SISTEMA DE IMANES PARA UN CÁTODO PULVERIZADOR.

Sistema (7) de imanes para un cátodo (1) pulverizador, con una placa (50) de culata y con al menos un primero (70) y un segundo grupo (71) de imanes,

que están dispuestos sobre la placa (50) de culata con polaridad opuesta, formando los imanes del primer grupo (70) una fila de imanes, en lo esencial cerrada, situada interiormente, y formando los imanes del segundo grupo (71), una fila de imanes, en lo esencial cerrada, situada exteriormente, y que rodea radialmente la fila de imanes situada interiormente, formando la fila de imanes situada interiormente, un primer arco (75) de círculo que abarca un ángulo de más de 180º de un primer círculo (A), y formando la fila de imanes situada exteriormente, un tercer arco (78) de círculo que abarca un ángulo de más de 180º de un tercer círculo (E), y rodeando el tercer círculo (E) el primer círculo (A), caracterizado porque la fila de imanes situada interiormente forma un segundo arco (76) de círculo de un segundo círculo (C), estando situado el segundo arco (76) de círculo dentro del primer círculo (A), y porque la fila de imanes situada exteriormente forma un cuarto arco (80) de círculo de un cuarto círculo (F), estando situado el cuarto arco (80) de círculo dentro del tercer círculo (E).

La presente invención se refiere a un sistema de imanes para un cátodo pulverizador, con una placa de culata ferromagnética y con al menos un primero y un segundo grupo de imanes, que están dispuestos sobre la placa de culata con polaridad opuesta, formando los imanes del primer grupo una fila de imanes, en lo esencial cerrada, situada interiormente, y formando los imanes del segundo grupo, una fila de imanes, en lo esencial cerrada, situada exteriormente, y que rodea radialmente la fila de imanes situada interiormente.

Los cátodos pulverizadores se emplean en distintos ámbitos, para recubrir objetos. Aquí es importante, por ejemplo para la fabricación de medios ópticos de almacenamiento, que las capas aplicadas por pulverización o chisporroteo, no presenten ninguna gran variación con respecto al espesor, puesto que esto puede menoscabar esencialmente la calidad de los medios ópticos de almacenamiento. Además, existe la necesidad de que los blancos utilizados en los cátodos pulverizadores, recubran los mas sustratos posibles, puesto que los blancos están vinculados con costes elevados.

En el pasado, para la optimización de los procesos de chisporroteo, con vistas a una uniformidad del espesor aplicado de la capa, así como para una optimización de los recubrimientos con un blanco, se desarrollaron los más diferentes sistemas de imanes. Por ejemplo, se conocen sistemas de imanes en los que los imanes están situados al menos parcialmente detrás de un blanco a pulverizar y, además, presentan imanes que rodean radialmente el blanco. También se conocen sistemas de imanes que se sitúan en diferentes niveles detrás de un blanco a pulverizar.

El documento JP60224775 hace público un sistema de imanes con dos anillos dispuestos concéntricos de polaridad opuesta, detrás de un blanco.

Los dos anillos presentan aquí hacia el mismo costado, una muesca de forma triangular o un aplanamiento. El sistema de imanes está aquí adaptado a la forma del sustrato, para aumentar la adhesividad del material del blanco en el sustrato.

No obstante, tales sistemas conocidos de imanes poseen una estructura muy complicada del sistema de imanes, y son relativamente grandes, puesto que los imanes y/o los polos de los imanes, están previstos en niveles diferentes.

Por consiguiente, partiendo de tales sistemas de imanes, la misión de la presente invención se basa en prever un sistema de imanes para un cátodo pulverizador del tipo arriba citado, que para una estructura sencilla, haga posible una buena uniformidad del espesor de capa, así como un número elevado de procesos de recubrimiento, por blanco.

Según la invención, se resuelve esta misión en un sistema de imanes del tipo arriba citado, haciendo que la fila de imanes situada interiormente forme un primer arco de círculo, que abarca un ángulo de más de 180º de un primer círculo, así como un segundo arco de círculo de un segundo círculo, estando situado el segundo arco de círculo dentro del primer círculo, y formando la fila de imanes situada exteriormente un tercer arco de círculo que abarca un ángulo de más de 180º de un tercer círculo, así como un cuarto arco de círculo de un cuarto círculo, estando situado el cuarto arco de círculo dentro del tercer círculo, y rodeando el tercer círculo al primer círculo.

El sistema de imanes arriba descrito posee una estructura sencilla y permite, en especial en caso de un empleo en un cátodo pulverizador con sistema rotatorio de imanes, un recubrimiento uniforme de los sustratos a recubrir, así como un alto rendimiento del blanco, es decir, un elevado número de procesos de recubrimiento, por blanco.

Según una forma preferente de realización de la invención, el primero y tercer círculo, presentan un centro común, de manera que el primero y tercero arco de círculo, son coaxiales unos con otros.

Los diferentes arcos de círculo abarcan diferentes ángulos, abarcando el primer arco de círculo de preferencia un ángulo entre 220º y 250º, y en especial de 235º, abarcando el segundo arco de círculo de preferencia un ángulo entre 90º y 120º, y en especial de aproximadamente 103º, abarcando el tercer arco de círculo de preferencia un ángulo entre 225º y 255º, y en especial de aproximadamente 239º, y abarcando el cuarto arco de círculo de preferencia un ángulo entre 95º y 125º, y en especial de aproximadamente 111º.

Según una forma de realización de la invención, los primeros y segundos círculos de la fila de imanes situados interiormente, poseen en lo esencial el mismo radio, mientras el radio del tercer círculo es de preferencia mayor que el radio del cuarto círculo, y ciertamente de preferencia del 80% al 100%, en especial de aproximadamente un 90%.

La fila de imanes situada exteriormente posee con ventaja dos segmentos rectos que unen los extremos libres del tercero y del cuarto arco de círculo, para formar la fila de imanes cerrada situada exteriormente. Estos sirven para una optimización del campo magnético producido por las filas de imanes.

En una forma de realización especialmente preferente de la invención, está previsto, además, un tercer grupo de imanes que está dispuesto sobre la placa de culata, y forma una fila de imanes no cerrada, opuesta al cuarto arco de círculo, que está situada fuera de la primera y segunda fila de imanes. Los imanes del tercer grupo están polarizados de preferencia, en la misma dirección que los imanes del segundo grupo, para impedir que entre ellos se forme un túnel de campo magnético. De preferencia, los imanes del tercer grupo abarcan un quinto arco de círculo de un quinto círculo, con un ángulo de 15º a 45º, y en especial de 32º. Aquí el quinto círculo posee de preferencia un radio mayor que el tercer círculo, y todos los imanes antes citados están situados dentro del quinto círculo. Además, los imanes del tercer grupo están situados de preferencia dentro del cuarto círculo.

Para la producción de una simetría, los centros de los círculos antes citados, están situados de preferencia en una recta común, y las filas de imanes están dispuestas de preferencia, con simetría de espejo respecto a la recta. Además, la placa de culata está configurada de preferencia plana, y con simetría de rotación alrededor de un centro de la misma. De preferencia, el centro de la placa de culata está situado en la recta en la que también están situados los centros de los círculos. Los centros de los círculos están desplazados de preferencia respecto al centro de la placa de culata, estando desplazados los centros de los círculos con distancia diferente con respecto al centro de la placa de culata. Aquí el centro común del primer y tercer círculo está dispuesto a lo largo de la recta, a un lado del centro de la placa de culata, mientras los centros del segundo y cuarto círculo están dispuestos a lo largo de la recta, al otro lado del centro de la placa de culata. Además, el centro común del primer y tercer círculo, está situado de preferencia el más próximo al centro de la placa de culata, mientras el centro del segundo círculo está situado más alejado del centro de la placa de culata, y el centro del cuarto círculo todavía más alejado del centro de la placa de culata.

Para obtener una disposición exacta y fijada de los imanes en la placa de culata, estos están guiados de preferencia a través de al menos una placa no magnética con las correspondientes aberturas pasantes para los imanes. Además, en la placa de culata están previstos de preferencia contrapesos diamagnéticos, para conseguir que el centro de gravedad del sistema de imanes, esté situado en una normal que se extiende a través de un centro de la placa de culata, y que sirve como eje de rotación del sistema de imanes. Mediante los contrapesos se impide un desequilibrio del sistema de imanes.

La misión que sirve de base a la invención, se resuelve también con un cátodo pulverizador que presenta un blanco con una superficie anterior de pulverización, un sistema de imanes del tipo arriba descrito, situado detrás del blanco, y un dispositivo para la rotación del sistema de imanes alrededor de un eje de rotación que es perpendicular a la placa de culata. Un cátodo pulverizador semejante presenta de preferencia un dispositivo de mando para el mando de la velocidad de rotación del sistema de imanes, en función de un estado de pulverización del blanco, para por una parte homogeneizar un recubrimiento a aplicar en un objeto y, por otra parte, prolongar la vida útil del blanco.

La misión... [Seguir leyendo]

1. Sistema (7) de imanes para un cátodo (1) pulverizador, con una placa (50) de culata y con al menos un primero

(70) y un segundo grupo (71) de imanes, que están dispuestos sobre la placa (50) de culata con polaridad opuesta, formando los imanes del primer grupo (70) una fila de imanes, en lo esencial cerrada, situada interiormente, y formando los imanes del segundo grupo (71), una fila de imanes, en lo esencial cerrada, situada exteriormente, y que rodea radialmente la fila de imanes situada interiormente, formando la fila de imanes situada interiormente, un primer arco (75) de círculo que abarca un ángulo de más de 180º de un primer círculo (A), y formando la fila de imanes situada exteriormente, un tercer arco (78) de círculo que abarca un ángulo de más de 180º de un tercer círculo (E), y rodeando el tercer círculo (E) el primer círculo (A), caracterizado porque la fila de imanes situada interiormente forma un segundo arco (76) de círculo de un segundo círculo (C), estando situado el segundo arco (76) de círculo dentro del primer círculo (A), y porque la fila de imanes situada exteriormente forma un cuarto arco (80) de círculo de un cuarto círculo (F), estando situado el cuarto arco (80) de círculo dentro del tercer círculo (E).

2. Sistema de imanes según la reivindicación 1, caracterizado, además, porque el primero y tercer círculo (A, E), presentan un centro (B) común.

3. Sistema de imanes según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado, además, porque el primer arco (75) de círculo abarca un ángulo entre 220º y 250º y, de preferencia, de aproximadamente 235º.

4. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque el segundo arco (76) de círculo abarca un ángulo entre 90º y 120º y, de preferencia, de aproximadamente 103º.

5. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque el primer y el segundo círculo (A, C) de la fila de imanes situada interiormente, presentan en lo esencial el mismo radio.

6. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque el tercer arco

(78) de círculo abarca un ángulo entre 225º y 255º y, de preferencia, de aproximadamente 239º.

7. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque el cuarto arco (80) de círculo abarca un ángulo entre 95º y 125º y, de preferencia, de aproximadamente 111º.

8. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque el radio del tercer círculo (E) es mayor que el radio del cuarto círculo (F).

9. Sistema de imanes según la reivindicación 8, caracterizado, además, porque el radio del tercer círculo (E) es del 80% al 100%, de preferencia de aproximadamente el 90%, mayor que el radio del cuarto círculo (F).

10. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque la fila de imanes situada exteriormente presenta dos segmentos (79) rectos que unen los extremos libres del tercero y del cuarto arco (78, 80) de círculo.

11. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, por un tercer grupo

(72) de imanes, que está dispuesto en la placa (50) de culata, forma una fila de imanes no cerrada, situada opuesta al cuarto arco (80) de círculo, y está situado fuera de la primera y la segunda fila cerrada de imanes.

12. Sistema de imanes según la reivindicación 11, caracterizado, además, porque el tercer grupo (72) de imanes está polarizado en la misma dirección que el segundo grupo (71) de imanes.

13. Sistema de imanes según la reivindicación 11 o 12, caracterizado, además, porque el tercer grupo (72) de imanes abarca un quinto arco (81) de círculo de un quinto círculo (H), con un ángulo de 15º a 45º y, en especial, de aproximadamente 32º.

14. Sistema de imanes según la reivindicación 13, caracterizado, además, porque el quinto círculo (H) posee un radio mayor que el tercer círculo (E).

15. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado, además, porque el tercer grupo

(72) de imanes está situado dentro del cuarto círculo (F).

16. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque los centros de los círculos están situados en una recta común.

17. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque las filas de imanes tienen simetría de espejo respecto a la recta.

18. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque la placa

(50) de culata es plana, y tiene simetría de rotación alrededor de un centro (X).

19. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque un centro

(X) de la placa de culata y los centros (B, D, G) de los círculos (A, C, E, F, H), están situados en una recta (Y) común.

20. Sistema de imanes según la reivindicación 19, caracterizado, además, porque el centro (B) común del primer y tercer círculo (A, E), está desplazado a lo largo de la recta (Y), respecto al centro (X) de la placa de culata.

21. Sistema de imanes según la reivindicación 20, caracterizado, además, porque los centros (D, G) del segundo y cuarto círculo (C, F) están desplazados a lo largo de la recta (Y), respecto al centro de la placa de culata, y están situados respecto al centro (X) de la placa de culata, al otro lado que el centro (B) común del primero y tercer círculo (A, E).

22. Sistema de imanes según la reivindicación 21, caracterizado, además, porque el centro (B) común del primero y tercer círculo (A, E), está dispuesto a una distancia al centro (X) de la placa de culata, que es menor que una distancia entre el centro (X) de la placa de culata y el centro (D) del segundo círculo (C), y porque el centro (G) del cuarto círculo (F) está dispuesto a una distancia mayor del centro (X) de la placa (50) de culata, que el centro (D) del círculo (C).

23. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, porque los imanes

(54) están guiados mediante al menos una placa (52) no magnética con las correspondientes aberturas pasantes para los imanes (54).

24. Sistema de imanes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado, además, por contrapesos

(56) diamagnéticos en la placa (50) de culata, para la compensación del peso del sistema (7) de imanes, de tal manera que su centro de gravedad está situado sobre una normal que se extiende a través de un centro (X) de la placa (50) de culata.

25. Cátodo (1) pulverizador con un blanco (13) que presenta una superficie (26) anterior de pulverización, con un sistema (7) de imanes situado detrás del blanco (13), según una de las reivindicaciones precedentes, y con un dispositivo (9) para la rotación del sistema (7) de imanes alrededor de un eje de rotación que es perpendicular a la placa (50) de culata.

26. Cátodo (1) pulverizador según la reivindicación 25, caracterizado, además, por un dispositivo de mando, para el mando de la velocidad de rotación del sistema (7) de imanes, en función de un estado de pulverización del blanco (13).

27. Procedimiento para el recubrimiento de un sustrato mediante un proceso de pulverización de magnetrón, en el que se pulveriza un blanco con una superficie anterior de pulverización, mientras se gira un sistema de imanes según una de las reivindicaciones 1 a 24, situado detrás del blanco.

28. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado, además, porque se determina el estado de pulverización del blanco, y se manda la velocidad de rotación del sistema de imanes, en función del estado de pulverización del blanco.