KR20140129039A - 온라인 조정 가능 막대 자석 - Google Patents

Abstract

온라인 조절 가능한 막대 자석
본 발명은 스퍼터링 타깃 튜브(200)를 회전 가능하게 운반하고 상기 스퍼터링 타깃 튜브 내부에 막대 자석을 회전 가능하게 유지하기 위한 엔드-블록(100)을 제공한다. 상기 엔드-블록(100)은 막대 자석 피팅(150)을 수용하기 위한 리셉터클을 포함하고, 상기 리셉터클은 상기 막대 자석 피팅(150)으로부터의 신호 연결기의 제 2 부분(164)을 수용하도록 구성되고 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 신호 연결기가 형성될 수 있게 하는 신호 연결기의 제 1 부분(162)을 포함한다. 상기 엔드-블록은 주변 냉각 유체 및/또는 주변 고 에너지장로 인한 엔드-블록과 막대 자석 간에 전송되는 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하기 위한 보호 수단을 제공하도록 구성된다. 또한 본 발명은 원통형 스퍼터링 장치 내 대응하는 막대 자석 및 막대 자석의 자석 구성을 조절하기 위한 방법을 제공한다.

Description

온라인 조정 가능 막대 자석{ONLINE ADJUSTABLE MAGNET BAR}

본 발명은 스퍼터링 장치에서 스퍼터링 타깃을 회전 가능하게 운반하기 위해 사용되는 엔드-블록(end-block)과 관련된다. 더 구체적으로, 본 발명은 대면적을 코팅하기 위한 스퍼터링 장치, 가령, 디스플레이 코터(display coater), 대면적 유리 코터, 웨브 코터(web coater) 또는 유사한 유형의 설비에서 회전 가능 타깃과 함께 사용될 때 스퍼터링 마그네트론(sputtering magnetron)에서의 막대 자석(magnet bar)의 온라인 조절을 위해 구성된 엔드-블록과 관련된다.

스퍼터링을 이용하는 물리 기상 증착이 예를 들어 유리 평면 또는 그 밖의 다른 경성 또는 연성 물질의 속성을 커스텀화하기 위한 표준 기법이 됐다. '스퍼터링'은, 전기장에 의해 음으로 대전된 타깃을 향해 가속된 양으로 대전된 이온(positively charged ion) - 통상, 아르곤 - 을 이용해 타깃 밖으로 코팅 물질 원자를 탄도 분출(ballistic ejection)하는 것을 일컫는다. 저압 기체 상태에서 충격 이온화에 의해 양 이온이 형성된다. 분출된 원자가 코팅 대상 기판 상에 충돌하며, 그 곳에서 원자들이 치밀하고 잘 접착되는 코팅을 형성한다.

이온을 형성하는 기체의 이온화가 타깃 표면 뒤에서부터 생성된 자기장을 이용해 타깃의 표면 가까이에 가둬지고(confine) 타깃의 표면에 아크형의(arc shaped) 폐쇄 루프 터널(closed loop tunnel)을 보여준다. 동작 중에, 폐쇄 루프 쪽으로 표류하여 기체 원자의 충격 이온화 확률을 증가시킴으로써, 전자들이 이들 자기장 라인을 따라 오고 간다. 플라스마 글루잉 폐쇄 루프 '레이스 트랙(race track)'이 타깃의 표면에서 형성된다.

평판형 정지 상태 타깃을 더 쉽게 구현하는 것 대신 원통형의 회전하는 타깃을 이용하기를 원할 때 공학적 도전과제가 될 수 있다. 후자를 이용할 때, 고정 타깃 조립체로의 냉각재 공급(양 이온의 충격이 타깃을 가열함에 따라 타깃이 냉각되어야 함) 및 전기 에너지 공급이 이뤄질 수 있다. 회전하는 타깃을 이용할 때, 냉각재 및 전기 공급이 진공 무결성을 유지하면서 회전 순응적이어야 한다. 그러나 이러한 도전과제를 해결하는 것의 이점은 회전 가능 타깃이 평판형 타깃보다 훨씬 많은 이용 가능한 타깃 물질 스톡을 운반하기 때문에 가치가 있다. 또한 회전 가능 타깃은 평판형 타깃에 비교할 때 아크에 덜 민감하다. 이들 이점은 특히, 타깃의 축에 수직인 방향으로, 기다란 원통형 타깃이 기판을 스쳐가는 인라인 코터에서 바람직하다. 기판에 걸쳐 고른 코팅 두께를 유지하기 위해, 타깃 물질의 균일한 스퍼터 속도가 타깃의 길이에 걸쳐 요구된다.

가공 문제들 중 하나가 자기장 발생기가 타깃에 포함되어야 한다는 것과 관련된다. 상기 자기장 발생기 - 코팅될 기판을 향해 배향됨 - 는 원통형 타깃이 그 앞에서 회전하는 동안 정지 상태를 유지하는 것이 일반적이다. 철 네오디뮴 붕소(Fe-Nd-B) 또는 코발트 사마륨(Co-Sm) 합금을 기반으로 하는 고성능 영구 자석이 자기장을 발생시키도록 사용된다. 타깃의 표면에 평행인 자기장의 성분이 전자들의 플라스마 내로의 봉입을 결정하기 때문에, 이 성분이 튜브의 길이를 따라 제어된다. 불행히도, 일반적으로 이 성분의 자기 유도(테슬라 단위)가 적어도 발생기까지의 거리의 거듭 제곱에 비례하여 강하(drop)되며 따라서 타깃 표면에 대한 자기장 발생기의 위치에 매우 민감하다. 따라서 타깃 표면과 자기장 발생기 간의 거리가 잘 제어되어야 하며, 그렇지 않을 경우 플라스마가 기판에 걸쳐 불균일한 코팅 프로파일을 초래할 수 있는 국부적인 강도의 변동을 보여줄 것이다.

WO 2009/138348는 타깃 표면과 자기장 발생기 사이의 거리를 제어하는 문제에 대한 해결책을 개시하고, 자기장 발생기를 조정 가능하게 장착함으로써, 자기장 발생기와 튜브 외벽 간의 거리를 조정하는 것이 가능해진다. 이 간행물에서, 튜브의 길이에 걸쳐 분산되어 있는 이산 지지부들에 의해 튜브의 외벽에 대한 자기장 발생기의 거리의 조정이 가능해지며, 이 이산 지지부는 필요에 따라 더 길게 또는 더 짧게 만들어질 수 있다. 기계적 시스템이 사용될 수 있는데, 가령, 지지부의 전체 길이를 증가시키기 위해 지지부를 제 위치에 고정하는 나사를 통한 심(shim) 또는 와셔(washer)가 도입되거나, 나사산이 튜브로 고정되게 연결되고 나사의 단부가 자유롭게 회전할 수 있는 발생기로 연결된 고정자에 의해 축 방향으로 고정되도록 나사가 회전되는, 지지부 내 조정 나사가 도입된다.

상기의 간행물의 기재의 단점은 조정을 가능하게 하기 위해 마그네트론이 개방되어야 하며 따라서 진공 상태가 제거되어야 한다는 것이며, 조정이 수행된 후 진공 상태가 다시 적용되어야 한다는 것이다. 이는 매우 시간 소모적이다.

본 발명의 실시예의 목적은 극한의 환경에도 불구하고 엔드-블록과 스퍼터링 설치를 위한 막대 자석 사이에 신호 전송을 가능하게 하기 위한 우수한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은 스퍼터링 중에 그리고 상기 스퍼터링 장치로부터 진공 상태를 제거할 필요 없이, 스퍼터링 장치 내 자기장 강도의 온라인 조절의 가능성을 구현한다.

상기의 목적은 본 발명의 실시예에 따르는 방법 및 장치에 의해 이뤄진다.

첫 번째 양태에서, 본 발명은 스퍼터링 타깃 튜브를 회전 가능하게 운반하고 막대 자석을 상기 스퍼터링 타깃 튜브 내에 유지하기 위한 엔드-블록을 제공한다. 상기 엔드-블록은 막대 자석 피팅을 수용하기 위한 리셉터클을 포함한다. 상기 리셉터클은 상기 막대 자석 피팅으로부터의 신호 연결기의 제 2 부분을 수용하도록 구성되며 상기 엔드-블록과 막대 자석 간 신호 연결기가 형성될 수 있게 하는 신호 연결기의 제 1 부분을 포함한다. 상기 신호 연결기는, 가령, 엔드-블록과 함께 막대 자석을 조립하면 자동으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 엔드-블록은 주변 냉각 유체 및/또는 0.5 kW 내지 250 kW의 전력, 및/또는 0 kHz 내지 350 kHz의 주파수를 갖는 주변 고 에너지장로 인한 엔드-블록과 막대 자석 간에 전송되는 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하기 위한 보호 수단을 제공하도록 구성된다. 본 발명의 이러한 제 1 양태의 실시예의 이점은 신호 전송의 무결성을 악화시키지 않고, 신호, 가령, 전기 신호, 광학 신호, 공압 또는 유압 신호가 엔드 블록에서 막대 자석으로, 또는 그 역방향으로 전송될 수 있다. 전송될 신호의 유형에 따라서, 신호 연결기의 제 1 부분이 선택될 수 있고, 따라서 상기 유형의 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 전송될 신호는 데이터 신호 또는 전력 신호, 또는 데이터/전력의 조합된 신호일 수 있다. 전송될 신호는, 데이터 신호인지 또는 전력 신호인지에 무관하게, 스퍼터 증착 공정을 유지하도록 의도된 것이 아닌 신호일 수 있다.

전기 신호는 신호 연결기의 데이터 및/또는 전력의 전송을 구현하기 위한 바람직한 솔루션으로서 제공될 수 있다. 이 경우에서의 신호 연결기가 순수 저저항성 직접 접촉 연결기로서 구현될 수 있다. 그러나 용량성 결합 또는 심지어 유도성 결합도 사용될 수 있고, 전기 또는 화학적 부식과 관련된 문제점들 중 일부를 극복할 수 있다.

상기 보호 수단은, 가령, 물질 선택에 의해, 또는 용기에서 엔드-블록과 막대 자석의 연결이 형성되기만 하면 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 보호 수단은 비-부식성 물질, 가령, 은 또는 금, 또는 Ni-도금된 물질을 포함하는 물질을 적어도 외부 표면엣서 포함하는 신호 연결기의 제 1 부분을 포함한다. 또한 상기 보호 수단은 전기 전도성 물질로 형성될 수 있다. 신호 연결기에 대한 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 선택함으로써 신호 연결기 자체, 더 구체적으로 이의 표면 품질이 전기-화학적 프로세서, 가령, 전기적 부식에 의해 적어도 덜 저하되며, 바람직하게는 전혀 저하되지 않는다. 이로 인해서, 가령, 0.5 kW 내지 250 kW의 고 전력 및/또는 DC의 주파수, 펄스화된 DC 또는 중 주파수 AC(가령, 0 kHz 내지 350 kHz)를 갖는 고 에너지장에 의해 영향을 받는 냉각 유체에 의해 형성되는 고도의 부식 환경에서, 신호, 가령, 전기적 신호를 신뢰할만한 방식으로 송신하는 것이 가능해진다.

대안적으로 또는 추가적으로, 보호 수단은, 담긴 연결기가 획득되도록 엔드-블록 내 제 1 부분이 막대 자석의 제 2 부분을 수용하면, 신호 연결기 주변에 형성되는 용기를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 엔드-블록에, 상기 연결기 주변에 형성된 용기의 일부분, 가령, 약 절반이 제공될 수 있다. 그 후, 막대 자석, 특히, 막대 자석 피팅에 용기의 대응하는 짝결합 부분이 제공될 수 있다. 상기 용기는 여러 가지 구현예를 가질 수 있는데, 가령, 막대 자석이 장착되면 유체 기밀(fluid-tight), 가령, 수밀(water tight) 잠금 튜브, 스프링-내장된 오-링(O-ring), 또는 그 밖의 다른 임의의 적합한 유형의 밀폐 피팅이 있다. 형성된 용기는 패러데이 케이지(Faraday cage)를 생성하여, 내장된 연결기를 전기장으로부터 차폐할 수 있고, 및/또는 고 투자율(high magnetic permeability)을 갖는 물질로부터 만들어져서 내장된 연결기를 자기장으로 차폐할 수 있다.

본 발명의 대안적 실시예에서, 엔드 블록의 보호 수단이 희생 및 교체형 애노드를 포함할 수 있다. 어떠한 전기-화학적 공격도 신호 연결기에 대해 발생하기 전에, 엔드-블록이 일부를 형성하는 스퍼터링 장치의 동작 동안의 전기적 부식을 통해 애노드 물질이 소비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 엔드-블록이, 신호 전송의 무결성이 획득될 수 있도록 엔드-블록에서 막대 자석으로 또는 이의 역 방향으로 신호를 전송하기 위해 신호 연결기를 형성할 수 있다.

신호 연결기의 제 1 부분은 냉각 유체에 부분적으로 또는 완전히 침지될 수 있다. 이 냉각 유체는 0.5kW 내지 250kW의 전력을 갖는 신호에 영향을 받을 수 있다. 상기 냉각 유체는 0kHz 내지 350kHz의 주파수를 갖는 신호에 영향을 받을 수 있다. 전송될 신호가 냉가 유체 내 전기장에 의해 적어도 덜 왜곡되고, 바람직하게는 전혀 왜곡되지 않도록, 보호 수단에 의해 주변 냉각 유체의 전력 및 주파수로부터 신호 연결기를 차폐하는 것이 가능하다.

신호 연결기의 제 1 부분이 상기 막대 자석 피팅 상의 상의 신호 연결기의 제 2 부분으로서 대응하는 소켓 또는 플러그와 짝결합하도록 구성된 플러그 또는 소켓일 수 있다. 이러한 플러그 및 소켓 구성에 의해 엔드-블록과 막대 자석이 연결되면, 신호 연결기가 자동으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 리셉터클은 잠금 튜브(locking tube)를 포함할 수 있으며, 여기서 신호 연결기의 제 1 부분은 잠금 튜브에서 축방향으로 제공된다. 이 축방향으로 돌출된 부분은 막대 자석 내 대응하는 짝결합 부분과 체결될 수 있다. 대안적으로, 리셉터클은 잠금 튜브를 포함할 수 있으며, 여기서 신호 연결기의 제 1 부분은 돌출 부분, 가령, 잠금 튜브 내에 제공되는 방사 방향으로 내부로 돌출된 부분이다. 리셉터클 내 이러한 돌출 부분은 막대 자석 피팅 내 대응하는 오목 부분과 체결되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 상기 리셉터클은 잠금 튜브를 포함할 수 있고, 여기서 신호 연결기의 제 1 부분은 상기 막대 자석 피팅 상의 짝결합 돌출부를 수용하기에 적합한 잠금 튜브 내 내부 슬롯이다. 상기 잠금 튜브 내 슬롯에, 선택사항으로서 신호 연결기의 제 1 부분과 신호 연결기의 제 2 부분 간에 더 우수한 접촉을 제공하기 위한 전기 전도성 스프링 요소일 수 있는 스프링 요소가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 신호 연결기의 제 1 부분은 전기식 연결기, 광학식 연결기, 공압식 연결기 또는 유압식 연결기 중 임의의 것의 일부분일 수 있다. 제 2 양태에서, 본 발명은 스퍼터링 장치의 원통형 타깃 튜브로 도입되기 위한 막대 자석을 제공한다. 상기 막대 자석은 엔드-블록 리셉터클로 피팅되기 위한 막대 자석 피팅을 포함한다. 상기 막대 자석 피팅은, 상기 막대 자석이 엔드-블록으로 피팅될 때 상기 엔드-블록과 막대 자석 간 신호의 전송을 위한 신호 연결기가 형성, 가령, 엔드-블록과 막대 자석 간에 연결이 형성되면 자동으로 형성되도록 하는 신호 연결기의 제 2 부분을 포함한다. 상기 막대 자석은 주변 냉각 유체 및/또는 주변 고 에너지장으로 인한, 막대 자석과 엔드-블록 간에 전송되는 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하기 위한 보호 수단을 제공하도록 구성된다. 상기 신호 연결기는 데이터 신호 및/또는 전력 신호인 신호의 전송을 위한 것일 수 있으며, 스퍼터 증착 공정을 유지하기 위한 것이 아니다.

본 발명의 실시예에서, 신호 연결기의 제 2 부분은 전기식 연결기, 광학식 연결기, 공압식 연결기 또는 유압식 연결기 중 임의의 것의 일부분일 수 있다.

연결기의 제 2 부분의 유형(전기식, 광학식, 공압식, 유압식)이, 상기 엔드-블록 내 연결기의 제 1 부분의 유형과 정합되도록 선택된다.

상기 보호 수단은 물질의 선택, 또는 막대 자석을 엔드-블록과 연결함으로써, 가령, 보호 용기가 형성됨으로써 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 보호 수단은 비-부식성 물질을 적어도 이의 외부 표면에 포함하는 신호 연결기의 제 2 부분을 포함한다. 이러한 비-부식성 물질의 비-제한적 예시로는, 은, 금 또는 니켈이 있다. 예를 들어, 상기 비-부식성 물질은 신호 연결기의 제 2 부분의 표면에 위치하는 Ni-도금된 층일 수 있다. 또한 신호 연결기의 제 2 부분은 전기 전도성 물질로 만들어질 수 있다. 신호 연결기(또는 이의 외부 표면)에 대해 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 전기적으로 선택함으로써, 신호 연결기 자체, 특히, 이의 표면 품질이, 전기 화학적 공정, 가령, 전기적 부식에 의해, 적어도 덜 저하되고, 바람직하게는 전혀 저하되지 않을 수 있다. 이로 인해서, 가령, 0.5 kW 내지 250 kW 및/또는 DC 주파수, 펄스화된 DC 또는 중 주파수 AC(가령, 0 kHz 내지 350 kHz)의 높은 전력을 갖는 고 에너지장에 의해 영향 받는 냉각 유체에 의해 형성되는 고도의 부식성 환경에서, 신호, 가령, 전기 신호를 신뢰할만한 방식으로 전송하는 것이 가능해 진다.

대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 내장된 연결기가 획득되도록 보호 수단이 제 2 부분이 제 1 부분에 피팅되면 신호 연결기 주변에 형성된 용기를 포함할 수 있다. 이때, 막대 자석에 연결기 주변에 형성된 용기의 일부분, 가령, 약 절반이 제공될 수 있다. 그 후 상기 엔드-블록에 용기의 대응하는 짝결합 부분이 제공될 수 있다. 상기 용기는 복수의 구현예, 가령, 유밀(fulid-tight), 가령, 수밀(water tight) 잠금 튜브, 막대 자석이 상기 엔드-블록 상에 장착되면 내장되는 스프링 내장된 오-링(O-ring), 또는 그 밖의 다른 임의의 적합한 유형의 밀폐 피팅을 가질 수 있다.

형성된 용기는 내장된 연결기를 전기장으로부터 차폐하기 위해 패러데이 케이지(Faraday cage)를 형성하거나, 및/또는 내장된 연결기를 자기장으로부터 차폐하기 위해 고 투자율을 갖는 물질로 만들어질 수 있다.

본 발명의 대안적 실시예에서, 막대 자석의 보호 수단은 희생 및 교체형 애노드를 포함할 수 있다. 신호 연결기에 대한 어떠한 전기 화학적 공격도 발생하기 전에, 막대 자석이 일부를 형성하는 스퍼터링 장치의 동작 동안의 전기적 부식을 통해 상기 애노드 물질이 소비될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르는 막대 자석은, 신호 전송의 무결성이 획득되도록, 신호를 엔드-블록에서 막대 자석으로, 또는 그 역 방향으로 전송하기 위해 신호 연결기를 형성할 수 있음을 고려하여, 스퍼터링 동안 그리고 스퍼터링 장치로부터 진공상태를 제거할 필요 없이, 스퍼터링 장치에서 자기장 강도의 정확한 온라인 조절을 가능하게 한다.

신호 연결기의 제 2 부분이 냉각 유체에 부분적으로 또는 완전히 침지될 수 있다. 이 냉각 유체는 0.5 kW 내지 250 kW의 전력을 갖는 신호에 의해 영향 받을 수 있다. 상기 냉각 유체는 0 kHz 내지 350 kHz의 주파수를 갖는 신호에 의해 영향 받을 수 있다. 상기 보호 수단이 전송될 신호가 냉각 유체 내 에너지장에 의해 적어도 덜 왜곡되고 바람직하게는 전혀 왜곡되지 않도록, 주변 냉각 유체의 전력 및 주파수로부터 신호 연결기를 차폐하는 것을 가능하게 한다.

신호 연결기의 제 2 부분은 신호 연결기의 제 1 부분의 대응하는 소켓 또는 플러그와 짝결합하도록 구성된 플러그 또는 소켓일 수 있다. 이러한 플러그 및 소켓 구성에 의해, 상기 엔드-블록과 막대 자석을 서로 연결하면, 신호 연결기의 자동 형성이 가능해진다.

본 발명의 실시예에 따르는 막대 자석에서, 신호 연결기의 제 2 부분은 가령 축방향으로 막대 자석 피팅 내에 또는 막대 자석 피팅 상에 제공될 수 있다. 이러한 제 2 부분은 엔드-블록에서 대응하는 짝결합 부분과 체결될 수 있다. 특정 실시예에서, 신호 연결기의 제 2 부분이 막대 자석 피팅 상에 제공되는 돌출 부분, 가령, 방사형으로 외측으로 돌출된 부분일 수 있다. 막대 자석 피팅 상의 이러한 돌출 부분이 막대 자석 피팅을 수용하기 위한 엔드-블록 리셉터클 내에서 대응하는 오목한 부분과 체결되도록 구성될 수 있다. 또는, 신호 연결기의 제 2 부분이, 막대 자석이 연결될 엔드-블록 내 짝결합 돌출부를 수용하도록 구성된 막대 자석 피팅 내 슬롯(slot)일 수 있다. 두 실시예 모두, 돌출 부분과 오목 부분이 동작하는 두 실시예 모두, 이러한 돌출 부분 및 오목 부분은 막대 자석과 엔드-블록 사이에 신호 연결기를 제공하는 것과 동시에 상기 막대 자석을 보유, 가령, 막대 자석을 회전 가능하게 보유하기 위한 특징부까지 제공할 수 있다.

신호 연결기의 제 2 부분이 막대 자석 연결기 상에서 또는 막대 자석 연결기 내에서, 축방향으로 또는 방사방향으로 돌출된 부분인 특정 경우에서, 상기 신호 연결기의 제 2 부분이 전기 전도성 부분일 수 있다. 이러한 신호 연결기의 제 2 부분은 막대 자석 피팅으로부터 절연될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 막대 자석은 자석 구성 및 상기 자석 구성의 위치를 조절하기 위한 구동 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 구동 수단은 전력 신호에 의해 및/또는 신호 연결기를 통해 수신된 데이터 신호에 따라 구동되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 막대 자석은 위치를 나타내는 센서 신호 또는 자석 구성의 자기장 강도를 생성하고 상기 센서 신호를 엔드-블록으로 전송하도록 구성된 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제 1 양태의 실시예에 따르는 엔드-블록 및 본 발명의 제 2 양태의 실시예에 따르는 막대 자석은 상기 막대 자석이, 상기 막대 자석의 일부분인 자기장 생성 또는 조정 시스템에 전력 공급 또는 제어하도록 의도된 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 고 전력 전류 전도 요소 내에서 전력 및/또는 데이터 신호가 독립적으로 제공될 수 있는 것이 바람직하다.

제 3 양태에서, 본 발명은 원통형 스퍼터링 장치에서 막대 자석의 자석 구성을 조절하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 엔드-블록에서 막대 자석으로, 또는 이의 역방향으로 자석 구성을 조절하기 위한 데이터 및/또는 전력을 운반하는 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라 전송된 신호는 타깃의 회전 움직임을 유지하도록 전송되는 신호와 상이하다. 신호를 전송하는 단계는 막대 자석의 자석 구성을 조정하기 위한 데이터를 포함하는 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 신호를 전송하는 단계는 막대 자석의 자석 구성의 위치 또는 자기장 강도를 조정하기 위한 조정 또는 발생 시스템으로 또는 센서 시스템으로 에너지를 제공하기 위한 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르는 방법의 특정 실시예에서, 신호를 전송하는 단계는 센서 데이터를 포함하는 신호를 막대 자석에서 엔드-블록으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

고도의 부식성 및/또는 고 에너지 환경에서, 신호 전송의 무결성을 희생시키지 않으면서, 엔드-블록과 막대 자석 간 전력 및/또는 데이터 신호의 전송을 가능하게 하는 것이 본 발명의 실시예의 이점이다.

시간 절약 방법 및 장치가 제공되는 것이 본 발명의 실시예의 이점이다.

종래 기술 해결책에 비교할 때 작업 비용이 감소되는 것이 본 발명의 실시예의 이점이다.

본 발명의 실시예에 따르는 스퍼터링 장치를 이용해, 더 우수한 제품이 전달될 수 있는 것이 본 발명의 실시예의 이점이다. 이는 스퍼터링된 레이어에서의 어긋남이 통지되는 경우 본 발명의 실시예에 따르는 반응 시간이 훨씨 더 빠를 수 있다는 사실 때문일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 스퍼터링 장치를 이용해 스퍼터링 장치의 그 밖의 다른 섹션으로 최적 구성이 용이하고 빠르게 재생산될 수 있는 것이 본 발명의 실시예의 추가 이점이다. 이는 본 발명의 실시예에 따라, 자석 시스템의 정확한 위치에 대한 피드백 데이터가 스퍼터링 장치 내 그 밖의 다른 마그네트론으로 제공될 수 있다는 사실 때문일 수 있다.

본 발명의 구체적이고 바람직한 양태가 이하의 특허청구범위의 독립항 및 종속항에서 제공된다. 종속항의 특징들은 적절하게 독립항의 특징과 결합되고 다른 종속항의 특징과 결합될 수 있으며, 청구항 내에서 배탁저으로 제공되는 것이 아니다.

종래 기술에 비교되는 본 발명 및 이점을 요약하기 위해, 본 발명의 특정 목적 및 이점이 앞서 기재되었다. 물론, 본 발명의 임의의 특정 실시예에 따라 이러한 모든 목적 또는 이점이 얻어질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서 예를 들어 해당 분야의 통상의 기술자라면 본 발명이 본원에서 설명되거나 암시될 수 있는 바와 같이 한 가지 또는 복수의 이점을 얻거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있음을 인지할 것이다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 다른 양태가 앞서 기재된 실시예(들)을 참조하여 자명할 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예를 들어 더 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 엔드-블록, 본 발명의 실시예에 따르는 막대 자석, 및 타깃 튜브의 부분 분해도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구성요소들의 조립체의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 엔드-블록으로 삽입되기 위한 막대 자석 결합이 개략도이다.
도 4는 도 3에서와 같이 막대 자석 및 엔드-블록의 조립체의 일부분의 개략도이다.
도면은 단지 개략적인 것에 불과하고 비-제한적이다. 도면에서, 요소들 중 일부의 크기가 과장될 수 있으며, 반드시 실측 비율로 그려진 것은 아니다. 치수 및 상대적 치수가 본 발명의 실시를 제한하려는 것이 아니다.
청구항에서의 임의의 도면 부호가 본 발명의 범위를 제한하려는 것으로 해석되어서는 안 된다.
여러 다른 도면에서, 동일한 도면 부호가 동일하거나 유사한 요소를 지칭한다.

본 발명은 특정 실시예 및 특정 도면을 참조하여 기재될 것이지만 본 발명은 여기에 한정되지 않고 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

상세한 설명과 특허청구범위에서의 제 1, 제 2, 등과 같은 용어가 유사한 요소들 간 구별을 위해 사용되며 반드시 시간적, 공간적, 등급, 또는 그 밖의 다른 방식으로 순차를 기재하는 것은 아니다. 이렇게 사용되는 용어는 적절한 환경 하에서 상호 교환 가능하고 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예는 본 명세서에 기재되고 도시된 것과 다른 순서로 동작할 수 있음이 이해되어야 한다.

덧붙여, 상세한 설명 및 특허청구범위에서의 상부, 하부, 등의 용어가 설명 목적으로 사용되며 반드시 절대적인 위치를 기술하기 위해 사용되는 것은 아니다. 이렇게 사용되는 용어는 적절한 환경에서 상호 교환 가능하며, 본 명세서에 기재되는 본 발명의 실시예는 본 명세서에 기재되거나 도시된 것과 다른 배향으로 동작할 수 있음이 이해되어야 한다.

특허청구범위에서 사용되는 용어 "포함하는"은 그 앞에 나열되는 수단들로 제한되지 않고, 그 밖의 다른 요소나 단계들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 따라서 언급된 특징, 정수, 단계 또는 구성요소의 존재를 특정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 하나 이상의 그 밖의 다른 특징, 정수, 단계 또는 구성요소 또는 그룹의 존재나 추가를 배제하지 않는다. 따라서 "수단 A 및 B를 포함하는 장치"라는 표현의 범위는 구성요소 A 및 B만으로 구성된 장치에 국한되지 않아야 한다. 본 발명과 관련된 장치의 구성요소가 A 및 B라는 것을 의미한다. 이 명세서 전체에 걸쳐 "하나의 실시예" 또는 "실시예"라는 기재는 상기 실시예와 관련하여 기재된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 여러 위치에서의 "하나의 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 구문의 등장이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니며, 동일한 실시예를 지칭할 수도 있다. 덧붙여, 하나 이상의 실시예에서 해당 분야의 통상의 기술자에게 자명할 바와 같이, 특정 특징부, 구조 또는 특성이 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.

마찬가지로, 본 발명의 예시적 실시예의 기재에서, 본 발명의 다양한 특징들은 하나의 단일 실시예에서 서로 그룹화되며, 이의 도면 또는 기재가 개시를 쉽게하고 하나 이상의 다양한 발명 양태의 이해를 돕기 위한 것이다. 그러나 이러한 개시 방법은 청구되는 발명이 각각의 청구항에서 명시적으로 기재되는 것보다 훨씬 더 많은 특징을 요하는 것을 의미하지 않는다. 오히려, 이하의 청구항이 반영하는 바와 같이, 본 발명의 양태는 하나의 단일 개시된 실시예의 모든 특징보다 적은 특징을 포함한다. 따라서 상세한 설명 후의 특허청구범위는 이 상세한 설명에 포함되는 것이 자명하며, 각각의 청구항은 본 발명의 개별적 실시예로서 취급된다.

덧붙여, 본 명세서에 기재된 일부 실시예가 다른 실시예에 포함되는 다른 특징을 일부 포함하며, 해당 분야의 통상의 기술자가 이해할 바와 같이 서로 다른 실시예의 특징들의 조합이 본 발명의 범위 내에 있고, 상이한 실시예를 형성한다. 예를 들어, 이하의 특허청구범위에서, 청구된 실시예들 중 임의의 것이 임의의 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 특정 특징부 또는 양태를 기재할 때 특정 용어의 사용이 상기 용어가 본 명세서에서 상기 용어가 연관된 특징부의 임의의 특정 특징 또는 발명의 양태를 포함하도록 제한될 것으로 재정의되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명의 맥락에서, '엔드-블록'은 다음의 수단들 중 적어도 하나, 바람직하게는 복수를 포함하는 장치아다.

- 타깃 튜브와 막대 자석의 기계적 지지 또는 축방향 정렬을 위한 기계적 지지 시스템. 상기 타깃 튜브는 회전 가능하도록 고정될 수 있다. 타깃 내에 위치하는 상기 막대 자석는 타깃 튜브가 이의 주변을 회전하는 동안 정지 상태의 위치를 유지한다.

- 타깃 튜브를 회전하게 만들기 위한 구동 시스템. 이는 웜기어 시스템(worm-gear system), 원통형 기어-기어 시스템(gear-gear system), 원뿔형 기어-기어 교차 축 시스템(gear-gear crossed axis system), 풀리-벨트 시스템(pulley-belt system) 또는 타깃을 회전하게 만드는 그 밖의 다른 종래 기술의 임의의 수단을 이용해 이뤄질 수 있다.

- 타깃 튜브로의 또는 타깃 튜브로부터 배출되는 냉각재의 흐름, 가령, 일정한 흐름을 제공하기 위한 흐름 시스템. 냉각재 흐름을 제공하기 위해, 냉각 유체 수집기가 상기 타깃 튜브 내부로 또는 막대 자석의 일부로 연결될 수 있다.

- 베어링 조립체. 타깃의 중량에 따라, 둘 이상의 베어링이 필요할 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 서로 다른 유형의 알려진, 가령, 볼 베어링, 롤러 베어링, 플레이 베어링, 축 베어링, 또는 그 밖의 다른 임의의 종래 기술의 베어링 중에서 쉽게 선택할 것이다.

- 전기 전류를 타깃으로 제공하기 위한 회전 가능 전기 접촉부. 이는 정류자 링과 슬라이딩 방식으로 접촉하는 브러쉬가 구비된 전기 정류자에 의해 이뤄질 수 있다. 브러쉬-링 배열을 대신하여, 서로에 대해 슬라이딩하는 2개의 링이 사용되거나, 전도성 벨트 유형의 연결부, 가령, 금속 벨트가 사용될 수 있다.

- 복수의 회전 가능 냉각재 씰(coolant seal). 이들 냉각재 씰은 엔드-블록의 고정 및 회전 가능 부분이 서로에 대해 회전하는 동안 냉각재가 엔드-블록 내부로, 더 나쁜 경우, 진공 장치로 누수되지 않게 보장한다. 이러한 위험을 감소시키기 위해, 복수의 냉각재 씰이 캐스케이드(cascade)형으로 도입될 수 있다. 일반적으로 립 씰(lip seal)이 종래 기술에 잘 알려져 있는 냉각재 씰로서 사용된다. 그러나 그 밖의 다른 유형의 씰, 비-제한적 예를 들면, 기계 평면 씰(mechanical face seal), 또는 래비린스 씰(labyrinth seal)이 포함된다.

- 복수의 회전 가능한 진공 씰. 이들 진공 씰은 엔드-블록의 고정 및 회전 부분이 서로에 대해 회전하는 동안 진공 상태의 무결성을 보장한다. 진공 상태를 점진적으로 보호하는 일련의 진공 씰들의 캐스케이드형 배열이 진공 누수를 갖는 위험을 감소시키기 위해 특히 바람직하다. 서로 다른 씰들이 알려져 있으며, 이 중 립 씰이 가장 대중적이지만, 그 밖의 다른 유형의 새로운 씰, 가령, 자성유체 씰(ferrofluidic seal)도 물론 사용될 수 있다.

엔드-블록을 통해, 회전 움직임, 전기 전류 및/또는 냉각재가 타깃으로 공급될 수 있다. 탈착식 수단, 가령, 타깃 튜브 또는 탈착식 막대 자석이 엔드-블록에 속하지 않는 것으로 간주된다.

본 발명의 맥락 내에서, '막대 자석'는 타깃 튜브 내로 삽입되고 하나 이상의 엔드-블록에 의해 상기 엔드-블록에 대해 일반적으로 고정된 위치(fixed position)로 유지되는 장치로 이해되어야 한다. 적어도 자기장 발생기를 포함한다.

본 발명의 맥락 내에서, 신호 연결기가 2개의 장치들, 가령, 엔드-블록과 막대 자석 간 적어도 하나의 신호 라인의 전송을 가능하게 하는 하나 이상의 연결 유닛의 짝결합 시스템(mating system)으로서 이해되어야 한다.

본 명세서에 제공된 기재에서, 복수의 특정 세부사항이 제공된다. 그러나 본 발명의 실시예가 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있음이 이해되어야 한다. 한편, 잘 알려진 방법, 구조 및 기법은 본 명세서의 이해를 모호하게 하지 않기 위해 구체적으로 나타내지 않았다.

엔드-블록과 막대 자석의 내부 회로 간에 신호 전송, 가령, 전력 및/또는 데이터 전송이 가능할 때, 막대 자석의 자기 속성을 제어하기 위한 수단을 제공하는 것이 가능하며, 이는 기판 표면 상의 균질한 코팅 두께를 획득하는 데 도움이 될 것이다. 연결 해제 가능해야 할, 가령, 막대 자석을 탈착(dismount)할 때, 에너지 연결을 만드는 것이 연결기 시스템에 의해 구현될 수 있다. 이를 위해, 이러한 작업을 구현하는 데 사용될 수 있는 연결기-플러그 시스템을 제안하는 많은 제조업체가 이용 가능하다. 그러나 실시될 때 상용화된 시스템의 선택이 그리 자명한 것은 아니다. 이는 이하의 단락에서 설명된다.

산업적 마그네트론 스퍼터링의 기법이 이미, 20년 이상의 매우 오랜 기간 동안 사용될 수 있었다. 많은 제조업체가 이용 가능하며 이들 각각은 자신 고유의 엔드-블록을 개발했다. 이들 엔드-블록은 서로와 호환 가능하며, 이는 제 1 제조업체로부터의 타깃이 제 2 제조업체의 종단 블록 상에 장착될 수 있음을 의미한다. 또한 엔드-블록은 매우 비싼 구성요소이며 이들 중 다수가 산업적 코터 라인(coater line) 내에 존재할 수 있다. 실제로, 엔드-블록의 설치된 베이스 때문에, 모든 기존 엔드-블록에 자기장 속성의 원격 제어를 수행할 수 있는 막대 자석 조립체가 구비될 수 있는 것이 바람직하다. 이는 기존 엔드 블록의 범위 내에서, 신호 연결, 가령, 에너지 연결을 엔드-블록 내부에서 막대 자석을 향해 구현하는 것이 바람직함을 의미한다. 약간의 변경이 허용되지만, 이는 엔드-블록의 주 기능의 근본적인 재설계와 관련되지 않아야 한다(앞서 기재된 기능들을 참고할 수 있다).

본 발명의 실시예는 엔드-블록과 형성될 막대 자석 간의 신호 연결을 들어 맞고 허용하는 막대 자석로부터의 신호 연결기의 제 2 부분을 수용하도록 배열된 신호 연결기의 제 1 부분이 제공된 엔드-블록을 제공한다. 본 발명의 또 다른 실시예는 막대 자석이 엔드-블록으로 들어 맞을 때, 엔드-블록과 막대 자석 간 신호의 송신을 위한 신호 연결이 형성되도록 배열된 신호 연결기의 제 2 부분이 제공된 막대 자석을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따라, 상기 엔드-블록과 막대 자석은 형성된 신호 연결이 열화(degradation), 파괴, 또는 둘러싸는 냉각 유체 및/또는 둘러싸는 고 에너지 필드로 인해 엔드-블록과 막대 자석 간에 송신되는 전력 및/또는 데이터 신호와 간섭되지 않도록 보호하기 위한 보호 수단을 제공하기 위해 구성된다.

본 발명의 실시예에 따르는 에너지 연결의 한 가지 속성은, 상기 에너지 연결이 용이하게 연결 해제될 수 있다는 것이다. 이는 막대 자석와 타깃이 실제 캐소드에서 엔드 블록 상에 장착되는 방식을 고려하면 유리하다. 본 발명자는 라인이 매 번 단절되기 때문에, 직접 연결되고 고립된 에너지 라인을 이용하는 것이 실제로는 허용될 수 없는 해결책임을 발견했다. 따라서 본 발명의 실시예에 따라, 막대 자석 조립체 내 설비로의 전력 및/또는 데이터 신호의 신뢰할만한 연결을 제공하는 연결기 시스템이 사용된다.

본 발명의 실시예에서, 막대 자석로 신선한 냉각 액체를 제공하는 냉각 액체 도관에서 에너지 연결이 이뤄질 수 있다. 이는 기존 엔드-블록의 재사용을 가능하게 한다. 냉각 유체 도관으로 에너지 연결을 만드는 것은 연결기 시스템을 이 냉각 유체 도관 내부에 배치시키는 것을 포함하며, 이때, 상기 연결기 시스템은 막대 자석 섀시의 구성 벽 상으로의 냉각 액체 폐쇄 연결이 설치된 고정 플러그 상으로 연결되기에 적합하다. 이 해결책이 기계적 관점에서 가능하다.

본 발명의 실시예에서 사용되는 이러한 연결기 시스템이 다음의 특징 및 이점을 가진다:

1. 막대 자석을 엔드 블록 내로 끼워 맞춤 삽입할 때 연결이 자동으로 이뤄진다. 본 발명의 실시예에 따라 자동 연결을 만들기 위해, 2개의 고정된 짝결합 연결기 부분이 사용된다. 본 발명의 실시예에서, 이 중 하나는 엔드 블록 상에 고정 설치되고, 하나는 막대 자석 상에 고정 설치되며, 막대 자석의 끼워 맞춤이 엔드-블록 내로 삽입될 때, 두 연결기 부분 모두 짝결합할 것이며 에너지 연결을 구현할 것이다. 이러한 방식으로, 엔드 블록 상으로 장착되는 고정 연결기로의 케이블 연결 및 외부 연결기가 짧고, 고정되며, 냉각 액체 흐름의 난류 속성과의 어떠한 상호작용도 방지되기에 충분히 강성으로 유지될 수 있다. 이는 긴 케이블의 사용을 필요로 할, 인간의 손에 의해 연결기가 닿아야 할 필요성을 없앤다. 막대 자석 상으로의 연결을 만들기 위해 인간의 손에 닿을 수 있게 되도록 냉각수 파이프 밖으로 뻗어 있을 수 있는 긴 케이블의 사용이 심각한 단점을 보여줌이 드러났으며, 이는 본 발명의 실시예에 따라 만들어지는 연결에 의해 극복된다. 막대 자석의 이후 장착 동안 케이블이 냉각수 튜브 내로 밀어 넣어져야 하며, 이는 자명하지 않고 심지어 실현가능하지도 않다. 긴 케이블이 냉각 유체 흐름에 따라 끌려갈 수 있고 이는 임의의 출구 쪽으로의 케이블의 이동으로 인해 냉각 유체 흐름을 심각하게 방해할 수 있다. 막대 자석의 조립 동안 냉각수 파이프로부터 회수될 수 있는 긴 케이블을 이용하는 또 다른 단점은 케이블과 냉각 액체 흐름의 상호작용이다. 이 케이블의 두께가 기존의 냉각수 튜브 내 냉각 액체 흐름의 어떠한 차단도 방지하기 위해 제한되었을 때, 두꺼운 케이블보다 훨씬 더 용이하게 휘어질 수 있는 케이블이도록 예상될 수 있다. 실제로, 타깃에서의 높은 냉각 수요 때문에(최대 250kW까지의 에너지 소산), 높은 유량이 도입되고 이러한 높은 유량에는 자동으로 난류 흐름 패턴이 동반된다. 이 난류 흐름 패턴은 케이블과 상호작용할 것이고, 케이블에 시간 종속성 항력이 도입될 것이다. 에너지 케이블이 얇을 때, 냉각 액체 내에서 움직일 것이며, 엔드-블록 내 내벽과의 상호작용으로 인해 케이블 절연부가 손상될 것이다. 냉각 액체의 난류 흐름과의 지나친 상호작용을 방지하기 위해 두꺼운 케이블이 사용되어야 함을 알 수 있다. 손으로 연결을 만들기 위해 냉각수 시스템으로부터 케이블 및 플러그를 회수해야 하는 것이, 이 경우, 거의 불가능하다.

2. 본 발명의 실시예에 따라 신호 연결을 형성하는 신호 연결기의 제 1 및 제 2 부분이 냉각수 시스템에 케이블 및 연결기를 삽입할 때 발생할 냉각 액체 흐름의 차단을 피하게 한다. 엔드-블록 및 타깃에서의 높은 냉각수 수요 때문에, 이러한 차단이 바람직하지 않다. 본 발명의 실시예에서, 신호 연결기의 제 1 부분과 제 2 부분이 가능한 작게 유지되어, 냉각수 흐름을 차단하지 않을 수 있다. 실시될 때, 냉각수에 대해 완전히 밀봉되고 작은 크기를 보이는 상업적 연결기는 없다.

3. 실시될 때, 본 발명의 실시예에 따라 엔드-블록 및 막대 자석을 포함하는 코터의 동작 동안, 형성된 연결기 시스템이 냉각 유체 흐름에 완전히 침지될 것이다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에 따라, 보호 수단이 제공되는데, 가령, 짝결합 접촉부와 냉각 유체 사이에 전기적 절연을 제공할 유체 폐쇄 연결기가 제공된다. 냉각 유체는 물을 기초로 그리고 오일을 기초로 구성될 수 있다. 오일을 기초로 할 때, 냉각 유체 자체가 전기 절연체(electrical isolator)로서 나타나며, 전기적 접촉부가 만들어질 때 전력 및 신호 데이터를 자석 블록에 존재하는 서브-회로로 제공할 때 사용되는 금속 부분들 중 임의의 것과 상호작용하지 않을 것이다. 오일 기반 냉각 액체의 사용이 전체 산업 설비의 단 1%만 나타낸다. 사용되는 냉각 액체의 벌크가 물을 기초로 한다. 냉각 속성과 관련하여 물의 이점이 중요하다: (a) 물은 높은 비열을 갖기 때문에 많은 열 에너지를 운반할 수 있고, (b) 물은 다소 낮은 점도를 갖기 때문에, 높은 유체 속도를 가능하게 하며 따라서 타깃 물질의 내부 표면 상의 냉각 액체의 재생(refreshment)이 0.5 내지 250kW의 전력을 소산한다. 실시될 때, 마그네트론 시스템 내에 존재하는 모든 유형의 금속이 포함된 이러한 냉각 유체의 전기화학적 오염 때문에 이 냉각수의 전기적 전도성이 다소 높을 수 있고 서로 다른 타깃들 사이에 존재하는 높은 전압이 이러한 전기화학적 부식을 위한 구동력으로서 역할하고 이는 이온을 물로 주입시켜 물의 전도율을 상승시킬 것이다. 억제제(inhibitor)를 이용해 냉각 액체를 조절하는 것이 마그네트론 시스템의 다양한 시스템 구성요소의 제조업체의 메뉴얼에 따라 의무 사항이지만, 실제 상황은 다를 수 있다. 따라서 실제 시스템에서, 냉각 액체가 전도성 속성을 가진다. 타깃과 막대 자석이 엔드-블록으로부터 탈착될 때 문제가 발생한다. 실제로, 막대 자석 피팅이 엔드-블록으로부터 당겨지기 전에 냉각 액체를 배출할 필요가 있다. 이를 위해, 엔드-블록, 막대 자석 및 타깃의 내부를 포함하는 냉각 액체 시스템을 통해 씻겨 나가는 대부분 압축된 공기가 사용될 수 있다. 그러나 실전에서, 이러한 절차를 항상 따르지는 않으며, 냉각 액체가 여전히 존재할 때 막대 자석 피팅이 엔드-블록으로부터 당겨지는 것이 가능하다. 에너지 연결기가 짝결합 해제(un-mate)될 것이고, 냉각 액체로 채워질 것이다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 물 폐쇄된 연결기가 냉각 액체로의 완전 삽입에 강건(robust)해야 할 것이다. 냉각 액체가 상기 연결기 내부에 머무를 수 있고, 재-짝결합(re-mating) 및 전력 인가 후, 연결기의 내부에 어떠한 보호 수단도 제공되지 않을 경우, 바람직하지 않은 상황이 발생할 수 있다. 프로토타이핑(prototyping) 동안의 많은 시험들이 연결기가 물에 의해 오염되고, 특히 전기 에너지가 사용 중일 때 이는 연결기 내부의 부식에 상당한 영향을 줄 수 있으며, 이는 주요한 신뢰성 문제를 나타낸다. 따라서 본 발명의 실시예에 따라, 외부뿐 아니라 제 1 연결기 부분과 제 2 연결기 부분의 내부에도 보호 수단이 제공된다.

본 발명의 실시예는 다음의 이점을 보여준다:

1. 제공된 보호 수단은 에너지 연결기 시스템의 내부 부분과 냉각 액체 간 전기적 접촉을 제공하기 위한 마그네트론 환경에서 통상의 공정 조건에서 연결기의 사용과 마모를 방지한다. 어떠한 식으로도 이러한 일이 발생할 때, 보호 수단 때문에 화학적 부식이 제공되는 것이 가능한 제한된다. 또한 보호 수단 때문에, 전기 에너지가 연결기를 통해 전달될 때 전기화학적 부식이 가능한 많이 제한된다.

2. 연결기 시스템의 크기가 작아서, 유체역학적으로 냉각 액체 흐름을 지나치게 많이 차단하지 않는다.

3. 보호되는, 가령, 냉각 액체 폐쇄 연결기가 냉각 액체로 침지될 수 있다. 상기 연결기 내부 부분들이 젖을 수 있고, 이러한 일이 발생하자마자 연결기 부분들이 짝결합될 수 있다.

4. 연결기의 짝결합 부분이 엔드-블록 및 막대 자석 상에 고정될 수 있다. 보호 수단과 함께, 신호 연결기의 제 1 부분을 엔드 블록 상으로 제공하는 것이 복수의 엔드-블록 상으로도, 아마도 해당 기술 분야의 모든 기존 엔드-블록 상으로 가능할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 연결기 시스템은, 엔드-블록 및/또는 막대 자석 상으로 제공되며, 마그네트론 시스템의 제약에서 기능하도록 충분히 강건한 것으로 보인다.

본 발명의 실시예에서, 보호 수단이 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 포함하거나 이로 구성된 형성된 신호 연결기의 부분을, 적어도 자신의 외부 표면에 포함할 수 있다. 보호 수단은 제 1 부분과 제 2 부분이 연결되면 신호 연결기 주변에 형성된 인클로저를 포함할 수 있다. 대안적 실시예에서, 보호 수단은 신호 연결기 상에 어떠한 전기-화학적 공격이 발생하기 전에 전기 부식을 통해 소비될 수 있는 희생 및 교체 가능한 애노드를 포함할 수 있다.

다음에서, 본 발명의 실시예에 따르는 엔드-블록 및 막대 자석의 특정 실시예가 기재되고 도시되다.

도 1은 스퍼터링 장치의 본 발명의 실시예에 따르는 엔드-블록(100)의 제 1 실시예의 개략도이다. 도시된 상기 엔드-블록(100)은 베이스 플레이트(102) 상에 장착된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 도 1에 도시되는 엔드-블록(100)이, 엔드-블록의 기능(들)을 수행하기 위한 앞서 언급된 수단들 중 적어도 하나 외에, 엔드-블록에서 막대 자석으로(또는 그 반대)의 전기 전류(데이터 및/또는 전력)를 제공하기 위한 전기 접촉부를 포함한다. 대안적 실시예에서, 도시되지는 않지만, 상기 엔드-블록은, 앞서 언급된 수단들 중 적어도 하나 외에, 전력 및/또는 데이터 신호를 엔드-블록에서 막대 자석으로(또는 그 반대로) 제공하기 위한 또 다른 유형의(전기가 아닌 다른) 접촉부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 엔드-블록(100)은 하우징(104)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 하우징(104)은 코터의 베이스 플레이트(102)에 고정 장착된다. 상기 베이스 플레이트(102)는 진공 상태가 유지될 수 있는 기밀(leak tight) 스퍼터링 장치를 형성하는 구조적 구성요소이다. 많은 경우, 상기 베이스 플레이트(102)는 스퍼터링 장치의 벽, 문, 플랜지(flange) 또는 리드(lid)의 일부이다.

타깃(200)은 엔드-블록(100) 상에 회전 가능하게 장착됨으로써, 회전(202)의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 여기서 상기 타깃(200)은 연결기(107)를 이용해 홀더 링(106)으로 연결될 수 있다.

동작 동안, 타깃(200)은 임의의 적합한 시스템(도 1에 도시되지 않음)에 의해 회전 가능하게 구동될 수 있다. 동작 동안, 타깃의 스퍼터링이 일반적으로 타깃 표면 상에 많은 열을 발생시키기 때문에, 상기 타깃은 냉각되어야 한다. 이는 일반적으로 물 또는 그 밖의 다른 임의의 적합한 냉각 유체를 이용해 이뤄질 수 있다. 이 냉각재는 엔드-블록(100)을 통해 타깃 튜브(200)로 공급되고 이로부터 배출되어야 한다. 냉각재 서플라이 튜브(coolant supply tube)(130) 및 냉각재 피드 튜브(coolant feed tube)(132)를 이용해 냉각 유체가 타깃 튜브(200)로 공급된다. 냉각 유체가 냉각재 개구부(133)를 통해 추출된다. 상기 엔드-블록(100)은 냉각 유체를 공급 및 추출하기 위한 공동(cavity)(134)을 가진다.

상기 막대 자석(220)이 대응하는 잠금 부분, 가령, 엔드-블록(100) 내부에 고정 연결된 잠금 튜브(locking tube)(152)로 잠기는 피팅(150)을 통해 정지 상태로 유지된다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 엔드-블록(100)은 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 연결을 제공하기 위한 수단을 포함하며, 상기 연결은 엔드-브록(100)과 막대 자석(220) 간 신호의 전송을 위해 적합하다. 상기 신호의 전송은 양방향 전송, 즉, 엔드-블록(100)으로부터 막대 자석(220)으로의 전송 및/또는 막대 자석(220)에서 엔드-블록(100)으로의 전송일 수 있다. 엔드-블록(100)에서 막대 자석(220)으로(또는 그 반대로) 전송될 신호가 전력 신호 및/또는 데이터 신호일 수 있다. 전송될 신호는 에너지 또는 정보를 전송할 수 있는 임의의 유형의 신호, 비-제한적 예를 들면, 전기 신호, 광학 신호, 공압 또는 유압 신호일 수 있다. 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 연결을 제공하기 위한 수단은 막대 자석(220)으로부터의 신호 연결기의 제 2 부분(164)을 수신하도록 구성된 신호 연결기의 제 1 부분(162)일 수 있으며, 이때 제 1 부분(162)과 제 2 부분(164)은 함께, 연합될 때, 엔드-블록과 막대 자석 간의 신호 연결기를 형성한다.

본 발명의 특정 실시예에서, 상기 엔드-블록(100)은 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 연결을 제공하여, 둘 사이에 광학 신호를 전송하기 위한 수단을 포함한다. 광학 신호는 데이터 신호일 수 있다. 상기 연결은 엔드-블록(100) 상의 제 1 부분과, 막대 자석(220) 상의 제 2 부분을 포함할 수 있고, 이로 인하여, 제 1 부분과 제 2 부분 중 임의의 하나가 광학 신호의 공급원, 가령, 광원, 가령, 레이저, LED, 다이오드이고, 제 1 부분과 제 2 부분 중 나머지 하나가 광 감응성 요소(optically sensitive element)이다. 상기 엔드-블록(100) 상의 제 1 부분과 막대 자석(220) 상의 제 2 부분은, 막대 자석(220)이 상기 엔드-블록(100)으로 연결될 때, 둘 사이의 광 결합이 자동으로 형성되도록, 물리적으로 배치된다. 여기서, 광 감응성 요소가 광 신호의 소스에 의해 발산되는 광학 신호를 '알' 수 있도록 제 1 부분과 제 2 부분은 배열되어야 한다.

본 발명의 대안적 실시예에서, 엔드-블록(100)은 상기 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 연결을 제공하여, 둘 사이에 공압 또는 유압 신호를 전송하기 위한 수단을 포함한다. 공압 또는 유압 신호는 전력 신호일 수 있다. 상기 연결은 엔드-블록(100) 상의 제 1 부분과 막대 자석(200) 상의 제 2 부분을 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 제 1 부분과 제 2 부분 중 임의의 하나는 가압된 기체 또는 유체의 형태로 된 신호의 공급원이고, 상기 제 1 부분과 제 2 부분 중 나머지 하나는 그 밖의 다른 것으로 수신된 압력을 전송하기 위한 압력 감응성 요소(pressure sensitive element)이다. 엔드-블록(100) 상의 제 1 부분과 막대 자석(220) 상의 제 2 부분은, 상기 막대 자석(220)이 상기 엔드-블록(100)으로 연결될 때, 둘 사이의 공압 결합이 자동으로 형성되도록, 물리적으로 배치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 엔드-블록(100)은 막대 자석(220)과 엔드-블록(100) 간 전기 연결을 제공하기 위한 수단을 포함한다. 전기적 연결은 데이터 또는 전력 신호 또는 둘 모두를 위한 것일 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 따라 상기 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 전기적 연결을 통해, 스퍼터링 장치 내부에 저압을 유지하면서, 및/또는 타깃 튜브(200) 내부에 냉각 유체를 유지하면서, 막대 자석(220)이 발동될 수 있거나, 외부(즉, 진공 또는 저압 환경 외부)로 및/또는 외부로부터 데이터 신호가 전송될 수 있다.

상기 엔드-블록(100)은 제 1 부분(162) 및 제 2 부분(164)에 의해 형성될 신호 연결기로 보호 수단을 제공하도록 더 구성됨으로써, 이를 주변 유체 및/또는 주변의 높은 에너지 필드 때문에 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 사이에 전송되는 전력 및/또는 데이터 신호의 열화, 파괴 및/또는 간섭으로부터 보호할 수 있다.

도 1에서 도시된 실시예에서, 본 발명은 여기에 국한되지 않으며, 보호 수단은 전기 전도성 및 비-부식성 물질로 구성된 신호 연결기의 제 1 부분(162)을 포함한다. 이러한 물질은, 예를 들어, 은, 금 또는 니켈일 수 있다. 이러한 비-부식성 물질은 신호 연결기의 제 1 부분(162)의 외부 표면으로만 도포될 수 있다. 보호 수단 때문에, 주변 냉각 유체 및/또는 주변 높은 에너지 필드로 인해 신호 전송의 무결성이 훼손되지 않으면서, 신호가 엔드 블록에서 막대 자석으로(또는 그 반대로) 전송될 수 있다.

신호 연결기의 제 1 부분(162)(또는 이의 외부 표면)을 위한 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 선택함으로써, 전기화학적 프로세스, 가령, 전자-부식에 의해 신호 연결기 자체, 더 구체적으로, 이의 표면 품질이 적어도 덜, 바람직하게는 전혀 열화되지 않을 수 있다. 이로써, 가령, 높은, 가령, 0.5 kW 내지 250 kW의 전력, 및/또는 DC, 또는 펄스된 DC로 된 주파수, 또는 중 주파수(가령, 0kHz 내지 350kHz) AC를 갖는 고 에너지장의 영향을 받는 냉각 유체에 의해 형성된 고도의 부식 환경에서, 신호, 가령, 전기 신호를 신뢰할만한 방식으로 전송하는 것이 가능하다.

또한 도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 엔드-블록(100)의 잠금 튜브(152)으로 삽입되도록 연결되기 위해 막대 자석 피팅(150)으로 부착되는 막대 자석 결합 요소(300)를 개략적으로 도시한다. 따라서 상기 잠금 튜브(152)에 슬롯(302)이 제공될 수 있고, 타깃 튜브(200) 내부에서 막대 자석(220)의 회전을 방지하기 위해 상기 슬롯 내로 막대 자석 결합 요소(300)가 막대 자석 피팅(150) 상의 돌출부로서 피팅될 수 있는데, 가령, 슬라이딩 방식으로 피팅될 수 있다. 대안적 실시예에서, 막대 자석 피팅(150) 상의 슬롯 내부로 피팅되고 상기 슬롯과 정렬되어, 막대 자석(220)을 정렬하고 이의 회전을 방지하기 위해 잠금 튜브(152)에 키(key)(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도면에는 도시되지 않지만, 복수의 막대 자석 결합 요소(300)가 막대 자석 피팅(150) 상에 제공될 수 있고, 복수의 대응하는 짝결합 슬롯(302)이 잠금 튜브(152) 내에 제공될 수 있다. 또는 잠금 튜브(152)에 복수의 키가 제공될 수 있으며, 상기 키 각각은 막대 자석 피팅(150) 상의 대응하는 짝결합 슬롯 내로 피팅되고 상기 슬롯을 따라 정렬된다.

본 발명의 실시예에서, 새로운 유형의 기능이 막대 자석(220)으로 가져가지는데, 즉, 신호, 가령, 전력 신호 또는 데이터 신호 또는 전력-데이터 조합 신호가 이러한 막대 자석(220)으로 제공된다. 여기서, 막대 자석(220)에, 상기 막대 자석이 엔드-블록(100)으로 피팅될 때 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 신호의 전송을 위한 신호 연결기가 형성되도록 배열된 신호 연결기의 제 2 부분(168)이 제공된다. 예를 들어, 상기 신호는 전기 신호, 광학 신호, 공압 신호, 또는 에너지를 전송할 수 있는 그 밖의 다른 임의의 적합한 유형의 신호일 수 있다. 이러한 신호는 막대 자석(220) 외부에서 제공되고 여기로 제공되거나, 막대 자석(220)에서 생성될 수 있고 외부로 가져가질 수 있다.

막대 자석은 보호 수단을, 주변 냉각 유체 및/또는 주변 고에너지 장으로 인한 막대 자석(220)과 엔드-블록(100) 사이에 전송되는 전력 및/또는 데이터 신호의 열화, 파괴 또는 간섭으로부터 이를 보호하기 위해 신호 연결기로 제공하도록 구성된다.

도 1에 도시된 실시예에서, 본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 보호 수단은 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 포함하거나 이로 구성된 신호 연결기의 제 2 부분(168)을 포함한다. 이러한 물질은, 예를 들어, 은, 금, 또는 니켈일 수 있다. 이러한 비-부식성 물질이 신호 연결기의 제 2 부분(168)의 외부 표면에만 도포될 수 있다. 보호 수단 덕분에, 주변 냉각 유체 및/또는 주변 고 에너지 필드로 인해 신호 전송의 무결성이 훼손되지 않으면서, 신호가 엔드 블록에서 막대 자석으로(또는 그 반대로) 전송될 수 있다.

신호 연결기의 제 2 부분(168)(또는 이의 외부 표면)에 대해 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 선택함으로써, 전기화학적 프로세서, 가령, 전자-부식에 의해 신호 연결기 자체, 더 구체적으로, 이의 표면 품질이 적어도 덜, 바람직하게는 전혀 열화되지 않을 수 있다. 이는, 가령, 높은, 가령, 0.5 kW 내지 250 kW의 전력, 및/또는 DC, 펄스 DC로 된 주파수 또는 중 주파수 AC(가령, 0 kHz 내지 350 kHz)를 갖는 고 에너지장에 의해 영향 받는 냉각 유체에 의해 형성되는 고도의 부식 환경에서, 신뢰할만한 방식으로, 신호, 가령, 전기 신호를 전송하는 것을 가능하게 한다.

이하에서, 특정 실시예가 기재되며, 여기서 신호는 전기 신호이다. 그러나 이는 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 이러한 경우, 막대 자석(220)과 엔드 블록(100) 간의 전기적 연결을 만들기 위한 전기 연결기가 제공된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 막대 자석 상의 짝결합 전기 연결 조각(164)으로 전기적으로 연결하도록 구성된 엔드 블록(100) 상의 전기 연결기의 제 1 부분(162)에 의해 전기적 연결이 형성된다. 전기 연결기의 제 1 부분(162)이 잠금 튜브(152) 내부에서 돌출될 수 있고, 막대 자석 피팅(150) 내 전기 전도성 조각(168) 내 짝결합 홀(mating hole), 가령, 보어 홀(bore hole) 내로 피팅될 수 있다.

진공 상태 밖에서부터, 전기 신호, 가령, 데이터 신호 및/또는 전력이 연결기(160) 상에서 제공될 수 있다. 상기 엔드-블록(100)이 연결기(160)에서 전기 연결의 제 1 부분(162)으로의 전기 경로(도 1에서는 완전히 보이지 않음)를 제공하기에 적합하다. 도 2에 도시된 바와 같이 완성된 조립체를 형성하기 위해 조각들이 조립될 때, 전기 경로가, 전기 연결의 제 1 부분(162)을 통과하고, 막대 자석 피팅(150) 내 전기 전도성 조각(168)을 통해, 전기 전도성 조각(168) 상의 단부 연결기(166)까지 계속된다. 단부 연결기(166)가 전기 신호를 막대 자석의 일부분으로 제공하거나, 막대 자석의 부분으로부터 전기 신호를 획득하기 위한 전기 도선으로 연결되기에 적합하다.

본 발명의 실시예에 따라, 전기 신호가 막대 자석(220) 내부에서 국지적 또는 전체적 자석 구성을 명령하기 위한 신호일 수 있다. 엔드 블록과 막대 자석 간 신호를 제공하기 위한 바람직한 목적은 막대 자석 내부에 위치하는 자기장 발생 또는 조절 시스템에 전력 공급, 조절, 또는 제어하는 것이다. 이는, 예를 들어, 스퍼터링 장치에 의해 도포되는 코팅이 불균일하다고 발견된 경우에 특히 유용할 수 있다. 이러한 불균일성이 불균일성의 레벨에서 스퍼터링 속도를 로컬하게 변화시킴으로써 해결될 수 있다. 자기장 강도를 변화시킴으로써, 가령, 자석 구성을 타깃 튜브(200)를 향해 또는 멀어지도록 이동 또는 회전시킴으로써 이러한 스퍼터링 속도의 변화가 획득될 수 있다. 외부로부터 타깃 튜브(200) 쪽으로 자석 구성의 이동을 제어하기 위한 데이터 신호를 제공함으로써, 종래 기술 해결책에서와 달리 진공상태가 제거될 필요가 없어서, 냉각 유체가 제거될 필요도 없으며 자석 구성을 변환시킴으로써 타깃이 자기장 강도를 변화시키기 위해 이동될 필요도 없기 때문에, 장치의 다운 타임(down time)이 최소화된다.

본 발명의 실시예에 따라, 전기 신호는, 자석의 현재 자석 구성 또는 로컬 위치에서 외부로 피드백을 제공하는, 막대 자석(220) 내부의 센서 유닛으로부터 획득된 데이터 신호일 수 있다. 자석 구성의 위치를 변화시키기 위해 제어 유닛을 제어하기 위해 이러한 센서 신호가 사용될 수 있다. 본 발명의 현재 실시예의 이점은 막대 자석(220) 내부의 자석 구성의 정확한 위치가, 막대 자석을 열 필요 없이 따라서 진공상태를 제거할 필요 없이, 측정될 수 있다. 자기 시스템의 정확한 포지셔닝 또는 세기에 대한 정보를 제공하는 센서 신호가 스퍼터링 장치에서 그 밖의 다른 마그네트론으로의 복제를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링 장치가 복수의 막대 자석을 포함하는 경우, 이들이 유사한 설정을 갖는 것이 바람직할 것이다. 본 발명의 실시예에 따라, 스퍼터링 장치가 진공상태가 될 수 있으며, 막대 자석들 중 하나가 온라인으로, 즉, 진공상태를 제거할 필요 없이, 조절될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 엔드-블록(100)과 신호를 전송하기 위해 구성된 막대 자석(220) 간 연결을 통해, 단일 막대 자석의 자석 구성의 실제 설정에 대한 정보를 제공하는 센서 신호가 획득될 수 있다. 특정 막대 자석에 대한 최적 설정이 도출되면, 진공상태가 중단될 수 있고, 수동으로 또는 자동 방식으로 스퍼터링 장치 내 그 밖의 다른 막대 자석의 자석 구성을 조절하기 위해 획득된 데이터 신호가 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 전기 신호는 조절 수단, 가령, 자석 구성의 위치를 조정하기 위한 제어 유닛, 가령, 모터로, 또는 자기장 세기를 조정하기 위해 전자석의 코일 또는 센서 시스템, 가령, 현재 자석 구성을 결정하기 위한 센서 유닛으로 에너지를 제공하기 위한 전기 신호일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 전기 신호가, 막대 자석(220)으로 또는 막대 자석으로부터 데이터와 전력을 동시에 전송하기 위해, 결합된 전력-데이터 신호일 있다. 예를 들어, 전력 신호, 가령, AC 전력 신호가 엔드-블록(100)에서 막대 자석(220)으로 제공될 수 있고, 데이터 신호가 전력 신호에 중첩될 수 있다. 그 후 막대 자석(220)에 의해 수신된 전력-데이터 조합 신호가 막대 자석(220) 내부의 자석 구성으로 명령을 내리기 위한 데이터 신호와, 자석 구성의 위치를 조절하기 위한 조절 수단으로 에너지를 제공하기 위한 전력 신호로 분할될 수 있다. 도 1과 관련하여 앞서 기재된 실시예에서, 전기적 연결의 제 1 부분(162) 및 짝결합 전기 연결 조각(164)을 갖는 전기 전도성 조각(168)에 의해, 엔드-블록(100)과 막대 자석 피팅(150) 간의 전기적 연결이 축 방향으로 제공된다.

대안적 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 막대 자석 피팅(150)과 엔드-블록(100)의 잠금 튜브(152) 간 더 일반적인 상호작용에 의해 연결이 형성될 수 있다. 이때, 예를 들면, 막대 자석 결합 요소(300)일 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없는 막대 자석 피팅(150) 상의 돌출부가 전도성 물질로 만들어질 수 있고, 절연 조각(310)을 이용해 막대 자석 피팅(150)으로부터 절연될 수 있다. 그 후 돌출부, 가령, 막대 자석 결합 요소(300)를 종단 연결기(166)로 전기적으로 연결하여, 전기 전도성 조각(312)이 막대 자석 피팅(150) 내부에서 제공될 수 있다. 엔드-블록(100)의 측부에서, 막대 자석 피팅(150)을 수용하도록 구성된 리셉터클(receptacle)로서 기능하는 잠금 튜브(152)에, 돌출부, 가령, 막대 자석 결합 요소(300)를 수용하기 위한 짝결합 슬롯(302)이 제공될 수 있다. 이 짝결합 슬롯은 전기 전도성 물질로, 바람직하게는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 만들어질 수 있고, 짝결합 슬롯(302)이 절연 물질로 만들어지고 적어도 전기 전도성 층이 제공될 수 있다. 전기 전도성 층은 커버링 층, 가령, 절연 물질의 표면을 덮는 금 도금된 층일 수 있다. 대안적으로, 전기 전도성 층이, 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 사이에서, 서로 연결될 때, 견고한 전기적 접촉부를 제공하는 스프링 요소(320)로서 구현될 수 있다. 금 도금된 물질을 전기 전도성 물질로서 사용하는 것이, 그 밖의 다른 임의의 물질보다 부식에 덜 취약하다는 점에서 바람직하다. 두 경우 모두, 짝결합 슬롯을 형성하는 전기 전도성 부분이 전기적 신호를 막대 자석(220)으로 그리고 막대 자석으로부터 전송하기 위한 전기적 경로로 연결될 수 있다. 대안적 실시예에서, 도면에 도시되어 있지 않지만, 돌출 조각이 엔드 블록의 잠금 튜브에 제공될 수 있고, 전도성 물질, 가령, 전도성 스프링의 형태로 된 물질을 포함하는 짝결합 슬롯이 막대 자석 피팅에 제공될 수 있다.

엔드-블록(100)과 막대 자석 피팅(150) 간 연결이 서로를 연결함으로써 자동으로 이뤄진다는 점에서 본 발명의 실시예가 바람직하다.

해당 분야의 통상의 기술자라면 상기 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간의 신호의 송신에 적합한 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간의 연결이 습식 환경에서 제공될 수 있음이 자명할 수 있다. 특정 실시예에서, 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 신호의 송신을 위해 구성된 연결이, 예를 들어, 냉각재 튜브(132)에서 제공될 수 있다. 상기 냉각재 튜브를 통과하여 흐르는 냉각재는 DC 동작과 AC 동작 모두에서 높은 전위, 일반적으로 -200V 내지 -1000V로 유지된다. 습식 환경에서의 전도성 물질에 전기 신호를 인가하는 것은 매우 부식성이며, 연결의 무결성을 유지하기 위해 특수한 대책을 필요로 할 것이다. 부식과 관련하여, 그 밖의 다른 원리, 가령, 광학 연결, 공압 또는 유압 연결을 통해 에너지를 전송하도록 구성된 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간의 연결을 사용하는 것이 바람직하다.

전기적 연결을 이용하는 동안의 실시 경험을 기초로 하여, 냉각 액체는 항상 제 1 및 제 2 부분(162, 168)에 의해 형성되는 중앙 전도체와 전기적으로 접촉할 것이다. 보호부를 설치함에도 불구하고, 제 1 부분(162)이 기존 시스템에 장착되어야 하는 방식 때문에, 보호 시스템의 기계적 손상이 발생할 수 있다. 여기서 본 발명의 실시예에 따라, 상기 냉각 액체가 제 1 부분(162)과 제 2 부분(168) 사이에 위치하는 내부 접촉으로부터 배제된다는 가정을 제공하는 것이 바람직하다. 그러나 구성 및 장착의 제약 때문에, 냉각 액체와 접촉하는 제 1 부분(162) 또는 제 2 부분(168)에 대한 100% 완전 보호는 결코 존재하지 않을 것이다. 제 1 부분(162)과 제 2 부분(168)이 냉각 액체와 접촉할 때, 냉각 액체를 통과하는 현재의 경로가 피팅(150 또는 152)을 향해 형성될 수 있다. 일반적으로 이는 전기화학적 부식의 원인이 되며, 따라서 연결기 시스템에 신뢰성 문제를 야기할 것이다. 그러나 본 발명의 일부로서, 이 문제점에 대해 해결책이 발견된 바 있다. 일부 제약이 막대 자석의 내부를 향해 전력 및 신호 데이터를 제공하는 데 사용될 전압 시스템에 가해질 수 있다. 외부 세계는 이러한 전력 및 신호 데이터를 중앙 전도체(162) 및 복귀 전도체(152) 상으로 제공할 것이다.

본 발명이 도면 및 지금까지의 기재에서 상세히 도시 및 기재되었지만, 이러한 도시 및 기재는 예시에 불과하며 한정하려는 것이 아니다. 지금까지의 기재가 본 발명의 특정 실시예를 상세히 기술했다. 그러나 특정 실시예가 본 명세서에서 상세히 나타나더라도, 본 발명은 여러 방식으로 실시될 수 있다. 본 발명은 개시된 실시예에 국한되지 않는다.

Claims (25)

1. 스퍼터링 타깃 튜브(200)를 회전 가능하게 운반하고 막대 자석을 상기 스퍼터링 타깃 튜브 내부에 유지하기 위한 엔드-블록(100)으로서, 상기 엔드-블록은 막대 자석 피팅(150)을 수용하기 위한 리셉터클을 포함하고, 상기 리셉터클은 상기 막대 자석 피팅(150)으로부터의 신호 연결기의 제 2 부분(164)을 수용하도록 구성되며 상기 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 신호 연결이 형성되도록 하는 신호 연결기의 제 1 부분(162)을 포함하며, 상기 엔드-블록(100)은 주변 냉각 유체 및/또는 주변 고 에너지장로 인한 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간에 송신되는 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴, 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하기 위한 보호 수단을 제공하도록 구성되는, 엔드-블록.
2. 제1항에 있어서, 신호 연결기의 제 1 부분(162)이 전기 전력 및/또는 데이터 신호를 송신하도로 구성되는, 엔드-블록.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보호 수단은 적어도 자신의 외부 표면에 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 포함하는 신호 연결기의 제 1 부분(162)을 포함하는, 엔드-블록.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 제 1 부분(162)이 제 2 부분(164)을 수용하면 신호 연결기를 중심으로 형성되는 용기(enclosure)를 포함하는, 엔드-블록.
5. 제4항에 있어서, 상기 용기는 패러데이 케이지(Faraday cage)를 형성하도록 형성되는, 엔드-블록.
6. 제4항에 있어서, 상기 용기는 고 투자율(magnetic permeability)을 갖는 물질로부터 형성되는, 엔드-블록.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 신호 연결기에 대한 전기-화학적 공격이 발생하기 전에 전기적 부식을 통해 소비될 수 있는 희생 및 교체형 애노드를 포함하는, 엔드-블록.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 부분(162)은 냉각 유체에서 부분적으로 또는 완전히 침지되는, 엔드-블록.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 주변 냉각 유체가 0.5kW 내지 250kW의 전력을 갖는 신호에 의해 영향 받음으로 인한 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하도록 구성되는, 엔드-블록.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 주변 냉각 유체가 0kHz 내지 350kHz의 주파수를 가지며, 선택사항으로서 펄스화된 신호에 의해 영향 받음으로 인한 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하도록 구성되는, 엔드-블록.
11. 스퍼터링 장치의 원통형 타깃(200) 튜브로 도입되기 위한 막대 자석(220)으로서, 상기 막대 자석(220)은 엔드-블록 리셉터클에 피팅되기 위한 막대 자석 피팅(150)을 포함하고, 상기 막대 자석 피팅(150)은, 상기 막대 자석(220)이 엔드-블록(100)에 피팅될 때 엔드-블록(100)과 막대 자석(220) 간 신호의 전송을 위한 신호 연결기가 형성되도록 하는 신호 연결기의 제 2 부분(168)을 포함하며, 상기 막대 자석(220)은 주변 냉각 유체 및/또는 주변 고 에너지장로 인한 막대 자석(220)과 엔드-블록(100) 간에 전송되는 전력 및/도는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하기 위한 보호 수단을 제공하도록 구성되는, 막대 자석.
12. 제11항에 있어서, 신호 연결기의 제 2 부분(168)은 전기 전력 및/또는 데이터 신호를 전송하도록 구성되는, 막대 자석.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 보호 수단은 적어도 자신의 외부 표면에서 전기 전도성 및 비-부식성 물질을 포함하는 신호 연결기의 제 2 부분(168)을 포함하는, 막대 자석.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 제 2 부분(168)이 제 1 부분(162) 내로 피팅되면 신호 연결기 주변에 형성되는 용기를 포함하는, 막대 자석.
15. 제14항에 있어서, 상기 용기는 패러데이 케이지를 형성하도록 형성되는, 막대 자석.
16. 제14항에 있어서, 상기 용기는 고 투자율을 갖는 물질로 만들어지는, 막대 자석.
17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 신호 연결기에 대해 전기-화학적 충적이 발생하기 전에 전기적 부식을 통해 소비될 수 있는 희생 및 교체용 애노드를 포함하는, 막대 자석.
18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 부분(168)은 냉각 유체에 부분적으로 또는 완전히 침지되는, 막대 자석.
19. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 주변 냉각 유체가 0.5kW 내지 250kW의 전력을 갖는 신호에 의해 영향 받음으로 인한 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하도록 구성되는, 막대 자석.
20. 제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 수단은 주변 냉각 유체가 0kHz 내지 350kHz의 주파수를 가지며, 선택사항으로서 펄스화된 신호에 의해 영향 받음으로 인한 전력 및/또는 데이터 신호의 저하, 파괴 또는 간섭으로부터 신호 연결기를 보호하도록 구성되는, 막대 자석.
21. 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 연결기의 제 2 부분(168)은 전기 전도성 부분이고, 상기 신호 연결기의 제 2 부분(168)은 막대 자석 피팅(150)으로부터 절연되는, 막대 자석.
22. 제11항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 자석 구성 및 상기 자석 구성의 위치를 조절하기 위한 구동 수단을 더 포함하고, 상기 구동 수단은 신호 연결기를 통해 수신된 전력 신호에 의해 구동 및/또는 데이터 신호에 따라 좌우되도록 구성되는, 막대 자석.
23. 제11항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 자석 구성의 위치 또는 자기장 강도를 나타내는 센서 신호를 생성하고 상기 센서 신호를 엔드-블록(100)으로 전송하기 위한 센서를 더 포함하는, 막대 자석.
24. 막대 자석(220)의 일부분인 자기장 발생 또는 조정 시스템에 전력을 공급하거나 제어하도록 의도된 신호를 전송하도록 구성된 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 엔드-블록 또는 제11항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따른 막대 자석(220).
25. 원통형 스퍼터링 장치에서 막대 자석(220)의 자석 구성을 조절하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 자석 구성을 조절하기 위한 데이터 및/또는 전력을 엔드-블록(100)에서 막대 자석(220)으로, 또는 막대 자석(220)에서 엔드-블록(100)으로 전달하는 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 자석 구성을 조절하기 위한 방법.
    

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