PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR UN BLANCO DE PULVERIZACIÓN CATÓDICA.

Procedimiento para fabricar un blanco de pulverización catódica. CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a blancos de pulverización catódica. Más específicamente, la presente invención se ocupa de un procedimiento para la fabricación de blancos de pulverización catódica. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los blancos de pulverización catódica son componentes esenciales en la industria de revestimiento de película delgada. Se utilizan como fuente de materiales de alta pureza que son liberados de la superficie del blanco como resultado de su bombardeo con partículas de proyectiles energéticos tales como un haz de iones. Las partículas que se liberan, en forma de vapores, se dirigen subsiguientemente hacia la superficie de un substrato, en donde se depositan en forma de una delgada película de espesor y pureza controlados. La característica más impresionante del proceso de pulverización catódica es su universalidad. Virtualmente, cualquier material puede ser un candidato de revestimiento desde el momento que sea pasado a la fase de vapor por un intercambio de cantidad de movimiento físico en vez de por un proceso químico o térmico. La deposición de películas delgadas utilizando técnicas de pulverización catódica es un paso esencial en un amplio rango de aplicaciones tales como capas de metalización de microcircuitos de aleación de aluminio y de metal refractario, capa de aislamiento de microcircuitos, electrodos de conducción transparentes, fibra óptica amorfa para dispositivos ópticos integrados, transductores piezoeléctricos, fotoconductores y película luminiscente para pantallas, dispositivos de memoria ópticamente direccionados, dispositivos de memoria de burbujas amorfas, resistencias y condensadores de película delgada, discos de vídeo, electrólitos sólidos, láser de película delgada y piezas elementales de máscara fotolitográfica para microcircuitos. Los materiales de blanco varían dependiendo de la aplicación. Pueden estar formados por metales puros tales como aluminio, cobre, hierro, plata, cromo, silicio, tántalo, oro, platino renio; aleaciones y compuestos, tales como sulfato de cadmio, arseniato de galio, fosfato de galio; una amplia gama de cerámicas tales como sílice, alúmina, carburo de silicio; polímeros tales como PTFE (Teflon TM ); o incluso un mosaico de materiales diferentes. Las prestaciones del blanco dependen fuertemente de la pureza del material de dicho blanco, su densidad aparente y su microestructura. Los blancos de pulverización catódica se han fabricado tradicionalmente mediante el uso de diferentes técnicas pulvimetalúrgicas para la formación de la placa del blanco hecha de materiales de alta pureza, los cuales se montan subsiguientemente sobre el material de respaldo del blanco para una gestión apropiada del calor en sus condiciones de funcionamiento finales. La técnica es relativamente tediosa y requiere una serie de pasos para la preparación y densificación del polvo, seguido por compactación del polvo a temperatura ambiente y subsiguiente sinterización hasta el nivel de alta densidad requerido. En ciertos casos, la compactación a temperatura ambiente no es suficiente para conseguir la densidad requerida del producto final. En tales casos, es necesario recurrir a las técnicas de sinterización por prensado caliente isostático (HIP) considerablemente más complejas y costosas. Anónmo: "Process for fabricating sputtering targets", Research Disclosure, Kenneth Mason Publications, Hampshire, GB, vol. 300, No. 82, Abril de 1989 (04-1989), XP007113644 ISSN: 0374-4353 (D1), revela un procedimiento para la fabricación de un blanco de pulverización catódica mediante deposición por pulverización en plasma de un material de blanco en forma de polvo sobre un substrato. El documento US 3.547.720 (D8) muestra una capa de material cerámico pulverizado primero a la llama sobre un miembro de soporte temporal de material resistente a la llama. OBJETOS DE LA INVENCIÓN Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento mejorado para la fabricación de blancos de pulverización catódica. SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objeto se resuelve con un procedimiento según la reivindicación 1. La presente invención se ocupa de una nueva técnica que puede utilizarse para la producción de blancos de pulverización catódica en una serie de pasos sencillos utilizando tecnología de pulverización/deposición con plasma. Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para la fabricación de blancos de pulverización catódica mediante la deposición con plasma del material del blanco directamente sobre el soporte del blanco, o sobre un substrato temporal, desde el cual se transfiere más tarde el depósito al respaldo final del 2 E04713497 03-11-2011   material del blanco. Más específicamente, según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para la fabricación de un blanco de pulverización catódica que comprende: i) habilitar un substrato que tiene una superficie receptora de revestimiento; ii) fundir con plasma en vuelo un material de blanco seleccionado para formar el blanco de pulverización catódica en forma de polvo, produciendo gotitas de material fundido del blanco; y iii) depositar las gotitas sobre dicha superficie receptora de revestimiento del substrato, produciendo un blanco de pulverización catódica compuesto de una capa de revestimiento del material del blanco sobre la superficie receptora de revestimiento del substrato. El material de blanco depositado puede ser, por ejemplo, un metal o una aleación intermedia, una cerámica, un mosaico de diferentes metales y/o una mezcla de metales y cerámicas, o un polímero. El paso de deposición con plasma se lleva a cabo a presión atmosférica o en condiciones de vacío suave utilizando, por ejemplo, pulverización con plasma en cc, deposición por arco transferido de cc o pulverización en plasma por inducción. Otros objetos, ventajas y características de la presente invención resultarán más evidentes al leer la siguiente descripción no restrictiva de realizaciones preferidas de la misma, dadas a título de ejemplo solamente con referencia a los dibujos adjuntos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos adjuntos: La figura 1 es un diagrama de flujo de un procedimiento para la fabricación de blancos de pulverización catódica según una realización ilustrativa de la presente invención; La figura 2 es una vista en alzado lateral esquemático que ilustra los diversos pasos de la figura 1; La figura 3 es una vista en planta esquemática desde arriba que ilustra los diversos pasos de la figuras 1; La figura 4 es una vista en planta esquemática desde arriba de un substrato temporal conforme a una segunda realización ilustrativa de la presente invención; La figura 5 es una vista en sección esquemática de un aparato de plasma en cc según una primera realización ilustrativa de un aparato de plasma que permite realizar el paso de deposición con plasma del procedimiento de la figura 1; La figura 6 es una vista en sección esquemática de un arco transferido de cc conforme a una segunda realización ilustrativa de un aparato de plasma que permite realizar el paso de deposición con plasma del procedimiento de la figura 1; La figura 7 es una vista en sección esquemática de un aparato de plasma por inducción de rf según una tercera realización de un aparato de plasma que permite realizar el paso de deposición con plasma del procedimiento de la figura 1; La figura 8 es una vista en sección esquemática de una inducción de rf supersónica según una cuarta realización de un aparato de plasma que permite realizar el paso de deposición con plasma del procedimiento de la figura 1; La figura 9 es un gráfico de perfiles radiales de material de blanco de silicio depositado sobre un substrato temporal de grafito para dos ensayos experimentales (no. 1 y no. 2); Las figuras 10a y 10b son micrografías electrónicas del material depositado para los ensayos experimentales no. 1 y no. 2; y La figura 11 es un gráfico de un perfil de densidad aparente para el depósito de silicio siguiendo el ensayo experimental no. 1. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se describirá ahora con referencia a las figuras 1 a 3 un procedimiento 100 para la fabricación de blancos de pulverización catódica según una realización ilustrativa de un primer aspecto de la presente invención. 3 E04713497 03-11-2011   Como se ilustra en la figura 1, el proceso 100 incluye los pasos siguientes: 102 - habilitar un substrato temporal 200 que tiene una superficie 204 receptora de revestimiento; 104 - fundir con plasma el material seleccionado para formar el blanco de pulverización catódica, produciendo gotitas de material fundido; 106 - depositar las gotitas sobre la superficie 204 receptora... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la fabricación de un blanco de pulverización catódica, que comprende: i) habilitar un substrato temporal que tiene una superficie receptora de revestimiento; ii) fundir en plasma al vuelo un material de blanco seleccionado para formar el blanco de pulverización catódica en forma de polvo, produciendo gotitas de material de blanco fundido; iii) depositar dichas gotitas sobre dicha superficie receptora de revestimiento de dicho substrato temporal, produciendo un blanco de pulverización catódica compuesto de una capa de revestimiento de dicho material de blanco sobre dicha superficie receptora de revestimiento de dicho substrato temporal; iv) unir dicho substrato temporal, a través de dicha capa de revestimiento, con un material de respaldo de blanco permanente; y v) retirar dicho substrato temporal, produciendo un blanco de pulverización catódica compuesto de dicha capa de revestimiento de dicho material de blanco sobre dicho material de respaldo de blanco permanente; en donde dicho substrato temporal se ha hecho de un material de substrato seleccionado del grupo consistente en un metal refractario, una cerámica y un material compuesto basado en carbono. 2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho substrato temporal es un blanco usado y agotado. 3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho substrato temporal incluye características de alivio de esfuerzos. 4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que dichas características de esfuerzos tienen la forma de cortes espirales o radiales. 5. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la realización de un tratamiento térmico de dicha capa de revestimiento antes del paso iv). 6. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende, además, el equipamiento de dicha capa de revestimiento con marcas de alivio de esfuerzos antes del paso iv). 7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho substrato temporal se reviste previamente con una capa de control, con lo que, en funcionamiento, dicha capa de control permite al menos una acción de entre facilitar la retirada de dicho substrato temporal en el paso v) y evitar la contaminación de dicha capa de revestimiento impidiendo la difusión entre dicho substrato temporal y dicha capa de revestimiento. 8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicha capa de control se deposita sobre dicho substrato temporal por pulverización catódica o por utilización de una técnica de deposición de vapor químico. 9. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicha capa de control está hecha de un material inerte. 10. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que, en el paso iv), la unión de dicho substrato temporal con un material de respaldo de blanco permanente a través de dicha capa de revestimiento se efectúa utilizando al menos uno de entre soldadura blanda o epoxi. 11. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que, en el paso v), se retira mecánicamente dicho substrato temporal. 12. El procedimiento según la reivindicación 11, en el que, en el paso v), se retira mecánicamente dicho substrato temporal por mecanización y/o corrosión. 13. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se ejecutan los pasos ii) y iii) utilizando un aparato de plasma seleccionado del grupo que consta de un chorro de plasma en corriente continua (cc), un arco de transferencia de plasma en cc y un aparato de pulverización en plasma por inducción de radiofrecuencia (rf). 14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que se hace funcionar dicho aparato de plasma en condiciones de deposición atmosféricas o de vacío. 15. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicho aparato de plasma es un arco de transferencia de plasma en cc en donde dicho substrato actúa como ánodo. 16. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicho aparato de pulverización en plasma por inducción de radiofrecuencia (rf) incluye una tobera Laval de contracción/expansión prevista para hacer que dicho aparato de 7 E04713497 03-11-2011   pulverización en plasma por inducción de rf opere en condiciones de flujo supersónicas o subsónicas. 17. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho metal refractario es molibdeno o tungsteno. 18. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha cerámica se selecciona del grupo que consta de sílice, alúmina, circonia, nitruro de silicio, carburo de silicio y nitruro de boro. 19. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho material compuesto basado en carbono es grafito. 20. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho substrato temporal es un disco generalmente plano. 8 E04713497 03-11-2011   9 E04713497 03-11-2011   E04713497 03-11-2011   11 E04713497 03-11-2011   12 E04713497 03-11-2011   13 E04713497 03-11-2011   14 E04713497 03-11-2011   E04713497 03-11-2011   16 E04713497 03-11-2011   17 E04713497 03-11-2011   18 E04713497 03-11-2011