Objetivo tubular.

Objetivo tubular con

1.1 un tubo soporte (23, 38) cilíndrico,

1.2 un objetivo (22, 36, 46) cilíndrico dividido en como minimo un segmento (17 - 19, 43 - 45), que está situado sobre el tubo soporte (23, 38),

1.3 una capa de unión (30, 37) que está prevista entre el objetivo (22, 36, 46) y el tubo soporte (23, 38),

caracterizado por que el objetivo (22, 36) presenta en paralelo y/u oblicuo a su eje de giro (5, 27) como minimo una ranura (4, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 21, 25, 26, 34, 40, 51 - 54).

Objetivo tubular

Este invento se refiere a un objetivo tubular según el preámbulo de la reivindicación 1.

En la mayor parte de los objetivos de pulverización que han sido utilizados en el pasado se trata de los llamados objetivos planares, que están diseñados en forma circular o rectangular. Estos objetivos planares tienen sin embargo la desventaja de que solo se puede pulverizar con efectividad aproximadamente el 30% o el 40% del material del que están compuestos.

Para mejorar la efectividad de la pulverización cada vez se utilizan más los objetivos de forma tubular. Ciertamente su fabricación es más difícil que la fabricación de los objetivos planares.

Ya se conoce un procedimiento para la fabricación de un objetivo de atomización, en el que primeramente se introduce un elemento soporte cilíndrico en un molde de fundición de tal manera que se produce un espacio libre entre el elemento soporte y el molde de fundición (EP 500 031 B1) .

Después de esto se introduce un material objetivo en ese espacio libre entre el elemento soporte y el molde de fundición y se cierra el molde de fundición. Entonces se aplica una compresión isostática en caliente sobre el material objetivo y el elemento soporte. Mediante la compresión isostática se mejora la fuerza de adhesión entre el material objetivo y la superficie exterior del elemento soporte.

Además se conoce un cátodo tubular para ser utilizado en un proceso de pulverización, que presenta un soporte objetivo y un objetivo, en donde entre soporte objetivo y objetivo se encuentra una capa buena conductora eléctrica y térmicamente (EP 1 752 556 A1) . La capa buena conductora térmica está aquí dividida en varias capas individuales a lo largo del eje longitudinal del soporte objetivo, capas que tienen una separación entre ellas.

Por el documento WO 2007/1414125 A2 se conoce una segmentación de un objetivo tubular perpendicular al eje longitudinal. En él el objetivo cilíndrico posee una longitud de más de aproximadamente 36 pulgadas (= 91 cm) y presenta una o varias secciones de pulverización cilíndricas. En el interior del objetivo cilíndrico hay previsto un tubo soporte. Una capa de sujeción, de indio, se encuentra entre el objetivo de pulverización cilíndrico y los tubos soporte cilíndricos para unir el objetivo con los tubos objetivos.

Además se conoce un objetivo tubular con un tubo soporte cilíndrico y como minimo un tubo objetivo situado en su superficie envolvente (WO 2006/063721) . Así entre el tubo objetivo y el tubo soporte hay situada una capa de unión, que es conductora y presenta un grado de enmallamiento (humectación) > 90%.

Objetivos tubulares similares son conocidos a partir de los siguientes folletos: US 2001/0047936 A1; US 2001/004 7936; JP 4350161; JP 2006-083408.

Durante el proceso de pulverización los cátodos tubulares conocidos se calientan mucho de manera que deben ser refrigerados mediante agua de refrigeración. Puesto que las exigencias a la densidad de potencia de cátodos tubulares son siempre mayores también la refrigeración tiene que ser siempre más eficiente. Con ello se llega a diferencias de temperatura demasiado grandes entre la pared interior y la pared exterior del objetivo tubular. La pared interior descansa realmente sobre la pared exterior de un tubo soporte en cuyo interior es transportada el agua de refrigeración, mientras que la pared exterior está expuesta al plasma caliente. Por la acción del plasma se producen altas temperaturas con lo que el objetivo se dilata. Puesto que al mismo tiempo el objetivo es refrigerado por la refrigeración interior se produce un gradiente de temperatura por el espesor del objetivo. Puesto que sin embargo el objetivo se dilata también debido a las altas temperaturas del plasma se presentan fuerzas de agrietamiento radiales que conducen a que el objetivo resulte dañado o incluso se destruya, con lo que a no es posible un recubrimiento por igual.

El invento tiene por tanto la misión de reducir las tensiones entre la cara interior del objetivo y la cara exterior del objetivo.

Esta misión será resuelta según las características de la reivindicación 1. 2

El invento se refiere a un objetivo tubular para pulverizar con un objetivo situado sobre un tubo portador cilíndrico. Este objetivo está dividido en varios segmentos. El objetivo presenta como minimo una ranura paralela u oblicua a su eje de giro.

Preferentemente el objetivo tubular presenta un tubo soporte cilíndrico sobre el que está situado un objetivo cilíndrico el cual está dividido en como minimo un segmento. Entre el objetivo y el tubo soporte está prevista una pieza de unión. El objetivo presenta como minimo una ranura paralela y/u oblicua a su eje de giro.

La ventaja obtenida con el invento es consiste especialmente en que se desmontan las tensiones en el objetivo tubular. Este desmontaje de tensiones se consigue por la colocación de como minimo una ranura en el objetivo. Mediante esta ranura las fuerzas de cizallado se transforman en fuerzas tangenciales. Mediante estas fuerzas transversales la como minimo una ranura se estrecha o incluso se cierra. Con ello se impide una rotura del objetivo. Este desmontaje de tensiones es especialmente ventajoso en material de destino frágil, por ejemplo ITO, ZnO, ZnO:Al2O3, ZnO:Ga2O3, ZnO:In2O3 o con otras dotaciones o SnO2 o SnO2 con Sb y otras dotaciones; y otros óxidos y subóxidos, como por ejemplo Nb2Ox, Ta2Ox, WOx, MnOx, TixNbyOz, TiOx, SiO2, Al2O3, Si3Ox, MgOx, Silicio, uniones de Si y Al, Nitruros, por ejemplo, TiN, ZrN, Si3Nx, carburos, como por ejemplo SiC, WC, siliciuros, boruros, fluoruros, selenuros, sulfuros, telúridos y mezclas de esta sustancias. Pero también en objetivos de metales y aleaciones metálicas así como sus uniones puede ser empleado el invento con ventaja.

Ejemplos constructivos del invento están representados en los dibujos y serán explicados a continuación con más detalle.

Fig. 1 una vista en perspectiva de un objetivo tubular con una ranura recta;

Fig. 2 una vista en perspectiva de un objetivo tubular con una ranura oblicua;

Fig. 3 una vista en perspectiva de un objetivo tubular con una ranura recta y una oblicua;

Fig. 4 una vista en perspectiva de un objetivo tubular con ranuras que discurren rectas y perpendiculares;

Fig. 5 una sección transversal a través de una zona de un objetivo tubular antes de una acción por calor del

plasma;

Fig. 6 la sección transversal según la figura 5 después de la acción por calor del plasma;

Fig. 7 una sección transversal a través de un objetivo que está situado sobre un soporte de objetivo;

Fig. 8 una sección longitudinal a través del objetivo acorde con la figura 7;

Fig. 9 una sección transversal a través de un objetivo tubular;

Fig. 10 una sección longitudinal a través de una variante de un objetivo tubular;

Fig. 11 una vista en perspectiva de un objetivo tubular con varias ranuras oblicuas.

En la figura 1 está representado un objetivo tubular 1 en vista en perspectiva y esquemática. Para simplificar, aquí está cerrado con tapas 2, 3. Este objetivo tubular 1 presenta un tubo soporte, no reconocible en la figura 1, que está rodado por un objetivo 1a. Este objetivo 1a está provisto con una ranura 4 que discurre paralela a un eje de giro 5 del objetivo tubular 1. Con una flecha 6 está identificada la dirección de giro. La profundidad de la ranura 4 no está definida.

Durante el proceso de pulverización, por encima o por debajo de una parte del objetivo tubular 1 se encuentra un plasma. Este plasma es esencialmente tan largo como el objetivo tubular, pero tiene un diámetro que es más pequeño que el diámetro del objetivo tubular 1 Si el objetivo tubular gira entonces durante la deposición del plasma por arriba o por debajo, la ranura 4 con toda su longitud está por encima o por debajo del plasma. La inmersión, la permanencia y la salida de la ranura 4 en o fuera del plasma modifica la superficie del objetivo 1a orientada hacia el plasma y con ello la impedancia del plasma. Con esto se puede influir fuertemente en el proceso de pulverización.

Con ello se pueden presentar cambios de la tensión y de la intensidad, que nuevamente causan descargas (arcos) , los cuales a su vez pueden dañar el sustrato que va a ser recubierto.

La figura 2 presenta una variante del objetivo tubular 1 acorde con la figura 1, que presenta un objetivo 1b. El objetivo 1b de ese objetivo tubular 7 presenta una ranura 8 que no discurre paralela al eje de giro 5 sino en un ángulo α con el mismo.

Si ahora gira el objetivo 1b cilíndrico entonces la ranura 8 empieza a sumergirse en el plasma por... [Seguir leyendo]

1. Objetivo tubular con 1.1 un tubo soporte (23, 38) cilíndrico ,

1.2 un objetivo (22, 36, 46) cilíndrico dividido en como minimo un segmento (17 – 19, 43 – 45) , que está situado 5 sobre el tubo soporte (23, 38) ,

1.3 una capa de unión (30, 37) que está prevista entre el objetivo (22, 36, 46) y el tubo soporte (23, 38) ,

caracterizado por que el objetivo (22, 36) presenta en paralelo y/u oblicuo a su eje de giro (5, 27) como minimo una ranura (4, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 21, 25, 26, 34, 40, 51 – 54) .

2. Objetivo tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que la profundidad (h) de la como minimo una

ranura (4, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 21, 25, 26, 34, 40, 51 – 54) discurre desde la cara superior hasta la cara inferior y es de un valor de más del 5% del espesor (s) del objetivo (22, 36, 46) .

3. Objetivo tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que la como minimo una ranura (4, 10, 25, 26) discurre paralela al eje de giro (5, 27) del objetivo tubular (1, 9) .

4. Objetivo tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que el objetivo presenta varias ranuras (25, 26) 15 que discurren paralelas al eje de giro (27) del objetivo tubular.

5. Objetivo tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que el objetivo tubular (1b, 1c, 46) presenta como minimo una ranura (8, 11, 51 – 54) que discurre en ángulo α respecto del eje de giro (5) del objetivo tubular (7, 9, 50) .

6. Objetivo tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que el objetivo (1c) presenta varias ranuras

(10, 11) de las cuales como minimo una discurre paralela y como minimo una lo hace en un ángulo α respecto del eje de giro (5) del objetivo tubular (9) .

7. Objetivo tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que varias ranuras (51 -54) discurren en un ángulo α respecto del eje de giro del objetivo tubular (50) .

8. Objetivo tubular según la reivindicación 7, caracterizado por que las ranuras (51 – 54) tiene la misma 25 separación entre ellas.

9. Objetivo tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que en dirección longitudinal el objetivo (1a, 1b, 1c) está dividido en como minimo un segmento.

10. Objetivo tubular según la reivindicación 8, caracterizado por que la separación de las ranuras (51 – 54) entre ellas se corresponde como minimo con la anchura de la zona de plasma (55) .