DE4405747A1 - Magnetfeldunterstützte Zerstäubungsanordnung und hiermit ausgerüstete Vakuumbehandlungsanlage - Google Patents

Magnetfeldunterstützte Zerstäubungsanordnung und hiermit ausgerüstete Vakuumbehandlungsanlage

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DE4405747A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetfeldunterstützte Zerstäubungsanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine damit bestückte Vakuumbehandlungsanlage nach An­ spruch 17.
Es ist bekannt, Materialien, seien dies elektrisch leitende oder elektrisch isolierende, dadurch im Vakuum zu zerstäuben, daß ein elektrisches Feld zwischen der zu zerstäubenden Ober­ fläche des Materials, der Targetoberfläche, und eine Gegen­ elektrode erzeugt wird, damit eine Plasmaentladung, und mit den positiven Ionen eines dem Reaktionsraum zugeführten Gases die erwähnte Oberfläche abgestäubt wird. Das abgestäubte Mate­ rial wird entweder direkt zur Beschichtung von Werkstücken im Prozeßraum eingesetzt oder in Form eines Reaktionsproduktes nach Reaktion mit einem dem erwähnten Raum zugeführten Reak­ tivgas.
Solche zerstäubungsverfahren werden in DC-Plasmen, HF-Plasmen oder in Plasmen durchgeführt, welche durch DC und überlagertem AG erzeugt sind.
Dabei ist es weiter bekannt, trotz der völlig verschiedenen Detailmechanismen des eigentlichen Zerstäubungsprozesses für die erwähnten Fälle der Plasmaanregung, die Plasmadichte und damit Zerstäubungsrate dadurch zu erhöhen, daß im Bereiche der zu zerstäubenden Targetoberfläche ein Magnetfeld angelegt wird. Ein solches magnetfeldunterstütztes zerstäuben ist z. B. unter dem Begriff Magnetronzerstäuben bekannt.
Dabei ist es weiter bekannt, den Fluß des erwähnten Magnet­ feldes mindestens teilweise über der Targetoberfläche tunnel­ förmig zu schließen.
Im weiteren ist es bekannt, wie beispielsweise für Magnetron­ zerstäuben aus der EP-0 399 710, der US-5 130 005, der DE-A-33 31 245 oder der DE-A-35 06 227 dargestellt, den Fluß des erwähnten Magnetfeldes bezüglich der Targetoberfläche zu bewe­ gen und damit den Bereich maximaler Zerstäubungsrate, sei dies, um das Target möglich gleichmäßig abzustäuben, oder sei dies, um am Werkstück eine erwünschte Verteilung der Rate sich ablegenden Materials zu erreichen.
Auch bei reaktivem zerstäuben ist es bekannt, den genannten Fluß relativ zur zerstäubten Fläche zu bewegen.
Dabei können weiter vorgesehene Targetkonfigurationen plan sein, wie im Falle der bekannten Planarmagnetrons, oder können Raumflächen definieren, wie beispielsweise konkave, wozu auf die Topfmagnetronanordnung nach der DE-35 06 227 verwiesen sei. Die Targetanordnung kann dabei ein einteiliges oder meh­ rere Targets umfassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft in ihrem weitesten Aspekt alle die erwähnten Zerstäubungstechniken bzw. entsprechende magnetfeldunterstützte Zerstäubungsanordnungen.
Aus der DE-A-33 31 245 sowie der US-A-5 130 005 ist es für ein planares Magnetron bekannt, zur Realisation einer Relativbewe­ gung zwischen dem erwähnten Magnetfeldfluß und der Target­ oberfläche unter einer Targetanordnung eine Magnetanordnung zu bewegen. Gemäß der DE-A-33 31 245 wird hierzu eine Magnet­ anordnung in einer Kühlmediumskammer, welche einseitig von der Targetanordnung abgeschlossen ist, bestehend aus Halterungs­ platten und aus Target, bezüglich einer Drehachse exzentrisch drehbewegt oder zusätzlich über Nockenführungen entlang der Targetanordnung bewegt und damit ein sich entlang der zu zer­ stäubenden Targetfläche bewegendes tunnelförmiges Magnetfeld erzeugt. Der Drehantrieb der Magnetanordnung erfolgt entweder durch die Strömung des Kühlmediums, nämlich von Wasser, durch die Kühlkammer oder über eine durch die Kammerwandung geführte Antriebswelle.
Aus der US-A-5 130 005 ist, als Planarmagnetron ausgebildet, eine magnetfeldunterstützte Zerstäubungsanordnung eingangs erwähnter Art bekannt. Sie umfaßt ein Anordnungsgehäuse, worauf stirnseitig eine Targetanordnung montierbar ist, welche hier ausschließlich aus dem Target besteht und die darunter liegende Trägerplatte nur durch zerlegen der Anordnung mon­ tierbar bzw. demontierbar ist. Angrenzend an die Montageplatte definiert das Gehäuse eine Ringkammer, worin, um eine Dreh­ achse beweglich gelagert, eine Magnetträgeranordnung vorgese­ hen ist, welche ein Magnetfeld erzeugt, dessen Fluß einen Bereich des auf der Trägerplatte montierten Targets durch­ dringt und welcher durch die Relativdrehbewegung der Magnet­ trägeranordnung zum gehäusefesten Target verschoben wird.
Im weiteren ist ein Elektromotor vorgesehen, der über Zahnrie­ men und Getriebe über eine durch die Wandung der Kammer durch­ geführte Ritzelachse schließlich auf die Magnetträgeranord­ nung wirkt. An dieser Anordnung ist nachteilig, daß der Elek­ tromotor und die zwischen Magnetträgeranordnung und Elektromo­ tor vorgesehene Antriebsübertragung sehr viel Platz bean­ sprucht und weiter der abgesetzt von der als Kühlkammer wir­ kenden Ringkammer mit der Magnetträgeranordnung montierte Antriebsmotor separat gekühlt werden muß. Ein weiterer Nach­ teil ist, daß mittels einer aufwendigen Überwachungselektro­ nik die Bewegung der Magnetanordnung selbst überwacht werden muß, um auch Defekte zwischen Antriebsmotor und Magnet­ anordnung zu detektieren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, an einer magnetfel­ dunterstützten Zerstäubungsanordnung eingangs genannter Art die erwähnten Nachteile zu beheben.
Dies wird bei deren Ausbildung nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 erreicht. Dadurch, daß nämlich das Antriebs­ gehäuse gleichzeitig das Anordnungsgehäuse bildet und der Rotor drehfest mit der Magnetträgeranordnung verbunden ist, ergibt sich eine höchst kompakte Bauweise. Da weiter die Tar­ getanordnung wirksam gekühlt werden muß und am Anordnungs­ gehäuse montiert ist, welch letzteres wiederum das Gehäuse des Antriebes ist, ist damit die Grundlage geschaffen, mit der Kühlung der Targetanordnung gleichzeitig den elektromotori­ schen Antrieb zu kühlen. Die erfindungsgemäße Bauweise er­ laubt insbesondere auch das Vermeiden eines Getriebes und damit eine drastische Reduktion der Zahl bewegter Teile. Dies erhöht die Betriebssicherheit und senkt die Herstellungskosten und führt zu einer äußerst kompakten Bauweise.
Unter elektromotorischem Antrieb sei dabei grundsätzlich ein Antrieb verstanden, bei welchem zwischen Stator und Rotor eine Wirkverbindung über elektromagnetische Felder erfolgt.
Die Kompaktbauweise der Zerstäubungsanordnung wird weiter bevorzugterweise durch Vorgehen nach dem Wortlaut von Anspruch 2 weiter erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsvariante nach Anspruch 3 handelt es sich bei der erfindungsgemäßen magnet­ feldunterstützten Zerstäubungsanordnung um die darin spezi­ fizierte.
Gemäß Wortlaut von Anspruch 4 wird die eingangs erwähnte Bewegung des Magnetfeldflusses entlang der zu zerstäubenden Targetoberfläche grundsätzlich als beliebige Bahn ausgelegt, dabei vorzugsweise als geschlossene Bahn. Ersteres ist ohne weiteres dadurch möglich, daß an der Magnetträgeranordnung, welche primär eine reine Drehbewegung ausführt, Magnete an­ geordnet sind, die ihrbezüglich wiederum gesteuert bewegbar sind, und/oder Elektromagnete, welche zeit- bzw. drehwinkelse­ lektiv angesteuert werden und/oder die Magnete exzentrisch angeordnet werden. Dies gemäß Wortlaut von Anspruch 5.
Obwohl es durchaus möglich ist, beim relativ bewegten System zwischen Target und Magnetträgeranordnung bezüglich einer Anlage, woran die erfindungsgemäße Anordnung montiert ist, d. h. dem absolut ruhenden System, das Target zu bewegen und dabei die Magnetträgeranordnung absolut ruhend zu belassen, wird in einer weit bevorzugten Ausführungsvariante nach An­ spruch 6 das Gehäuse zur Montage an einer Vakuumbeschichtungs­ anlage ausgebildet und damit zum ruhenden Bezugsystem.
Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den Ansprüchen 7 bis 17 spezifiziert. Eine erfindungsgemäße Vakuumbehand­ lungsanlage nach Anspruch 18 zeichnet sich aufgrund der er­ wähnten und noch zu beschreibenden Vorteile der erfindungs­ gemäßen Zerstäubungsanordnung insbesondere auch durch höchst kompakten Aufbau aus.
Die Erfindung wird anschließend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Zerstäubungsanordnung bei ruhendem Gehäuse und pla­ narem Target;
Fig. 2 schematisch in Analogie zu Fig. 1, die prinzipielle erfindungsgemäße Anordnung, topfmagnetronartig;
Fig. 3 im Längsschnitt eine heute bevorzugte Ausführungs­ variante der erfindungsgemäßen magnetfeldunter­ stützten Zerstäubungsanordnung, woran alle vorteil­ haften Teilaspekte kombiniert eingesetzt sind.
In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße magnetfeldun­ terstützte Zerstäubungsanordnung mit planarer Targetanordnung 1 dargestellt, welche insbesondere eine Targetplatte umfaßt. Die Targetanordnung 1 schließt das Gehäuse 3 der Zerstäu­ bungsanordnung gegen den Prozeßraum U ab. Innerhalb des Gehäuses 3, in einer Magnetträgerkammer 5a ist eine Permanent­ und/oder Elektromagnete 7 umfassende Magnetträgeranordnung 5 um eine Achse A drehbar gelagert. Die durch die Magnete 7 gebildete Anordnung kann dabei an der Trägeranordnung 5 sta­ tionär montierte Permanent- und/oder Elektromagnete umfassen oder, wie gestrichelt schematisch bei r dargestellt, Perma­ nent- und/oder Elektromagnete, die zusätzlich zur Drehbewegung um die Achse A bezüglich der Trägeranordnung 5 bewegt werden, sei dies radial und/oder azimutal, generell derart, daß be­ züglich des Gehäuses 3 die Magnete eine vorgegebene Bahn durchlaufen. Dadurch wird der Bereich an der zu zerstäubenden Oberfläche der Targetanordnung 1, durch welchen und entlang welchem der Magnetfeldfluß ΦB wirksam ist, auf entsprechenden Bahnen verschoben, was auch durch Ansteuerung an der Magnet­ trägeranordnung 5 fest vorgesehener Elektromagnete erfolgen kann.
In der Figur ist rein schematisch und qualitativ der Verlauf des Flusses ΦB bei exzentrisch zur Achse A angeordneten Magne­ ten dargestellt (ausgezogen und gestrichelt), dies bei einem tunnelförmigen Fluß über der Targetoberfläche. Strichpunk­ tiert ist ein ebenfalls insbesondere bei HF-Anwendungen ein­ setzbares Flußbild dargestellt.
Der schematisch in Fig. 1 dargestellte Magnetfeldfluß ΦB ist damit mindestens teilweise tunnelförmig über der zu zerstäu­ benden Targetoberfläche geschlossen und/oder ist überwiegend über targetnahe Strukturen, wie Rahmen des Gehäuses 3, ge­ schlossen.
Die Magnetträgeranordnung 5 ist erfindungsgemäß drehfest mit dem Rotor 9 eines elektromotorischen Antriebes gekoppelt, dessen Stator 10 drehfest mit dem Gehäuse 3 verbunden ist. Über einen Ringluftspalt 12 wirkt der kraftübertragende elek­ tromagnetische Antriebsfluß ΦM. Die dargestellte Zerstäubungs­ anordnung wird im Sinne eines Magnetrons DC-betrieben oder hochfrequenzbetrieben oder als Mischform mit DC und AC betrie­ ben und damit über eine Gegenelektrode 14 eine Plasmaentladung erzeugt. Dabei kann, wie üblich, das Prozeßkammergehäuse 3a mit Gegenelektrode 14 gemeinsam auf Bezugspotential, wie bei­ spielsweise auf Massepotential gelegt werden. Es kann weiter, wie dem Fachmann bekannt, die Gegenelektrode 14 auf Biaspoten­ tial gelegt werden, oder eine Biaselektrode separat vorgesehen werden.
In Fig. 1 sind schematisch an der Speiseeinheit 16 die ver­ schiedenen Möglichkeiten der Plasmaentladungsspeisung darge­ stellt.
In Fig. 2 ist die Zerstäubungsanordnung gemäß Fig. 1 für eine nicht planare, zu zerstäubende Targetoberfläche dargestellt, namlich, als Beispiel, für eine kegelförmige, wobei sowohl bei der Targetanordnung nach Fig. 1 wie auch nach derjenigen von Fig. 2 die zu zerstäubende Oberfläche durch ein einziges Tar­ get oder durch mehrere realisiert sein kann.
In Fig. 3 ist eine heute bevorzugte Realisationsform einer erfindungsgemäßen zerstäubungsquelle dargestellt, beispiels­ weise in Form eines Planarmagnetrons. Die Kathodenanordnung 1 besteht aus der eigentlichen Targetplatte 21 und hier z. B. ei­ ner Rückplatte 23, welche Platten im montierten zustand sowohl thermisch wie auch elektrisch eng gekoppelt sind, wie durch gegenseitiges Verspannen oder Verbonden.
Die elektrisch als ein Block wirkende Targetanordnung 1 ist lösbar am Gehäuse 3 der Anordnung montiert, nämlich an einem metallischen Montageflansch 25. Die Targetanordnung 1 wird dabei (nicht dargestellt) mit einem Spannrahmen auf den Monta­ geflansch 25 gespannt oder bildet, wie hier, mit dem Flansch 25 einen Targetwechsel-Schnellverschluß, wie einen Bajonett­ verschluß. Ein solcher ist aus der EP-A-0 512 456, die dies­ bezüglich zum integrierten Bestandteil der vorliegenden Be­ schreibung erklärt wird, bekannt.
Über einen Isolationsflansch 27 ist der Montageflansch 25 mit den übrigen Teilen des Gehäuses 3 verbunden, welches im we­ sentlichen glockenförmig ausgebildet ist, und targetanord­ nungsseitig mit einer Wandung 29, im wesentlichen aus einem steifen Kunststoffmaterial, gemeinsam mit der Targetanordnung 1 eine Kühlkammeranordnung 31 definiert. Dabei ist die Kühl­ kammeranordnung 31 einseitig direkt durch die Targetanordnung 1 definiert, oder es ist eine wärmeleitende Folie 31a vorgese­ hen, welche durch den Druck im Kühlmedium gegen die Target­ anordnung 1 gepreßt wird.
Gerade wenn die Targetanordnung 1 mittels eines Schnellver­ schlusses auswechselbar ist, dient die mediumbetätigte Folie, gemäß der genannten EP-A-512 456, als Spannorgan bzw. Ent­ spannorgan für den Verschluß, wie z. B. für den genannten Bajonett­ verschluß.
Die Wandung 29 setzt sich koaxial zur Achse A in einer Rohr­ wandung 33 fort, welch letztere gemeinsam mit der Wandung 29 im Gehäuse 3 eine Magnetträger-Ringkammer 35 festlegt. An Lagern 37 ist an einem zentral das Rohr 33 bzw. generell die zentrale Achse halternden Gehäusezentralteil 39 ein Rotor 41 drehbeweglich gelagert. Ein Stator 43, drehfest am Gehäuse 3, definiert, zusammen mit dem Rotor 41, den Ringluftspalt 12, über welchen der elektromotorische Antrieb des Rotors 41 er­ folgt. Am Rotor 41 ist drehfest die Magnetträgeranordnung 5 gelagert, welche in der Magnetträgeranordnungskammer 35 bei Antrieb des Rotors umläuft. Der Durchmesser des Spaltringes 12 ist dabei wesentlich größer als die Axialausdehnung des Spal­ tes 12, womit ein präziser und insbesondere hinreichend lang­ samer Drehantrieb des Rotors erfolgen kann und gleichzeitig der ohnehin von der Targetanordnung 1 aufgespannte Raum im Sinne der Kompaktheit der Anordnung optimal ausgenützt wird und dabei auf ein Getriebe verzichtet werden kann.
Als Antrieb wird vorzugsweise ein Asynchronmotor mit Stator­ wicklungen 45 eingesetzt und wicklungslosem Rotor, ein Asyn­ chronmotor in optimal, axial betrachtet, flacher Bauweise.
Je nach Einsatz kann auch ein anderer Antriebsmotor, z. B. ein elektronisch kommutierter Motor oder ein DC-Motor eingesetzt werden, beispielsweise elektronisch gesteuert.
Der Innenraum des Rohres 33, wie erwähnt, aus elektrisch iso­ lierendem Material, vorzugsweise Kunststoff, wird, als Trenn­ wandung, mittels eines Innenrohres 47 in eine Zuleitung 49 und eine Rückführleitung 51 unterteilt, zur Zirkulation eines Kühlmediums zu und von der Kühlkammer 31. Das metallische In­ nenrohr 47 ist elektrisch mit einer metallischen Untertei­ lungswandung 53 verbunden, welche sich im wesentlichen par­ allel zur Wandung 29 und der Targetanordnung 1 durch die Kühlkammer 31 erstreckt. Im Zentralbereich ist in der Trennwandung 53 eine Austrittsöffnung 55 vorgesehen, durch die in Pfeil­ richtung durch die Zuleitung 49 zufließendes Kühlmedium ent­ lang der Targetanordnung 1 nach außen fließt. An der Peri­ pherie der Trennwandung 53 sind Rückflußöffnungen 57 vorgese­ hen, über welche das Kühlmedium radial zurück in die Rückführ­ leitung 51 fließt. Ist eine Folie 31a vorgesehen, so stellt diese dann, wenn sie elektrisch leitend ist, einen großflä­ chigen Kontaktbereich an die Targetanordnung sicher.
Die Zuführleitung 49 im Rohr 33 ist über eine Verbindungslei­ tungsanordnung 59 mit einem flexiblen Kunststoffschlauch 61 verbunden, welcher, in einem Kunststoffteil 63 des Gehäuses 3 eingebettet, nach außen geführt ist und dort um die Außenfläche des Gehäuses 3 mehrmals geschlauft ist. Die Rückführ­ leitung 51 kommuniziert mit der radial nach außen führenden Leitungsanordnung 65.
Über Rohr 33, Wandung 29 und Kunststoffteil 63 des Gehäuses ist die Wandung 47, welche sich als Trennwandung durch das Rohr 33 erstreckt, von den metallischen Teilen des Gehäuses 3 elektrisch isoliert und ist mit einem elektrischen Anschluß 67 verbunden, woran das elektrische Signal für den Betrieb der Targetanordnung 1 angelegt wird. Die elektrische Kontaktierung der letzteren erfolgt weiter über die Trennplatte 53, welche peripher mit dem metallischen Halterahmen 25 verbunden ist, und gegebenenfalls die Folie 31a.
Als Kühlmedium wird vorzugsweise Wasser eingesetzt. Vom An­ schluß 67 mit der Hochspannung für die Targetanordnung 1 fällt die Spannung entlang des radial nach außen geführten Abschnittes des Schlauches 61 bzw. der darin enthaltenen Was­ sersäule als Wasserwiderstand so ab, daß außen am Gehäuse 3 praktisch Bezugspotential, d. h. Massepotential, erreicht ist.
Die Kühlkammer ist in Axialrichtung optimal dünn, so daß gesamthaft eine optimale Wirkung des Magnetsystems auf der zu zerstäubenden Oberfläche der Targetanordnung 1 erwirkt wird.
Durch Vorsehen des elektrisch isolierenden, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, mit der Wandung 29 einteiligen Rohres wird die Isolation zwischen spannungsführender Wandung 47 als elektrische Zuführung zur Targetanordnung sowie Platte 53 zu den metallischen Teilen des Gehäuses 3 sichergestellt, ohne komplizierte Isolationsvorkehrungen, was das Volumen der er­ findungsgemäßen Zerstäubungsanordnung weiter reduziert. Das Vorsehen der Trennwandung 53 in Kombination mit den Zu- und Wegführungen für das Kühlmedium im Rohr 33 ergibt optimaler­ weise eine Strömung frischen Kühlmediums entlang der Targetan­ ordnung und ihrer Rückfließen im Bereich der Wandung 29, wobei gleichzeitig die Trennwandungen für die Zu- und Wegfüh­ rungen für das Kühlmedium als elektrische Anschlußleitungen für die Targetanordnung 1 eingesetzt sind.
In Fig. 3 bezeichnen weiter, nur auf der rechten Seite einge­ tragen, 70 einen Montageflansch an der Vakuumkammer, 72 eine Vakuum-Ringdichtung, 74 eine gegebenenfalls vorgesehene Hf- Dichtung und 76 eine Abschirmung.
Die Targetanordnung 1 ist mit einem Bajonettverschluß, spann­ bar über Folie 31a durch den Druck des Kühlmediums, versehen und wird durch Verdrehen bezüglich des Montage- bzw. Bajonett- Flansches 25 vakuumkammerseitig entfernt bzw. ersetzt. Die ganze Anordnung mit Antrieb und Kühlkammer inkl. Folie 31a kann, in der Figur, nach unten, also von der Normalatmosphäre N her demontiert und vom Flansch 70 entfernt werden.
Auch durch diese konstruktiven Maßnahmen, welche den Aufbau der Anordnung drastisch vereinfachen, wird die Kompaktheit erreicht bzw. das Volumen der Zerstäubungsanordnung wesentlich reduziert.
Durch Vorsehen des flexiblen Schlauches 61 und damit Realisa­ tion eines Wasserwiderstandes wird einerseits ein genügender Spannungsabfall zwischen hochspannungsführenden Teilen und dem Gehäuse 3 mit geringen elektrischen Verlust sichergestellt, und anderseits wird dadurch gleichzeitig das Gehäuse 3 ge­ kühlt. Es wird somit mit demselben, für die Targetanordnungs­ kühlung ohnehin vorzusehenden System das Gehäuse des Antriebs­ systems und damit dessen Stator durch Wärmeleitung gekühlt.
Aufgrund des großen Durchmessers des Koppelringspaltes zwi­ schen Stator und Rotor kann die Umdrehung des Rotors optimal langsam und gleichmäßig angesteuert werden, womit aufwendige und voluminöse Getriebe vermieden werden. Das Umdrehungsver­ halten des Antriebssystems kann einfach elektronisch gesteuert bzw. geregelt werden. Gesamthaft betrachtet, wird die Anzahl notwendiger Bauteile, verglichen mit herkömmlichen Konstruk­ tionen von zerstäubungsquellen, drastisch verringert, was die Zuverlässigkeit erhöht und den Konstruktionsaufwand reduziert.

Claims (19)

1. Magnetfeldunterstützte Zerstäubungsanordnung mit
  • - einem Anordnungsgehäuse (3), worauf stirnseitig eine Tar­ getanordnung (1) montierbar ist,
  • - im Anordnungsgehäuse einer diesbezüglich um eine Achse drehbeweglich gelagerten Magnetträgeranordnung (5), wel­ che ein Magnetfeld erzeugt, dessen Fluß (ΦB) einen Be­ reich einer montierten Targetanordnung (1) durchdringt, wobei der Bereich durch die Relativdrehbewegung verscho­ ben wird,
  • - einem elektromotorischen Antrieb (9, 10) mit einem mit dem Anordnungsgehäuse (3) drehfest verbundenen Antriebs­ gehäuse und einem darin drehgelagerten Rotor, der seiner­ seits auf die Magnetträgeranordnung (5) wirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsgehäuse das Anord­ nungsgehäuse (3) bildet und der Rotor (9) drehfest mit der Ma­ gnetträgeranordnung (5) verbunden ist.
2. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Übertragung (ΦM) zwischen Gehäuse (3) und Rotor (9) über einen zur erwähnten Achse koaxialen Ringluftspalt (12) erfolgt, dessen Durchmesser wesentlich größer ist als seine Axialausdehnung.
3. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als Magnetron ausgebildet ist, vorzugsweise als planares Magnetron und/oder vorzugsweise der Feldfluß tunnelförmig aus der montierten Targetanordnung aus- und dahin wieder eintritt.
4. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich bei der Drehbewegung eine gegebene Bahn durchläuft, vorzugsweise eine geschlossene Bahn.
5. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetträgeranordnung (5) diesbezüg­ lich verschiebliche Magnete (7) umfaßt und/oder mindestens ein Teil der Magnete (7) durch Elektromagnete gebildet ist und/oder die Magnete exzentrisch angeordnet sind.
6. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) zur Montage an oder in einer Vakuumbeschichtungsanlage ausgebildet ist.
7. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (9) kreisscheibenförmig ausge­ bildet ist.
8. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine zentrisch den Rotor durchdringende Hohl­ achse (33) aufweist, worin eine Zu- (49) und/oder Abführlei­ tungsanordnung (51) für ein Kühlmedium zu bzw. von einer Kühl­ kammeranordnung (31) vorgesehen ist, wobei die Kühlkammeran­ ordnung (31), zur Kühlung der Targetanordnung (1), stirnseitig des Gehäuses (3) vorgesehen und von der Targetanordnung direkt oder über eine wärmeleitende Folie (31a), vorzugsweise auch elektrisch leitend, abgeschlossen ist.
9. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine zentrisch den Rotor durchdringende Achse (33) umfaßt, welche eine elektrische Anschlußverbindung (47) für die Targetanordnung (1) umfaßt.
10. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Hohlachse (33) durch eine Trennwandung (47) in die Zu- (49) und die Abführleitungsanordnung (51) un­ terteilt ist und vorzugsweise die Trennwandung (47) den elek­ trischen Zuleiter für die Targetanordnung (1) bildet.
11. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gehäusekammer (35) mit der Magnet­ trägeranordnung (5) stirnseitig durch eine Wandung (29) abge­ schlossen ist, welche aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise im wesentlichen aus Kunststoff besteht.
12. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine zentrisch den Rotor durchstoßende Hohlachse (33) aufweist, worin eine Zu- (49) und Abführleitungsanordnung (51) für ein Kühlmedium zu und von einer durch die Targetanordnung direkt oder indirekt über eine wärmeleitende, vorzugsweise auch elektrisch leitende Folie, abgeschlossenen Kühlkammer (31) vorgesehen ist.
13. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Targetplatte an der Targetanordnung (1) oder
  • - die Targetanordnung aus Targetplatte und Rückplatte oder
  • - die Targetanordnung mit der Kühlkammer (31) und gegebe­ nenfalls Teilen der Leitungsanordnung (33) zum Targetwechsel auswechselbar ausgebildet ist bzw. sind.
14. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und/oder Abführleitungsanordnung in der Hohlachse (33) mit einer das Gehäuse (3) umschlingen­ den, vorzugsweise mehrfach umschlingenden, vorzugsweise fle­ xiblen Leitung für das Kühlmedium verbunden ist zur Kühlung des Gehäuses.
15. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine zentrisch den Rotor durchstoßende Hohlachse (33) aufweist, welche einerseits Teil eines Strömungssystems (31, 49, 51) für ein Kühlmedium für die Targetanordnung bildet und worin, anderseits, eine elektrische Anschlußleitung (47) für die Targetanordnung geführt ist, wobei der Hohlraum der Hohlwelle über mindestens eine als Wasserwiderstand (61) ausgebildete Leitung durch das Gehäuse nach außen geführt ist, derart, daß die Speisespannung für die Targetanordnung entlang dem Wasserwiderstand abfällt.
16. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Gehäuse (3) eine zentrisch durch den Rotor geführte Hohlachse (33) aufweist,
  • - in der Hohlachse (33) eine elektrische Zuleitung (47) zu der Targetanordnung (1) geführt ist,
  • - die Hohlachse Teil eines Kühlmediumsystems (41, 49, 51) zur Kühlung der Targetanordnung (1) ist,
  • - die Außenwandung der Hohlachse (33) durch eine elek­ trisch isolierende Wandung, vorzugsweise im wesentlichen aus Kunststoff, gebildet ist und sich stirnseitig des Gehäuses zum Abschluß einer Gehäusekammer (35) mit der Magnetträgeranordnung (5) radial nach außen erstreckt,
  • - eine durch das Gehäuse (3) geführte, mit dem Innenraum der Hohlachse kommunizierende Leitungsanordnung (61) für das Kühlmedium als Wasserwiderstand ausgebildet ist und vorzugsweise in oder entlang dem Gehäuse (3) geschlauft ist.
17. Zerstäubungsanordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromotorische Antrieb ein Asyn­ chronmotor ist, oder ein elektronisch kommutierter Motor oder ein DC-Motor, z. B. elektronisch gesteuert, wobei die axiale Luftspaltausdehnung wesentlich geringer ist als der Rotordurchmesser.
18. Vakuumbehandlungsanlage mit mindestens einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
DE4405747A 1993-05-04 1994-02-23 Magnetfeldunterstützte Zerstäubungsanordnung und hiermit ausgerüstete Vakuumbehandlungsanlage Expired - Lifetime DE4405747B4 (de)

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