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Erfindungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft das technische Gebiet von Sputtervorrichtungen
mit einem sich drehenden rohrförmigen
Sputtertarget, die gegenwärtig üblicherweise
für die
Abscheidung von Dünnfilmen
verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere Endblöcke, die
unter anderem elektrischen Strom auf das sich drehende Sputtertarget übertragen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Großflächiges Vakuumabscheidungsgerät unter
Verwendung von rohrförmigen
sich drehenden Targets ist das vorherrschende Verfahren zum Abscheiden
von Dünnfilmen
auf großflächigen Substraten
wie etwa zum Beispiel Fensterglas geworden. Bei diesen Installationen
wird Material mit Hilfe eines Plasmas von dem sich drehenden Target
weggesputtert. Der Durchsatz durch diese riesigen Installationen
bestimmt ihre wirtschaftliche Profitabilität. Dieser Durchsatz wird neben
anderen Faktoren wie etwa Betriebszeit durch die physikalische Abscheidungsgeschwindigkeit
von Material auf dem Substrat bestimmt. Diese Abscheidungsgeschwindigkeit
wiederum hängt
von einer Reihe von Faktoren wie etwa dem abzuscheidenden Material
und der Bandgeschwindigkeit ab, doch hängt sie vor allem von der elektrischen
Spannung und dem elektrischen Strom ab, die bzw. der dem Target
zugeführt
wird. Tatsächlich
werden die positiven Ionen des Plasmas durch eine Hochspannung zu
dem Target beschleunigt, wo sie Material auswerfen, wenn sie auf
der Oberfläche des
Targets auftreffen. Weil diese Spannung die Energie bestimmt, mit
der diese Ionen auf dem Ziel auftreffen, und der dem Ziel zugeführte Strom
proportional zu der Anzahl auftreffender Ionen ist, wird die dem
Target zugeführte
Leistung (d. h. das Produkt aus Strom und Spannung) die Abscheidungsrate stark
beeinflussen. Je höher
die elektrische Leistung, umso schneller wird somit das Targetmaterial
erodiert und auf dem Substrat abgeschieden.
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Während bei
den ersten Installationen mit sich drehendem Target (siehe
US 4,356,073 ) die Stromzufuhr
zu dem Target ein Gleichstrom war, zeigte es sich bald, daß diese
Gleichstromzufuhr beim Abscheiden von Materialien in einer reaktiven Atmosphäre ernsthafte
Mängel
aufwies: dielektrische Reaktionsprodukte bedeckten bzw. "vergifteten" das Target und die
positiv vorgespannten Vakuuminstallationswände, die als Anode wirken,
und behinderten das weitere Sputtern. Wegen des auf dem Target ausgebildeten
Dielektrikums wurde die "Lichtbogenbildung" ein Hauptproblem.
Die "Lichtbogenbildung" ist das Auftreten
von Funken an der Targetoberfläche zwischen
dem negativ vorgespannten unbeschichteten Gebiet und dem wegen des
Auftreffens von positiven Ionen positiv geladenen vergifteten Bereich.
Es wurde bald entdeckt, daß der
Einsatz einer Wechselstromversorgung zwischen zwei separaten Targets dieses
Problem der "Vergiftung" und das assoziierte Problem
der Lichtbogenbildung mildern könnte
(siehe
US 5,169,509 )
und dabei ein stabiles Plasma aufrechterhalten, da die Wände der
Vakuumhülle
nicht länger
elektrisch aktiv waren.
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Während das
Wechselstromsputtern eine weitere Erhöhung der dem Target zugeführten Leistung
gestattet, so führte
es auch zu neuen Problemen. Die typischen Frequenzen, die verwendet
werden, liegen bei einem bezogenen Strom von 300 A zwischen 10 und
100 kHz. Die Bereichsspannung beträgt in der Regel 300 bis 500
V. Bei diesen Frequenzen fließt
der größte Teil
des Stroms durch die äußeren Gebiete
eines Stromleiters, ein Phänomen,
das als der Skineffekt wohlbekannt ist. Die Stromdichte fällt um einen
Faktor 1/e ('e' ist dabei die Basiszahl des
natürlichen
Logarithmus) innerhalb einer Dicke 'δ' (in m) ab, die gegeben
ist durch: δ =
(πνμσ)–1/2 wobei:
ν die Frequenz
des Stroms (in Hz) ist,
μ die
magnetische Permeabilität
(in H/m) ist,
σ die
Leitfähigkeit
des Materials (in S/m) ist.
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Für Kupfer
führt dies
bereits zu einer Skintiefe von etwa 670 μm bei 10 kHz, was zu sehr hohen lokalen
Stromdichten und zu einer Jouleschen Erwärmung der Außenoberfläche von
Leitern führt
bei Verwendung in einer Sputtervorrichtung der in Betracht gezogenen
Art.
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Es
stellt sich heraus, daß der
sich drehende elektrische Kontakt zwischen der Stromzufuhr und dem
Target ein kritischer Fleck ist. Außerhalb dieses Gebiets kann
die Verwendung von Multifilamentstromleitern das Problem größtenteils überwinden. Wenngleich
in der Technik viele sich drehende elektrische Verbindungen bekannt
sind, beispielsweise in Elektromotoren und Generatoren, sind die
Anforderungen, die an eine sich drehende elektrische Verbindung
für einen
Endblock gestellt werden, ganz anderer Art. Wie bereits erwähnt sind
die verwendeten Ströme
und Spannungen relativ groß,
auch angesichts der Tatsache, daß ein typischer Endblock in nur
20 cm × 15
cm × 15
cm enthalten ist. Außerdem ist
die Frequenz im Vergleich zu den bekannten Drehverbindungen groß. Andererseits
ist die Anzahl der Umdrehungen, bei der die Drehverbindung arbeiten
muß, recht
moderat: höchstens
100 Umdrehungen pro Minute. Bisher wurden eine Reihe von Lösungen vorgeschlagen,
um diese Joulesche Erwärmung
zu überwinden
und ihren Effekten in drehbaren Sputtertargetendblöcken entgegenzuwirken.
- – US 2003/0136672 A1 beschreibt
die Verwendung von vier halbzylindrischen stationären Kontaktbürsten, die
mit Druck die Welle umschließen, die
sich mit dem Target dreht. Strom fließt durch einen Weg von dem
Bürstenblock
durch die Welle zum Targetrohr. Wasser fließt durch die Welle, wodurch
der auf Widerstandsheizung durch den Strom zurückzuführende Temperaturanstieg begrenzt
wird.
- – US 2003/0173217 A1 beschreibt
die Verwendung des Kühlmittelkanals
selbst als leitendes Glied, das innerhalb der Drehkathodeneinrichtung angeordnet
ist. Stationäre
Bürsten,
in das Kühlmittel
eingetaucht, mit diesem leitenden Glied verbunden, verteilen den
Strom über
die ganze Drehkathode. Während
das Kühlmittel
durch das leitende Glied fließt,
wird den Effekten der Widerstandsheizung entgegengewirkt.
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Wenngleich
der obige Stand der Technik möglicherweise
die Konsequenzen der Jouleschen Erwärmung mildert, reduzieren sie
nicht die Grundursache des Problems, nämlich die Beschränkung des stromführenden
Bereichs aufgrund des Skineffekts.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Anhebung
des Durchsatzes von großflächigen Beschichtungsinstallationen,
indem ermöglicht
wird, daß höhere Leistungspegel
den Targets zugeführt
werden. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung zielt auf
die Reduktion der Jouleschen Erwärmung
des sich drehenden elektrischen Kontakts innerhalb des Endblocks
ab. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß er die
Grundursache der Jouleschen Erwärmung
reduziert – nämlich die
Größe des Skineffekts – anstatt
die Symptome zu bekämpfen – das heißt die erhöhte Temperatur – indem
man eine verbesserte Kühlung wie
in den Lösungen
nach dem Stand der Technik hat. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Bereitstellung eines Endblocks mit einem sich drehenden
elektrischen Kontakt, der gegenüber
Verschleiß,
genauer gesagt Ausbildung von Nuten, weniger anfällig ist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Endblock zum Bestromen eines
drehbaren Targets bereitgestellt. Endblöcke sind der Technik bekannt.
Sie dienen dazu, das Targetrohr drehbar zu halten, zu veranlassen,
daß es
sich dreht und das Targetrohr elektrisch zu speisen, während ihm
eine Kühlungsflüssigkeit
zugeführt
und es evakuiert wird. Darüber
hinaus muß der
Endblock die Vakuumintegrität
aufrechterhalten, da die Plasmaprozesse normalerweise bei geringen
Drücken
stattfinden. Zwei Targetstützkonfigurationen
werden gegenwärtig
verwendet: eine, bei der beide Enden des Rohrs von einem Endblock
wie etwa in
US 5,096,562 offenbart gehalten
werden, und ein System, bei dem das Targetrohr nur an einem Ende
gehalten wird, wie etwa zum Beispiel aus
US 5,200,049 bekannt. Im letzteren Fall
liefert ein einzelner Endblock alle die notwendigen Funktionalitäten (Stütze, Drehung,
Elektrizität, Vakuumintegrität und Kühlmittel).
Im ersteren Fall können
verschiedene Funktionalitäten
verschiedenen Endblöcken
zugewiesen werden: z. B. liefert der erste Endblock Kühlmittel
und bestromt das Target elektrisch, während der zweite die Targetdrehung
antreibt. Die Erfindung betrifft den Endblock, der für drehbare
elektrische Verbindung zwischen der Stromquelle und dem drehbaren
Target in einer der beiden Targetstützkonfigurationen sorgt.
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Ein
derartiger Endblock mit einer drehbaren Verbindung umfaßt eine
Hülse und
eine koaxial in der Hülse
montierte Spindel. Die Spindel und die Hülse können sich mit Hilfe von Kugellagern
oder Gleitlagern oder irgendwelche anderen, in der Technik bekannten
Mittel relativ zueinander drehen. Die Hülse umfaßt mindestens einen elektrischen
Kontaktring, der mit einem ersten elektrischen Ende verbunden ist.
Ein derartiger Kontaktring ist aus einem elektrisch leitenden Material
hergestellt, das gegenüber
Gleitabnutzung ausreichend beständig
ist. Die dafür
am meisten verwendeten Materialien sind Kupfer oder Messing oder
Bronze.
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Der
erfindungsgemäße Endblock
(unabhängiger
Anspruch 1) ist durch die Merkmale gekennzeichnet, daß die Spindel
eine Reihe von elektrisch leitenden Schuhen umfaßt, das heißt, die Schuhe bewegen sich
mit der Spindel, die innerhalb der Hülse angeordnet ist. Solche
Schuhe werden auch als Bürsten
bezeichnet. Um die mechanischen Kräfte auf die Spindel auszugleichen,
müssen
die Schuhe gleichmäßig verteilt
auf dem Umfang der Spindel montiert sein. Somit müssen mindestens
zwei dieser Schuhe vorliegen, um die radialen Kräfte auf die Spindel auszugleichen.
Die Schuhe stehen in elektrischem und mechanischem Gleitkontakt
mit der inneren Oberfläche
des oder der Hülsenringe.
Um diesen Kontakt jederzeit sicherzustellen, wird jede einzelne dieser
Schuhe individuell von einem nachgiebigen Element in der radial
nach außen
weisenden Richtung gedrückt,
d. h. gegen die innere Oberfläche
des oder der Ringe. Alle Schuhe sind elektrisch an ein zweites elektrisches
Ende angeschlossen, nämlich die
Spindel.
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Wenngleich
zwei Schuhe ausreichen, damit die Erfindung funktioniert, wird besonders
bevorzugt, eine ganzzahlige Anzahl von Schuhen von 4 bis 16 zu verwenden,
um eine Verbindung mit geringem elektrischem Rauschen sicherzustellen
(abhängiger Anspruch
2). Bei einer niedrigeren Anzahl von Schuhen wird sich das Rauschen
nicht sehr gut ausmitteln. Mit 17 oder mehr Schuhen ist die Reduktion beim
Rauschen insignifikant.
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Zwischen
den Schuhen befindet sich ein Spalt, der ausreichend breit ist,
daß sich
die Schuhe unabhängig
voneinander bewegen können.
Die Spalten sind derart, daß sie
gestatten, daß sich
der Ring nach dem Durchgang des Schuhs abkühlt. Es wird bevorzugt, daß weniger
als 70% des Umfangs des oder der Innenringe der Hülse von
den Schuhen bedeckt ist. Insbesondere wird damit gemeint, daß die Summe
der von den Schuhen überspannten Bogenlängen kleiner
ist als das 0,70fache des Umfangs des oder der Innenringe der Hülse. Es
wird sogar noch mehr bevorzugt, daß die Schuhe weniger als 50% des
Umfangs der Spindel bedecken. Der Kontakt zwischen den Schuhen und
dem oder den Ringen muß in
einer im wesentlichen trockenen Umgebung stattfinden (d. h. nicht
in einer Flüssigkeit),
um die Ausbildung einer leitenden Patina auf dem oder den Ringen zu
gestatten.
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Wenngleich
die Schuhe bevorzugt in einer Ebene senkrecht zur Achse der Spindel
montiert sind, sind andere Konfigurationen, bei denen etwa die geradzahligen
Schuhe sich in einer ersten Ebene und die ungeradzahligen Schuhe
in einer zweiten Ebene befinden, wobei die erste Ebene gegenüber der
zweiten Ebene geringfügig
axial versetzt ist, gleichermaßen
durchaus möglich,
wenn der Raum innerhalb des Endblocks diese Konfiguration gestattet.
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Die
Anzahl der Ringe, die den ersten elektrischen Kontakt bilden, ist
Thema des abhängigen
Anspruchs 3. Da der Skineffekt den Wechselstrom auf die äußeren Gebiete
des Leiters lokalisiert, führt
ein Stapel mit mehreren Ringen parallel zueinander zu mehr stromführender
Oberfläche
mit den Schuhen. Die Ringe in dem Stapel müssen voneinander getrennt sein.
Jedes dielektrische Material, das eine ausreichend hohe Temperatur
aushalten kann, ist dafür
geeignet. Ein Beispiel sind Polyimide oder Polytetrafluorethylen(PTFE)
oder Polyphenol-Polymermaterialien, die in Blattform leicht erhältlich sind.
Der Stapel muß mit
Hilfe von Kleben oder Verschrauben oder mit Hilfe von Klemmen zusammengehalten
werden.
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Jeder
einzelne der Schuhe muß mindestens einen
der Ringe kontaktieren, damit der Schuh zu der Gesamtstromführungskapazität beitragen
kann. Je nach der exakten Positionierung der Schuhe an der Spindel – wenn Teil
der Schuhe beispielsweise von dem übrigen Teil axial versetzt
ist – gelangen
einige Schuhe möglicherweise
nicht in Kontakt mit einigen Ringen. Dies kann vorteilhaft sein,
um die thermische Belastung des Rings und des Schuhs zu reduzieren. Andererseits
sollte die Anzahl der Kontaktbereiche so groß wie möglich sein, um den Skineffekt
zu begrenzen, wobei die größte Anzahl
von Kontaktpunkten offensichtlich dann erreicht ist, wenn jeder
einzelne der Schuhe jeden einzelnen Ring trifft.
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Alle
Ringe sind durch das elektrische Ende parallel geschaltet. Bevorzugt
erfolgt dies durch eine elektrische Leitung pro Ring. Die Leitung
ist bevorzugt aus Multifilamentdraht hergestellt, und die Leitungen
sind voneinander isoliert.
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Um
den kontinuierlichen elektrischen Kontakt zwischen dem oder den
Ringen und den Gleitschuhen sicherzustellen, werden die Schuhe mit
Hilfe nachgiebiger Elemente gegen die Ringe gedrückt (abhängiger Anspruch 4). Bevorzugt
sind die Schuhe derart montiert, daß sie an einer Position anstoßen, wenn
der durch die äußere Oberfläche der
Schuhe ausgebildete Radius etwas größer ist als der Radius der
inneren Oberfläche
des Rings, um das Montieren der Spindel zu erleichtern. Ein nachgiebiges
Element pro Schuh reicht prinzipiell aus, um die Schuhe gegen die
Ringe zu drücken,
für einen
guten Kontakt wird jedoch bevorzugt, wenn zwei, drei oder sogar vier
Federelemente vorliegen, die unabhängig voneinander wirken. Der
von den Schuhen auf die Ringe ausgeübte Kontaktdruck ist wichtig,
weil ein zu niedriger Druck zu übermäßiger elektrischer
Erosion führen
wird, während
ein zu hoher Druck zu hohem mechanischen Verschleiß sowohl
von Ring als auch Schuh führen
wird. Die nachgiebigen Elemente können als Stromleitungen zur
Spindel wirken. Oder der Strom wird durch separate Multifilamentleiter
geführt, die
an dem einen Ende mit dem Schuh und andererseits mit dem zweiten
elektrischen Ende verbundene sind. Im letzteren Fall wird bevorzugt,
daß zwei
oder drei oder vier oder sogar noch mehr derartige Verbindungen
hergestellt werden, wiederum zur Linderung des Skineffekts.
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Die
Art der zu verwendenden nachgiebigen Elemente ist der Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche
5 und 6. Als nachgiebige Elemente können metallische Federn in
einer ihrer vielen bekannten Formen verwendet werden, wie etwa schraubenförmig gewickelte
Drahtfedern oder Blattfedern, um nur einige wenige zu nennen. Außerdem sind
elastomerische Federn nicht ausgeschlossen, wenngleich sie in der
Lage sein müssen,
hohen Temperaturen standzuhalten. Deshalb müssen Hochleistungspolymere verwendet
werden. Ein derartiges Polymer ist Hypalon® (chlorsulfoniertes
Polyethylen), hergestellt von DuPont-Dow Elastomers.
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Mindestens
einer der Schuhfußabdrücke – d. h.
die Gestalt, mit der die Schuhe die Hülse kontaktieren – weist
eine trapezförmige
Form auf (abhängiger
Anspruch 7). Eine derartige Form ist von Vorteil, um mögliche Verschleißteilchen
oder Staub, die oder der von den Schuhen herrühren, wegzupflügen. Solche
Verschleißteilchen
treten inhärent
bei einem elektrischen Gleitkontakt auf. Indem mindestens einer
der Schuhe einen derartigen Fußabdruck
aufweist, wird die Verschmutzung nach den Außenseiten der kontaktierenden
Bahn bewegt.
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Durch
Fräsen
einer Aushöhlung
an der Seite des Kontaktrings können
Verschleißteilchen
in dieser Aushöhlung
akkumuliert werden, ohne daß sie
die anderen Teile des Endblocks stört (abhängiger Anspruch 8). Dies verhindert
die Ausbildung von Nuten, die im allgemeinen in elektrischen Drehkontakten
in Endblöcken
nach dem Stand der Technik entstehen.
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Das
Material, aus dem die kontaktierenden Schuhe geformt sind, enthält eine
Mischung aus Graphit, dem ein Metall zugesetzt worden ist. Als ein
Metall werden meistens Kupfer und Silber verwendet. Die Menge an
Metallgehalt wird zum Abstimmen der Leitfähigkeit des Materials verwendet.
Je niedriger die Leitfähigkeit,
umso tiefer dringt der Strom in den Leiter ein, d. h. umso größer der
Skintiefe für
eine gegebene Frequenz. Andererseite steigt der Gesamtwiderstand
des Leiters und so die Joulesche Erwärmung. Somit ist die optimale
Wahl der Leitfähigkeit eine
Frage von Versuchen. Um die Reibung zu senken, werden andere Zusätze hinzugefügt, wie
etwa Molybdändisulfid
(MoS2).
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Bisher
sind die Hülse
und die Spindel als relativ zueinander beweglich angesehen worden.
Da der Endblock relativ zur Sputterkammer fixiert ist, gibt es zwei
Möglichkeiten:
- – entweder
ist die Hülse
mit dem Endblock verbunden und wirkt somit als der Stator des elektrischen
drehbaren Kontakts. Die Spindel ist dann elektrisch mit dem drehbaren
Target verbunden (abhängiger
Anspruch 10) und wirkt als ein Rotor,
- – oder
die Spindel ist mit den Endblock verbunden und das Target ist dann
elektrisch mit der Hülse verbunden
(abhängiger
Anspruch 11). Die Hülse wird
dann der Rotor, während
die Spindel der Stator ist.
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In
beiden Fällen
ist weiterhin gültig,
daß die verbindenden
Schuhe in der nach außen
gerichteten radialen Richtung gedrückt werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Sputtervorrichtung bereitgestellt
(Anspruch 12). Die Sputtervorrichtung ist durch die Tatsache gekennzeichnet,
daß sie
den erfindungsgemäßen Endblock
mit einem drehbaren elektrischen Kontakt, wie weiter oben beschrieben
und in einem der Ansprüche 1
bis 11 beansprucht, umfaßt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
ausführlicher
beschrieben. Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt eines Endblocks mit einer Anzeige des elektrischen Drehkontakts,
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2 die
Hauptteile des elektrischen Drehkontakts mit der Spindel und der
aufnehmenden Hülse,
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3 ein
isometrische auseinandergezogene Ansicht des elektrischen Drehkontakts
und
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4 eine
Hülse mit
mehreren kontaktierenden Ringen, die zusammengestapelt sind.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Endblock, von dem 1 einen
tatsächlichen
Querschnitt 100 zeigt. Dieser besondere Endblock vereinigt
die Funktionalitäten,
ein Ende des Rohrs drehbar zu tragen, Kühlmittel – üblicherweise Wasser – dem Target
zuzuführen
und von dort zu sammeln und elektrischen Strom auf das Target zu
transferieren. Da die Erfindung in erster Linie die letztere Funktionalität betrifft, wird
die Implementierung der anderen Funktionalitäten nicht ausführlich erörtert, da
sie zum Verständnis des
Wesens der Erfindung nicht wesentlich sind. Das nicht gezeigte Target
wird in den Klemmring 130 eingesetzt und von diesem gehalten.
Der Endblock 100 wird von einer nicht gezeigten Schnellkupplung
gehalten, die die Haltesektion 140 an der nicht gezeigten
Sputtervorrichtung in Eingriff bringt. Die Hülse 110 empfängt die
Spindel 120, wobei die letztere bezüglich der ersteren drehbar
ist.
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2 zeigt
eine isometrische Ansicht, in der die zylindrische Hülse 210 und
die Spindel 220 voneinander getrennt gezeigt sind. Beide
Teile teilen sich die gleiche Drehachse 222. Ein einzelner
Kontaktring 230 befindet sich innerhalb der Hülse 210.
Die ganze Hülse 210 ist
elektrisch mit einer elektrischen Buchse 224 verbunden.
Löcher
wie etwa 226 zum Fixieren der Hülse an den Rest des Endblocks
mit Hilfe von Schrauben sind vorgesehen.
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Die
strukturellen Merkmale der Spindel sind am deutlichsten in der auseinandergezogenen
Ansicht von 3 gezeigt. Die Spindel 300 besteht
aus einem Halterungsring 350, aus dem Hohlräume wie etwa 355 maschinell
herausgearbeitet worden sind. Jeder dieser Hohlräume – insgesamt 8 – hält einen elektrisch
leitenden Schuh wie etwa 310, 310'. Jeder dieser Schuhe 310, 310' wird durch
eine Reihe von vier schraubenförmigen
Metallfedern, von denen eine mit 320 markiert ist, nach
außen
gedrückt.
In der montierten Spindel 300 werden die Schuhe durch einen
Kranz 314 festgehalten, der sich aus dem Schuhabdruck des
Schuhs in der Richtung tangential zur Spindel erstreckt. Auf der
gegenüberliegenden Seite
des Schuhs liegt der gleiche nicht gezeigte Kranz vor. Beim Montieren
werden die Schuhe durch die Haltestifte wie 362 und den
Klemmring 360 festgehalten. Die Kränze 314 der Schuhe 310, 310' stoßen bei
Freigabe nach dem Niederdrücken
an die Haltestifte 326 und den Klemmring 360 an.
Der Klemmring 360 wird mit Hilfe einer Reihe von Inbusflachkopfschrauben
wie 366 an dem Halterungsring 350 gehalten. Der
elektrische Kontakt zwischen den Schuhen 310, 310' und dem Haltering 350 wird
mit Hilfe von vier Bündeln
aus Multifilamentdraht wie etwa 330 pro Schuh sichergestellt.
Die Bündel
werden mit dem Haltering mit Hilfe der Schrauben 332, die
unter dem Klemmring 360 versenkt sind, in engem Kontakt
gehalten. Inbusschrauben 364 mit Unterlegscheiben 365 befestigen
die Spindel 300 fest an nicht gezeigten weiteren Teilen,
die elektrisch mit dem Target verbinden.
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Man
beachte, daß der
Schuh 310' im
Vergleich zum regelmäßigen Schuh 310 einen
trapezförmigen
Fußabdruck
aufweist. Auf diese Weise werden Verschleißteilchen effizient von dem
elektrischen Gleitkontaktbereich weggehalten. Der dem Schuh 310' diametral gegenüberliegende
Schuh weist ebenfalls eine derartige Gestalt auf (in der Figur nicht sichtbar).
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4 schließlich zeigt
eine zylindrische Hülse,
die drei kontaktierende Ringe 410, 410' und 410'' umfaßt, wobei jeder einzelne der
kontaktierenden Ringe einen Kontakt mit jedem einzelnen der leitenden
Schuhe wie etwa 450 herstellt. Die kontaktierenden Ringe 410, 410' und 410'' sind mit aus einer dünnen PTFE-Folie
hergestellten Isolationsringen 420 und 420' voneinander
isoliert. Jeder einzelne der kontaktierenden Ringe 410, 410' und 410'' weist eine individuelle Leitung 430, 430' und 430'' zur nicht gezeigten Stromquelle
auf. Die drei kontaktierenden Ringe sind aneinandergeklebt und sind
außerdem mit
Hilfe einer Reihe von Inbusflachkopfschrauben wie 440,
die in den letzten Kontaktring 410'' eingeschraubt
sind und von den ersten beiden kontaktierenden Ringen 410 und 410' mit Hilfe von
Isolationsdurchführungen
(wieder aus PTFE hergestellt) wie 445 isoliert sind, aneinander
befestigt. Eine Aushöhlung 460 ist
in dem Ring 410 hergestellt, um Verschleißteilchen
zu sammeln, die von dem Schuh mit dem trapezförmigen Fußabdruck zur Seite gekehrt werden.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Anzahl der Kontaktbereiche von 8 auf 3 × 8 erhöht, was günstig ist, um den Skineffekt
zu reduzieren.
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Der
Fachmann versteht ohne weiteres, daß an den obigen Ausführungsformen
zahlreiche Modifikationen hinsichtlich Form und Detail vorgenommen werden
können,
ohne über
den Schutzbereich der Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert,
hinauszugehen.