DIANA DE PULVERIZACIÓN CATÓDICA CON CAPA DE PULVERIZACIÓN CATÓDICA LENTA BAJO EL MATERIAL DIANA.

Una diana (1)de pulverización catódica que comprende: un tubo (2) catódico giratorio que aloja por lo menos un imán en el mismo;

una capa (4) de material diana que comprende uno o más de entre Sn y Zn dispuestos sobre la superficie exterior del tubo (2) catódico; una capa (3) de pulverización catódica lenta que se encuentra entre el tubo (2) catódico y la capa (4) de material diana a lo largo de una porción de la longitud del tubo catódico para reducir el riesgo de perforar por quemadura el tubo (2); en la que la capa (3) de pulverización catódica lenta tiene una tasa de pulverización catódica inferior a la de la capa (4) de material diana para iones de Ar; caracterizada porque la capa (3) de pulverización catódica lenta comprende uno o más de entre Ti, W, Nb y Ta

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/024371.

Solicitante: GUARDIAN INDUSTRIES CORP..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2300 HARMON ROAD AUBURN HILLS, MI 48326-1714 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LU,Yiwei, MAYER,Raymond M.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 21 de Junio de 2006.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C14/34B
  • H01J37/34M2

Clasificación PCT:

  • C23C14/34 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 14/00 Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización catódica o implantación de iones del material que constituye el revestimiento (tubos de descarga provistos de medios que permiten la introducción de objetos o de un material para ser expuestos a la descarga H01J 37/00). › Pulverización catódica.
  • C23C14/50 C23C 14/00 […] › Portasustrato.
  • H01J37/34 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01J TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA ELECTRICA (espinterómetros H01T; lámparas de arco, con electrodos consumibles H05B; aceleradores de partículas H05H). › H01J 37/00 Tubos de descarga provistos de medios o de un material para ser expuestos a la descarga, p. ej. con el propósito de sufrir un examen o tratamiento (H01J 33/00, H01J 40/00, H01J 41/00, H01J 47/00, H01J 49/00 tienen prioridad). › que funcionan por pulverización catódica (H01J 37/36 tiene prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2370259_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Diana de pulverización catódica con capa de pulverización catódica lenta bajo el material diana. Esta invención se refiere a una diana para su uso en pulverización catódica (p. ej., pulverización catódica por magnetrón). En algunas formas de realización de ejemplo, el tubo catódico de la diana está recubierto con un material de pulverización catódica lenta antes de aplicar el material diana al tubo. De esta manera, el material de pulverización catódica lenta se encuentra entre el propio tubo y el material diana. Esto puede reducir o eliminar el riesgo de perforación por quemadura durante la pulverización catódica, especialmente en la zona de vuelta, y/o lo cual puede aumentar la utilización y/o vida útil de la diana en ciertos casos de ejemplo. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La pulverización catódica es conocida en la técnica como una técnica para la deposición de capas o recubrimientos en sustratos. Por ejemplo, un recubrimiento de baja emisividad (baja E) puede ser depositada sobre un sustrato de vidrio depositando por pulverización catódica sucesivamente una pluralidad de diferentes capas sobre el sustrato. Por ejemplo, un recubrimiento de baja E puede incluir las capas siguientes en este orden: sustrato de vidrio/SnO2/ZnO/Ag/ZnO, donde la capa de Ag es una capa reflectante de IR y las capas de óxido metálico son capas dieléctricas. En este ejemplo, se pueden utilizar una o más dianas de estaño (Sn) para la deposición por pulverización catódica de la capa base de SnO2, pueden utilizarse una o más dianas que incluyan zinc (Zn) para la deposición por pulverización catódica de la siguiente capa de ZnO, puede utilizarse una diana de Ag para la deposición por pulverización catódica de la capa de Ag, y así sucesivamente. La pulverización catódica de cada diana se lleva a cabo en una cámara que aloja una atmósfera gaseosa (p. ej., una mezcla de los gases Ar y O en la(s) atmosfera(s)) de diana de Sn y/o Zn. En cada cámara de pulverización catódica, la descarga de gas de la pulverización catódica se mantiene a una presión parcial inferior a la atmosférica. Referencias de ejemplo que analizan la pulverización catódica y dispositivos usados para tal fin incluyen los documentos de patente U.S. nº s 5.427.665, 5.725.746 y 2004/0163943. Una diana de pulverización catódica (p. ej., una diana de pulverización catódica por magnetrón giratorio cilíndrico) por lo general incluye un tubo catódico dentro del cual hay una matriz de imanes. El tubo catódico a menudo está hecho de acero inoxidable. El material diana está formado en el tubo por pulverización catódica, moldeo o prensado del mismo sobre la superficie exterior del tubo catódico de acero inoxidable. Cada cámara de pulverización catódica incluye una o más dianas y así incluye uno o más de estos tubos catódicos. El(los) tubo(s) catódico(s) puede(n) mantenerse en un potencial negativo (p. ej., de -200 a-1500 V) y puede(n) ser sometido(s) a pulverización catódica al girar. Cuando una diana está rotando, iones de la descarga de gas de la pulverización catódica se aceleran hacia la diana y desplazan o pulverizan catódicamente átomos fuera del material diana. Estos átomos, a su vez, junto con el gas forman el compuesto adecuado (p. ej., el óxido de estaño) que es dirigido al sustrato para formar una película o capa delgada del mismo en el sustrato. Existen diferentes tipos de dianas para pulverización catódica, como las dianas de magnetrón plano y las dianas de magnetrón giratorio cilíndrico. Los magnetrones planos pueden tener una matriz de imanes dispuestos en forma de un bucle cerrado y montados en una posición fija detrás de la diana. Se forma por tanto un campo magnético en forma de un bucle cerrado delante de la diana. Este campo hace que sean atrapados en el campo electrones de la descarga y que viajen en un patrón que crea una ionización más intensa y una mayor tasa de pulverización catódica. Ya que la pulverización catódica se lleva a cabo principalmente en la zona definida por el campo magnético, se produce una zona de erosión en forma de circuito de carreras cuando sucede pulverización catódica. En otras palabras, el material diana es pulverizado catódicamente fuera de la diana de forma desigual durante la pulverización catódica en tales dianas de magnetrón plano. Las dianas de magnetrón giratorias, incluyendo el material diana y el tubo, fueron desarrollados para superar los problemas de erosión de los magnetrones planos. En el caso de los magnetrones giratorios, el tubo catódico y el material diana sobre el mismo se hacen rotar sobre una matriz magnética (que a menudo es estacionaria) que define la zona de pulverización catódica. Debido a la rotación, diferentes porciones de la diana se presentan continuamente a la zona de pulverización catódica que da como resultado una pulverización catódica más uniforme del material diana fuera del tubo. Mientras que la rotación de dianas de pulverización catódica por magnetrón representa una mejora con respecto a la erosión, pueden todavía sufrir una erosión desigual o no uniforme del material de pulverización catódica del tubo durante la pulverización catódica - especialmente en las zonas con tasa de pulverización catódica alta próximas a los extremos de la diana que a veces se denominan porciones/zonas de vuelta. Materiales diana y dianas de pulverización catódica giratorias se describen por ejemplo en los documentos WO 02/27057 A2 y EP 1 321 537 A1. En WO 02/27057 A2, se proporcionan un respaldo operativamente conectado a una fuente de alimentación de pulverización catódica y una capa exterior de un material pulverizable, p. ej., una mezcla de zinc y un segundo material, llevado por el respaldo. Según EP 1 321 537 A1, se utiliza un respaldo de acero inoxidable que sujeta un material diana para la pulverización catódica de CC, en el que se dispone un fieltro de carbono electroconductor entre el respaldo y el material diana. El potencial catódico necesario para generar la 2   pulverización catódica se proporciona a través de un punto de contacto deslizante al tubo de respaldo. Como material diana se utilizan materiales electroconductores como metales o cerámicas electroconductoras. También se utiliza un cuerpo de SiC quemado cilíndrico hueco impregnado de Si para la pulverización catódica de CC, en el que se dispone un fieltro de carbono electroconductor entre el tubo de respaldo y el cuerpo de SiC. US2004/020769 divulga un conjunto diana de pulverización catódica que incluye una diana unida a una placa conductora de respaldo. Para indicar el final de vida de la diana, el conjunto diana de pulverización catódica incluye adicionalmente una lámina de fibras dieléctricas a lo largo de una interfaz entre la diana y la placa de respaldo. Desafortunadamente, la pulverización catódica desigual del material diana fuera del tubo catódico puede resultar en una perforación por quemadura indeseable. Perforar el material diana por quemadura en el tubo daría lugar a la pulverización catódica del material que compone el tubo (p, ej., acero inoxidable) resultando de esa manera en la contaminación de la película pulverizada catódicamente sobre el sustrato. Si se permite continuar, podría desarrollarse un agujero en el tubo de respaldo que permitiría al agua de refrigeración del interior del tubo entrar en la cámara de pulverización catódica. Por lo tanto, se podrá comprender que la perforación por quemadura representa un problema importante. En vista de lo anterior, se podrá comprender que existe una necesidad en la técnica de una diana de pulverización catódica construida de una manera diseñada para reducir la probabilidad de perforaciones por quemadura problemáticas. BREVE RESUMEN DE EJEMPLOS DE LA INVENCIÓN La presente invención consiste en dianas de pulverización catódica como se define en las reivindicaciones independientes 1 y 7. Algunas formas de realización de ejemplo de esta invención se refieren a una diana para su uso en materiales de pulverización catódica sobre un sustrato. En algunas formas de realización de ejemplo, la diana comprende un tubo catódico con un material de pulverización catódica lenta aplicado al mismo antes de la aplicación del material diana a pulverizar catódicamente sobre el sustrato. De esta manera, el material de pulverización catódica lenta se encuentra entre el tubo catódico y el material a pulverizar catódicamente, estando tanto el material de pulverización catódica lenta como el material a pulverizar catódicamente soportados por el tubo catódico. El uso del material de pulverización catódica lenta entre el tubo catódico y el material a pulverizar catódicamente es ventajoso en que esto puede reducir el riesgo de perforación por quemadura en el tubo durante la pulverización catódica (p. ej., en la zona de vuelta... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una diana (1)de pulverización catódica que comprende: un tubo (2) catódico giratorio que aloja por lo menos un imán en el mismo; una capa (4) de material diana que comprende uno o más de entre Sn y Zn dispuestos sobre la superficie exterior del tubo (2) catódico; una capa (3) de pulverización catódica lenta que se encuentra entre el tubo (2) catódico y la capa (4) de material diana a lo largo de una porción de la longitud del tubo catódico para reducir el riesgo de perforar por quemadura el tubo (2); en la que la capa (3) de pulverización catódica lenta tiene una tasa de pulverización catódica inferior a la de la capa (4) de material diana para iones de Ar; caracterizada porque la capa (3) de pulverización catódica lenta comprende uno o más de entre Ti, W, Nb y Ta. 2. La diana (1) de pulverización catódica de la reivindicación 1, en la que el tubo (2) catódico está hecho de acero inoxidable. 3. La diana (1) de pulverización catódica de la reivindicación 1, en la que la capa (3) de pulverización catódica lenta hace contacto directo con cada uno del tubo (2) catódico y la capa (4) de material diana. 4. La diana (1) de pulverización catódica de la reivindicación 1, en la que la capa (3) de pulverización catódica lenta tiene un espesor de 1 a 8 mm, y la capa (4) de material diana tiene un espesor de 6-16 mm. 5. La diana (1) de pulverización catódica de la reivindicación 1, en la que cada uno de la capa (3) de pulverización catódica lenta y la capa (4) de material diana son eléctricamente conductores. 6. La diana (1) de pulverización catódica de la reivindicación 1, en la que uno o ambos de la capa (3) de pulverización catódica lenta y la capa (4) de material diana es/son no conductores. 7. Una diana (1) de pulverización catódica que comprende: un tubo (2) catódico giratorio conductor que aloja por lo menos un imán (5) en el mismo; una capa (8) no conductora provista sobre el tubo (2) catódico a lo largo de una porción de la longitud del tubo (2) catódico; una capa (4) de material diana provista en la superficie exterior del tubo (2) catódico por encima por lo menos la capa (8) no conductora, en la que la capa (8) no conductora se provee sólo próxima a una o ambas regiones de vuelta del tubo (2)catódico, y no se provee en una porción central a lo largo de la longitud del tubo (2) catódico. 8. La diana (1) de pulverización catódica de la reivindicación 7, en la que la capa (8) conductora comprende óxido de silicio y/u óxido de metal. 9. La diana (1) de pulverización catódica de la reivindicación 7, en la que la capa (8) no conductora está adaptada para permitir a una carga superficial reducir o evitar la pulverización catódica de material de la(s) zona(s) donde la capa (8) no conductora está presente cuando el material diana (4) ha sido pulverizado fuera de dicha(s) zona(s). 6   7 material a pulverizar catódicamente sobre el sustrato material (3) de pulverización catódica lenta   8   9

 

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