Brevet FR2711148A1 — publié le 19950421

t 2711148 Source de pulvérisation cathodique comportant un dispositif cible et un support La présente invention concerne une source de pulvérisation cathodique comportant un dispositif cible et un support pour celui-ci. Elle concerne aussi un dispositif cible pour une source de pulvérisation cathodique, et une source de pulvérisation cathodique sans dispositif cible mais destinée à recevoir un dispositif cible de ce type. On connaît des sources de pulvérisation cathodique, par exemple d'après DE-A-33 03 241, dans lesquelles un dispositif cible essentiellement rectangulaire est monté sur un support qui comprend, comme appui, une plaque de refroidissement. La fixation du dispositif cible se fait à l'aide d'une barre centrale qui est accessible à partir de la surface de pulvérisation de la cible, et à l'aide de barres de serrage latérales. Il est possible de prévoir, avec cette source de pulvérisation cathodique, des parties de support de la barre centrale, notamment, ouvertes au niveau de la surface de pulvérisation du dispositif cible, c'est-à-dire côté procédé, car la zone d'érosion principale lors de la pulvérisation cathodique se trouve essentiellement sur une bande annulaire. A l'extérieur et à l'intérieur de cette bande, il y a à peine une pulvérisation. On connaît par ailleurs, par exemple selon DE-A-3 620 908, des dispositifs cibles en plusieurs parties qui comportent des creux pour la mise en place d'un corps de support. D'après DE-A-3 519 907, on connaît également une cible ronde pourvue, sur sa face arrière, de creux cylindriques destinés à recevoir une partie du support par complémentarité de forme. Avec une source de pulvérisation cathodique selon DE 36 03 646, le support comprend des pinces pour la fixation du dispositif cible qui sont refroidies. On connaît aussi des supports de cibles vissés pourvus d'éléments d'étanchéité au centre du dispositif cible. D'après EP-A 0 499 770 et DE-A 42 23 091, on connaît l'utilisation d'un emboîtement & baïonnette ou d'une liaison par guidage à coulisse. Les premiers sont limités à une manipulation par le haut, et les derniers ne garantissent pas un positionnement exact du dispositif cible. On connaît par ailleurs des loqueteaux à billes pour dispositifs cibles, d'après WO 92/20831. La présente invention a pour but de créer une source de pulvérisation cathodique du type spécifié en introduction, avec laquelle le dispositif cible puisse être changé avec peu de manipulations et soit apte à être positionné avec précision en butée, et ce moyennant une dépense de fabrication relativement faible. Selon l'invention, ce but est atteint avec une source de pulvérisation cathodique du type spécifié en introduction, grâce au fait qu'il est prévu, sur le dispositif cible et sur le support, des saillies et des creux s'emboîtant les uns dans les autres, qui s'emboîtent les uns dans les autres par complémentarité de forme dans un sens perpendiculaire à l'étendue de la cible quand le dispositif cible et le support sont glissés l'un dans l'autre sensiblement linéairement, dans un sens prédéfini parallèle à l'étendue de la cible, et grâce au fait qu'il est également prévu, sur le support, un dispositif d'arrêt amovible qui arrête le mouvement relatif mentionné. Grâce à cette configuration du dispositif cible, qui peut consister aussi bien en une plaque cible en une pièce qu'en une plaque cible ou ce qu'on appelle une plaque cible composite fixée de façon non amovible sur une plaque de stabilisation, on a la possibilité de glisser simplement le dispositif cible dans le support, moyennant quoi sa fixation est réalisée perpendiculairement à la surface de pulvérisation du dispositif cible. Grâce à l'arrêt amovible, le positionnement du dispositif cible dans sa position prescrite se fait simplement. Le dispositif cible se trouve alors en butée dans tous les sens parallèles à sa surface de pulvérisation, et il est maintenu par complémentarité de forme dans le sens de pulvérisation. Grâce au fait que le dispositif cible est conçu en forme de plaque et qu'aucune partie du support ne dépasse de la périphérie de la ou des plaques cibles, vu de dessus, le dispositif cible peut être pulvérisé le long de toute la surface de pulvérisation sans que des organes de support risquent d'être pulvérisés eux aussi. Dans un mode de réalisation préféré de la source de pulvérisation cathodique de l'invention, les saillies et les creux prévus sur le support s'étendent le long d'une zone périphérique du dispositif cible, et sont de préférence rapportés sur un dispositif de rebord dépassant à la manière d'un châssis partiel, et le dispositif d'arrêt est disposé dans un sens prédéfini, à l'opposé de ladite zone périphérique, et comprend de préférence un dispositif de rebord amovible qui est en prise, comme le dispositif de rebord en forme de châssis partiel, avec le dispositif cible. Ainsi, non seulement on obtient une construction simple, notamment en raison du dispositif de rebord dépassant à la manière d'un châssis partiel, mais on a la possibilité de prévoir, à l'opposé de ce dispositif de rebord saillant à la manière d'un châssis partiel, un dispositif d'arrêt amovible dudit dispositif, et de garantir de cette façon que le dispositif cible soit amené sans problème dans la position prescrite, par exemple en étant glissé comme un tiroir dans le dispositif de rebord faisant saillie à la manière d'un châssis partiel. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu, le long d'une surface d'application pour le dispositif cible, au moins sur certaines sections, une pellicule qui immobilise un système d'agent de refroidissement, côté support, la complémentarité de forme est renforcée par une mise en pression ou une détente du système, et l'arrêt est éventuellement au moins en partie réalisé. Cela garantit une transmission de chaleur optimale entre le système d'agent de refroidissement et le dispositif cible. Par ailleurs, la pellicule qui contribue à définir le système d'agent de refroidissement assure l'action de tension due à l'agent de refroidissement du système mis sous pression, moyennant quoi la liaison dispositif cible/support peut être déformée et détachée. Selon un mode de réalisation de l'invention, une partie des saillies et des creux sont prévus sur le côté inférieur du dispositif cible et sur la surface d'application du support. Ainsi, il est tout à fait possible, de préférence en complément du support du dispositif cible, dans la zone périphérique, de maintenir celui-ci même le long de son côté inférieur, c'est-à-dire le long de sa surface d'application contre le support, défini habituellement par la plaque de refroidissement, à cet endroit. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif cible comporte au moins deux plaques cibles, les saillies et les creux prévus sur ou pour les plaques cibles et les supports étant de préférence disposés pour que les plaques soient aptes à être insérées en alternance pour former un dispositif cible à grande surface. Un dispositif cible conçu pour une source de pulvérisation cathodique décrite précédemment se caractérise en ce qu'il comporte, le long d'une ou plusieurs sections importantes de sa zone périphérique, des creux latéraux et/ou des saillies. Selon une autre caractéristique, les saillies, vues de dessus, sont couvertes par la surface à pulvériser du dispositif cible. D'une manière avantageuse, les creux et/ou les saillies s'étendent latéralement le long de toute la périphérie du dispositif cible. Ils peuvent être en forme de queue d'aronde ou de T, ou en forme de demi- queue d'aronde ou de L. Enfin, des creux et/ou des saillies sont prévus sur le côté inférieur du dispositif cible. La présente invention propose aussi une source de pulvérisation cathodique sans dispositif cible, appropriée pour recevoir et porter un dispositif cible décrit précédemment, afin de former, à l'état assemblé, une source de pulvérisation cathodique pourvue d'un dispositif cible du type spécifié en introduction. L'invention va maintenant être décrite à titre d'exemple à l'aide de figures. La figure 1 est une représentation de principe schématique et partielle d'une source de pulvérisation cathodique selon l'invention, comportant un dispositif cible et un support, la figure 2 est une vue de dessus schématique, là aussi, d'un autre mode de réalisation d'une source de pulvérisation cathodique selon l'invention, avec un dispositif cible rond, la figure 3 montre un mode de réalisation préféré, à l'heure actuelle, d'une source de pulvérisation cathodique selon l'invention, pourvue d'une cible selon l'invention avec ou sans support central, et la figure 4 montre une variante de réalisation de cibles à grande surface. La figure 1 représente schématiquement un dispositif cible 1 qui peut être constitué par ce qu'on appelle une plaque cible composite pourvue d'une plaque arrière de renforcement, ou par une plaque cible en bloc en une pièce. Le dispositif cible 1 est monté sur une plaque de support 5 qui consiste habituellement en une plaque de refroidissement. A cet effet sont prévues sur le support 5 des saillies 7 dirigées et s'étendant dans un sens x, qui s'engagent dans des creux ménagés en conséquence dans le dispositif cible 1 à la manière d'un assemblage par rainure et languette. Le dispositif cible 1 est glissé dans le sens x, les saillies 7 maintenant par complémentarité de forme le dispositif cible 1 notamment dans le sens y. Le dispositif cible 1 est amené contre la butée 9 disposée transversalement au sens d'insertion x, et finalement fixé grâce à un dispositif d'arrêt amovible 11 situé en face de la butée 9. Il va de soi que les creux et les saillies prévus respectivement sur le dispositif cible et sur le support peuvent être échangés. Il est essentiel, tout d'abord, que le dispositif cible soit inséré dans les creux/saillies et amené en butée à la manière d'un tiroir, par exemple, et puisse finalement être arrêté dans cette position. La figure 2 représente schématiquement, là encore, à l'aide d'une vue de dessus, une variante d'exécution de la technique décrite en référence à la figure 1, avec une plaque cible circulaire 10. Dans ce cas, il est prévu sur la plaque de support 5, à la manière d'un châssis partiel, un dispositif de rebord 17 en forme de segment de cercle, ici, de préférence saillant qui, lorsque le dispositif cible 10 est introduit dans le sens x, s'engage par complémentarité de forme dans le sens y dans un creux 18 ménagé en conséquence dans la périphérie de la plaque 10. Le châssis partiel 17 agit ici non seulement comme guidage latéral, de même que les éléments 7 de la figure 1, mais aussi comme butée 9 selon ladite figure. L'arrêt amovible est réalisé grâce à un rebord d'arrêt 21 qui est par exemple vissé à la plaque de support 5. Cette variante convient pour toutes les formes de cibles. Pour un dispositif cible rectangulaire, le châssis partiel est en forme de U ou de V. La figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation actuellement préféré d'une source de pulvérisation cathodique de l'invention avec la cible de l'invention. Le dispositif cible 31, conçu comme une plaque cible composite ou comme une plaque cible en bloc, présente de préférence, le long de toute sa périphérie rectangulaire, des creux en demi-queue d'aronde 33. De même, un dispositif de rebord saillant profilé en demi-queue d'aronde 37 est prévu, côté support, sur une plaque de refroidissement 35 dans la zone de la périphérie du dispositif cible, en forme de U à la manière d'un châssis partiel. Le dispositif d'arrêt amovible comprend un rebord terminal 34 qui complète le châssis partiel pour former un châssis complet et qui est vissé par exemple à la plaque de refroidissement 35. Avec ce mode de réalisation, d'autres caractéristiques préférées et essentielles apparaissent. La configuration des saillies/creux périphériques est telle que si on regarde la surface de pulvérisation du dispositif cible de dessus A, des organes étrangers au matériau cible, comme les rebords profilés 37, ne dépassent pas latéralement. Au lieu du profil représenté en demi-queue d'aronde des rebords 37 et des creux formés en conséquence sur le dispositif cible 31, on peut bien évidemment utiliser aussi d'autres profils, par exemple en L ou en T. Si on souhaite des courses d'insertion courtes optimales, il peut être avantageux de prévoir un autre côté amovible pour le dispositif de rebord profilé. Quand on desserre le rebord terminal du côté large 34 ainsi qu'un des rebords du grand côté 37, on peut insérer la cible rectangulaire sur sa diagonale et sur une faible course, suivant la profondeur de profil. Dans le mode de réalisation préféré, une pellicule 36 - de préférence une pellicule composite formée d'une pellicule de cuivre et d'une pellicule d'étain, cette dernière étant prévue côté dispositif cible, avec des saillies correspondantes côté plaque de refroidissement - définit un système de chambre de refroidissement 38 qui est mis sous pression à l'aide d'un agent de refroidissement, par exemple de l'eau. Après l'insertion du dispositif cible 31 dans le châssis partiel 37 et la mise en place de l'arrêt amovible à l'aide du rebord terminal 34, le système de chambre de refroidissement 38 est mis sous pression, moyennant quoi la pellicule 36 épouse la forme du côté arrière du dispositif cible. Cela garantit d'une part une bonne transmission de chaleur, mais d'autre part une déformation du support du dispositif cible. Des éléments saillants ou des structures semblables peuvent éventuellement être prévus au niveau des creux/saillies, comme il est représenté en traits discontinus en 39, de sorte que sous l'action de la mise en pression du système de chambre de refroidissement 38, il y ait non seulement une déformation du support, mais aussi un engagement par complémentarité de forme entre des structures qui agissent par complémentarité de forme dans le sens x et qui définissent alors le dispositif d'arrêt amovible. La figure 3 montre par ailleurs qu'on peut disposer, le long de l'étendue du dispositif cible 31, sur le côté arrière, un ou éventuellement plusieurs dispositifs saillie/creux 40 afin d'obtenir une déformation par complémentarité de forme répartie sur la surface, dans le cas de dispositifs cibles plus étendus ou moins rigides. Selon la figure 4, des plaques d'éléments cibles 31a à 31c peuvent être insérées en alternance dans les dispositifs de rebords fixes 37a à 37c et arrêtées à l'aide de dispositifs d'arrêt amovibles 34a à 34c, pour les cibles à grande surface comme par exemple les systèmes magnétiques à structure en forme de méandres. REVENDICATIONS 1. Source de pulvérisation cathodique comportant un dispositif cible (1, 10, 31) et un support (5, 35) pour celui-ci, caractérisée en ce qu'il est prévu, sur le dispositif cible et sur le support, des saillies et des creux (7; 17,18; 33,37) s'emboîtant les uns dans les autres, qui s'emboîtent les uns dans les autres par complémentarité de forme dans le sens (y) perpendiculaire à l'étendue de la cible quand le dispositif cible et le support sont glissés l'un dans l'autre sensiblement linéairement, dans un sens prédéfini (x) parallèle à l'étendue de la cible, et en ce qu'il est également prévu, sur le support, au moins un dispositif d'arrêt amovible (11, 21, 34, 37) qui arrête le mouvement relatif mentionné. 2. Source de pulvérisation cathodique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif cible est conçu en forme de plaque, et aucune partie du support ne dépasse de la périphérie de la ou des plaques cibles, vue de dessus. 3. Source de pulvérisation cathodique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les saillies et les creux (7; 17,18; 33,37) prévus sur le support s'étendent le long d'une zone périphérique du dispositif cible (10, 31), et sont de préférence rapportés sur un dispositif de rebord dépassant à la manière d'un châssis partiel, sur le support, et en ce que le dispositif d'arrêt (11, 21, 34) est disposé dans le sens prédéfini (x), à l'opposé de ladite zone périphérique, et comprend de préférence un dispositif de rebord amovible (21, 39) qui est en prise, comme le dispositif de rebord en forme de châssis partiel, avec le dispositif cible. 4. Source de pulvérisation cathodique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il est prévu, le long d'une surface d'application pour le dispositif cible, au moins sur certaines sections, une pellicule (36) qui délimite un système d'agent de refroidissement (38), côté support, et en ce que la complémentarité de forme est au moins renforcée par une mise en pression ou une détente du système, et l'arrêt (39) est éventuellement au moins en partie réalisé. 5. Source de pulvérisation cathodique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une partie (40) des saillies et des creux sont prévus sur le côté inférieur du dispositif cible et sur la surface d'application du support. 6. Source de pulvérisation cathodique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif cible comporte au moins deux plaques cibles, les saillies et les creux prévus sur ou pour les plaques cibles (31a à 31c) et les supports (34a à 34c) étant de préférence disposés pour que les plaques (31a à 31c) soient aptes à être insérées en alternance pour former un dispositif cible à grande surface. 7. Dispositif cible pour une source de pulvérisation cathodique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte, le long d'une ou plusieurs sections importantes de sa zone périphérique, des creux latéraux et/ou des saillies. 8. Dispositif cible selon la revendication 7, caractérisé en ce que les saillies, vues de dessus (A), sont couvertes par la surface à pulvériser du dispositif cible. 9. Dispositif cible selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les creux et/ou les saillies s'étendent latéralement le long de toute la périphérie du dispositif cible. 10. Dispositif cible selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les creux et les saillies sont en forme de queue d'aronde ou de T, ou en forme de demiqueue d'aronde ou de L. 11. Dispositif cible selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que des creux et/ou des saillies (40) sont prévus sur son côté inférieur. 12. Source de pulvérisation cathodique sans dispositif cible, destinée à recevoir un dispositif cible selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, et formation d'une source de pulvérisation cathodique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.