EP1952089A1 - Spannungsmessung von beschichtungen mit einem piezoaktuator - Google Patents

Spannungsmessung von beschichtungen mit einem piezoaktuator

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Publication number
EP1952089A1
EP1952089A1 EP06818536A EP06818536A EP1952089A1 EP 1952089 A1 EP1952089 A1 EP 1952089A1 EP 06818536 A EP06818536 A EP 06818536A EP 06818536 A EP06818536 A EP 06818536A EP 1952089 A1 EP1952089 A1 EP 1952089A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
deflection
actuating element
coating
substrate
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06818536A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rüdiger SCHERSCHLICHT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rodenstock GmbH
Original Assignee
Rodenstock GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rodenstock GmbH filed Critical Rodenstock GmbH
Publication of EP1952089A1 publication Critical patent/EP1952089A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for determining mechanical stresses in a coating of a substrate.
  • Characteristic of such coatings is that the material of the coating typically differs from the material of the substrate, that is to say in particular from the material of the lens main body. Thus, their mechanical, thermal and optical properties often differ so much that it is not ensured from the outset that such a coating can be deposited on the substrate without the formation of undesired cracks. Such cracks, however, may significantly degrade the optical properties or the protective effect of the coating. It is therefore necessary to be able to control the deposition of such coatings so that such undesirable effects are avoided.
  • the most commonly used method is to measure the bending of stress plates.
  • the measurement of the bending takes place after the application of the entire coating (ex-situ). Due to relaxation processes and influences of the measurement process on the result, this method is often flawed and inaccurate.
  • Another method is based on an optical path length measurement.
  • a laser beam strikes the back of a mirrored test slide.
  • the front side of this test plate is coated.
  • the coating bends the plate due to layer stresses. This bending deflects the laser beam like a pointer and the distance between the rest position and the deployed position reflects the tension of the coating on the test plate.
  • This method is technically very complex, not universally applicable and under certain circumstances prone to error, but in contrast to the first method described has the possibility of an "in situ" measurement.
  • Sigma-Physik offers a corresponding measuring method commercially.
  • an implementation in existing Schichtabscheidesysteme is technically complex and not always possible.
  • the present invention thus provides a method for determining mechanical Voltages in a coating of a substrate, comprising the steps of:
  • the substrate Arranging the substrate on at least one holder and on at least one actuating element which is at least partially movable relative to the holder, wherein the actuating element comprises a piezoactuator, mechanical biasing of the substrate by means of
  • Actuator causes relative to the holder by a predetermined or determinable initial deflection L 0 ;
  • the substrate used is a substantially planar substrate, and more preferably a substantially planar substrate, for example in the form of platelets, i. the extent of the substrate is much smaller in one spatial direction than in the other two spatial directions.
  • the method according to the invention can also be applied to thicker substrates.
  • the substrate when using a thin, substantially flat substrate, such.
  • the substrate is preferably disposed in the region of its outer edge to the holder and in a central region of the actuating element.
  • the actuator is applied to a single contact point on the substrate, while the substrate is supported at a plurality of points and / or in a larger area of the holder.
  • the substrate could be clamped in the holder or preferably pressed by the actuating element against the holder.
  • the actuating element and in particular the contact point thus experiences at least partially a deflection against its rest position relative to the holder.
  • a mechanical stress is exerted on the substrate.
  • the substrate and in particular a surface of the substrate provided for cutting off a coating, the deposition surface is bent or deformed.
  • the actuating element and in particular the contact point is at least partially deflected in a direction perpendicular to the Abscheide Based.
  • a previously substantially planar separation surface obtains by biasing a substantially convex curvature.
  • the coating is applied to at least part of the deposition surface of the substrate.
  • the deposition is preferably carried out in a conventional process step, e.g. by vapor deposition or by a special
  • any mechanical stresses occurring in the coating and in particular lateral tensile and / or compressive stresses are transmitted to the substrate via the deposition surface.
  • the total stress in the system of substrate and coating changes with respect to the mechanical bias of the substrate.
  • the force acting between the actuator and the substrate changes.
  • the force between the actuating element and the substrate that is, in particular the pressure force acting in the contact point, is either greater or smaller than before the application of the coating.
  • This procedure corresponds to a first preferred method of operation, in which the mechanical stress in the coating is determined on the basis of the change .DELTA.L of the deflection at a constant electrical voltage at the piezoactuator.
  • the sensor element is preferably sensitive enough to be able to register even small changes ⁇ L in the deflection.
  • the sensor element may register changes ⁇ L less than 100 nm, more preferably less than 10 nm, most preferably less than 1 nm.
  • the sensor element is integrated in the actuating element.
  • the sensor element is particularly preferably designed as a unit together with the piezoactuator.
  • a commercially available piezoactuator with integrated sensor element can be used in this case.
  • the method preferably comprises a step of determining a change ⁇ L in the deflection of the actuating element by means of a sensor element integrated in the actuating element.
  • the sensor element comprises a capacitive sensor and / or an inductive sensor and / or a resistive sensor.
  • the step of determining a change .DELTA.L of the displacement of the actuating element preferably comprises a step of determining a change of a capacitance of a capacitive sensor and / or a step of determining a change of an inductance of an inductive sensor and / or a step of determining a change in electrical resistance of a resistive sensor.
  • electrically readable sensors allow a particularly simple electronic evaluation of the measured values.
  • Strain gauges are particularly well suited as resistive sensors in this context, the electrical resistance of which changes as a function of their mechanical strain or voltage.
  • Such sensors preferably allow a measurement accuracy of ⁇ L ⁇ 1 nm. Even higher measurement accuracies of preferably ⁇ L ⁇ 0.1 nm can be achieved in particular via capacitive position sensors.
  • the initial deflection Lo is preferably selected such that, on the one hand, a detection of the change ⁇ L in the coating that is as sensitive as possible and thus the mechanical stress in the coating is possible and, on the other hand, the mechanical properties and in particular the elastic forces and the surface properties of the substrate by the mechanical pretensioning not be changed significantly.
  • the deposition and in particular the mechanical stress behavior of the coating change substantially due to the biasing process of the substrate.
  • the mechanical biasing of the substrate should at least be such that a reliable contact between the actuating element and the substrate is maintained even if the change ⁇ L in the deflection detectable by means of the sensor element is still present.
  • the substrate is deflected in particular at the contact point by a few 10 .mu.m to about 100 .mu.m.
  • the method according to the invention allows a determination of mechanical stresses in a coating of a substrate during the deposition process of the coating (in-situ).
  • this method can be very easily integrated into existing processes of conventional deposition methods.
  • the method further comprises the steps of: Readjusting the electrical voltage on the piezo actuator such that the deflection of the actuating element again corresponds to the initial displacement Lo;
  • the determined electrical voltage difference ⁇ V is a measure of the mechanical stress in the coating. In a preferred embodiment, not only the sign of the voltage difference but also its numerical value is determined. This procedure thus corresponds to a second preferred method of operation in which, with a substantially constant deflection Lo of the actuating element, the mechanical stress in the coating is determined on the basis of the change ⁇ V in the electrical voltage applied to the piezoactuator.
  • the method preferably also comprises a step of determining a value of the mechanical stress in the applied coating from the determined value of the change ⁇ L in the deflection of the actuating element and / or from the determined value of the electrical voltage difference ⁇ V.
  • the change ⁇ L in the deflection of the actuating element and / or the electrical voltage difference ⁇ V and / or the determined values of the mechanical stress in the coating are more preferably determined several times in succession.
  • the process of applying the coating can be temporarily interrupted.
  • the measurement or determination of the respective value takes place without interruption of a substantially continuous deposition process.
  • the measurement or determination of the Auslenkungspp. Voltage values substantially continuous.
  • the electrical voltage at the piezoelectric actuator is readjusted by means of a control unit such that the deflection of the actuating element, and thus preferably the deflection of the substrate in the contact point during the application of the coating remains substantially constant at the value of the initial deflection L 0 .
  • the course of the change .DELTA.l_ of the deflection of the actuating element and / or the electrical voltage difference .DELTA.V and / or the determined value of the mechanical stress in the coating as a function of the time and / or the applied thickness the coating detected and preferably stored on a disk.
  • a spectacle lens is preferably used.
  • a test substrate may also be used which consists essentially of the same material as the substrate on which the coating is to be applied in the end.
  • the test substrate may in particular be shaped such that a particularly sensitive detection of the stresses occurring in the
  • Coating can be done.
  • the present invention also provides a device for determining mechanical stresses in a coating of a substrate, comprising: at least one substrate holder for applying the substrate, an actuating element which comprises a piezoactuator, by means of which the actuating element can be applied by applying a predetermined or determinable one electrical voltage to the piezoelectric actuator at least partially a deflection relative to the substrate holder is movable in such a way that a mechanical biasing or deformation of the substrate applied to the substrate holder is effected, a sensor element, which is preferably integrated in the actuating element and which is designed, a change in the deflection of the actuating element capture and output a sensor signal depending on the detected displacement change.
  • the sensor element is formed together with the piezo actuator as a unit.
  • a commercially available piezoactuator with integrated sensor element can particularly preferably be used.
  • the sensor element preferably comprises a capacitive sensor and / or an inductive sensor and / or a resistive sensor.
  • the device preferably comprises voltage detection means for detecting the voltage applied to the piezoactuator or the voltage applied to the piezoactuator.
  • the device also comprises a control unit which is designed to receive the sensor signal output by the sensor element and to control the electrical voltage applied to the piezoactuator in dependence on the received sensor signal.
  • the control unit particularly preferably comprises a control unit which is designed to regulate the electrical voltage applied to the piezoactuator in dependence on the received sensor signal in such a way that the deflection of the actuating element remains substantially constant, ie. that a detected change in the deflection is compensated for immediately by a corresponding change in the electrical voltage.
  • the device also comprises a
  • Voltage evaluation which is designed, the sensor signal and / or to receive the value of the voltage and / or voltage change applied to the piezoactuator and, depending thereon, to determine a value of the mechanical stress in the coating.
  • the device also comprises a memory device which is designed, the sensor signal and / or the deflection L and / or the deflection change L 0 of the actuating element and / or - the value of the voltage applied to the piezoelectric actuator and / or
  • the device also has a Schichtabscheide Surprise.
  • the present invention contemplates the use of a piezoactuator having a position sensor element for measuring mechanical stresses in a coating of a substrate.
  • the piezoactuator is preferably used in a device provided according to the present invention, and preferably according to a method provided by the invention.
  • Fig. 1 Preferred embodiment of a device according to the present invention.
  • Fig. 1 shows a preferred embodiment of a device according to the present invention.
  • the device comprises a holder or substrate holder 10, which in particular comprises four holding elements.
  • a substrate 12 is arranged on the holder 10 and is held or fixed in particular by the holding elements of the holder 10 at the outer edge.
  • the substrate 12 in the present example, a wafer or a wafer is shown with a substantially constant thickness, which has at least two substantially plane-parallel surfaces in the relaxed state. In the relaxed state, the substrate 12 has, in particular, a substantially planar separation surface 13.
  • the device comprises an actuating element 14, which serves as a voltage-controlled pressure transducer.
  • a piezoelectric actuator 16 As an essential part of the voltage-controlled pressure transducer 14 and the actuator 14 comprises a piezoelectric actuator 16.
  • a piezoelectric actuator 16 in particular a piezoelectric crystal is used, which expands or contracts by applying an electric field or an electrical voltage in at least one spatial direction.
  • the actuating element 14 and in particular the piezoactuator 16 are in contact with the substrate 12 via a contact point 18.
  • By applying an electrical voltage or an electric field to the piezoactuator 16 causes its spatial extent in the direction of the substrate 12, a deflection L 0 of the contact point 18 to a new position, which is shown in Fig. 1 as an attachment point 18 '.
  • This deflection of the • operating member 14 causes the possibility is a partial deflection of the substrate 12 is biased whereby the substrate 12, which is shown in FIG. 1 by the biased substrate 12 '(in Fig. Hatched 1). From the substantially planar Abscheide Chemistry 13 thereby creates a convexly curved Abscheide Structure 13 '.
  • the device comprises a sensor element 20.
  • the sensor element 20 is integrated as a strain gauge in the actuating element 14 and in particular formed together with the piezoelectric actuator 16 as a unit. Characterized in that when applying an electrical voltage or an electric field of the piezoelectric actuator 16 expands, the strain gauge 20 is also stretched, thereby changing the electrical resistance. This change in resistance can be detected and represents a measure of the deflection L.
  • a control unit or control unit 22 has a sensor signal input 24, via which a sensor signal 26 is received by the sensor element 20. This sensor signal could in particular be a measure of the electrical resistance of the strain gauge 20.
  • the control unit or regulating unit 22 has a voltage output 28, via which it can output an electrical voltage to the piezoactuator 16.
  • the apparatus shown also includes a shield 32 that defines a deposition window 34.
  • a region of the deposition surface 13 ' is determined, onto which, for example, by vapor deposition or epitaxially a coating can be applied to the substrate 12'. If lateral tensile and / or compressive stresses now occur in the coating deposited on the deposition surface 13 ', these stresses are also transmitted to the substrate 12' and thus cause a change in the pressure force in the contact point 18 'on the voltage-controlled pressure transducer or the The changed pressure force causes a change in the deflection of the actuating element 14.
  • the sensor element 20 detects this change and transmits the corresponding sensor signal 26 to the control unit 22.
  • the control unit or control unit 22 is preferably designed as a voltage evaluation and determines the actual mechanical stress in the coating based on the received sensor signal 26. In this first operating mode, the voltage applied to the piezoelectric actuator 16 can be kept constant.
  • control unit 22 regulates via the output electrical voltage 30, the voltage applied to the piezoelectric actuator 16 electric field or the applied electrical voltage such that the
  • the necessary voltage V or the necessary voltage change .DELTA.V is thus a measure of the mechanical stress occurring in the coating.
  • the voltage evaluation device is preferably designed to determine the actual mechanical stress in the coating on the basis of this change in the electrical voltage.
  • the present invention can be used not only in connection with spectacle lenses, but also for coating a variety of other optical components, such as lenses, mirrors or prisms, but also for coating or painting of metallic substances, eg for anti-corrosion coatings.
  • the method and the device according to the invention are also not limited to the explicitly mentioned deposition methods, but can be used with many other deposition methods known to those skilled in the art.
  • Control unit Control unit; voltage evaluating

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen mechanischer Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats (12, 12'). Dabei umfasst das Verfahren die Schritte: Anordnen des Substrats (12) an zumindest eine Halterung (10) und an zumindest ein Betätigungselement (14), das zumindest teilweise relativ zur Halterung (10) bewegbar ist, wobei das Betätigungselement (14) einen Piezoaktuator (16) umfasst, mechanisches Vorspannen des Substrates (12, 12') mittels des Betätigungselements (14) durch Anlegen einer elektrischen Anfangsspannung (V<SUB>0</SUB>) an den Piezoaktuator (16) derart, dass der Piezoaktuator (16) eine teilweise Auslenkung des Betätigungselements (14) relativ zur Halterung (10) um eine vorbestimmte bzw. bestimmbare Anfangsauslenkung (L<SUB>0</SUB>) bewirkt; Aufbringen zumindest eines Teils der Beschichtung auf zumindest eine Abscheidefläche (13') des Substrats (12'); Bestimmen einer Veränderung (?L) der Auslenkung des Betätigungselements (14) mittels eines Sensorelements (20).

Description

Spannungsmessung von Beschichtungen mit einem Piezoaktuator
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen mechanischer Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats.
Insbesondere bei der Herstellung optischer Gläser und dabei vor allem bei der Vergütung von Brillengläsern spielen Beschichtungen eine entscheidende Rolle. Durch geeignete funktionelle Beschichtungen von Brillengläsern können sowohl deren optische als auch deren mechanische Eigenschaften deutlich verbessert bzw. an die Bedürfnisse angepasst werden. Insbesondere können damit Reflexionseigenschaften an den Oberflächen bzw. Grenzflächen von Gläsern optimiert werden. Aber auch die mechanischen Eigenschaften und insbesondere die Kratzfestigkeit von Glasoberflächen können damit verbessert werden.
Charakteristisch für solche Beschichtungen ist, dass das Material der Beschichtung sich typischerweise vom Material des Substrats, also insbesondere vom Material des Linsenhauptkörpers unterscheidet. Damit unterscheiden sich oft auch deren mechanische, thermische und optische Eigenschaften so stark, dass nicht von Anfang an sichergestellt ist, dass eine derartige Beschichtung ohne die Bildung unerwünschter Risse auf dem Substrat abgeschieden werden kann. Solche Risse können jedoch unter Umständen die optischen Eigenschaften oder die Schutzwirkung der Beschichtung deutlich verschlechtern. Es ist daher erforderlich, die Abscheidung solche Beschichtungen so steuern zu können, dass solche unerwünschten Effekte vermieden werden.
Zur Steuerung und zur Kontrolle der Abscheidung solcher Beschichtungen ist es somit oft unentbehrlich oder zumindest sehr hilfreich, Kenntnisse über interne mechanische Spannungen innerhalb einer Beschichtung zu erlangen. Dabei ist es besonders wünschenswert, mechanische Spannungen und insbesondere laterale Spannungen innerhalb der Beschichtung bereits während des Abscheideprozesses (in-situ) messen zu können.
Die bisher gebräuchlichste Methode ist das Vermessen der Verbiegung von Spannungsplättchen. Die Vermessung der Verbiegung erfolgt dabei nach dem Aufbringen der gesamten Beschichtung (ex-situ). Aufgrund von Relaxationsprozessen und Einflüssen des Messprozesses auf das Ergebnis ist diese Methode oft fehlerbehaftet und ungenau.
Eine weitere Methode beruht auf einer optischen Weglängenmessung. Ein Laserstrahl trifft auf die Rückseite eines verspiegelten Testplättchens. Vorderseitig wird dieses Testplättchen beschichtet. Die Beschichtung verbiegt aufgrund von Schichtspannungen das Plättchen. Diese Verbiegung lenkt den Laserstrahl wie einen Zeiger aus und der Abstand zwischen Ruheposition und ausgelegter Position gibt die Spannung der Beschichtung auf dem Testplättchen wieder. Diese Methode ist technisch sehr aufwändig, nicht universell einsetzbar und unter Umständen fehleranfällig, hat aber im Gegensatz zur ersten beschriebenen Methode die Möglichkeit einer "in-situ"-Messung. Von Sigma-Physik wird eine entsprechende Messmethode kommerziell angeboten. Eine Implementierung in bestehende Schichtabscheidesysteme ist allerdings technisch aufwändig und nicht immer möglich.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine „in-situ"-Messung von mechanischen Spannungen in Beschichtungen ermöglichen und mit niedrigem technischen Aufwand in bestehende Schichtabscheidesysteme integriert werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren zum Bestimmen mechanischer Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats bereit, welches folgende Schritte umfasst:
Anordnen des Substrats an zumindest eine Halterung und an zumindest ein Betätigungselement, das zumindest teilweise relativ zur Halterung bewegbar ist, wobei das Betätigungselement einen Piezoaktuator umfasst, mechanisches Vorspannen des Substrates mittels des
Betätigungselements durch Anlegen einer elektrischen Anfangsspannung V0 an den
Piezoaktuator derart, dass der Piezoaktuator eine teilweise Auslenkung des
Betätigungselements relativ zur Halterung um eine vorbestimmte bzw. bestimmbare Anfangsauslenkung L0 bewirkt;
Aufbringen zumindest eines Teils der Beschichtung auf zumindest eine Abscheidefläche des Substrats;
Bestimmen einer Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements mittels eines Sensorelements, insbesondere eines Positionssensors.
Vorzugsweise wird als Substrat ein im wesentlichen flächiges Substrat und besonders bevorzugt ein im wesentlichen planares Substrat beispielsweise in Form Plättchen verwendet, d.h. die Ausdehnung des Substrats ist in eine Raumrichtung wesentlich kleiner als in die beiden anderen Raumrichtungen. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren allerdings auch auf dickere Substrate anwendbar.
Insbesondere bei der Verwendung eines dünnen, im wesentlichen flächigen Substrats, wie z. B. eines Plättchen, einer Scheibe oder einer Linse, wird das Substrat vorzugsweise im Bereich seines äußeren Randes an die Halterung und in einem zentralen Bereich an das Betätigungselement angeordnet. Besonders bevorzugt liegt das Betätigungselement an einem einzigen Anlagepunkt am Substrat an, während das Substrat an mehreren Punkten und/oder in einem größeren Bereich von der Halterung unterstützt wird. Das Substrat könnte dabei in die Halterung eingespannt oder vorzugsweise durch das Betätigungselement gegen die Halterung gedrückt werden. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Piezoaktuator des Betätigungselements wird das Betätigungselement aufgrund des piezoelektrischen Effekts im Piezoaktuator zumindest teilweise relative zur Halterung bewegt. Das Betätigungselement und insbesondere der Anlagepunkt erfährt somit zumindest teilweise eine Auslenkung gegen seine Ruhelage relativ zur Halterung. Dabei wird auf das Substrat eine mechanische Spannung ausgeübt. Vorzugsweise wird dabei das Substrat und insbesondere eine zum Abschneiden einer Beschichtung vorgesehene Oberfläche des Substrats, die Abscheidefläche, verbogen bzw. verformt. Besonders bevorzugt wird das Betätigungselement und insbesondere der Anlagepunkt zumindest teilweise in einer Richtung senkrecht zur Abscheidefläche ausgelenkt. Dabei erhält am meisten bevorzugt eine zuvor im wesentlichen planare Abscheidefläche durch das Vorspannen eine im wesentlichen konvexe Krümmung.
Nach dem mechanischen Vorspannen wird auf zumindest einen Teil der Abscheidefläche des Substrats zumindest ein Teil der Beschichtung aufgebracht. Je nach Art der Beschichtung erfolgt das Abscheiden vorzugsweise in einem herkömmlichen Verfahrensschritt, z.B. durch Aufdampfen bzw. durch ein spezielles
Epitaxieverfahren. Besonders bevorzugt erfolgt der Schritt des Abscheidens zumindest eines Teils der Beschichtung bei niedrigem, also insbesondere gegenüber dem Atmosphärendruck reduziertem Umgebungsdruck, am meisten bevorzugt im
Hochvakuum oder im Ultrahochvakuum.
Eventuell in der Beschichtung auftretende mechanische Spannungen und insbesondere laterale Zug- und/oder Druckspannungen werden über die Abscheidefläche auf das Substrat übertragen. Dadurch ändert sich die gesamte mechanische Spannung in dem System aus Substrat und Beschichtung gegenüber der mechanischen Vorspannung des Substrats. Insbesondere ändert sich die zwischen dem Betätigungselement und dem Substrat wirkende Kraft. Je nach Art der mechanische Spannung in der Beschichtung wird somit die Kraft zwischen Betätigungselement und Substrat, also insbesondere die im Anlagepunkt wirkende Druckkraft, entweder größer oder kleiner als vor dem Aufbringen der Beschichtung. Dadurch ändert sich aufgrund elastischer Effekte, die in jedem Material und insbesondere auch im Betätigungselement und dem Piezoaktuator auftreten, die Auslenkung des Betätigungselementes. Diese Veränderung der Auslenkung wird mittels des Sensorelementes registriert. Je nachdem ob eine positive oder negative Veränderung Δl_ der Auslenkung registriert wird, lässt sich darauf schließen, ob in der Beschichtung eine Zug- oder Druckspannung vorliegt. Wird keine Veränderung der Auslenkung registriert (Δl_=0) so weist dies vorzugsweise auf eine im wesentlichen spannungsfreie Beschichtung hin.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird nicht nur das Vorzeichen der Veränderung der Auslenkung sondern auch ihr numerischer Wert bestimmt. Diese Vorgehensweise entspricht einem ersten bevorzugten Verfahrensmodus, bei dem bei konstanter elektrischer Spannung am Piezoaktuator die mechanische Spannung in der Beschichtung auf Basis der Veränderung ΔL der Auslenkung bestimmt wird.
Um bereits sehr geringe mechanische Spannungen in der Beschichtung registrieren zu können, ist das Sensorelement vorzugsweise empfindlich genug, um bereits kleine Veränderungen ΔL der Auslenkung registrieren zu können. Vorzugsweise kann das Sensorelement Veränderungen ΔL kleiner als 100 nm, noch mehr bevorzugt kleiner als 10 nm, am meisten bevorzugt kleiner als 1 nm registrieren.
Vorzugsweise ist das Sensorelement im Betätigungselement integriert. Dabei ist besonders bevorzugt das Sensorelement zusammen mit dem Piezoaktuator als eine Einheit ausgebildet. Insbesondere lässt sich hierbei ein handelsüblicher Piezoaktuator mit integriertem Sensorelement einsetzen. Somit umfasst das Verfahren vorzugsweise einen Schritt des Bestimmens einer Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements mittels eines im Betätigungselement integrierten Sensorelements. Vorzugsweise umfasst das Sensorelement einen kapazitiven Sensor und/oder einen induktiven Sensor und/oder einen resistiven Sensor. Somit umfasst der Schritt des Bestimmens einer Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements vorzugsweise einen Schritt des Bestimmens einer Veränderung einer Kapazität eines kapazitiven Sensors und/oder einen Schritt des Bestimmens einer Veränderung einer Induktivität eines induktiven Sensors und/oder einen Schritt eines Bestimmens einer Veränderung eines elektrischen Widerstands eines resistiven Sensors. Solche elektrisch auslesbaren Sensoren erlauben eine besonders einfache elektronische Auswertung der Messwerte. Als resistive Sensoren eignen sich in diesem Zusammenhang insbesondere Dehnungsmessstreifen sehr gut, deren elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von ihrer mechanischen Dehnung bzw. Spannung ändert. Solche Sensoren erlauben vorzugsweise eine Messgenauigkeit von ΔL < 1 nm. Noch höhere Messgenauigkeiten von vorzugsweise ΔL < 0,1 nm lassen sich insbesondere über kapazitive Positionssensoren erreichen.
Die Anfangsauslenkung Lo wird vorzugsweise so gewählt, dass zum einen eine möglichst sensitive Erfassung der Änderung ΔL der Auslenkung und damit der mechanischen Spannung in der Beschichtung möglich ist und zum anderen die mechanischen Eigenschaften und insbesondere die elastischen Kräfte und die Oberflächeneigenschaften des Substrats durch das mechanische Vorspannen nicht wesentlich geändert werden. Insbesondere soll vermieden werden, dass sich das Abscheide- und insbesondere das mechanische Spannungsverhalten der Beschichtung durch den Vorspannprozess des Substrats wesentlich verändern. Das mechanische Vorspannen des Substrats soll zumindest soweit erfolgen, dass auch bei einer mittels des Sensorelements detektierbaren Veränderung ΔL der Auslenkung noch ein sicherer Kontakt zwischen dem Betätigungselement und dem Substrat aufrechterhalten bleibt. Besonders bevorzugt wird das Substrat insbesondere am Anlagepunkt um einige 10 μm bis etwa 100 μm ausgelenkt.
Somit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren ein Bestimmen mechanischer Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats während des Abscheideprozesses der Beschichtung (in-situ). Außerdem lässt sich dieses Verfahren sehr leicht in bestehende Prozessabläufe von herkömmlichen Abscheideverfahren integrieren.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren nach dem Schritt des Bestimmens einer Veränderung der Auslenkung außerdem die Schritte: Nachregeln der elektrischen Spannung am Piezoaktuator derart, dass die Auslenkung des Betätigungselements wieder der Anfangsauslenkung Lo entspricht;
Bestimmen einer elektrischen Spannungsdifferenz ΔV zwischen der nachgeregelten elektrischen Spannung und der elektrischen Ausgangsspannung V0.
Somit wird die elektrische Spannung am Piezoaktuator vorzugsweise derart nachgeregelt, dass danach im wesentlichen gilt: ΔL = 0. Die ermittelt elektrische Spannungsdifferenz ΔV ist dabei ein Maß für die mechanische Spannung in der Beschichtung. In einer bevorzugten Ausführungsform wird nicht nur das Vorzeichen der Spannungsdifferenz sondern auch ihr numerischer Wert bestimmt. Diese Vorgehensweise entspricht somit einem zweiten bevorzugten Verfahrensmodus, bei dem bei im wesentlichen konstanter Auslenkung Lo des Betätigungselements die mechanische Spannung in der Beschichtung auf Basis der Veränderung ΔV der am Piezoaktuator anliegenden elektrischen Spannung bestimmt wird.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren außerdem einen Schritt des Bestimmens eines Wertes der mechanischen Spannung in der aufgebrachten Beschichtung aus dem ermittelten Wert der Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements und/oder aus dem ermittelten Wert der elektrischen Spannungsdifferenz ΔV.
Weiter bevorzugt wird während des Schritts des Aufbringens der Beschichtung die Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements und/oder - die elektrische Spannungsdifferenz ΔV und/oder der ermittelte Werte der mechanischen Spannung in der Beschichtung mehrfach hintereinander bestimmt.
Dazu kann während der Messung bzw. Bestimmung des entsprechenden Wertes der Prozess des Aufbringens der Beschichtung vorübergehend unterbrochen werden.
Vorzugsweise erfolgt die Messung bzw. Bestimmung des jeweiligen Wertes aber ohne Unterbrechung eines im wesentlichen kontinuierlichen Abscheideverfahrens. Besonders bevorzugt erfolgt auch die Messung bzw. Bestimmung der Auslenkungsbzw. Spannungswerte im wesentlichen kontinuierlich.
Vorzugsweise wird die elektrische Spannung am Piezoaktuator mittels einer Regeleinheit derart nachgeregelt, dass die Auslenkung des Betätigungselements, und damit vorzugsweise die Auslenkung des Substrates im Anlagepunkt während des Aufbringens der Beschichtung im wesentlichen konstant bei dem Wert der Anfangsauslenkung L0 bleibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Verlauf der Veränderung Δl_ der Auslenkung des Betätigungselements und/oder der elektrischen Spannungsdifferenz ΔV und/oder des ermittelten Wertes der mechanischen Spannung in der Beschichtung in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der aufgebrachten Dicke der Beschichtung erfasst und vorzugsweise auf einem Datenträger gespeichert.
Als Substrat wird vorzugsweise ein Brillenglas verwendet. Alternativ kann auch ein Testsubstrat verwendet werden, das im wesentlichen aus demselben Material besteht wie das Substrat auf dem die Beschichtung im Endeffekt aufgebracht werden soll. Dabei kann das Testsubstrat insbesondere so geformt sein, dass damit eine besonders sensitive Detektion der auftretenden Spannungen in der
Beschichtung erfolgen kann.
Durch die vorliegende Erfindung wird außerdem eine Vorrichtung zum Bestimmen mechanischer Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats bereitgestellt, welche umfasst: zumindest eine Substrathalterung zum Anlegen des Substrats, - ein Betätigungselement, welches einen Piezoaktuator umfasst, mittels dessen das Betätigungselement durch Anlegen einer vorbestimmten bzw. bestimmbaren elektrischen Spannung an den Piezoaktuator zumindest teilweise um eine Auslenkung relativ zur Substrathalterung derart bewegbar ist, dass dabei ein mechanisches Vorspannen bzw. Verbiegen bzw. Verformen des an der Substrathalterung angelegten Substrats bewirkt wird, ein Sensorelement, welches vorzugsweise im Betätigungselement integriert ist und das ausgelegt ist, eine Veränderung der Auslenkung des Betätigungselements zu erfassen und abhängig von der erfassten Auslenkungsänderung ein Sensorsignal auszugeben.
Vorzugsweise ist das Sensorelement zusammen mit dem Piezoaktuator als eine Einheit ausgebildet. Besonders bevorzugt lässt sich hierbei ein handelsüblicher Piezoaktuator mit integriertem Sensorelement einsetzen. Das Sensorelement umfasst vorzugsweise einen kapazitiven Sensor und/oder einen induktiven Sensor und/oder einen resistiven Sensor.
Außerdem umfasst die Vorrichtung vorzugsweise Spannungserfassungsmittel zum Erfassen der an den Piezoaktuator angelegten bzw. der am Piezoaktuator anliegenden elektrischen Spannung.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung außerdem eine Steuereinheit, die ausgelegt ist, das vom Sensorelement ausgegebene Sensorsignal zu empfangen und die an den Piezoaktuator angelegte elektrische Spannung abhängig vom empfangenen Sensorsignal zu steuern. Besonders bevorzugt umfasst die Steuereinheit eine Regeleinheit, die ausgelegt ist, abhängig vom empfangenen Sensorsignal die an den Piezoaktuator angelegte elektrische Spannung derart zu regeln, dass die Auslenkung des Betätigungselements im wesentlichen konstant bleibt, d.h. dass eine detektierte Veränderung der Auslenkung durch eine entsprechende Veränderung der elektrischen Spannung sofort wieder ausgeglichen wird.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung außerdem eine
Spannungsauswerteeinrichtung, die ausgelegt ist, das Sensorsignal und/oder den Wert der am Piezoaktuator angelegten Spannung und/oder Spannungsänderung zu empfangen und abhängig davon einen Wert der mechanischen Spannung in der Beschichtung zu bestimmen.
Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung außerdem eine Speichereinrichtung, die ausgelegt ist, das Sensorsignal und/oder die Auslenkung L und/oder die Auslenkungsänderung L0 des Betätigungselements und/oder - den Wert der am Piezoaktuator angelegten Spannung und/oder
Spannungsänderung und/oder die Wert der mechanischen Spannung in der Beschichtung zu empfangen und dessen zeitlichen Verlauf in einem Speichermedium zu speichern.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung außerdem eine Schichtabscheideeinrichtung auf.
Somit schlägt die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt die Verwendung eines Piezoaktuators mit einem Positionssensorelement zum Messen von mechanischen Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats vor.
Insbesondere wird der Piezoaktuator dabei vorzugsweise in einer gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Vorrichtung und bevorzugt gemäß einem durch die Erfindung bereitgestellten Verfahren verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf begleitende Zeichnungen bevorzugter
Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 : Bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Anhand der Vorrichtung wird ferner ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Halterung bzw. Substrathalterung 10, welche insbesondere vier Halteelemente umfasst. Ein Substrat 12 ist an die Halterung 10 angeordnet und wird insbesondere durch die Halteelemente der Halterung 10 am äußeren Rand festgehalten bzw. fixiert. Als Substrat 12 ist im vorliegenden Beispiel eine Scheibe bzw. ein Plättchen mit einer im wesentlichen konstanten Dicke gezeigt, das im entspannten Zustand zumindest zwei im wesentlichen planparallele Oberflächen aufweist. Das Substrat 12 weist im entspannten Zustand insbesondere eine im wesentlichen planare Abscheidefläche 13 auf.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung ein Betätigungselement 14, welches als spannungsgeregelter Druckaufnehmer dient. Als wesentlichen Bestandteil umfasst der spannungsgeregelte Druckaufnehmer 14 bzw. das Betätigungselement 14 einen Piezoaktuator 16. Als Piezoaktuator 16 wird insbesondere ein piezoelektrischer Kristall verwendet, der sich durch Anlegen eines elektrischen Feldes bzw. einer elektrischen Spannung in zumindest einer Raumrichtungen ausdehnt oder zusammenzieht. Das Betätigungselement 14 und insbesondere der Piezoaktuator 16 stehen über einen Anlagepunkt 18 mit dem Substrat 12 in Kontakt. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung bzw. eines elektrischen Feldes an den Piezoaktuator 16 bewirkt dessen räumliche Ausdehnung in Richtung des Substrats 12 eine Auslenkung L0 des Anlagepunkt 18 zu einer neuen Position, die in Fig. 1 als Anlagepunkt 18' dargestellt ist. Diese Auslenkung des • Betätigungselements 14 bewirkt dabei auch eine teilweise Auslenkung des Substrats 12, wodurch das Substrat 12 vorgespannt wird, was in Fig. 1 durch das vorgespannte Substrat 12' dargestellt ist (in Fig. 1 schraffiert dargestellt). Aus der im wesentlichen planaren Abscheidefläche 13 entsteht dadurch eine konvex gekrümmte Abscheidefläche 13'.
Außerdem umfasst die Vorrichtung ein Sensorelement 20. In der gezeigten Ausführungsform ist das Sensorelement 20 als Dehnungsmessstreifen im Betätigungselement 14 integriert und insbesondere zusammen mit dem Piezoaktuator 16 als eine Einheit ausgebildet. Dadurch dass sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung bzw. eines elektrischen Feldes der Piezoaktuator 16 ausdehnt, wird auch der Dehungsmessstreifen 20 gedehnt, wodurch sich dessen elektrischer Widerstand ändert. Diese Widerstandsänderung kann detektiert werden und stellt ein Maß für die Auslenkung L dar.
Eine Regeleinheit bzw. Steuereinheit 22 weist einen Sensorsignaleingang 24 auf, über den ein Sensorsignal 26 vom Sensorelement 20 empfangen wird. Dieses Sensorsignal könnte insbesondere ein Maß für den elektrischen Widerstand des Dehnungsmessstreifens 20 sein. Außerdem weist die Steuereinheit bzw. Regeleinheit 22 einen Spannungsausgang 28 auf, über den sie eine elektrische Spannung an den Piezoaktuator 16 ausgeben kann.
Die gezeigte Vorrichtung weist außerdem eine Abschirmung 32 auf, die ein Abscheidefenster 34 definiert. Dadurch wird ein Bereich der Abscheidefläche 13' festgelegt, auf den beispielsweise durch Aufdampfen oder epitaktisch eine Beschichtung auf das Substrat 12' aufgebracht werden kann. Treten nun in der auf der Abscheidefläche 13' abgeschiedenen Beschichtung insbesondere laterale Zug- und/oder Druckspannungen auf, so werden diese Spannungen auch auf das Substrat 12' übertragen und bewirken damit eine Änderung der Druckkraft im Anlagepunkt 18' auf den spannungsgeregelten Druckaufnehmer bzw. das Betätigungselement 14. Diese veränderte Druckkraft bewirkt eine Veränderung der Auslenkung des Betätigungselements 14. Das Sensorelement 20 detektiert diese Änderung und überträgt das entsprechende Sensorsignal 26 an die Steuereinheit 22. Die Steuereinheit bzw. Regeleinheit 22 ist vorzugsweise als Spannungsauswerteeinrichtung ausgelegt und ermittelt die tatsächliche mechanische Spannung in der Beschichtung auf Basis des empfangenen Sensorsignals 26. In diesem ersten Betriebsmodus kann die am Piezoaktuator 16 angelegte Spannung konstant gehalten werden.
In einem zweiten alternativen Betriebsmodus regelt die Regeleinheit 22 über die ausgegebene elektrische Spannung 30 das am Piezoaktuator 16 anliegende elektrische Feld bzw. die anliegende elektrische Spannung derart nach, dass die
Auslenkung des Betätigungselements 14 wieder in die ursprüngliche Anfangsauslenkung Lo zurückkehrt. Die dafür nötige Spannung V bzw. die nötige Spannungsänderung ΔV ist somit ein Maß für die in der Beschichtung auftretende mechanische Spannung. Vorzugsweise ist die Spannungsauswerteeinrichtung ausgelegt, auf Basis dieser Änderung der elektrischen Spannung die tatsächliche mechanische Spannung in der Beschichtung zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung lässt sich nicht nur im Zusammenhang mit Brillengläsern, sondern darüber hinaus zum Beschichten einer Vielzahl weiterer optischer Komponenten, wie Linsen, Spiegel oder Prismen, aber auch zum Beschichten bzw. lackieren von metallischen Substanzen, z.B. für Korrosionsschutz Beschichtungen verwenden. Das Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind auch nicht auf die explizit erwähnten Abscheideverfahren beschränkt, sondern lassen sich mit vielen weiteren dem Fachmann bekannten Abscheideverfahren anwenden.
Bezugszeichenliste
10 Substrathalterung 12 Substrat
12' vorgespanntes Substrat
13, 13' Abscheidefläche
14 Betätigungselement; spannungsgeregelter Druckaufnehmer
16 Piezoaktuator 18, 18' Anlagepunkt
20 Sensorelement
22 Steuereinheit; Regeleinheit; Spannungsauswerteeinrichtung
24 Sensorsignaleingang
26 Sensorsignal 28 Spannungsausgang
30 elektrische Spannung
32 Abschirmung
34 Abscheidefenster
Lo Anfangsauslenkung

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen mechanischer Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats (12, 12') umfassend die Schritte:
Anordnen des Substrats (12, 12') an zumindest eine Halterung (10) und an zumindest ein Betätigungselement (14), das zumindest teilweise relativ zur Halterung (10) bewegbar ist, wobei das Betätigungselement (10) einen Piezoaktuator (16) umfasst, mechanisches Vorspannen des Substrates (12, 12') mittels des
Betätigungselements (14) durch Anlegen einer elektrischen Anfangsspannung V0 an den Piezoaktuator (16) derart, dass der Piezoaktuator (16) eine teilweise Auslenkung des Betätigungselements (14) relativ zur Halterung (10) um eine vorbestimmte bzw. bestimmbare Anfangsauslenkung L0 bewirkt;
Aufbringen zumindest eines Teils der Beschichtung auf zumindest eine Abscheidefläche (13') des Substrats (12');
Bestimmen einer Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements (14) mittels eines Sensorelements (20).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , welches nach dem Schritt des Bestimmens einer Veränderung der Auslenkung außerdem die Schritte umfasst:
Nachregeln der elektrischen Spannung am Piezoaktuator (16) derart, dass die Auslenkung des Betätigungselements (14) wieder der Anfangsauslenkung Lo entspricht;
Bestimmen einer elektrischen Spannungsdifferenz ΔV zwischen der nachgeregelten elektrischen Spannung und der elektrischen Ausgangsspannung V0.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend einen Schritt des Bestimmens eines Wertes der mechanischen Spannung in der aufgebrachten Beschichtung aus dem ermittelten Wert der Veränderung Δl_ der Auslenkung des Betätigungselements (14) und/oder - aus dem ermittelten Wert der elektrischen Spannungsdifferenz ΔV.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während des Schritts des Aufbringens der Beschichtung die Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements (14) und/oder die elektrische Spannungsdifferenz ΔV und/oder der ermittelte Wert der mechanischen Spannung in der Beschichtung mehrfach hintereinander bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verlauf der Veränderung ΔL der Auslenkung des Betätigungselements (14) und/oder der elektrischen Spannungsdifferenz ΔV und/oder des ermittelten Wertes der mechanischen Spannung in der Beschichtung in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der aufgebrachten Dicke der Beschichtung erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrische Spannung am Piezoaktuator (16) mittels einer Regeleinheit (22) derart nachgeregelt wird, dass die Auslenkung des Betätigungselements (14) während des Aufbringens der Beschichtung im wesentlichen konstant bei dem Wert der Anfangsauslenkung U bleibt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Substrat (12, 12') ein Brillenglas ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (20) im Betätigungselement (14) integriert ist.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (20) einen kapazitiven Sensor und/oder einen induktiven Sensor und/oder einen resistiven Sensor umfasst ist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Abscheidens zumindest eines Teils der Beschichtung bei niedrigem Umgebungsdruck erfolgt.
11. Vorrichtung zum Bestimmen mechanischer Spannungen in einer Beschichtung eines Substrats (12, 12') umfassend: zumindest eine Substrathalterung (10) zum Anlegen des Substrats (12, 12') - ein Betätigungselement (14), welches einen Piezoaktuator (16) umfasst, mittels dessen das Betätigungselement (14) durch Anlegen einer vorbestimmten bzw. bestimmbaren elektrischen Spannung an den Piezoaktuator (16) zumindest teilweise relativ zur Substrathalterung (10) derart um eine Auslenkung (L) bewegbar ist, dass dabei ein mechanisches Vorspannen des an der Substrathalterung (10) angelegten Substrats (12, 12') bewirkt wird, ein Sensorelement (20), das ausgelegt ist, eine Veränderung (ΔL) der Auslenkung des Betätigungselements (14) zu erfassen und abhängig von der erfassten Auslenkungsänderung ΔL ein Sensorsignal (26) auszugeben.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , welche außerdem
Spannungserfassungsmittel zum Erfassen der an den Piezoaktuator (16) angelegten elektrischen Spannung umfasst.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, welche außerdem eine Steuereinheit (22) umfasst, die ausgelegt ist, das vom Sensorelement (20) ausgegebene Sensorsignal (26) zu empfangen und die an den Piezoaktuator (16) angelegte elektrische Spannung abhängig vom empfangenen Sensorsignal (26) zu steuern.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuereinheit (22) eine Regeleinheit umfasst, die ausgelegt ist, abhängig vom empfangenen Sensorsignal (26) die an den Piezoaktuator (16) angelegte elektrische Spannung derart zu regeln, dass die Auslenkung (L) des Betätigungselements (14) im wesentlichen konstant bleibt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, welche außerdem eine Spannungsauswerteeinrichtung (22) umfasst, die ausgelegt ist, das Sensorsignal (26) und/oder - den Wert der am Piezoaktuator (16) angelegten Spannung (V) und/oder Spannungsänderung (ΔV) zu empfangen und abhängig davon einen Wert der mechanische Spannung in der Beschichtung zu bestimmen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, welche außerdem eine Speichereinrichtung umfasst, die ausgelegt ist, die Auslenkung (L) und/oder die Auslenkungsänderung (L0) des Betätigungselements (14) und/oder den Wert der am Piezoaktuator (16) angelegten Spannung (V) und/oder Spannungsänderung (ΔV) und/oder die Wert der mechanischen Spannung in der Beschichtung zu empfangen und dessen zeitlichen Verlauf in einem Speichermedium zu speichern.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Sensorelement (20) im Betätigungselement (14) integriert ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, welche außerdem eine Schichtabscheidevorrichtung umfasst.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei das Sensorelement (20) einen kapazitiven Sensor und/oder einen induktiven Sensor und/oder einen resistiven Sensor umfasst.
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