专利名称：处理不导电底衬的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理底衬的方法和装置，具体涉及处理不导电底衬例如用于磁盘和光盘的玻璃底衬的方法和装置。
背景技术：
典型的磁盘镀层包括下面的镀铬层、一个或多个储存信息的磁性层和外层碳涂层。这些涂层连续地形成在适当的底衬上。不同的层在多室溅射涂层系统的不同室中形成。在例如Hughes等于1993.6.1提出的美国专利NO5215460中公开了这种溅射涂层系统，并且这种系统可以从加里佛尼亚Snta clara的Intevac Inc公司买到。
磁盘通常用金属底衬制作，在底衬上形成各种层期间，可以将偏压加在金属底衬上。利用这种偏压可以使处理室中的离子加速飞向底衬。取决于具体的处理，与不加偏压的底衬相比较，使离子加速飞向底衬可以增加沉积速率，并且可以利用离子轰击改变磁盘表面，由此产生其它一些需要的效果。在金属底衬的情况下，偏压可以通过指形件加到底衬上，该夹持件用于将磁盘夹持到处理位置。
在某些应用中，最好采用不导电的底衬。例如在制造便携式计算机的磁盘时利用玻璃底衬，因为玻璃底衬的重量轻而且耐用。然而在处理玻璃底衬时会产生问题，因为玻璃底衬不能施加偏压。因此，金属底衬的处理方法不能直接用于处理玻璃底衬。为此，处理玻璃底衬比处理金属底衬慢，导致成本增加，而且形成在玻璃底衬上的镀层的特性可能不同于形成在金属底衬上的镀层特性。因此，很需要提供一种处理不导电底衬例如玻璃底衬的方法和装置。
发明概要按照本发明的一个方面，提供了一种处理不导电底衬例如玻璃底衬的方法。该方法包括以下步骤夹持待处理的不导电底衬；在不导电底衬上镀上导电镀层；通过接触装置将偏压加在导电镀层上，该接触装置电接触不导电底衬边缘的导电镀层；在靠近底衬的表面的等离子体中产生离子。由于在导电镀层上施加偏压，所以等离子体中的离子可加速飞向底衬表面。通常，在第一处理站将导电镀层镀在不导电底衬上，而在第二处理站将偏压通过接触装置加在导电镀层上。
在底衬是一个圆盘时，偏压可以通过切向接触盘的边缘加在导电镀层上。可以用一个或多个接触销将偏压加于底衬。该一个或多个接触销可以在接触位置和退回位置之间移动。按照本发明的另一方面，提供了一种处理不导电底衬的装置。该装置包括夹持不导电底衬以便进行处理的装置、在不导电底衬上镀导电镀层的装置，用于通过接触装置将偏压加在镀层上的装置，以及在靠近底衬表面的等离子体中产生离子的装置，该接触装置在不导电底衬的边缘电接触该导电镀层，其中，利用加在导电镀层上的偏压可使离子加速冲向底衬。
按照本发明的再一方面，提供了一种不导电底衬的装置。该装置包括处理站；圆盘夹具，配置在处理站中，用于夹持具有导电镀层的不导电圆盘，该圆盘夹具包括用于在不导电圆盘边缘电接触导电镀层的接触组件；电源，通过接触组件将偏压加在不导电圆盘的导电镀层上；在靠近圆盘表面的等离子体中产生离子的离子源。利用加于导电镀层的偏压可使离子加速冲向圆盘表面。按照本发明的又一方面，提供一种在处理期间夹持圆盘的夹具组件。该夹具组件包括夹具支架；装在该夹具支架上的用于夹住磁盘的许多夹具部件；装在该支架上的用于电接触磁盘边缘的接触装置；使接触装置在接触位置和退回位置之间移动的机构；用于将接触装置连接于电源的导电路径。
按照本发明的又一方面，圆盘处理系统包括用于在处理期间夹住圆盘边缘的圆盘夹具、第一和第二处理站以及使圆盘和圆盘夹具从第二处理站移到第二处理站的传送装置。该夹具包括接触不导电圆盘的接触装置以及使该接触装置在与圆盘边缘接触的接触位置和退回位置之间移动的机构。第一处理站将导电镀层镀在由夹具夹持的圆盘上，此时，接触装置位于退回位置。第二处理站在靠近由该夹具夹持的圆盘表面的等离子体中产生离子，此时，接触装置位于与导电镀层接触的接触位置，并可将偏压加在该接触装置上。这样，利用加在导电镀层上的偏压可使等离子体中的离子加速冲向圆盘。
附图简要说明为更清楚理解本发明，下面参考作为参考包含在本文中的附图进行说明，这些附图是
图1是示意顶视图，示出本发明底衬处理系统的一个例子；图2是示意侧视图，部分为截面图，示出图1所示的底衬处理系统；图3是本发明实施例的圆盘夹具的透视图；图4是图3所示圆盘夹具的透视图，部分为截面图，图中示出接触销组件；图5是处理系统的局部简化方块图，示出可退回的接触销的操作；图6是程序方块图，示出图5所示处理系统的操作；图7是本发明圆盘夹具第二实施例的前视图。
详细说明图1和2中示出本发明实施例的底衬处理系统，其中相同的编号代表相同的部件。底衬处理系统作成具有多个处理室的溅射镀层系统。如图1所示，该溅射镀层系统包括处理单元10和底衬处理系统20。处理单元10包括许多装在主室40中的许多处理站30、32、34等。处理站30、32、34等相对于圆形主室40排成圆形。处理单元10还包括将底衬装到系统中以便进行处理的装载站42和用于在处理后将底衬从系统中取出的卸载站44。该底衬通常是磁盘或光盘的底衬，包括中央开孔。底衬处理系统还包括真空泵和电源、控制器(未示出)。图2示出处理单元10通过处理站34和处理站38的横截面图，处理站34和38分别包括相对面向配置的处理装置50和52，该处理装置位于底衬处理位置54的相对两侧。处理装置50、52以及处理位置54位于支架56内。处理装置50和52可以是溅射镀层源、加热装置，或任何其它需要的处理装置。在不同处理站30、32、34等中的处理装置可以是相同的或不同的，这取决于处理的要求。图1所示的例子中，系统具有12个处理站、装载站42和卸载站44，它们均沿圆周等角度分开。
在主室40中的圆盘传送组件62包括许多排成圆形的底衬夹具或圆盘夹具70。该圆盘夹具70等角度间隔开，并这样配置，使得它们可以升高到相应的处理站。圆盘夹具70装在连接于中心轮毂74的圆盘传送器72上。圆盘传送组件62利用变位马达80可以绕轴线76转动，使得圆盘夹具70可与相应的处理站30、32、34等、装载站42和卸载站44准直。另外，圆盘传送组件62可以利用驱动马达82在图2所示的下降位置和上升位置(图2中未示出)之间上升和下降。在下降位置时，圆盘传送组件62可以绕轴线76转动，而与选定的处理站对齐。在升高位置时，底衬定位在相应的处理站30、32、34等、装载站42和卸载站44中。下面详细说明圆盘夹具70的结构和操作。
在参考图1，底衬处理系统20包括缓冲室90、装载锁定装置92、输入传动带94、卸载锁定装置96和输出传送带98。支承底衬以便进行处理的盒子100a、100b、100c和100d经装载锁定件92进入缓冲室90，并经卸载锁定件96送出缓冲室90。装载臂102将底衬从盒子100b输送到装载站42中的圆盘夹具70。卸载臂104将底衬从卸载站44中的圆盘夹具70传送到盒子100c。在上述专利NO5215420中已经详细说明这种底衬系统，该专利已作为参考文献包含在本文中。
图3和4示出本发明第一实施例的具有可退回接触销的圆盘夹具。在图3和图4中，相同的部件具有相同的编号。圆盘夹具70包括由底座112支承的夹具主体110。该底座112装在圆盘传送器72上(见图2)，侧翼120、122相对于夹具主体110可以分别向外绕枢轴126和128转动，以便装上和卸下圆盘底衬124。夹具指形件130和132分别装在侧翼120和122的端部，以便实际接触圆盘底衬124的边缘。夹具指形件140装在夹具主体110上，位于底衬124的下面。夹具指形件130、132和140最好沿圆盘底衬124的圆周分开120度。
利用在装载站42中的底衬处理系统20(见图1)可将圆盘底衬传送到圆盘夹具70。在底衬处理系统10中的所有处理过程中，圆盘底衬124保持固定在圆盘夹具70上，直至在卸载站44从圆盘夹具70上取下该底衬。具体是，其上夹持底衬圆盘的夹具件由圆盘传送组件62传送到要求的处理站30、32、34等以便进行处理。例如底衬124可以在第一处理站中被加热，在第二处理站中镀上底衬铬，可以在其它处理站中形成一个或多个磁性层，并且在处理系统10的再一些处理站中形成外面的碳镀层。
再参考图3和4，圆盘夹具70还包括可活动地装在夹具主体110上的接触销160和162。该接触销160和162分别牢固地固定于接触杆170和172。接触杆170和172可以在夹具主体110中的管孔或套管中进行轴向移动。接触杆170和172可分别利用在接触杆170和172下端的弹簧180和182朝上压接触底衬124。退回销钉190和192分别侧向从接触杆170和172伸出，并穿过夹具主体110上的细长开口194和196。接触销160和162通常由弹簧180和182向上压靠在底衬124的边缘上，如图3所示。接触销160和162可以通过在退回销190和192上施加向下力而与底衬124脱离接触。因此，接触销160和162可以在图4所示的接触位置和退回位置之间活动。
接触销160、接触杆170、弹簧180和退回销190构成第一接触销组件；而接触销162、接触杆172、弹簧182和退回销192构成第二接触销组件。接触销160和162可以单独退回。
在选定的处理阶段，如下面说的，可以利用接触销160和162将偏压加在底衬124上。在底衬124需要加偏压的处理站中，接触销160和162将接触底衬，并使底衬连接于偏压电源。在底衬124不需要加偏压的处理站中，该接触销160和162将退回，脱离与底衬124的接触。
在图3和4所示的实施例中，接触销160和162具有平头，该平头可以相切地接触底衬124的边缘。接触销160和162可以具有平头，V形头或可以与底衬124形成可靠电接触的任何其它形状。
在图3和4所示的实施例中，可以用两个接触销160和162来形成不断重复的可靠的电接触。应当明白，接触销160和162可以分别用弹簧180和182独立的偏压在接触位置上。因此，如果接触销组件中的一个粘住了或坏了，则另一个还可以同样正确操作。应当明白，在本发明的范围内，可以应用一个接触销或两个以上的接触销。
图5示出具有退回接触销的圆盘夹具操作的一个例子。图中示出处理站30和32。处理站30包括夹持底衬124的圆盘夹具70，而处理站32包括夹住底衬124a的圆盘夹具70a，可以假定，采用处理站30来在底衬124上形成下面的镀铬层，而用处理站32来在底衬124a上形成磁性层。处理站30包括退回块210，该退回锁定件配置成在圆盘夹具70由圆盘传送组件62升高到处理站30中(见图2)时，可以卡住退回销190和192。当圆盘夹持件上升到处理位置时，使该退回块210固定就位，并使接触销160和162相对于底衬124退回。因此，在底衬124上形成下面的导电镀铬层期间，该接触销160和162保持在处理站30中所示的退回位置。
在处理站30中形成下面的镀铬层以后，将圆盘夹具70和底衬124传送到处理站32，如用圆盘夹具70a和底衬124a所代表的。处理站包括在底衬124a两侧的离子源212。各个离子源212在靠近底衬124a表面的等离子体中产生离子。处理站32不包括如处理站30中那样的退回块。因此，弹簧180和182使接触销160和162偏压在处理站32中示出的接触位置，与圆盘124a的边缘接触。接触销160和162通过导电路径218电连接于偏压电源220。该偏压电源220通过接触销160和162将偏压加在底衬124a的导电镀层上。加在该导电镀层上的偏压可以加速由各个离子源产生的等离子体中的离子，使其冲向底衬124a。入射在导电镀层上产生的电流通过接触销160和162、接触杆170和172和偏压电源220接地。该偏压通常在约100～300V的范围，但是不限于此范围。使离子加速冲向底衬124a有助于形成磁性层，并在底衬表面上产生其它要求的效果。偏压可以在需要加偏压的任何处理站中加在底衬上。虽然在图1中示出作为该系统中头两个处理站的处理站30和32，但是应当明白，示于图5的上述处理站可以是处理系统中任何两个处理站，而且不一定需要彼此邻接。
图6的程序归纳于图6的程序方块图中。在程序步240中，接触销160和162由处理站30中的退回块210退回。在程序步242中，在处理站30中的底衬124上镀上导电材料例如铬，此时接触销160和162退回。随后通常使圆盘夹具70和底衬124移到第二处理站，以便形成随后的镀层。然而应当明白，在适当的条件下，可以在同一处理站中处理随后的镀层。在两种情况下，均使接触销160和162移到与在程序步244中在底衬上形成的导电镀层接触。在程序步246中，通过接触销160和162将偏压加在底衬的导电镀层上。在程序步250中，使离子发生在靠近底衬124的等离子体中。利用偏压可以加速等离子体中的离子，并增加成膜速度。离子还起溅射处理的作用。如上所述，对于处理来说，可以在需要加偏压的任何处理站中将偏压加在玻璃底衬的导电镀层上。在如上面所述，图6的程序可以在处理系统的任何两个处理站中执行，或可以在处理系统的任一个处理站中执行。
图7示出本发明圆盘夹具的第二实施例。圆盘夹具310包括由底座322支承的夹具主体320。在图7的实施例中，夹具主体320具有放置底衬330的圆形开口324。夹具指形件340、342和344固定在夹具主体320上，并在分开120度的三点支承该底衬330。为装载和卸载底衬330可以退回夹具指形件344。
夹具组件310还包括形为叶簧的接触销350和352，该叶簧接触销350和352配置成可以在接触底衬330的接触位置和不接触该底衬330的退出位置之间转动。接触销350和352分别连接于退出销360和362。退出销360和362啮合处理站中的部件，以便在相应的处理站中确立接触销350和352的位置。底衬可以在第一处理站中镀上导电镀层，此时接触销350和352退回。然后使夹持底衬330的圆盘夹具310移到第二处理站，并使接触销350和352移到与底衬330的边缘接触，在第二处理站中将偏压加在底衬330上，并且使离子加速冲向底衬表面。
本发明因此提出一种在形成随后镀层期间可以可靠地向具有导电镀层的不导电底衬施加偏压的方法和装置。在处理磁盘和光盘的玻璃底衬时可以利用本发明，但本发明不限于这种应用。
尽管已示出和说明现在认为是本发明的优选实施例，但是技术人员可以明显看出可以进行各种改变和变型而不超出由权利要求书确定的范围。
权利要求
1.一种处理不导电底衬的方法，包括以下步骤夹住不导电底衬以便进行处理；在不导电底衬上镀上导电镀层；通过接触装置将偏压加在导电镀层上，该接触装置电接触在不导电底衬边缘上的导电镀层；在靠近底衬表面的等离子体中产生离子，其特征在于，利用加在导电镀层上的偏压可使等离子体中的离子加速冲向底衬表面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该底衬包括圆盘；施加偏压的步骤还包括相切地接触圆盘的边缘。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过接触装置施加偏压的步骤还包括用一个或多个接触销接触该导电镀层的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，施加偏压的步骤包括用弹簧力将接触装置推向不导电底衬的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在绝缘底衬上形成镀层的步骤包括在玻璃圆盘上形成镀层的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在绝缘底衬上进行镀导电镀层的步骤期间使接触装置退回的步骤，使其脱离接触不导电底衬。
7.一种处理不导电底衬的装置，包括夹持不导电底衬以便进行处理的装置；在不导电底衬上镀导电镀层的装置；通过接触装置将偏压加在导电镀层上的装置，该接触装置在不导电底衬的边缘上电接触该导电镀层；在靠近底衬表面的等离子体中产生离子的装置，其特征在于，利用加在导电镀层上的偏压使等离子体中的离子加速冲向底衬表面。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该底衬包括圆盘；上述接触装置被成形为可以相切地接触不导电圆盘的边缘。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括连接于上述接触装置的弹簧组件。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，上述接触装置包括两个或多个独立活动的接触销。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括使上述接触装置退回的装置，使得在不导电底衬上镀导电镀层期间该接触装置与不导电底衬脱离接触。
12.一种处理不导电圆盘的装置，包括处理站；圆盘夹具，配置在上述处理站中，用于夹持，具有导电镀层的不导电圆盘，上述圆盘还包括接触组件，该组件在不导电圆盘的边缘电接触导电镀层；电源，该电源通过接触组件将偏压加在不导电圆盘上形成的导电镀层；离子源，该离子源在靠近圆盘表面的等离子体中产生离子，其特征在于，通过在导电镀层上施加偏压可使等离子体中的离子加速冲向圆盘表面。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，上述接触组件包括接触装置和使上述接触装置在与导电镀层接触的接触位置和退出位置之间运动的机构。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，上述接触组件包括接触销、与上述接触销啮合的接触杆、使上述接触销接触不导电圆盘上导电镀层的偏压弹簧和使上述接触销在接触位置和退回位置之间移动的退回销。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，上述接触组件包括用于接触导电镀层的第一接触销、用于使上述第一接触销在接触位置和退回位置之间移动的第一机构、用于接触导电镀层的第二接触销以及使第二接触销在接触位置和退回位置之间活动的第二机构。
16.一种在处理期间夹持圆盘的夹具组件，包括夹具支架；许多夹具部件，装在上述支架上，用于夹住圆盘的边缘；装在上述支架上用于弹性电接触圆盘边缘的接触装置；可使上述接触装置在接触圆盘边缘的接触位置和推出位置之间活动的机构；用于将上述接触装置连接于电源的导电路径。
17.如权利要求16所述的夹具组件，其特征在于，上述接触装置包括接触销，该接触销被成形为可以相切地接触圆盘的边缘。
18.如权利要求16所述的夹具组件，其特征在于，上述机构包括弹簧和退出销，前者将接触装置偏压到接触位置，后者使上述接触装置移到退回位置。
19.一种圆盘处理系统，包括圆盘夹具，用于在处理期间夹持不导电圆盘的边缘，上述夹具包括接触不导电圆盘边缘的接触装置和使上述接触装置在接触圆盘边缘的接触位置和退回位置之间活动的机构；第一处理站，在该站中，在上述夹具夹持的圆盘上镀上导电镀层，此时上述接触装置位于退回位置；第二处理站，该站中，在靠近由上述夹具夹持的圆盘表面的等离子体中产生离子，此时上述接触装置位于与导电镀层接触的接触位置，并且偏压加在上述接触装置上，其特征在于，利用加在导电镀层上的偏压可使等离子体中的离子加速冲向圆盘；传送装置，用于使该圆盘和该圆盘夹具从上述第一处理站移动到上述第二处理站。
20.如权利要求19所述的圆盘处理系统，其特征在于，上述机构包括弹簧和退出销，前者将上述接触装置偏压到上述接触位置，后者使上述接触装置移到退回位置。
21.如权利要求20所述的圆盘处理系统，其特征在于，上述第一处理站包括退回部件，该退回部件啮合上述退回销，并使上述接触装置移到退回位置。
22.如权利要求21所述的圆盘处理系统，其特征在于，上述第二处理站包括用于将上述偏压加在上述接触装置上的偏压电源。
全文摘要
一种在处理期间用于夹持不导电圆盘(124)的圆盘夹具(70)，该夹具包括接触圆盘边缘的接触装置和使上述接触装置在接触位置和退回位置之间移动的机构。该夹具包括枢轴(128、126)、夹具主体(110)、底座(112)、侧翼(122、120)、夹具指形件(132、130、134)、接触销(160、162)、接触杆(170、172)、弹簧(180、182)和退回销(190、192)。
文档编号C23C14/56GK1396844SQ01804372
公开日2003年2月12日 申请日期2001年1月23日 优先权日2000年2月1日
发明者特丽·布卢克, 詹姆斯·H·罗杰斯, 谢军, 埃里克·C·劳森 申请人:英特维克公司