DE102004021734A1

DE102004021734A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Beschichtung flacher Substrate mit optisch aktiven Schichtssystemen

Info

Publication number: DE102004021734A1
Application number: DE200410021734
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr. Schulze; Matthias Dr. List
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2024-05-01
Also published as: CN1950539A; DE102004021734B4; WO2005106069A1; CN1950539B

Abstract

Der Erfindung, die eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Beschichtung flacher Substrate mit optisch aktiven Schichtsystemen, bestehend aus mehreren Teilschichten, betrifft, die in einzelne Beschichtungskompartments mit Magnetrons aufgeteilt ist, die ihrerseits mit Targets versehen sind, und die Beschichtungskompartments mit Vakuumpumpen zu ihrer Evakuierung versehen sind, voneinander getrennt sind, und ein entsprechendes Verfahren betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die der Gasseparationen zwischen Pumpkompartments zu reduzieren, um damit sowohl den Herstelleraufwand als auch den Aufwand für den Betreiber von längserstreckten Vakuumbeschichtungsanlagen zu minimieren. Dies wird dadurch gelöst, dass zur Abscheidung von mindestens zwei aufeinander liegenden Teilschichten eines Schichtsystems die Targets auf den Magnetrons der entsprechend hintereinander angeordneten Beschichtungskompartments aus dem Material der zu erzeugenden Schicht bestehen und beide Beschichtungskompartments (8; 13) unter Vermeidung einer zwischenliegenden Gasschleuse über einen Strömungswiderstand miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Beschichtung flacher Substrate mit optisch aktiven Schichtsystemen bestehend aus mehreren Teilschichten, bei der eine Transportvorrichtung zum Transport der Substrate in einer Transportrichtung angeordnet ist, und die in einzelne Kompartments, welche in Transportrichtung hintereinander liegen, aufgeteilt ist, derart, dass zur Abscheidung der Teilschichten Beschichtungskompartments mit Magnetrons angeordnet sind, die ihrerseits mit Targets versehen sind, und diese Beschichtungskompartments mit Vakuumpumpen zur Evakuierung in den Beschichtungskompartments versehen sind, voneinander getrennt sind.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung flacher Substrate mit optisch aktiven Schichtsystemen, bestehend aus mehreren Teilschichten, bei dem ein Substrat in einer Transportrichtung durch mehrere Kompartments einer Vorrichtung geführt wird, wobei zumindest ein Teil der Teilschichten in jeweils einem der Beschichtungskompartment aufeinander folgend abgeschieden werden.
Vorzugsweise flache Substrate werden mit optisch aktiven Schichtsystemen mittels Sputtertechnik versehen, z.B. mit wärmereflektierenden Schichtsystemen. Derartige Schichtsysteme sind grundsätzlich in folgender Weise aufgebaut:

a) erste dielektrische Entspiegelungsschicht (Grundschicht)
b) – Unterblockerschicht (optional)
- Ag-Schicht
- Oberblockerschicht
c) zweite dielektrische Entspiegelungsschicht (Deckschicht)

Die Schichtsysteme werden aus den entsprechenden Einzelschichten in Vakuumfolge in einem Durchlauf abgeschieden. Dazu werden in einer längserstreckten Vakuumanlage, die einzelne Kompartments aufweist, die in Längsrichtung hintereinanderliegend miteinander verbunden sind, flache Substrate bewegt. In einigen dieser Kompartments sind entsprechende Magnetrons angeordnet, die damit zu Beschichtungskompartments gestaltet werden.
Die Beschichtung findet in den Beschichtungskompartments in einer Prozessgasatmosphäre statt, die beispielsweise einen reaktiven Beschichtungsvorgang erlaubt. Die dazu erforderliche Prozessgasversorgung jedes einzelnen Beschichtungskompartments wird durch Gaseinlass- und Pumpeinrichtungen realisiert. Dadurch wird es möglich, für jedes einzelne Magnetron, entsprechend den zu realisierenden Schichteigenschaften Prozessgaszusammensetzungen einzustellen und zu regeln.
Das Partialdruckverhältnis zweier benachbarter Beschichtungskompartments wird als Gasseparationsfaktor bezeichnet. Der Gasseparationsfaktor definiert den Entkopplungsgrad der zu trennenden Kompartments.
Zwischen den Magnetrons, die aus technologischen Gründen mit stark unterschiedlichen Gaszusammensetzungen, d.h. mit einem großen Gasseparationsfaktor betrieben werden müssen, sind Gasschleusen erforderlich, die eine Entkopplung der Gaszusammensetzungen (Gasseparation) in Transportrichtung der Substrate nacheinander folgend angeordneter Magnetron gewährleisten. Die Gasschleusen werden durch Kompartments, die anstelle von Magnetrons mit Pumpeinrichtungen bestückt sind (Pumpkompartments), realisiert.

Bisher werden die Grundschicht oder die Deckschicht im Allgemeinen durch reaktives Sputtern von metallischen Targets in einem Ar/O₂-Gemisch erzeugt. Oft besteht diese dielektrische Schicht jedoch aus mehreren Teilschichten unterschiedlicher Materialien. Um gerade beim Einsatz von beispielsweise TiO₂ oder Nb₂O₅ eine ökonomisch sinnvolle Beschichtungsrate zu erreichen, werden bereits teilweise teilreaktive Prozesse mit sogenannten keramischen Targets eingesetzt. Gleichzeitig werden andere Teilschichten dieser Grund- oder Deckschicht vollreaktiv von metallischen Targets abgeschieden.

Beide Prozesse unterscheiden sich stark in ihren Reaktivgaspartialdrücken. So sind die Reaktivgaspartialdrücke bei vollreaktiven Prozessen in der Größenordnung 10mal höher als bei teilreaktiven Prozessen von keramischen Targets. Sind also beide Prozesse in Transportrichtung des Substrates hintereinander angeordnet, erfordert dies einen hohen Gasseparationsfaktor in der Größenordnung von 40 bis 60 zwischen diesen Prozessen, um eine gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden und außerdem Schichtdickenhomogenitäten über de Reaktivgasverteilung ausregeln zu können.

Nach der Abscheidung der Grundschicht folgen im Allgemeinen metallische Prozesse mit geringen Reaktivgaspartialdrücken zur Abscheidung der Ag-Schicht und den umgebenden metallischen oder substöchiometrischen Blockerschichten, wie oben dargestellt. Die Abscheidung der Ag-Schicht erfolgt möglichst rein metallisch ohne eine Zugabe von Sauerstoff. Aus diesen Gründen ist im Allgemeinen ein Gasseparationsfaktor größer als 20 erforderlich, um die Gaszusammensetzungen der metallischen Abscheidung der Ag-Schicht von der der reaktiven Abscheidung der dielektrischen Grund- und Deckschicht zu trennen. Die Deckschicht wird mit vollreaktiven Prozessen von metallischen Targets abgeschieden.

Wie dargestellt, erfordert jede Gasseparation bei größeren Gasseparationsfaktoren, typischer Weise in der Größe von 10, bauliche Maßnahmen, die die Baulänge von Vakuumbeschichtungsanlagen erhöhen und den Herstellungsaufwand, beispielsweise durch einen erhöhten Pumpeneinsatz, vergrößern.

In der EP 1 371 745 A1 ist eine Abscheidung zweier benachbarter Schichten beschrieben, wobei beide Beschichtungen nicht-reaktiv erfolgen. Damit soll eine Verbesserung der optischen Eigenschaften optisch aktiver Schichtsysteme erreicht werden. Eine Vereinfachung des anlagenseitigen Aufbaues ist damit jedoch nicht verbunden, da zwischen den in Frage kommenden Beschichtungskompartments Gasschleusen vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die der Gasseparationen zwischen Pumpkompartments zu reduzieren, um damit sowohl den Herstelleraufwand als auch den Aufwand für den Betreiber von längserstreckten Vakuumbeschichtungsanlagen zu minimieren.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe anordnungsseitig dadurch gelöst, dass zur Abscheidung von mindestens zwei aufeinander liegenden Teilschichten eines Schichtsystems die Targets auf den Magnetrons der der entsprechenden in Transportrichtung hintereinander angeordneten Beschichtungskompartments aus dem Material der zu erzeugenden Schicht bestehen. Das bedeutet, dass reaktive Prozesse zur Erzeugung des Schichtmateriales – durch ein Zusammenwirken von Reaktivgas und einem von dem abzuscheidenden Schichtmaterial verschiedenen Targetmaterial – vermieden werden. Damit sind Gasschleusen zwischen den Beschichtungsprozessen der einzelnen Teilschichten nicht mehr erforderlich. Somit werden gemäß der Erfindung die Beschichtungskompartments in einer ersten Möglichkeit direkt mit den Vakuumpumpen versehen und die Beschichtungskompartments direkt miteinander verbunden. Eine zweite Möglichkeit sieht vor dass Pumpkompartments vorgesehen sind, die mit den Vakuumpumpen versehen sind, wobei jeweils ein Pumpkompartment in Transportrichtung vor einem Beschichtungskompartment, zwischen den Beschichtungskompartments und nach einem Beschichtungskompartment angeordnet ist. In jedem Falle sind beide Beschichtungskompartments (8; 13) unter Vermeidung einer zwischenliegenden Gasschleuse über einen Strömungswiderstand miteinander verbunden.

Dadurch, dass die Targets der hintereinander angeordneten Beschichtungskompartments aus dem Material der zu erzeugenden Schicht bestehen, werden beide hintereinander liegenden Beschichtungsprozesse teil- oder nicht-reaktiv erfolgen können, wodurch starke Unterschiede in deren Reaktivgaspartialdrücken vermieden werden können. Dadurch kann eine Gasschleuse zwischen den Beschichtungskompartments, bei der mit einem Pumpkompartment eine zusätzliche Vakuumabsaugung zwischen den Beschichtungskompartments erfolgt, entfallen. Dies geschieht dadurch, dass die Beschichtungskompartments entweder direkt aneinander gereiht werden, wenn an ihnen die Pumpen direkt angeordnet sind, z.B. an einem auf der Oberseite des Beschichtungskompartments liegenden Deckel. Es kann aber auch eine Pumpkompartment für die Anordnung der Vakuumpumpen der beiden Beschichtungskompartments zwischen diesen vorgesehen werden. In jedem Falle wird durch die Erfindung erreicht, dass zur erforderlichen Gasseparation ein Strömungswiderstand zwischen den Beschichtungskompartments ausreichend ist und damit die Anordnung eines zusätzlichen Pumpkompartments zur Realisierung einer Gasschleuse vermieden. Dadurch kann die Baulänge einer längserstreckten Vakuumbeschichtungsanlage verkürzt und der Aufwand an Vakuumpumpen reduziert werden.

In einer bevorzugten Variante bestehen die Targets aus elektrisch leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen. Mittels dieser Materialien wird es möglich, nicht-reaktive oder teilreaktive Sputterprozesse zu fahren. Damit werden in besonderer Weise aufeinanderfolgende Beschichtungsprozesse mit stark unterschiedlichen Partialdrücken vemieden. Vertreter von elektrische leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen sind solche Materialien, die im allgemeinen als „keramische Materialen" bezeichnet werden.

Targets aus diesen Materialien bestehen beispielsweise aus TiO_x, ZnO_x:AlO_x oder NbO_x. Dabei gibt der Index „x" an, dass es sich bei diesen Materialien um stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungstargets handelt. Beispielsweise wird eine Schicht aus stöchiometrischen TiO_x, bei dem x = 2, d.h. TiO₂, aus einem substöchiometrischen Target mit TiO_x bei x = 1,85 abgeschieden.

Ein reaktiver Prozess ist dadurch gekennzeichnet, dass von einem metallischen Target unter Zugagbe von Reaktivgas die stöchiometrische Verbindungsschicht auf dem Substrat abgeschieden wird. Dementsprechend wird unter einem teilreaktiven Sputterprozess die Abscheidung der stöchimetrischen Schicht von einem bereits substöchimetrischen oder stöchimetrischen Verbindungstarget unter der Bedingung elektrischer Leitfähigkeit des Targetmateriales unter Zugabe einer gegenüber dem reaktiven Prozess deutlich geringeren Menge von Reaktivgas verstanden. Ein nicht-reaktiver Prozess findet ohne Zugabe von Reaktivgas statt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zwischen zwei Beschichtungskompartments angeordnete Pumpkompartment mit einer Vakuumpumpe für das Beschichtungskompartment auf der einen Seite und einer von der ersten Vakuumpumpe vakuumtechnisch getrennten zweiten Vakuumpumpe für das Beschichtungskompartment auf der anderen Seite versehen ist. Ein solches Pumpkompartment wird eingesetzt, wenn die Vakuumpumpen für die Beschichtungskompartments nicht direkt mit diesen verbunden werden können. Damit können zwei einzelne Pumpkompartments für je ein Beschichtungskompartment vermieden und in einem Pumpkompartment integriert werden. Auch dies dient der Verringerung von Baulänge.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand kleiner als 20 ist.

Günstig ist dabei wenn der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand kleiner als 10 ist.

In einer besonders günstigen Ausführung ist vorgesehen, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand 5 bis 10 beträgt.

Bevorzugte elektrisch leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen der Targets sind TiO_x, ZnO_x:AlO_x oder NbO_x.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das oder die Magnetron mit einem Target aus dem Material der zu erzeugenden Schicht als Rohrmagnetron ausgebildet sind. Rohrmagnetron weisen einen hohlzylinderförmigen Targetkörper auf, der um ein Magnetsystem herum drehbar gelagert ist. Damit wird ein gleichmäßiger Abtrag des Materials und damit eine hohe Ausnutzung des Targetmaterials erreicht. Somit lassen sich insbesondere Targetmaterialien aus elektrisch leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen kostengünstig einsetzen.

Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens zwei direkt aufeinander folgender Teilschichten nicht- oder teil-reaktiv aus dem einem Target aus dem Material der jeweiligen Teilschicht abgeschieden werden. Die aufeinander folgenden Beschichtungsschritte können durch dieses Verfahren mit geringeren Partialdruckunterschieden realisiert werden, da damit eine Mischung von reaktiven und nicht-reaktiven Beschichtungsprozessen vermieden werden kann, wodurch sich der anlagentechnische Aufwand sowohl in der Herstellung als auch im laufenden Betrieb verringert.

Insbesondere können reaktive Beschichtungsprozesse dadurch vermieden werden, dass die Teilschichten aus elektrisch leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen abgeschieden werden.

Eine vorteilhafte Gestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist für die Herstellung einer optisch aktiven Schicht, insbesondere einer wärmereflektierenden Schicht dadurch vorgesehen, dass ein Substrat in der Reihenfolge aus einer Grundschicht, bestehend aus dielektrischen Teilschichten, einer Reflektionsschicht mit optionalen Unter- und/oder Oberblockschicht und einer Deckschicht bestehend aus dielektrischen Teilschichten beschichtet wird, wobei die dielektrischen Teilschichten der Grundschicht von Targets aus elektrisch leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen abgeschieden werden.

Dabei kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft zum Tragen, wenn sowohl die dielektrischen Teilschichten der Grundschicht als auch die dielektrischen Teilschichten der Deckschicht von Targets aus elektrisch leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen abgeschieden werden.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand kleiner als 20 ist.

Hierbei ist es günstig, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand kleiner als 10 ist.

In einer besonders günstigen Ausführung beträgt der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand 5 bis 10.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
1 einen Querschnitt durch ein optisches Schichtsystem nach dem Stand der Technik,
2 einen schematischen Querschnitt durch eine Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zur Herstellung eines Schichtsystems nach 1,
3 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Schichtsystems nach 1 und
4 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebautes Schichtsystem als zweites Ausführungsbeispiel.
Wie in 1 dargestellt, besteht ein Schichtsystem 1, das auf ein Substrat 2 aufgebracht ist, aus einer auf dem Substrat 2 aufliegenden Grundschicht 3, einer darauf liegenden Ag-Schicht 4, eine darauf abgeschiedenen Blockerschicht 5 und schließlich einer Deckschicht 6. Die Grundschicht besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus TiO_x.
In 2 der schematische Querschnitt eines Teiles einer Vakuumbeschichtungsanlage dargestellt, der der Beschichtung der Schichtenfolge Grundschicht 3 und Ag-Schicht 4 dient.
Diese Vorrichtung besteht aus einem in Transportrichtung 7 gesehen ersten Beschichtungskompartment 8, in dem ein erstes Rohrmagnetron 9 angeordnet ist. Dieses Rohrmagnetron weist ein erstes hohlzylinderförmiges Target 10 aus Ti auf. Zur Abscheidung des TiO_x der Grundschicht wird in das erste Beschichtungskompartment 8 während der Beschichtung ein O₂-haltiges Reaktivgas eingeleitet, wodurch eine reaktive Beschichtung von TiO_x erfolgt.
Zur Einstellung des erforderlichen Prozessvakuums in dem ersten Beschichtungskompartment 8 ist in Transportrichtung 7 anschließend ein erstes Pumpkompartment 11 mit einer ersten Vakuumpumpe 12 angeordnet.
Zur Abscheidung der Ag-Schicht ist ein zweites Beschichtungskompartment 13 vorgesehen, das mit einem zweiten Rohrmagnetron 14 versehen ist. Dieses zweite Rohrmagnetron 14 weist ein hohlzylinderförmiges zweites Target 15, welches aus metallischem Ag besteht. In diesem zweiten Beschichtungskompartment 13 wird nun die Ag-Schicht 4 rein metallisch abgeschieden.
Zur Einstellung des Prozessvakuums in dem zweiten Beschichtungskompartment 13 ist ein in Transportrichtung 7 vorher liegendes zweites Pumpkompartment 16 angeordnet, welches mit einer zweiten Vakuumpumpe 17 versehen ist.
Die unterschiedlichen Beschichtungsprozesse in den beiden Beschichtungskompartments 8 und 13 – nämlich der reaktive Prozess im ersten Beschichtungskompartment 8 und der nicht-oder teil-reaktive Prozess in dem zweiten Beschichtungskompartment 13 erfordern zwischen ihnen eine hohe Gasseparation, d.h. eine Gasseparation mit einem hohen Gasseparationsfaktor. Diese hohe Gasseparation kann nun über eine drittes Pumpkompartment 18 mit einer dritten Vakuumpumpe 19 realisiert werden, mit dem eine Gasschleuse durch eine Zwischenabsaugung der Transportstrecke 20 bewerkstelligt wird.
Zum besseren Vergleich der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem Stand der Technik, wie sie in 2 dargestellt ist, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 3 der Teil der Vakuumbeschichtungsanlage in erfinderischer Ausgestaltung dargestellt, der ebenfalls der Abscheidung der Grundschicht 3 und der Ag-Schicht 4 dient. Zur besseren Vergleichbarkeit werden auch hier die gleichen Bezugszeichen und entsprechende Bezeichnungen verwandt.
Diese Vorrichtung besteht aus einem in Transportrichtung 7 gesehen ersten Beschichtungskompartment 8, in dem ein erstes Rohrmagnetron 9 angeordnet ist. Dieses Rohrmagnetron weist ein erstes hohlzylinderförmiges Target 10 aus TiO_x auf. Zur Abscheidung des TiO_x der Grundschicht wird von dem ersten Target 10 nicht-reaktiv, d.h. im wesentlichen in Ar-Atmosphäre, gesputtert, denn das Material des ersten Targets 10 entspricht dem Schichtmaterial der Grundschicht 3.
Zur Abscheidung der Ag-Schicht ist ein zweites Beschichtungskompartment 13 vorgesehen, das mit einem zweiten Rohrmagnetron 14 versehen ist. Dieses zweite Rohrmagnetron 14 weist ein hohlzylinderförmiges zweites Target 15, welches aus metallischem Ag besteht. In diesem zweiten Beschichtungskompartment 13 wird nun die Ag-Schicht 4 rein metallisch abgeschieden.
Zur Einstellung des erforderlichen Prozessvakuums in dem ersten Beschichtungskompartment 8 und in dem zweiten Beschichtungskompartment 13 ist zwischen dem ersten Beschichtungskompartment 8 und dem zweiten Beschichtungskompartment 13 liegendes viertes Pumpkompartment 20 angeordnet. Dieses vierte Pumpkompartment ist durch eine Trennwand 21 in eine erste Vakuumkammer 22 und eine zweite Vakuumkammer 23 geteilt. Dabei die erste Vakuumkammer 22 einerseits mit dem ersten Beschichtungskompartment 13 und andererseits mit der ersten Vakuumpumpe 12 und die zweite Vakuumkammer 23 mit der dem zweiten Beschichtungskompartment 13 einerseits und der zweiten Vakuumpumpe 17 andererseits verbunden.
Da in beiden Beschichtungskompartments 8 und 13 nicht- oder teil-reaktive Beschichtungsprozesse gefahren werden können, da die Materialien der Targets 10 und 15 erfindungsgemäß aus dem Material der durch sie erzeugten Schicht bestehen, kann ein Gasschleuse entfallen, denn die Partialdrücke werden durch eine statische Gasseparation, die durch Strömungswiderstände 24 realisiert wird, hinreichend getrennt.
In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Schichtsystem 1 aus einer auf dem Substrat 2 aufliegenden Grundschicht 3, einer darauf liegenden Ag-Schicht 4, und einer Deckschicht 6 besteht. Die Grundschicht 3 und die Deckschicht 6 sind dabei so aufgebaut, dass sie ihrerseits aus Teilschichten bestehen. So besteht die Grundschicht 3 aus einer unteren Teilschicht 25 aus TiO_x und einer oberen Teilschicht 26 aus ZnO_x:AlO_x. In ähnlicher Weise besteht die Deckschicht aus einer unteren Teilschicht 27 aus ZnO_x:AlO_x und einer oberen Teilschicht 28 aus NbO_x. Alle Teilschichten können ihrerseits aus Targets 10, 15 aus elektrisch leitfähigen stöchiometrischen oder substöchiometrischen Verbindungen und dabei teil- oder nicht-reaktiv abgeschieden werden, wodurch eine Aneinanderreihung von Beschichtungskompartments ohne zwischenliegende Gasschleusen möglich wird.

1: Schichtsystem
2: Substrat
3: Grundschicht
4: Ag-Schicht
5: Blockerschicht
6: Deckschicht
7: Transportrichtung
8: erstes Beschichtungskompartment
9: erstes Rohrmagnetron
10: erstes Target (aus Ti in 2 und TiO_x in 3)
11: erstes Pumpkompartment
12: erste Vakuumpumpe
13: zweites Beschichtungskompartment
14: zweites Rohrmagnetron
15: zweites Target
16: zweites Pumpkompartment
17: zweite Vakuumpumpe
18: drittes Pumpkompartment
19: dritte Vakuumpumpe
20: viertes Pumpkompartment
21: Trennwand
22: erste Vakuumkammer
23: zweite Vakuumkammer
24: Strömungswiderstand
25: untere Teilschicht der Grundschicht
26: obere Teilschicht der Grundschicht
27: untere Teilschicht der Deckschicht
28: obere Teilschicht der Deckschicht

Claims

Vorrichtung zur kontinuierlichen Beschichtung flacher Substrate mit optisch aktiven Schichtsystemen bestehend aus mehreren Teilschichten, bei der eine Transportvorrichtung zum Transport der Substrate in einer Transportrichtung angeordnet ist, und die in einzelne Kompartments, welche in Transportrichtung hintereinander liegen, aufgeteilt ist, derart, dass zur Abscheidung der Teilschichten Beschichtungskompartments mit Magnetrons angeordnet sind, die ihrerseits mit Targets versehen sind, und diese Beschichtungskompartments mit Vakuumpumpen zur Evakuierung in den Beschichtungskompartments versehen sind, voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung von mindestens zwei aufeinander liegenden Teilschichten (3; 4) die Targets (10; 15) auf den Magnetrons (9; 14) der der entsprechenden in Transportrichtung (7) hintereinander angeordneten Beschichtungskompartments (8; 13) aus dem Material der zu erzeugenden Schicht (3; 4) bestehen und die Beschichtungskompartments (8; 13) entweder direkt mit den Vakuumpumpen (12; 17) versehen sind und die Beschichtungskompartments (8; 13) direkt miteinander verbunden sind oder Pumpkompartments (11; 16; 20) vorgesehen sind, die mit den Vakuumpumpen (12; 17) versehen sind, wobei jeweils ein Pumpkompartment (11; 16; 20) in Transportrichtung vor einem Beschichtungskompartment (8; 13), zwischen den Beschichtungskompartments (8; 13) und nach einem Beschichtungskompartment (8; 13) angeordnet ist und beide Beschichtungskompartments (8; 13) unter Vermeidung einer zwischenliegenden Gasschleuse über einen Strömungswiderstand miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Targets (10) aus elektrisch leitfähigen stöchimetrischen oder substöchiometrischen Verbindungen bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen zwei Beschichtungskompartments angeordnete Pumpkompartment (20) mit einer Vakuumpumpe (12) für das Beschichtungskompartment (8) auf der einen Seite und einer von der ersten Vakuumpumpe (12) vakuumtechnisch getrennten zweiten Vakuumpumpe (17) für das Beschichtungskompartment (13) auf der anderen Seite versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand (24) kleiner als 20 ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand (24) kleiner als 10 ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand (24) 5 bis 10 beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (10) aus TiO_x besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Target aus ZnO_x:AlO_x besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Target aus NbO_x besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Magnetron (9; 14) mit einem Target (10; 15) aus dem Material der zu erzeugenden Schicht als Rohrmagnetron (9; 14) ausgebildet sind.
Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung flacher Substrate mit optisch aktiven Schichtsystemen, bestehend aus mehreren Teilschichten, bei dem ein Substrat in einer Transportrichtung durch mehrere Kompartments einer Vorrichtung geführt wird, wobei zumindest ein Teil der Teilschichten in jeweils einem der Beschichtungskompartments aufeinander folgend abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei direkt aufeinander folgende Teilschichten (3; 4) teil- oder nichtreaktiv aus einem Target (10; 15) aus dem Material der jeweiligen Teilschicht (3; 4) abgeschieden werden und ein Gasseparationsfaktor zwischen den Beschichtungskompartments zur Beschichtung der aufeinander folgenden Teilschichten mittels eines Strömungswiderstandes eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschichten (3; 4) aus einer elektrisch leitfähigen stöchimetrischen oder substöchimetrischen Verbindung abgeschieden werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat in der Reihenfolge aus einer Grundschicht (3), bestehend aus dielektrischen Teilschichten, einer Reflektionsschicht (4) mit optionalen Unter- und/oder Oberblockschicht (5) und einer Deckschicht (6) bestehend aus dielektrischen Teilschichten beschichtet wird, wobei die dielektrischen Teilschichten der Grundschicht von Targets (10) aus elektrisch leitfähigen stöchimetrischen oder substöchimetrischen Verbindungen abgeschieden werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Teilschichten der Deckschicht (6) von Targets aus elektrisch leitfähigen stöchimetrischen oder substöchimetrischen Verbindungen abgeschieden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand (24) kleiner als 20 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüchen 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand (24) kleiner als 10 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüchen 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassepartionsfaktor durch den Strömungswiderstand (24) 5 bis 10 beträgt.