergestell (414) angeordnet ist; • wobei das Lagergestell (414) vorzugsweise ortsfest zu dem Gehäuse mit diesem gekuppelt ist.
Sputtervorrichtung (300), aufweisend: • eine Target-Lagervorrichtung, vorzugsweise einen oder mehr als einen Endblock aufweisend, welche eine Drehachse bereitstellt zum drehbaren Lagern eines Sputtertargets; • das Magnetsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, welches mittels der Target-Lagervorrichtung ortsfest relativ zu der Drehachse gelagert ist.