CN112481598B - 真空装置、方法和电极的应用 - Google Patents

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Abstract

按照不同的实施方式，真空装置(100至900)可以具有：用于在第一区域中贴近辊套(112m)地并且在第二区域中离开辊套(112m)地提供运输路径(111p)的运输辊(112)，该运输辊具有介电的辊套(112m)；气体分离结构(302)，该气体分离结构提供分离气体的空腔(302h)，其中，空腔(302h)从第一区域中的运输路径(111p)延伸到第二区域中的运输路径(111p)并且与辊套(112m)邻接；用于激发气体放电的电极(304)，其中，该电极(304)布置在空腔(302h)中。

Description

真空装置、方法和电极的应用
技术领域
不同的实施例涉及一种真空装置、一种方法和电极的应用。
背景技术
通常可以这样来加工(处理)基板，例如对基板涂层，使得可以改变基板 的化学特性和/或物理特性。为了对基板涂层，可以实行不同的涂层方法，如气 相沉积，比如化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)。PVD的一种工艺 例如是电子束蒸发(EBPVD)，这就是说，涂层材料借助电子束蒸发。在此，可 以例如在真空中蒸发金属并且使其沉积在非金属的(例如由聚对苯二甲酸乙二 醇酯即PET构成的)基板上，以便将这个基板金属化。
在借助EBPVD金属化基板时(或者更为普遍地在对基板涂层时)，可能由 于来自处理室的飞散回的电子的轰炸而造成基板的充电。在例如由SiO2构成的 绝缘层沉积时，基板和层可能被充电。在金属的接地的辊表面和因此带负电的 基板之间的电位差，可能导致在基板(例如膜)和辊之间的静电吸引。电子例 如在金属层中导致这个金属层充电，前提是带运行(这就是说接触所述层的辊) 是绝缘的。另一方面，高能电子的一部分例如留在绝缘的基板本身中，因而这 个基板带负电。基板在此可以在导电的层之间用作绝缘体。这个附加的力(除 带张力外)提高了在基板和辊之间的压紧力并且因此也提高了在涂层窗口中被基板吸收的工艺热量(例如冷凝热、辐射热、微粒能量)到冷却辊的有效的运 走，由此降低基板的热应力。
为了确保稳定的基板运输，可能必需的是，有针对性地在辊和离开的基板 之间在楔形结构(Zwickel)的区域中使基板放电。通常通过辉光放电的点火引 起了基板的有针对性的中和。为此可以例如在基板和处理辊之间在离开的楔形 结构的区域中用电压(约+1000V)加载棒状电机，由此使有针对性地供应的或 者在基板和辊之间逸出的惰性气体电离(这就是说形成等离子)。在阴极势降的 区域中，加速的粒子撞击基板并且因此有助于放电。
发明内容
按照不同的实施方式明显可以认识到，在辊(下文中也称为运输辊)上的 不洁物会局部减小静电吸引，例如当不洁物能导电时。这种不洁物可能例如具 有用涂层材料对运输辊的不期望的寄生涂层和/或基板的金属的磨损碎屑。虽然 可以定期清洁受污染的运输辊。不过这需要定期中断涂层过程并且因此降低涂 层过程的盈利。
在这种相互关系下可知，可以通过额外为辉光放电输送将不洁物电钝化的 气体(下文中也称为反应气体)而抵消这种效果。钝化可以例如通过将不洁物 至少部分(这就是说部分或完全)转化成电介质而完成，例如借助不洁物的氧 化。
按照不同的实施方式，真空装置可以具有：用于在第一区域中贴近辊套地 并且在第二区域中离开辊套地提供运输路径的运输辊，该运输辊具有介电的辊 套；气体分离结构，该气体分离结构提供分离气体的空腔(更为普遍地也称为 气体放电室)，其中，空腔从第一区域中的运输路径延伸到第二区域中的运输路 径并且与辊套邻接；用于激发气体放电的电极，其中，该电极布置在空腔中。
附图说明
图中：
图1至9在不同的示意性视图中示出了按照不同的实施方式的真空装置； 并且
图10在示意性流程图中示出了按照不同的实施方式的方法。
具体实施方式
在随后的详细的说明中参考了附图，附图形成了说明书的一部分并且在附 图中为了图解说明而示出了一些特殊的实施方式，能以所述实施方式实施本发 明。在这方面，参照所说明的附图的方位使用方向术语如“上”、“下”、“前”、 “后”、“前面的”、“后面的”等。因为实施方式的部件能以多个不同的方位定 位，所以方向术语用于图解说明并且并不作任何限制。不言而喻的是，可以使 用其它的实施方式并且作出结构上或逻辑上的修改，而不会偏离本发明的保护 范围。不言而喻的是，在此文中所说明的不同的示例性的实施方式的特征能相 互组合，倘若没有专门另行说明的话。随后的详细的说明因此不能理解为是限制性的，本发明的保护范围则由所附的权利要求限定。
在本说明书的范畴内，概念“连接(verbunden)”、“联接(angeschlossen)” 以及“联结(gekoppelt)”用于说明直接的和间接的连接(例如电阻性的和/或导 电的，例如导电的连接)、直接的或间接的联接以及直接的或间接的联结。为图 中一致或类似的元件配设一致的附图标记，如果这样做合适的话。
控制可以指的是有意影响一个系统。在此，可以按照预定来改变系统的状 态。调节可以指的是控制，其中，额外抵消了由干扰引起的系统的状态变化。 控制机构显然可以具有向前指向的控制路径并且因此显然可以实行将输入参量 转为输出参量的流程控制。但控制路径也可以是调节回路的一部分，因而实施 调节。与纯粹的正向控制相反的是，调节结构使得输出变量对输入变量连续施 加影响，这由调节回路促成(反馈)。换句话说，作为控制机构的备选或除了控 制机构外可以使用调节机构或者作为控制的备选或除了控制外可以进行调节。 在调节机构中，将调节参量的实际值(例如基于测量值求出)与参考值(额定 值或预先规定值或预定值)相比较并且相应地可以借助调整参量(在使用调整 元件的情况下)这样来影响调节参量，使得尽可能得出调节参量的相应的实际 值与参考值的小的偏差。输入参量因此可以是有待控制/调节的系统的测量参量。
固体内的小的(例如不规则分布的)空腔可以称为孔隙。空腔可以延伸进 入固体中和/或例如延伸穿过这个固体地形成了一个相互连接的网络，因而固体 是透气的。微孔隙可以具有小于约2nm的伸展长度(例如孔隙直径)。中孔隙 可以具有在约2nm至约50nm范围内的伸展长度。大孔隙可以具有大于约50nm 的伸展长度并且例如小于1微米(μm)。一个孔隙的伸展长度可以指的是具有和 该孔隙相同的体积的球的直径。因此可以由固体和布置在固体的孔隙中的流体 (例如气态的和/或液态的材料)形成一种异质的混合物。
按照不同的实施方式，可以将基板作为带(也称为带式基板)辊对辊地运 输(这就是说缠绕在包装辊之间)。带式基板可以例如具有在约1cm(例如30cm) 至约500cm的范围内的宽度(横向于运输方向的伸展长度)或者大于约500cm 的宽度(也称为基板宽度)。此外，带式基板可以是柔性的。带式基板明显可以 是可以卷绕到辊上的和/或例如可以辊对辊处理的任意的基板。带式基板可以视 所使用的材料的弹性而定具有在约几微米(例如约1μm)至约几毫米(例如至 约10mm)的范围内的、例如在约0.01mm至约3mm的范围内和/或在约300μm (微米)至约1mm(例如针对PVD应用)的范围内的材料厚度(也称为基板 厚度)。缠绕可以沿着运输路径借助多个运输辊进行，运输辊例如在轴向可以比 带式基板宽度更长。
按照不同的实施方式，基板可以具有下列材料中的至少一种或者由其形成： 陶瓷、玻璃、半导体、金属、聚合物(例如塑料)和/或不同的材料的混合物， 如复合材料(例如碳纤维增强的碳或者碳纤维增强的塑料)。基板例如可以具有 塑料膜、半导体膜、金属膜和/或玻璃膜或由其形成，并且可选例如用一种涂层 材料涂层。基板备选或附加地可以例如具有纤维，例如玻璃纤维、碳纤维、金 属纤维、植物纤维(纸)和/或塑料纤维，例如形式为编织物、网、针织物、编 结物或作为毛毡或无纺布。基板可以例如具有柔性的基板材料。基板可以例如 具有聚合物膜(由PET或聚酰亚胺PI构成)或由其形成。基板可以备选或附加地具有(例如由铝或钢构成的)金属膜或由其形成。
按照不同的实施方式，涂层材料可以具有金属或由其形成，例如铜。
在本说明书的范畴内，术语“金属的”指的是具有金属或由金属形成。在 本说明书的范畴内，金属(也称为金属材料)可以具有金属元素(这就是说一 种或多种金属元素)(或者由金属元素形成)，例如来自下列元素组中的至少一 个元素：铜(Cu)、铁(Fe)、钛(Ti)、镍(Ni)、银(Ag)、铬(Cr)、铂(Pt)、 金(Au)、镁(Mg)、铝(Al)、锆(Zr)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、 钡(Ba)、铟(In)、钙(Ca)、铪(Hf)、钐(Sm)、银(Ag)，和/或锂(Li)。 此外，金属可以具有金属的化合物(例如金属间化合物或者合金)或者由金属 的化合物形成，例如由(例如来自所述元素组的)至少两种金属元素构成的化 合物，如青铜或黄铜，或者例如由(例如来自所述元素组的)至少一种金属元 素和至少一种非金属的元素(例如碳)构成，例如钢。
运输辊可以视使用目的和配置而定被不同地设计。运输辊例如可以作为运 输路径的(例如主动的或被动的)导向机构和/或转向机构设置用于调温(例如 冷却)或用于驱动基板运输。这种用于调温的运输辊(也称为调温辊)、例如冷 却辊，可以例如被驱动并且它的转动促成了对基板运输的驱动。调温辊可以例 如具有陶瓷表面，陶瓷表面可以例如被喷镀。
物体的外侧表面(也为包套面或圆周面)可以指的是这样一个(例如环绕 的)表面，其例如在圆柱体中通过一条线围绕转动轴线的旋转产生。运输辊的 露出的并且基板应当贴靠在其上的最外的圆周面，也可以称为基板支承面。借 助基板支承面可以向基板供应和/或汲取热能(更为普遍地也称为调温)。
按照不同的实施方式，与运输方向无关地在真空涂层设备中提供基板放电， 例如在基板(例如具有PET)借助PVD工艺(例如EBPVD)在运输辊上(例 如用金属)涂层之后。基板前侧例如可以已经被涂层。基板背侧可选可以(例 如用一种或所述金属)涂层。为了也在这种情况下在基板和运输辊之间产生静 电吸引，可以用正电位(也称为偏压)相对基板加载处理辊。为了运输辊和基 板之间的电绝缘，运输辊的外侧表面可以具有介电的敷层(也称为介电的辊套)。
按照不同的实施方式，可以针对基板具有背侧涂层的情况使基板从处理辊 的脱离变得容易。在连续的涂层运行中，可能在运输辊的介电的外侧表面上出 现金属的沉积物(例如由于磨损)，因此运输辊的电场被局部屏蔽。因此不再能 可靠地并且以完全的强度确保基板基于静电吸引平面地压紧到运输辊上，这可 以提高在基板和运输辊之间的传热阻力，例如在由此出现的故障部位处。基板 例如可以通过涂层过程的由此积聚的热流而局部热受损。
按照不同的实施方式，维持外部的辊外侧层的电绝缘效果。
基板在基板卷轴上可以借助卷绕辊展开，沿着运输路径导引并且随后借助 卷绕辊卷绕(也称为缠绕)。由基板和运输辊包围的空间(也称为空腔或气体放 电室)，可以借助一个或多于一个的分离板材(作为气体分离结构的一部分)在 端侧尽可能良好地朝着卷轴室中的基板卷轴隔绝和/或压力分离。借助气体分离 结构可以提供相对卷轴室和相对为了涂层的必需的工作压力的过程的充分的气 体分离。
此外，可以在楔形结构之间在气体放电室中布置气体放电单元(例如辉光 放电单元或磁控管)。气体放电单元可以具有一个或多于一个的电极。借助在运 输辊的敞口的区段处(例如由在进入的或离开的基板与外侧表面之间的楔形结 构限界)的静态的气体放电(例如辉光放电或等离子放电)，可以方便基板的脱 离。基板可以例如借助静电吸引在处理辊上导引。气体放电单元可选可以具有 磁场隧道以延长电子在等离子室中的停留持续时间。
按照不同的实施方式，气体放电单元可以具有恰好一个或两个电极(例如 用于AC运行)。两个电极可选可以交替地接线成为阳极或阴极，这就是说，转 换极性。在AC运行(交流电压运行)中，可以在两个电极之间施加交流电压(这 就是说，它们的电位差可以是交流电压)。交流电压的频率可以例如在约100赫 兹(Hz)至约10kHz的范围内(也称为AC-MF)。作为AC运行的备选，可以 进行直流电压运行(DC-运行)。直流电压可选能在两个电极之间例如双极地或 单极地脉冲。两个电极之间的电压(例如它们的振幅)可以在约1kV至约5kV 的范围内。
例如可以在气体放电室中提供一个气氛(也称为气体放电气氛)，其可以具 有工作气体(这就是说形成等离子的气体)。在气体放电室中的过程压力例如可 以处在约5·10-2mbar(毫巴)至约5·10-3mbar的范围内。工作气体可以例如具 有惰性气体(例如氩气)或由其形成。为此，可以提供向气体放电室的、例如 通过喷嘴管向扩散的气体入口的气体输送。可以借助工作气体进行气体放电。 可选可以例如在应当钝化运输辊的不洁物时将反应气体输送给所述气氛。反应 性气体可以例如具有氧气或由其形成。反应气体和工作气体之间的比例例如可 以例如借助控制装置加以控制和/或调节。气体放电气氛可以例如促使在运输辊 处的金属沉积物/磨损碎屑(也称为不洁物)化学地转化成介电的金属氧化物。
按照各种实施方式，基板从运输辊的脱离行为既在正面涂层期间也在背侧 涂层期间得到支持(例如保证)。例如可以通过控制气体放电室中反应气体和工 作气体之间的比例达到运输辊的外侧表面上的金属的沉积物的化学转化，由此 可以长期稳定地在活动持续期间确保借助偏置电压(更为普遍地称为偏置电位) 在输送辊上的基板冷却。
按照不同的实施方式，明显可知，例如当不洁物能导电时，在辊上的不洁 物可能局部减小静电吸引。这例如适用于这样的特殊情况，在该特殊情况中， 存在带有绝缘的外侧表面(明显对应电容器的电介质)的处理辊，该处理辊的 辊芯(明显对应电容器的第一电极)处在一个电位上，并且还存在金属接地的 基板(明显对应电容器的第二电极，例如也是带有金属层的绝缘的聚合物膜， 该金属层用金属的侧面在辊上导引)。在辊上的金属的沉积物在这种情况下局部 导致了对电场的屏蔽并且因此在该部位处导致了基板和辊之间的静电吸引的损 失。
图1在示意性侧视图中或横截面视图中示出了按照不同的实施方式的真空 装置100。
真空装置100可以具有运输辊112。设置用于对基板调温、这就是说向这个 基板汲取和/或输送热能的运输辊112，也可以称作调温辊112(例如气体冷却辊 112或气体冷却辊)。为了对基板调温，调温辊112可以例如具有调温装置1124， 该调温装置可选设置用于将基板导热地联接到运输辊112上，如之后还将详细 说明的那样。气体冷却辊112可以设置用于借助气体热耦合所述基板。
运输辊112可以具有(例如圆柱形的)辊套112m(也称为辊外侧表面或者 外侧表面)。调温辊122可以具有辊壳体112h，在该辊壳体上安装着辊套112m。 辊套112m可以提供基板支承面1604o(也称为外部的圆周面1604o)，基板应当 放置在该基板支承面上。
调温装置1124可选可以具有流体供应结构114、例如气体供应结构114。气 体供应结构114可以具有多个气体出口112o(也称为开口112o)，所述气体出口 例如可以随机地和/或不规则地布置在和/或空间分布在辊套112m的外部的露出 的基板支承面1604o上。辊套112m例如可以具有多孔的层或者由其形成，多孔 的层包围辊壳体并且它的孔隙提供了气体出口112o。借助气体供应结构114可 以将气体穿过气体出口112o地带入到基板和辊套112m之间，气体将基板与辊 套112m热联接(也称为热耦合)。
流体供应结构114可选可以将冷却流体供应结构116导引流体地(例如导引 液体地)与气体出口112o连接。冷却流体供应结构116(例如它的气体供应结 构和/或它的液体供应结构)可以例如具有至少一个泵116r和/或至少一个管道 116r。借助冷却流体供应结构116可以在运行中将冷却流体、例如气体和/或液 体输送给运输辊112。流体供应结构114可以具有气体供应结构(用于供应气体) 和/或液体供应结构(用于供应液体)或由其形成。
借助液体可以供应调温装置1124的冷却装置(参看图2)，该冷却装置从辊 套112m汲取热能。气体可以从气体出口112o出来。气体供应结构114可以例 如具有径向的管路120，该管路将冷却流体供应结构116与冷却装置和/或气体 出口112o导引流体地连接起来。冷却流体供应结构116明显也可以既提供从气 体出口112o出来的气体也提供液态的冷却介质(该冷却介质通过供路和回路泵 入到冷却辊112中并且再次从这个冷却辊泵出)。
在基板从运输辊112脱离处，气体可以流入气体放电室，如之后还将详细 说明的那样，并且变成了气体放电气氛的一部分。
为了除了由带张力引起的压紧力外还能提高(例如金属的或金属化的)基 板到(例如外侧表面绝缘的)运输辊112上的压紧力，还可以用电压(也称为 偏置电位)加载辊壳体112h。例如第一电极明显可以借助辊芯提供，电介质可 以借助陶瓷的辊外侧表面提供并且第二电极借助(例如金属的或金属化的)基 板提供。基板可以例如仅单侧或双侧被涂层。第一电极备选可以例如借助金属 辊提供，电介质可以借助介电的基板提供并且第二电极借助在基板上的(例如 在基板的前侧上的)金属层提供。
在不抬升基板的情况下可以由此进一步提高基板和辊套112m之间的气体 压力，这可以改进在基板和冷却辊112之间的接触面处的传热。若超过了临界 压力(由辊外侧表面和基板之间的间隙大小以及平均的自由的行程长度限定)， 那么传热由于气体微粒撞击的增加而再次降低，这就是说，存在一个最佳效果， 其与气体压力相关地由气体传导能力的最大值限定。明确而言，两种效果叠加， 两种效果中，一种效果是随微粒的数量加大传热并且另一种效果是减少传热。 显然可能需要尽可能多的微粒，以便将尽可能多的能量从一个分界面传输给其 它分界面。然而过多的微粒加大了微粒碰撞的风险(例如当平均自由行程长度 ＜间隙宽度)，因而不是所有的微粒都能传输其吸收的能量。例如可以从特定的 压力起主要通过对流(流动)传输热量，不过这减少了热传递。
辊套112m可以为此例如具有诸如氧化陶瓷或碳化陶瓷之类的电介质(例如 氧化物)或者由其形成。辊套112m备选或附加地具有铝和/或锆(Zr)或由其 形成，例如它们的氧化物。电介质可以电分离置放在其上的基板。
通过电绝缘的辊套112m可以提供在运输辊112和具有金属的基板之间的电 位差，该电位差基于由此造成的静电吸引可以提高压紧力。辊套112的击穿电 压例如可以大于1000伏(V)，例如大于约2000伏(V)或者大于3000伏(V)。
真空装置100还可以具有轴118，调温辊112例如围绕转动轴线111d地(例 如能转动地)借助该轴支承。
图2在示意性侧视图中或横截面视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示 出了按照不同的实施方式的真空装置200，例如真空装置100。
按照不同的实施方式，真空装置200具有真空腔壳体802k，在该真空腔壳 体中可以产生和/或获得真空。基板102的缠绕和/或处理(例如涂层)可以按照 不同的实施方式在真空中或真空腔壳体802k中进行。真空腔壳体802k为此可 以例如设置成空气密封的、防尘的和/或真空密封的。真空腔壳体802k可以具有 一个或多个真空腔。所述多个或每个真空腔可以具有至少一个真空区域306b、 308b、302h，例如一个或多于一个的处理区域306b、308b和之后还将详细说明 的气体放电室302h。
此外，真空腔壳体802k与泵系统804(具有至少一个粗真空泵并且可选至 少一个高真空泵)联接。泵系统804可以设置用于，从真空腔壳体802k，例如 从所述或每至少一个真空区域306b、308b、302h抽取气体，因而在所述区域内 提供真空(这就是说压力小于0.3bar)和/或在约1mbar至约10-3mbar的范围 内的压力(换句话说高真空(Finevakuum))和/或在约10-3mbar至约10-7mbar 范围内的压力(换句话说高真空(Hochvakuum))或者小于高真空、例如小于约 10-7mbar的压力(换句话说超高真空)。
真空装置200备选或附加地具有带一个或多于一个气体供应结构的气体供 应系统1716。借助该气体供应系统1716可以将气体输送给真空腔壳体802k， 例如所述或每个真空区域306b、308b、302h，以在其内形成一个气氛。视有待 执行的过程/真空范围而定，该气氛可以具有相应的组分和/或相应的压力。有待 供应的气体可以例如具有惰性气体或者由其形成。有待供应的气体可以备选或 附加地具有反应气体或由其形成，例如氧气、氮气和/或氢气。在所述或每个真 空区域306b、308b、302h中的压力可以通过气体的平衡形成，所述气体借助气 体供应系统1716供应并且借助泵系统804抽取。
此外，可以这样设置真空腔壳体802k，使得可以例如借助控制装置508调 整或调节处理基板的工作点，例如气体压力、过程温度、化学的气体组分、静 电吸引等。通常两个真空区域306b、308b、302h就它们的工作点、例如就它们 的气氛、例如就气氛的组分和/或压力而言彼此不同。
控制装置508例如可以设置用于控制和/或调节电压供应装置806、气体供 应系统1716和/或泵系统804。借助电压供应装置806可以例如为运输辊112提 供偏置电位。控制装置508例如可以设置用于控制和/或调节耦合到运输辊112 中的偏置电位和/或由偏置电位引起的吸引力，该吸引力被施加到基板102上。 控制装置508备选或附加地可以设置用于控制和/或调节过程气体的标准体积流 量，过程气体借助气体供应系统1716和/或调温辊112供应和/或借助泵系统804 抽取。
按照不同的实施方式，控制装置508可以设置用于控制和/或调节调温装置 1124(例如具有加热装置和/或冷却装置)，因而可以例如在处理期间(例如在涂 层期间)控制和/或调节(例如基板102的和/或过程气体的)过程温度。例如， 控制装置508可以设置用于控制和/或调节热功率，热功率借助调温装置1124供 应和/或借助这个调温装置汲取。
此外，可以在真空腔壳体802k中(例如在第一真空腔中)布置至少一个处 理装置306、308，例如至少一个涂层装置306、308。所述至少一个涂层装置306、 308可以设置用于将气态的涂层材料发射到至少一个处理区域306b、308b中。 用涂层材料可以对基板102涂层。按照不同的实施方式，控制装置508可以设 置用于控制和/或调节所述或每个处理装置306、308，例如通过这个控制装置控 制和/或调节材料量和/或每单位时间朝着基板102的方向105发射的热能(例如 辐射能)。
此外，真空装置200可以具有至少一个运输辊112(例如气体冷却辊112) 和可选多个导向辊122(例如转向辊)，所述导向辊提供运输路径111p，基板102 (例如带状的基板)沿着该运输路径在退卷辊112a和卷绕辊112b之间穿过至少 一个处理区域306b、308b地例如朝着运输方向(该运输方向可以垂直于转动轴 线111d)运输。导向辊122可以设置用于，使运输路径111p转向。
此外，能以如下方式对辊套112m进行钝化，即，转化辊套112m的不洁物 (例如通过氧化或另外通过化学反应)。不洁物可以具有不同于辊套112m的电 介质的材料(例如寄生沉积的涂层材料和/或基板的磨损碎屑)，例如基板的金属 或沉积在基板的前侧上的层，而基板的背侧则被处理。不洁物的转化可以借助 气体放电完成。气体放电的形成可以具有，借助至少一个电极304电离工作气 体。气体放电的形成或工作气体的电离可以具有，在至少一个电极304处(例 如在两个电极304之间)施加一个电位(也称为电极电位)。换句话说，可以为 气体放电供应电能，所述电能借助至少一个电极304供应。
辊套112m的钝化通常可以具有，降低不洁物的电导率，例如降低到小于约 10-6西门子每米(S/m)、例如小于约10-8S/m的值。钝化的不洁物(例如在转化 后，例如化学反应的反应产物)可以例如具有电介质或者由其形成，例如氧化 的和/或碳化的化合物(例如陶瓷)、例如涂层材料的和/或基板的金属的化合物。 钝化的不洁物可以例如具有金属氧化物或由其形成。钝化的不洁物可以紧接着 留在运输辊112处并且变成辊套112m的组成部分。
为了支持所述钝化，可以例如借助气体供应系统1716的气体供应结构将反 应气体(例如氧气)输送给气体放电结构或气体放电室302h的气氛(也称为气 体放电气氛)。所述或每个电极304可以产生电场，电场穿流气体放电气氛或气 体放电室302h。电场可以例如大于约1000伏/米(V/m)、例如大于约2000V/m 或者大于5000V/m。所述或每个电极可以例如具有阳极棒或由其形成。
视气体放电气氛的压力而定(至少一个电极304布置在该气体放电气氛中)， 气体放电可以具有等离子放电(例如在约10-3mbar时)或辉光放电(例如在约 10-2mbar时)。气体放电气氛通常可以具有比在例如进行涂层的所述或每个处理 区域306b、308b中更大的压力和/或更多的反应气体。为了维持这个差别，气体 放电室302h可以借助气体分离结构302与所述或每个处理区域306b、308b气 体分离，如下文中所说明那样。
图3在示意性侧视图中或横截面视图(沿转动轴线111d的观察方向，该观 察方向平行于转动轴线方向101)中示出了按照不同的实施方式的真空装置300， 例如真空装置100或200。辊套112m可以具有多孔的电介质或由其形成。与此 对应，承载辊套112m的辊壳体112h例如设置成能导电的和/或具有金属或由其 形成。
运输路径111p、例如该运输路径的第一区段111a，可以在第一区域301a中 贴近运输辊112地延伸，例如朝着运输辊112的方向。运输路径111p、例如该 运输路径的第二区段111b，可以在第二区域301b中离开运输辊112延伸。第一 区段111a和第二区段111b彼此间可以例如具有间距，该间距小于辊套112m的 直径。
气体分离结构302可以布置在第一区段111a和第二区段111b之间。气体放 电室302h(也称为空腔302h)因此可以在反面由第一区段111a、第二区段111b、 气体分离结构302和运输辊112限界。换句话说，沿运输路径111p运输的基板 在两侧实体限定气体放电室302h的界限。由于在外部限界，空腔302h在真空 装置300运行中可以向外分离气体。
气体分离明确说明了真空技术上彼此相连的区域(例如分离气体的区域) 之间在气体压力上或在气体组分上的差别。有助于气体分离的结构元件(例如 气体分离结构的一些部分)，可以被这样设置，使得可以(例如稳定地)维持真 空技术上彼此相连的区域(例如气体分离的区域)之间在气体压力上或在气体 组分上的差别。换句话说，例如所述区域之间的气体分离越大，那么在真空技 术上彼此相连的并且彼此气体分离的区域之间的气体交换就减少。
空腔302h的多于90％的边界可以例如借助气体分离结构302、运输辊112 和基板相对其周围环境真空密封地密封。基板可以备选或附加地促成少于50％ 的密封。
在空腔302h中可以布置一个或多于一个的电极304(换句话说至少一个电 极)，该电极可以设置用于激发空腔302h中的气体放电。多个电极304可以为 气体放电提供例如至少一个阳极和阴极。这例如实现了更为局部的气体放电。 多个电极304可以例如使得能借助双极的电压激发气体放电。在此，例如两个 配属于彼此的电极304可以周期性地交换它们的极性，因而形成在这些电极之 间的电场被周期性地反转。因此可以达到，当电极作为阴极运行时，去除在作 为阳极运行的电极处的沉积物(反之亦然)。因此提高了电极304的使用寿命。 多个电极304备选或附加地可以便于将两个运输方向之间气体放电对基板的影响的差异保持得尽可能小。多个电极备选或附加地可以改进与圆周面1604o的 相互作用。
气体分离结构302通常可以具有包围空腔302h的不同的组成部分。气体分 离结构302例如可以具有壳体，该壳体借助一个或多于一个的壁元件提供。气 体分离结构302和/或气体放电室302h可选可以布置在多个导向辊122之间。气 体分离结构302可选可以具有一个或多于一个的密封结构，所述密封结构将气 体分离结构302的两个彼此邻接的组成部分真空密封地相互连接起来。在气体 分离结构302和运输路径之间的间距例如可以小于约1cm(厘米)，例如小于约 0.5cm、小于约0.1cm。
在此文中为了更为简单的理解而针对正好一个电极304所作的说明也可以 相应地适用于多个电极304。
图4在示意性侧视图中或横截面视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示 出了按照不同的实施方式的真空装置400，例如真空装置100至300中的其中一 个。真空装置400可以具有一个或多于一个的涂层装置306、308。所述或每个 涂层装置306、308可以设置用于热蒸发涂层材料和/或雾化涂层材料。为了雾化 涂层材料，涂层装置306、308可以例如设置用于，产生等离子。为了热蒸发， 涂层装置可以例如具有电子束枪，借助该电子束枪来加热涂层材料。
图5在示意性侧视图中或横截面视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示 出了按照不同的实施方式的真空装置500，例如真空装置100至400中的其中一 个。
真空装置500可以具有气体交换装置402。该气体交换装置402可以具有一 个或多于一个的气体管路，该气体管路通入空腔302h。借助气体交换装置402 可以向空腔302h供应和/或抽取气体(更为普遍地称为气体混合物，也称为气体 放电气体)，以在空腔302h中形成气体放电气氛。气体放电气体借助气体交换 装置402的供应和/或抽取可选可以例如借助控制装置508经控制和/或经调节地 完成。这使得能控制和/或调节空腔302h内的压力和/或空腔302h与其周围环境 的压力差。
借助气体管路可以例如将气体放电气体供应给空腔302h，这就是说提供气 体供应结构。气体放电气体可以例如从至少一个气体源(例如气体料箱)输送 和/或混合。空腔302h备选或附加地可以借助气体管路抽取气体放电气体，这就 是说提供气体排出结构。气体放电气体可以例如借助泵804(例如高真空泵)泵 出。
气体管路通常可以以如下方式实现气体的有意的交换，即，使气体放电气 体导引穿过气体管路。气体管路可以例如具有管、阀、在固体中的空心体或类 似物，并且可选具有一个或多于一个的阀。气体供应结构可以例如借助辊套112m 的气体出口112o提供。可以例如将从气体出口112o出来的气体放电气体或该 气体放电气体的至少一个组成部分(例如惰性气体)输送给运输辊112。气体供 应结构备选或附加地可以具有空腔302h内的一个或多于一个的喷嘴，气体放电 气体(例如扩散地)或者该气体放电气体的至少一个组成部分(例如反应气体) 可以从该喷嘴出来。
换句话说，气体放电气体可以具有惰性气体和反应气体。惰性气体、例如 氩气，可以设置成，相对于基板和/或涂层材料是惰性的。反应气体、例如氧气、 氮气和/或氢气，可以设置用于，与不洁物反应成为电介质，例如反应成为管套 112m的电介质。可以例如借助气体放电激发不洁物与反应气体的反应。
图6在示意性侧视图中或横截面视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示 出了按照不同的实施方式的真空装置600，例如真空装置100至500中的其中一 个。
气体分离结构302可以具有一个或多于一个的导向辊122，该导向辊设置用 于，在第一区域301a和/或第二区域302b中使运输路径111p转向。这使得能达 到更大的缠绕度(也称为沿着基板与运输辊112接触的角度)。所述一个或多于 一个的导向辊122可以例如物理地界定空腔302h。运输路径111p备选或附加地 可以布置在导向辊122和空腔302h之间。在气体分离结构302和所述或每个导 向辊122之间的间距小于约1cm(厘米)、例如小于约0.5cm、小于约0.1cm。
图7在示意性侧视图中或横截面视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示 出了按照不同的实施方式的真空装置700，例如真空装置100至600中的其中一 个。
基板102可以用第一侧面102a贴靠到运输辊112上，例如与辊套112m处 于实体接触。基板102在第一侧面102a与运输辊112接触之前，可选可以在第 一侧面102a上已经例如用第一层(也称为背侧涂层)涂层。基板102可以在背 对运输辊112的第二侧面102b上在至少一个处理区域306b、308b中例如用第 二层涂层。第一层和/或第二层可以具有金属或者由其形成，例如铜。第一层和 第二层备选或附加地可以具有相同的化学组分。第一层可选可以是多层的，例 如具有铜层和在该铜层上的铜镍层(称为钝化层)。
基板102可以例如具有载体，该载体在至少一个处理区域306b、308b中用 涂层材料涂层。载体可以例如具有膜或由其形成。载体可以备选或附加地具有 电介质或由其形成，例如具有塑料(例如PET和/或PI)或者另一种聚合物。
通常向辊壳体112h提供参考电位，例如接地电位704。但参考电位也可以 是其它电位，例如相对接地电位为正的电位。通常此文中的电压说明可以涉及 参考电位。
参照参考电位，基板102可以例如由于在至少一个处理区域306b、308b中 的涂层过程而充电。涂层过程例如可以将载流子(例如电子和/或离子)传递给 基板102(更为普遍地也称为充电供应或充电)。电子可以例如源自电子束枪， 借助该电子束枪蒸发涂层材料。
基板102可以由于充电而被提供一个电位(也称为基板电位)。基板电位可 以不同于参考电位。基板102基于该基板电位可以被运输辊112电(例如静电 地)吸引。
可以这样来设置真空装置700，使得至少沿着基板的与运输辊112接触的区 段维持基板电位。这还借助介电的辊套112m达到，所述辊套将基板102与辊壳 体112h或参考电位电分离。
为了使基板102能更好地从运输辊112脱离，可以借助气体放电降低在第 一区域301a和/或第二区域301b中的基板电位(更为普遍地也称为电荷输出或 电中和或者放电)。气体放电可以提供载流子，当载流子与基板102接触时，所 述载流子减少了基板102的电荷。
基板102的电中和和/或充电可选可以例如借助控制装置508经控制和/或经 调节地进行。因此可以调整吸引力。
为了激发气体放电，可以为至少一个电极304提供例如几百伏(V)、例如 至少约1000V的电极电位。电极电位可以借助电压供应装置806提供。电极电 位通常由电压供应装置806借助混合电压(具有直流电压和/或交流电压)提供。 交流电压可以提供电极电位的连续的变化。与此对应，直流电压可以至少部分 基本上随时间恒定不变。电压可选可以是脉冲的，例如双极或单极脉冲。
直流电压可以例如以一个频率(也称为极性转换频率)周期性地转换极性。 直流电压备选或附加地可以是以频率(然后也称为脉冲频率)脉冲的。脉冲的/ 转换极性的直流电压可以提供跳跃式可变的电极电位。电压的频率(例如交流 电压频率、极性转换频率或脉冲频率)可以小于1MHz(兆赫兹)、例如小于约 100kHz(千赫兹)、例如小于约50kHz、例如小于约10kHz、例如小于约1kHz。
气体放电气氛可以例如具有在10-2毫巴(mbar)至约10-4毫巴的范围内的 压力。气体放电气氛备选或附加地至少具有反应气体或由其形成，例如氧气。 借助反应气体可以将沉积在运输辊112上的多余的磨损碎屑(例如背侧涂层的 金属)转化成电介质。因此可以防止基板的静电吸引受到所述磨损碎屑的阻碍。 换句话说，可以更长时间地维持基板102在静电吸引方面的运行性能。
图8在示意性细节视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示出了按照不同 的实施方式的真空装置800，例如真空装置100至700中的其中一个。涂层装置 308、306可以例如具有钳锅814和/或布置在运输辊112的与气体分离结构302 对置的侧面上。气体分离结构302可选可以具有冷却装置，该冷却装置设置用 于，从气体分离结构302的壁元件302g汲取热能。
图9在示意性细节视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示出了按照不同 的实施方式的真空装置900，例如真空装置100至800中的其中一个。所述或每 个电极304可选可以具有一个或多于一个的磁体802。因此可以改进气体放电。 至少一个电极304例如可以是磁控管的一部分。
图10在示意性细节视图(沿转动轴线111d的观察方向)中示出了按照不 同的实施方式的、例如用于运行真空装置100至900中的其中一个的方法1000。
所述方法1000可以具有：在1001中在第一区域中贴近运输辊地并且在第 二区域中离开运输辊地运输带状的基板；在1003中可选朝着运输辊发射涂层材 料以用该涂层材料对(例如贴靠在运输辊上的)基板涂层；在1005中激发布置 在第一区域和第二区域之间的气体放电。
如之前所说明的那样，基板可以被运输辊静电地吸引。在基板和运输辊之 间的吸引力可选可以例如借助控制装置加以控制和/或调节。吸引力可以在基板 的电位和运输辊的电位之间介导，它们借助电介质彼此电分离。
如之前所说明那样，基板和/或运输辊在运输1001期间暴露于气体放电。作 用到运输辊上的气体放电可以将运输辊的不洁物转化成电介质。作用到基板上 的气体放电可以促成基板的电中和，因而这个基板可以更为简单地脱离运输辊。 电中和可以明显减小吸引力。
换句话说，方法1000在1005中具有：以如下方式钝化运输辊的不洁物的 一部分，即，借助气体放电将不洁物的这一部分转化成电介质，其中，基板还 暴露于气体放电。为了转化，将反应气体、例如氧气输送给气体放电。
接下来说明不同的示例，所述示例涉及之前所说明的和附图中示出的内容。
例1是一种真空装置，其具有：用于在第一区域中贴近辊套地并且在第二 区域中离开辊套地提供运输路径的运输辊，该运输辊具有介电的辊套，其中， 辊套例如具有多孔的电介质；气体分离结构，其提供分离气体的空腔，其中， 该空腔从第一区域内的运输路径延伸至第二区域内的运输路径并且与辊套邻 接；用于激发气体放电的电极，其中，电极布置在空腔中。
例2是一种真空装置，其具有：用于在第一区域中贴近辊套地并且在第二 区域中离开辊套地提供运输路径的运输辊，其中，辊套是介电的，其中，辊套 例如具有多孔的电介质；用于激发气体放电的两个电极(这就是说一个电极和 一个附加的电极)，其中，两个电极布置在第一区域内的运输路径和第二区域内 的运输路径之间；并且可选一个气体分离结构，该气体分离结构提供分离气体 的空腔，其中，该空腔从第一区域内的运输路径延伸至第二区域内的运输路径 并且与辊套邻接。
例3是一种真空装置，其具有：用于在第一区域中贴近圆周面地并且在第 二区域中离开圆周面地提供运输路径的运输辊，该运输辊具有(例如辊壳体的) 圆周面，其中，在圆周面上提供电介质层(例如作为辊套的一部分)；气体分离 结构，该气体分离结构提供分离气体的空腔，其中，该空腔从第一区域内的运 输路径延伸至第二区域内的运输路径并且与介电层邻接；用于激发气体放电的 电极，其中，该电极布置在空腔中。
例4是按照例1至3中任一个所述的真空装置，还具有：用于朝着运输辊 发射涂层材料的涂层装置，其中，该涂层装置例如具有电子束源。
例5是按照权利要求1至4中任一项所述的真空装置，其中，气体分离结 构具有一个或多于一个界定空腔的壁元件。
例6是按照例1至5中任一个所述的真空装置，还具有：用于将一种或多 于一种的气体供应到空腔中的气体供应结构，其中，该气体供应结构例如设置 用于，将第一种气体(例如惰性气体)穿过辊套地供应和/或将第二种气体(例 如反应气体)穿过与辊套在空间上分离的出口(例如喷嘴)地供应。
例7是按照例6的真空装置，其中，气体具有反应气体，其中，反应气体 例如设置用于，与基板的金属和/或与涂层材料反应成电介质，其中，气体供应 结构例如具有反应气体源，该反应气体源具有反应气体。
例8是按照例1至7中任一个所述的真空装置，还具有：一个或多于一个 的、用于贴近运输辊和/或离开这个运输辊地导引的运输路径，其中，第一导向 辊例如布置在第一区域内和/或第二导向辊布置在第二区域内，和/或其中，气体 分离结构布置在多于一个的导向辊的两个导向辊之间。
例9是按照例1至8中任一个所述的真空装置，其中，运输辊具有调温装 置(例如冷却装置)，该调温装置设置用于向辊套供应和/或汲取热能。
例10是按照例1至9中任一个所述的真空装置，还具有：在空腔内的配属 于电极的附加的电极，其中，电极和附加的电极例如这样彼此接线，使得这些 电极在运行中提供阳极和阴极。
例11是按照例1至10中任一个所述的真空装置，还具有：电压供应装置， 该电压供应装置设置用于，将电压施加到电极上，其中，电压例如是混合电压 和/或是脉冲的，例如双极地或单极地脉冲。
例12是按照例1至11中任一个所述的真空装置，其中，电极具有一个或 多于一个的磁体以在气体分离结构内提供磁场。
例13是按照例1至12中任一个所述的真空装置，还具有：控制装置，该 控制装置设置用于，在空腔内提供在约10-2mbar至约10-4(例如10-3)mbar范 围内的压力；和/或在气体分离结构旁(例如在空腔外)在运输路径处提供附加 的压力，其中，在空腔内的压力和附加的压力之间的比例大于约10(例如大于 50)。
例14是按照例1至13中任一个所述的真空装置，其中，运输路径和/或辊 套暴露于气体放电。
例15是按照例1至14中任一个所述的真空装置，其中，辊套具有由电介 质(即，介电层)构成的层或由其形成。
例16是按照例1至15中任一个所述的真空装置，其中，气体分离结构设 置用于，相对气体分离结构的外部气体分离气体放电；和/或提供大于约10(例 如大于50)的在空腔内的压力和空腔外气体分离结构处的附加的压力之间的比 例。
例17是按照例1至16中任一个所述的真空装置，其中，空腔在彼此对置 的侧面上由气体分离结构和辊套界定；和/或由在第一区域和第二区域中的运输 路径界定。
例18是按照例1至17中任一个所述的真空装置，其中，涂层装置是一种 物理涂层装置。
例19是按照例1至18中任一个所述的真空装置，其中，气体分离结构具 有冷却装置，该冷却装置设置用于汲取热能。
例20是按照例1至19中任一个所述的真空装置，还具有：控制装置，该 控制装置设置用于，控制沿着运输路径运输的基板和运输辊之间的电吸引力。
例21是按照例20所述的真空装置，其中，控制装置设置用于，为基板提 供第一电位并且为运输辊提供不同于第一电位的第二电位，其中，在第一电位 和第二电位之间的电场例如贯穿辊套，其中，例如在第一电位和第二电位之间 施加吸引力。
例22是一种例如用于运行按照例1至21中任一个所述的真空装置的方法， 该方法具有：在第一区域中靠近运输辊地并且在第二区域中离开运输辊地运输 带状的基板，其中，基板被运输辊电(例如静电地)吸引；可选朝着运输辊发 射涂层材料以用涂层材料对基板涂层；激发在第一区域和第二区域之间的气体 放电，其中，基板和运输辊暴露于气体放电；并且其中，将反应气体输送给气 体放电，其中，反应气体例如设置用于，钝化涂层材料和/或基板的金属(反应 成一种电介质)。
例23是例如按照例22所述的和/或用于运行按照例1至21中任一个所述的 真空装置的方法，该方法具有：借助运输辊运输带状的基板；可选朝着运输辊 发射涂层材料以用涂层材料对借助运输辊运输的基板涂层；借助气体放电将涂 层材料的沉积在运输辊上的一部分转化成电介质，基板暴露于所述气体放电。
例24是按照例22或23所述的方法，其中，借助电压(例如混合电压)激 发气体放电，其中，电压例如是脉冲的，例如双极地和/或单极地脉冲。
例25是按照例22至24中任一项所述的方法，其中，基板具有金属(例如 用该金属涂层)或者由其形成，其中，所述金属例如布置在基板的聚合物上。
例26是按照例22至25中任一项所述的方法，其中，发射涂层材料具有， 借助电子束蒸发涂层材料。
例27是按照例22至26中任一项所述的方法，其中，基板的电位不同于运 输辊的电位。
例28是使用(这就是说同样的)电子(例如在真空中和/或按照例1至21 中任一个所述的真空装置中)以同时对基板放电(中和)并且电气钝化运输辊 (例如借助气体放电)，其中，钝化例如具有，在运输辊上(例如该运输辊的外 侧表面上)形成电介质，其中，例如放电具有，减小在基板和运输辊(例如接 地电位)之间的电位差。

Claims (10)

1.一种真空装置，具有：
·用于在第一区域(301a)中贴近辊套(112m)地并且在第二区域(301b)中离开辊套(112m)地提供运输路径(111p)的运输辊(112)，该运输辊具有介电的辊套(112m)；
·气体分离结构(302)，该气体分离结构提供分离气体的空腔(302h)，其中，空腔(302h)从第一区域(301a)中的运输路径(111p)延伸到第二区域(301b)中的运输路径(111p)并且与辊套(112m)邻接；
·用于激发气体放电的电极(304)，其中，该电极(304)布置在空腔(302h)中，
其中，所述运输路径(111p)在所述第一区域(301a)中经过所述气体分离结构(302)贴近辊套(112m)，围绕所述运输辊(112)延伸，并且在所述第二区域(301b)中经过所述气体分离结构(302)远离辊套(112m)延伸，使得所述运输路径和所述辊套暴露于气体放电。
2.根据权利要求1所述的真空装置，还具有：用于朝着所述运输辊(112)发射涂层材料的涂层装置(306、308)。
3.根据权利要求1或2所述的真空装置，其中，所述气体分离结构(302)具有一个或多于一个界定所述空腔(302h)的壁元件。
4.根据权利要求1或2所述的真空装置，还具有：
用于将气体供应到所述空腔(302h)中的气体供应结构。
5.根据权利要求4所述的真空装置，其中，所述气体供应结构设置用于，穿过所述辊套(112m)地供应气体。
6.根据权利要求1或2所述的真空装置，其中，所述运输辊(112)具有调温装置(1124)，该调温装置设置用于向所述辊套(112m)供应和/或汲取热能。
7.根据权利要求1或2所述的真空装置，还具有：在所述空腔(302h)内的配属于所述电极(304)的附加的电极(304)。
8.根据权利要求7所述的真空装置，其中，所述电极(304)和所述附加的电极(304)这样相互接线，使得这些电极在运行中提供阳极和阴极。
9.真空装置，具有：
·用于在第一区域(301a)中贴近辊套(112m)地并且在第二区域(301b)中离开辊套(112m)地提供运输路径(111p)的运输辊(112)，其中，辊套(112m)具有电介质；
·两个用于激发气体放电的电极(304)，其中，两个电极(304)布置在第一区域(301a)中的运输路径(111p)和第二区域(301b)中的运输路径(111p)之间，
其中，所述运输路径(111p)在所述第一区域(301a)中经过气体分离结构(302)贴近辊套(112m)，围绕所述运输辊(112)延伸，并且在所述第二区域(301b)中经过所述气体分离结构(302)远离辊套(112m)延伸，使得所述运输路径和所述辊套暴露于气体放电。
10.一种用于运行权利要求1或9所述的真空装置的方法(1000)，具有：
·在第一区域(301a)中贴近运输辊(112)地并且在第二区域(301b)中离开运输辊(112)地运输带状的基板(102)，其中，基板被运输辊(112)电吸引；
·在第一区域(301a)和第二区域(301b)之间激发气体放电，其中，基板(102)和运输辊(112)暴露于气体放电，其中，反应气体被供应给气体放电。
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