用於減少缺陷的改進型碳束沉積室的製作方法
2023-06-12 08:00:01
專利名稱：用於減少缺陷的改進型碳束沉積室的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及一種離子束沉積碳覆膜，具體地說，設計一種將用離子束沉積碳覆膜形成的薄膜盤上的有害缺陷最小化的裝置。
背景技術：
對於應用的薄膜盤日益增加的更高區域存儲密度的需求意味著數據存儲裝置的讀/寫頭和盤之間的磁距要減小。雖然可以通過降低讀/寫頭在磁碟上的高度來改進薄膜存儲介質上的數據密度，更可行的解決方法是減小施加在盤上的磁不活潑碳基保護膜的厚度。
特別期望施加在存儲介質上的碳基保護膜特別薄。而且，特別希望該碳基保護膜特別硬，接近類金剛石的硬度。對於這種碳基保護膜的另一個希望是相對平滑的表面，以能夠在盤上平滑地運轉讀/寫頭。
將存儲介質上的類金剛石型碳保護覆膜的厚度減小至2-3nm的厚度，這是增加磁碟驅動的記錄密度的一個主要關鍵點。等離子增強型化學氣相沉積(PECVD)在存儲介質上提供碳基層，其與傳統濺射沉積形成的碳基層相比，表現為更密且更硬。
等離子是一種「離子化」的氣體，其很熱以至於這種等離子的原子失去一些電子並變為帶電。
離子束加工在為電子裝置製造中具有很多應用。離子化的氣體可用於改進半導體基底的電學特性，如美國專利US 6,355,933和美國專利US2005/0016838所示。離子束加工還可用於例如生產高頻微波集成電路和薄磁頭，以及對磁碟施加薄膜層，該磁碟為數據存儲裝置即盤驅動器的必要部分。
離子束沉積具有兩種基本配置。在「次級離子束沉積」或「離子束濺射」中，包括對於沉積薄膜不是必須的粒子的離子束被指向需要材料的靶，從而對其濺射，且濺射出的材料收集在基底上。次級離子束沉積可以為完全的惰性濺射過程。或者，可向離子源或沉積室中其它位置加入特定化學物質，以改變沉積薄膜與靶材料或與基底反應的化學特性。可通過或不通過離子源等離子或離子束的高能激發來實現。
本發明一般稱為是「初級」或「直接」離子束沉積，在本發明的配置中，離子束可用於薄膜沉積。在與本發明相關的碳槍中，離子束源用於產生粒子流，該粒子流包括所需膜的組分，其聚集在基底上。在這種「初級」離子束沉積中，通過反應裝置從引入離子源的氣相前體化學物質形成沉積材料。通過將離子源作用於烴類氣體(這裡例如乙炔)而進行的離子束沉積可製成類金剛石型碳膜。
本發明要解決的問題是等離子材料在其中發生該離子束沉積的沉積室的內壁上的聚積，這裡等離子材料指碳基等離子材料。具體地說，通過對前體乙炔氣體的離子化並將這樣釋放的碳離子施加至磁性讀/寫盤上，碳槍將薄膜——金剛石硬度碳層以受控的方式施加至該磁性讀/寫盤上，其還會造成碳離子附著至其中設置有離子化沉積室的碳槍的內部空間的壁上，附著至離子化沉積室本身的壁上，附著至設置在殼體前端的開孔擋板的環形開口中的束準直環(beam collimating)，還附著至開孔擋板。其中，該束準直環在碳沉積過程中引導該離子束的指向。
特別關注開孔擋板和束準直環之間的連接(interface)。開孔擋板中的環形開孔在碳槍的碳沉積循環過程中保持束準直環。O形環設置在開孔擋板和束準直環之間以在碳槍的覆膜循環過程中密封該連接。
已知為了用清洗氣體衝洗等離子沉積室，用以去除在沉積循環過程中附著至沉積室壁上的粒子；例如，參見Tripsas等的美國專利No.6.355.933，其中，從離子化壁免除汙染的方法如下所示一種減少汙染形成在具有沉積室和包含在其中的陰絲的離子源內的方法降低沉積室壓力至低於大氣壓；向沉積室引入供給材料；向沉積室引入氧化氣體；向陰絲施加電能以形成供給材料的離子；以及使氧化氣體與在沉積室內形成沉積的汙染反應。該方法有利地包括使氧化氣體和形成離子或基團的聚合物反應，或與在沉積室內形成沉積的金屬反應，從而防止沉積室中的覆膜結構元件損壞沉積，和防止減少離子源的壽命。
示出等離子粒子的離子束沉積和/或與其相關的沉積室清潔加工的其它專利包括Takahiro等的日本專利No.JP20011254179，參考文獻D.Ochs和B.Cord發表與Appl.Phys.A78，637-639(2004)的「In Situ Oxygen PlasmaCleaning of a PECVD Source for Hard Disk Overcoats(用於硬碟覆膜的PECVD源的原地氧氣等離子清潔)」，Veerasamy等的美國專利No.5,858,477，Naiko等的日本專利No.JP211229150，以及Klebanoff等的美國專利No.6,772,776。
發明內容
本發明的一個重要特徵是由於減少了覆膜循環過程中碳粒子在碳槍外圍的聚積，使得碳槍的生產率明顯增長，其中，這種粒子可在沉積有碳覆層的薄膜盤上產生特別有害的缺陷。碳粒子也可能在處理薄膜盤的覆膜階段之前附著至薄膜盤的表面並且會是特別有害的，因為這種粒子會產生通過普通盤和文檔檢測映射技術不能發現的缺陷。以證明這些粒子被證明在文檔腐蝕測試中會導致盤驅動失敗。
與本發明相關的碳槍已由Unaxis公司設計。保持有粒子沉積沉積室的碳槍的內部空間和沉積室本身一開始在相對短的操作時間內就接收到大量沉積在其上的碳粒子。在裝置的覆膜循環過程中附著至沉積室和內部空間壁上的碳膜會產生碳粒子，該碳粒子會附著至盤的薄膜層上，並可能在完成的盤驅動裝置中引起盤驅動失敗。附著至束準直環和開孔擋板的碳粒子受到了特別關注。
為了減少這些粒子的形成，Unaxis公司已經設計了允許在一系列碳沉積循環後的氧氣清潔步驟的碳槍，該清潔步驟用以去除在碳槍沉積室中的額外碳薄膜沉積，該額外碳薄膜沉積最終導致碳粒子的形成。
Unaxis碳槍的這種設計修改顯著減少了碳粒子在碳沉積室中的形成。
然而，這種設計修改沒有消除在位於刻蝕沉積室外的碳槍表面上的碳沉積的形成。在碳離子束通過盤外邊緣後散射時形成這種沉積。因為這些沉積是相對高強度的，在相對短的操作時間後會出現剝落(從沉積表面分層和去除)，從而導致在碳沉積循環過程中在沉積室中的碳粒子的不可接受的高水平，這些碳粒子在向盤沉積碳覆膜的過程中附著至所述盤。
下面描述的結構顯著減少了碳膜在沉積室開孔擋板的外表面上的聚積，從而顯著減少了覆膜盤的失效並顯著增加了碳槍的生產率。
所述碳槍為Unaxis Circulus碳沉積工具的附加組合件(add-or module)。在碳槍清潔循環過程中，碳槍的蓋板或閘板與碳槍的可移動束準直環一起將碳槍的內部空間從保持有盤的沉積室分隔。當束準直環被拉出開孔擋板的開口並進入碳槍的內部空間至粒子沉積室的前方時清潔循環啟動，且閘板或蓋板在開孔擋板的開口前面轉動，以接合與束準直環相連的O形環，用以在密封循環過程中密封內部空間。
束準直環本身具有大約為80mm的開孔，正在沉積的碳流流過該開孔用以在盤基底上線性沉積。束準直環的環形凸緣保護與開孔擋板相連的O形環不會在碳槍的沉積循環過程中聚積散布的碳。
在現有技術設計中，開孔擋板具有粗糙表面以減少沉積碳在板上的附著。然而，在相對較短的時間內，開孔擋板可產生對於其上沉積有碳覆層的成品盤的腐蝕性能顯著有害的碳粒子。
在本發明中，重新設計了開孔擋板，以增加接收束準直環的環形開孔的尺寸。重新設計的碳槍的開孔擋板顯著增加了現有技術設計中開孔擋板的開口的環形區域。從而，開孔擋板具有減小的表面積，並且在覆膜循環過程中，更少的粒子附著至碳槍的開孔擋板的表面上。
這樣，檔束準直環在O2等離子清潔循環過程中被收回至碳槍內部空間時，重新設計的開孔擋板的環形區域具有低得多水平的碳沉積。經過平衡清潔過程和沉積過程，碳膜不會以現有技術設計的水平聚積在開孔擋板的外部，顯著增加了在需要清潔循環之前可以進行的覆膜循環的次數。
因此，在用於在基底上離子束沉積的裝置中，所述裝置包括殼體，其具有內部空間，構造成保持用於離子束沉積的沉積室；供電裝置，用於在沉積室中產生等離子流；開孔擋板，其設置在殼體中離子沉積室的前方；開孔擋板中的環形開口；以及束準直裝置，其設置在環形開口中，用以在裝置的覆膜循環過程中引導受控等離子流向基底施加覆膜；本發明提供了一種改進形開孔擋板，其具有減小的表面積，以減少覆膜循環過程中在開孔擋板上的等離子沉積，其中，與等離子材料反應的氣體被引入殼體的內部，以使得能夠去除沉積在殼體中的等離子材料。
本發明還包括一種用於清潔在基底上離子束沉積的裝置的改進方法，所述裝置包括內部空間，其包括為了在盤上進行等離子的離子束沉積而構造的等離子沉積室；供電裝置，用於在沉積室中產生等離子流，並被引至盤處以在其上施加薄膜覆層；設置在開孔擋板中的環形開口；以及束準直裝置，其設置在環形開口中，用以在碳槍的覆膜循環過程中指引受控等離子流以向盤施加覆膜，且所述盤通過碳槍前方的支撐機構支撐在等離子沉積室前面。在覆膜循環過程中，當前體氣體此處例如乙炔在沉積室中粒子化時，產生了碳膜。然而，在覆膜循環過程中以覆膜形式附著至盤上的離子化的碳，還附著至沉積室壁、開孔擋板、束準直環和其它在覆膜循環過程中暴露至等離子流的相關表面。在多次覆膜循環後，生成在這些表面上的碳必須被去除，因為在盤的覆膜循環之前或過程中，碳粒子可能會附著至出入沉積室的盤上，從而引起完成覆膜的盤的表面的不規則和潛在失效。
雖然技術中已知淨化氣體的使用，本發明提供一種在碳槍中的改進，用以使沒有暴露至O2等離子的那些區域上的碳膜最小化。在清潔循環過程中，首先密封碳槍的內部空間；然後打開用於離子化沉積室的氣體入口，以允許與聚積的碳膜反應的氣體進入碳槍的內部空間。在本發明的碳槍中，優選清潔氣體為氧氣，其與碳反應以形成二氧化碳和一氧化碳氣體，所述氣體可從沉積室排出，幾乎不留下任何碳殘餘。
本發明提供一種特別用於磁碟覆膜的改進。具體地說，該改進形碳槍包括以下裝置，其中，開孔擋板的表面積的減少使得通常沉積在碳槍外部的碳膜轉而沉積在束準直環上，該束準直環隨後在清潔循環過程中被O2等離子清除。
結合以下附圖對本發明進行詳細說明，其中，在全部示圖中，相同的標記代表相同的結構。所述附圖中圖1為採用本發明的碳槍之一的側視平面圖。
圖2A為在結碳後進入圖1所示碳槍的內部空間中的開口端的平面圖。
圖2B為在氧氣清潔後進入圖1所示碳槍的內部空間中的開口端的平面圖。
圖3A為安裝在盤的覆膜部位的相對側的一對碳槍的示意性側視圖，在覆膜循環中，所述兩個碳槍都被激發以覆蓋盤的相對側。
圖3B為安裝在盤的覆膜部位的相對側的一對碳槍的示意性側視圖，其中，開始清潔循環。
圖3C為安裝在盤的覆膜部位的相對側的一對碳槍的示意性側視圖，其中，正在進行清潔循環。
圖4為示出當使用優選設計時，在缺陷出現之前，碳槍操作時間的顯著增長的示圖。
具體實施例方式
在具體描述本發明之前，需要理解本發明不限於具體流體、生物分子或器件結構，這些是可以變化的。還應該理解此處使用的專業術語只是用於描述具體實施例，並不作為限制。
需要注意的是在本說明書和所附權利要求書中，名詞未指明數量時既包括單數形式，也包括複數形式，除非文中明確指明。因此，例如，「盤」既包括多張盤，也包括單張盤，「特徵」既包括多個特徵，也包括一個特徵，等等。
在本發明的說明和權利要求中，以下專業術語應根據下文中給出的定義來使用。
術語「離子」在習慣用法中是指帶電的原子或分子，即包括不等數量的質子和電子的原子或分子。正離子包括的質子數多於電子數，而負離子包括的電子數多於質子數。
因此，此處使用的術語「離子化沉積室」是指在其中從輸入至沉積室的流體或氣體形成離子的沉積室。
「可選的」或「可選地」表示下面描述的情況可以出現也可以不出現；從而該說明包括該情況發生的實例，也包括該情況不發生的實例。
術語「等離子」是指離子化氣體，且一般認為是一種物質的特殊相。「離子化」表示至少一個電子從構成該氣體的分子的主體結構中遷移。自由電子使得等離子導電，從而其與電磁場強烈耦合。
術語「輻射」用於其原始含義，是指以沿介質傳播的波擾動的形式發射和傳播能量，使得能量從介質的一個粒子傳播至另一個粒子，而不引發介質本身的永久位移。這樣，輻射可以指，例如電磁波，也可以是無線電頻率波。
術語「大致」，例如在詞組「大致相同的元件」中，是指彼此偏差不到1 0％，優選不到5％，更優選為不到1％，且最優選為不到0.1％的元件。類似地，詞組「大致相同的元件」是指在物理特性方面沒有偏離的元件。例如，「大致相同的元件」彼此相差不到10％，優選不到5％，更優選為不到1％，且最優選為不到0.1％。術語「大致」的其它用法還包括類似定義。
此處使用的術語「基底」是指任何具有在其上可施加覆膜的表面的材料。在本發明的優選實施例中，基底為用於數據存儲裝置例如盤裝置的磁碟。
儘管等離子增強化學氣相沉積法(PECVD)沉積的碳層比傳統濺射沉積法製備的碳層更硬且更密，但PECVD沉積碳的重要問題是長時間操作後碳源內產生的粒子對碳膜的汙染。該粒子的產生強烈限制了該源的運行時間。
儘管已知可通過原地間歇式氧氣等離子工藝清潔這樣的碳，以避免這種粒子的產生，但清潔工藝的改進對儀器的操作在以下方面具有顯著貢獻，降低了儀器的故障時間，減少了粒子的產生，並降低了成品盤的失效率。
採用本發明的碳槍10如圖1的透視圖所示。圖1中示出一個碳槍10。碳槍使用乙炔(C2H2)作為前體氣體。該前體氣體被碳槍10離子化，產生乙炔(C2H2)離子，將乙炔離子朝向安裝在盤處理站的磁碟加速離子，下面將描述該盤處理站。Unaxis Corporation製造了一種可採用本發明的改進的命名為CarbonGun(碳槍)的裝置，但本發明的應用不限於CarbonGun(碳槍)，且本發明應用於CarbonGun(碳槍)不應理解為是對本發明的限制。
在圖2A中，可看到在明顯碳沉積聚集後並在清潔循環開始之前的碳槍10的內部空間。
在圖2B中，可看到在氧氣清潔之後的碳槍10的內部空間。
圖3示意性示出兩個碳槍10，每個碳槍10為另一個的鏡像，且每個碳槍10安裝在盤處理站(disk processing station)14的相對側上。在圖3A中，兩個碳槍都處於覆膜循環過程中。為了便於閱讀，將左手側的碳槍10指定為碳槍10A，而右手側的碳槍10指定為碳槍10B。因為所述碳槍10共用相同的構件，所以為了方便讀者，只對左手側的碳槍10做出標記。除非需要，即除非當該構件具體真對特定碳槍10時，不在指示構件的標號後加入尾標A或B。
所述碳槍10包括殼體12A和12B，並安裝在處理站14上，但通過可轉動的盤保持件16彼此分離，該盤保持件16設置在位於碳槍10A和10B的殼體12A和12B之間的處理站14中，但通過設置在每個殼體12A和12B中的相同碳槍元件而連接。分離的O形環18設置在盤保持件16的相對側上。每個碳槍10具有可滑動的開孔擋板20，該開孔擋板20在盤保持件16的相對側上接合O形環18，用以在殼體12A和12B之間提供密封表面。開孔擋板20中的環形開口19接收束準直環22。
束準直環22具有環形外凸緣24，並在凸緣24的內徑28處具有環形延伸部26，其總體垂直於凸緣24並從該處向前延伸，即，朝向通過處理站14的的夾頭17保持在盤保持件16中的盤44。離子束裝置環22的環形延伸部26的直徑明顯小於開孔擋板20中的環形開口19的直徑，以最小化盤44的過噴。O形環30在鄰近開口19處將開孔擋板20的內邊緣32和束準直環22的凸緣24的外邊緣33接合，用以相對於開孔擋板20密封，並在殼體12A和12B之間提供封閉。通過離子束裝置環22的凸緣24使O形環30不受碳沉積。
為了完成殼體12A和12B之間的分離，開孔擋板20的外端34設置為在分別用於碳槍10A和10B的殼體12A和12B之間的處理站14的突起36中鄰近殼體12A和12B的內壁35處。
每個碳槍10的殼體12包括保持等離子沉積室40的內部空間39，該等離子沉積室40用於將通過氣體入口42進入沉積室40的前體氣體離子化。該離子化過程是已知的，並且僅已在此提出的本發明的構思的基本結構的方式進行描述。
因為對於每個碳槍10A和10B而言，碳槍10的操作循環相同，所以下面僅具體說明左手側的碳槍10A的操作。
盤或基底44通過夾頭17被保持在處理站14的盤保持件16中的適當位置處。在盤處理過程中，盤保持件16繞一轉動中心(未示出)轉動，對於盤處理過程中需要的一系列步驟，其轉動至處理站14的一系列位置。在圖3中示出的碳槍位置處，處理站14停止以對準碳槍10之間的盤44，且碳槍10被激發以在盤44的相對側上施加薄膜碳覆層。在碳槍10A的這個覆膜循環過程中，氣體入口42打開以允許前體氣體進入等離子沉積室40。在此處描述的應用中，乙炔(C2H2)用作前體氣體，但也可使用其它碳基氣體，例如，甲烷(CH4)也是可以的。為了更好地控制離子化過程，也可以將前體氣體和惰性氣體混合，例如氬氣(Ar)。
前體氣體的離子化產生乙炔離子云，其可通過束準直環22以受控的方式施加至盤44，以在盤44上提供均勻厚度(2-5nm)的碳薄膜。然而，過剩的乙炔離子和沒被用於覆蓋在盤44上的含碳基團擴散至整個殼體12A的內部空間39和等離子沉積室40，並覆蓋殼體12A的內壁35、等離子沉積室40的內壁48和開孔擋板20。束準直環22遮蔽O形環30使其不受碳沉積影響。在的開孔擋板的周邊緣32鄰近環形開口19處累積碳受到特別關注。在幾個覆膜循環後，碳累積變得密集，對負面地影響覆膜盤的失效。自由碳離子可附著於盤並導致表面不規則，其可能降低盤的性能，甚至引起盤的失效。
儘管已知向離子化沉積室中引入活性氣體，例如氧氣(O2)，以「清洗」沉積室並減少碳累積，本發明提供先前技術不能達到的效率，並在清潔循環中特別有用。
在覆膜循環中，閘板或蓋板50設置在殼體12A的內部中鄰近等離子沉積室40的位置處，但偏出而離開等離子沉積室40的前部、束準直環22和盤44之間的路徑，以便不幹涉覆膜循環。
為了啟動清潔循環，如圖3B所示，碳槍10處於空載狀態，未使用離子化沉積室40處於未使用狀態且前體氣體源與其斷開。束準直環22被引入殼體12A的內部，且束準直環22的凸緣24鄰近但不接觸離子化沉積室40的前部。束準直環22的環形延伸部26從殼體12A和12B之間的盤處理站14以及開孔擋板20的開口19撤出，從而完全容納在殼體12A的內部39中。然後，如圖3B所示，蓋板50轉動，並定位在總體平行於開孔擋板20中的開口19、但與延伸部26的兩端和開孔擋板20分離的被固定位置處。
如圖3C所示，開孔擋板20沿殼體12A的內壁35的軸向運動，將開孔擋板20從O形環18分離，並使得O形環30被夾住在蓋板50的外壁50』和開孔擋板20的內壁20』之間。
在殼體12A的內部空間這樣被密封的情況下，清潔氣體，例如氧氣，被引入殼體12A的內部空間39。為了獲得有關清潔處理的更具體的討論，可參考D.Ochs和B.Cord的「In Situ Oxygen Plasma Cleaning of a PECVDSource for Hard Disk Overcoats(用於硬碟覆膜的PECVD源的原地氧氣等離子清潔)」。
本發明的開孔擋板20的開口19被擴大，以在覆膜循環過程中使更少的開孔擋板表面暴露至碳離子。對碳槍結構的這些改動會導致缺陷出現前碳槍操作時間的顯著增加。具體地說，在需要系統清潔前，盤的覆膜循環操作的次數已經增長了7倍。
圖4證明使用改進的設計，對於濺射的數量(9000多零件)，缺陷持續保持在低水平，而碳槍的原設計示出，在少至1400個零件被濺射後，缺陷量就會顯著上升。因此，開孔擋板20的表面積相對小的減小量導致了碳槍生產率7倍的增長，即，在需要開始清潔循環之前，通過碳槍覆膜的盤的產量增長了7倍。
應該理解雖然結合具體的優選實施例說明了本發明，前述說明和隨後的例子只是示例性的而不限制本發明的範圍。其它方面、優點和修改將對本領域的技術人員而言是明顯的。
在此引用的所有專利、專利申請、期刊文章和其它參考文獻都就其全文引為參考。
權利要求
1.一種用於在基底上進行離子束沉積的改進裝置，所述裝置包括殼體，其具有內部空間，構造成保持用於離子束沉積的沉積室；供電裝置，用於在所述室中產生等離子流；開孔擋板，其設置在殼體中離子沉積室的前方；開孔擋板中的環形開口；束準直裝置，其設置在環形開口中，用以在所述改進裝置的覆膜循環過程中引導受控等離子流向基底施加覆膜；以及密封裝置，其可與開孔擋板接合；所述改進包括具有減小表面積的開孔擋板，以減少覆膜循環過程中在開孔擋板上的等離子沉積，從而最小化在裝置的清潔循環過程中裝置上未經過清潔的區域上的碳膜的沉積，其中，與等離子材料反應的氣體被引入殼體的內部，以使得能夠去除沉積在殼體內部空間中的等離子材料。
2.如權利要求1所述的改進裝置，其中，所述開孔擋板中的環形開口被擴大，以減小在裝置覆膜循環過程中，開孔擋板上碳粒子沉積的表面積。
3.如權利要求2所述的改進裝置，其中，所述開孔擋板設置在沉積室和基底之間的所述殼體的前端。
4.如權利要求3所述的改進裝置，其中，所述束準直裝置包括環形凸緣，當束準直裝置安裝在開孔擋板的環形開口中時，所述凸緣可與開孔擋板接合。
5.如權利要求4所述的改進裝置，其中，在所述開孔擋板和所述束準直裝置之間設置O形環，且在裝置的覆膜循環過程中，通過設置在束準直環的鄰近開孔擋板的部分上的凸緣，避免所述O形環受到碳沉積。
6.如權利要求3所述的改進裝置，其中，所述束準直裝置包括具有朝向基底的內延伸部的環，以及與設置在凸緣和開孔擋板之間的O形環接合的外凸緣，用以在裝置的覆膜循環過程中，屏蔽開孔擋板的開口的O形環和環形邊緣不受到碳膜沉積。
7.如權利要求6所述的改進裝置，其中，所述改進裝置包括收回裝置，用於在裝置的清潔循環過程中接合束準直環並將其引入殼體內部。
8.如權利要求1所述的改進裝置，其中，所述基底包括磁碟。
9.如權利要求1所述的改進裝置，其中，所述密封裝置包括可移動的閘板或蓋板，其在裝置的清潔循環過程中覆蓋開孔擋板的開口。
10.如權利要求9所述的改進裝置，其中，所述密封裝置包括與可移動的閘板或蓋板接合的O形環。
11.如權利要求10所述的改進裝置，其中，所述密封裝置包括面向可移動閘板或蓋板的可滑動開孔擋板。
12.如權利要求11所述的改進裝置，其中，所述O形環被夾住在可移動的蓋板和可滑動的開孔擋板之間，以在裝置的清潔循環過程中提供對殼體的前端的密封。
13.一種用於清潔離子束沉積裝置的改進方法，所述裝置包括殼體，其具有內壁，並構造成保持用於離子束沉積的沉積室；設置在離子束沉積室前面的開孔擋板；束準直環，其設置在開孔擋板的環形開口中；以及供電裝置，用於在沉積室中產生等離子流，所述離子束將被引至基底以在所述基底上施加覆膜；清潔裝置，其用於在基底的覆膜循環過程中，清潔殼體的內部和沉積在所述殼體的內部的等離子材料的沉積室；所述改進方法包括以下步驟在開孔擋板中提供擴大的開口，以減小要清潔的表面積，通過收回裝置將束準直環引入殼體的內部用以清潔，通過密封裝置密封殼體，以及使得反應氣體在清潔循環過程中通過氣體入口裝置進入殼體的內部，所述氣體與沉積在殼體的內壁上的等離子材料反應，以便能夠去除沉積在殼體內部空間中的等離子材料。
14.如權利要求13所述的改進方法，其包括以下步驟轉動閘板或蓋板以設置在開孔擋板的束準直環和開口之間。
15.如權利要求14所述的改進方法，其包括以下步驟將束準直環設置成具有朝向基底內延伸部和接合O形環的外凸緣，從而在覆膜循環過程中，保護開孔擋板的開口的O形環和環形邊緣不受到碳沉積。
16.如權利要求13所述的改進方法，其中，所述引入步驟包括使用引入裝置以接合束準直環並將其引入殼體內部以便清潔。
17.如權利要求13所述的改進方法，其中，所述密封步驟包括轉動可移動蓋板至與密封裝置的O形環的一側接合的位置。
18.如權利要求17所述的改進方法，其中，所述密封步驟包括移動可滑動開孔擋板以接合O形環的相對側。
19.如權利要求18所述的改進方法，其中，所述密封步驟包括將O形環夾住在可移動蓋板和可滑動開孔擋板之間以形成密封。
20.一種用於在基底上離子束沉積的改進裝置，所述裝置包括一對殼體，每個殼體具有內部空間，其構造成保持用於離子束沉積的沉積室；供電裝置，用於在沉積室中產生等離子流；開孔擋板，其設置在每個殼體中離子沉積室的前方；設置在開孔擋板中的環形開口；束準直裝置，其設置在環形開口中，用以在裝置的覆膜循環過程中引導受控等離子流從每個殼體向基底的相對側施加覆膜；以及密封裝置，其接合開孔擋板以密封殼體；所述改進包括具有減小表面積的開孔擋板，以減少覆膜循環過程中在開孔擋板上的等離子沉積，從而最小化在裝置的清潔循環過程中裝置上未經過清潔的區域上的碳膜的沉積，其中，與等離子材料反應的氣體被引入殼體的內部，以使得能夠去除沉積在殼體內部空間中的等離子材料。
21.一種用於在基底上進行離子束沉積的改進碳槍，所述碳槍包括殼體，其具有內部空間，並構造成保持用於離子束沉積的沉積室；供電裝置，用於在沉積室中產生等離子流；開孔擋板，其設置在殼體中離子沉積室的前方；設置在開孔擋板中的環形開口；以及束準直環，其設置在環形開口中，用以在碳槍的覆膜循環過程中引導受控等離子流向基底施加覆膜；所述改進包括具有減小表面積的開孔擋板，以減少覆膜循環過程中在開孔擋板上的等離子沉積，從而最小化在裝置的清潔循環過程中裝置上未經過清潔的區域上的碳膜的沉積，其中，與等離子材料反應的氣體被引入殼體的內部，以使得能夠去除沉積在殼體內部空間中的等離子材料。
全文摘要
本發明公開了一種改進的碳束沉積室，其顯著減少了在室的開孔擋板的外表面上的碳膜的聚積，從而顯著增加了可在需要系統清潔或硬體替換之前處理的盤的數量，從而顯著減少了覆膜盤的盤失效並顯著增加了碳槍的生產率。
文檔編號G11B5/84GK1986876SQ20061016677
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月14日 優先權日2005年12月21日
發明者唐納德·K·格拉布斯, 黃德明, 王勁柳, 理察·L·懷特 申請人:日立環球儲存科技荷蘭有限公司