WO2012069583A1 - Vorrichtung zum herstellen von mehrfachschichtsystemen auf bandförmigen substraten - Google Patents
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- C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
Definitions
- the invention relates to a device for producing multilayer systems on strip-shaped substrates in a process chamber in which layer-forming devices are located, wherein the strip-shaped substrate is withdrawn from an unwinder and finally fed onto a rewinder via various rollers.
- the layer-forming devices in vacuum chambers such as evaporators, sputtering cathodes or the like, which may also include etch devices or other surface treatment devices, are at a predetermined distance from the belt-shaped substrate
- layer-forming device is used to represent the aforementioned devices.
- the belt-shaped substrate is passed past the film-forming device at a predetermined speed during the coating or processing operation via a roller, along a guide element, or in the so-called “free-span", i.e., freely tensioned.
- band-shaped substrates to be coated come metal or plastic bands, or even tissue from these
- the second possibility is the band-shaped
- the invention is based on the object, an apparatus for producing multilayer systems and / or
- the object underlying the invention is achieved in a device of the type mentioned above in that in the process chamber with the layer-forming means at least one hollow process roller is arranged, in which there is a slot-shaped opening that in the
- Process roller, a developer and a winder for the belt-shaped substrate are arranged side by side rotatably and that the tape-shaped substrate of unwinder by the
- Opening is guided over the outer circumferential surface of the process roller through the opening back to the rewinder.
- At least the rewinder is provided with a rotary drive.
- a rotary drive In a further embodiment of the invention is the
- Process roller rotatably disposed in the process chamber and also connected to a rotary drive. This can be located on the outer circumferential surface of the process roller
- Substrates are wound on the rewinder in the process roll and at the same time a new section of the band-shaped
- the process roller is equipped with a device for tempering the surrounding band-shaped substrate, which may be a heating / cooling device.
- a device for tempering the surrounding band-shaped substrate which may be a heating / cooling device.
- the layer-forming devices are arranged at predetermined intervals to the outer circumferential surface of the process roller around them.
- the vacuum chamber surrounding the process roller is fixed by partitions subdivided standing process sectors, wherein in some of them layering devices are arranged,
- the process sectors are vacuum-insulated from one another,
- the partitions are guided from the inner wall of the process chamber radially inwards to close to the process roller, without touching them and so that the band-shaped substrate passes through.
- conventional vacuum seals may be formed between the partitions and the process roll.
- the band-shaped substrate In order to be able to pull the band-shaped substrate around the process roller as easily as possible, it is either provided with a corresponding coating and / or an endless belt is arranged between the process roller and the band-shaped substrate which has the lowest possible frictional resistance with respect to the outer lateral surface of the process roller should. In this way, the generation of particles during the shifting of the endless belt can be significantly reduced.
- the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
- the accompanying drawing shows a schematic cross-sectional view of a device according to the invention for producing multilayer systems on tape-shaped substrates.
- the device consists of a process chamber 1, which may for example be a vacuum chamber, in which a rotatable cylindrical hollow process roller 2 is arranged, which is drivable by a drive, not shown, with a predetermined rotational speed.
- a transverse slit shaped opening 6 is introduced, which is so wide that in this two guide rollers 7, 7 'can be arranged as close together as possible.
- the process chamber 1 can have any desired shape, that is to say be square or cylindrical.
- an unwinder 3 and a rewinder 3 ' are arranged side by side for a belt-shaped substrate 4.
- this is from the unwinder 3 via the guide roller 7 through the slot-shaped opening 6 on the
- the process roller 2 can also be used to control the temperature of the strip-shaped substrate by arranging a heating / cooling device in its jacket. As a result, it is possible to ensure a uniform coating temperature during the entire coating or processing process, and thus at the same time to ensure that the maximum permissible heat budget to which the strip-shaped substrate 4 can be exposed is not exceeded, or that heat peaks can be safely avoided.
- the process vacuum chamber 1 surrounding the process roller 2 is in the exemplary embodiment by four partitions 9, 9 ', 9' ',
- completely different processes are performed independently.
- coating or sputtering devices, CVD devices or the like, as well as etching devices and other surface treatment devices may be considered as layer-forming devices. It is understood that not all existing facilities in the process chamber can be active at the same time, but only those that are required for the particular process provided.
- the partitions 9, 9 ', 9'', 9 / / y are guided from the inner wall of the process chamber 1 radially inwards to close to the process roller 2, without touching them.
- the vacuum seal at these points can additionally with
- the coating process can now be carried out in different ways.
- the belt-shaped substrate 4 can move around the process roller 2 during the coating process while the process roller 2 is stationary.
- the process roller 2 can rotate as the belt-shaped substrate 4 moves around it.
- the belt-shaped substrate 4 rests on the process roller 2 while it rotates at a predetermined speed until the desired layer quality is achieved. Subsequently, will the process roller 2 is stopped and the belt-shaped substrate 4 transported on this further by a predetermined length, until the process roller 2 is again covered with uncoated or untreated substrate 4. Then, the above coating process can be repeated until the entire band-shaped substrate provided on the unwinder is completely coated.
- the particular advantage of the device according to the invention is that multi-layer systems and layers of large thickness, e.g. around 10 pm, can be produced particularly effectively in a single process chamber 1.
- the strip-shaped substrate 4 then has to complete the coating process only completely on the
- Guide rollers 7, 7 'around through the slot-shaped opening 6 and along the inner circumferential surface of the process roller 2 are guided. This can be done by a plurality of guide rollers, not shown, arranged on the inner circumference of the process roller 2. This will guide the band-shaped
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachschichtsystemen auf bandförmigen Substraten in einer Prozesskammer, in der sich mindestens eine schichtbildende Einrichtung befindet, wobei das bandförmige Substrat von einem Abwickler abgezogen und über verschiedene Walzen schließlich auf einen Aufwickler geführt wird. Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachschichtsystemen und/oder Schichten mit großer Dicke auf bandförmigen Substraten geschaffen werden, die effektiv arbeitet und die Herstellung solcher Mehrfachschichtsysteme mit guter Qualität ermöglicht. Erreicht wird das dadurch, dass in der Prozesskammer (1) mit den schichtbildenden Einrichtungen (5, 5 ', 5 ' ') mindestens eine hohle Prozesswalze (2) angeordnet ist, in der sich eine schlitzförmige Öffnung (6) befindet, dass in der Prozesswalze (2) ein Abwickler (3) und ein Aufwickler (3 ') für das bandförmige Substrat (4) nebeneinander drehbar angeordnet sind und dass das bandförmige Substrat (4) von Abwickler (3) durch die Öffnung (6) über die Außenmantelfläche der Prozesswalze (2) durch die Öffnung (6) zurück zum Aufwickler ( 3 ') geführt ist.
Description
Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachschichtsystemen auf bandförmigen Substraten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von MehrfachschichtSystemen auf bandförmigen Substraten in einer Prozesskammer in der sich schichtbildende Einrichtungen befinden, wobei das bandförmige Substrat von einem Abwickler abgezogen und über verschiedene Walzen schließlich auf einen Aufwickler geführt wird.
Die schichtbildenden Einrichtungen in Vakuumkammern, wie beispielsweise Verdampfer, Sputterkathoden o.dgl., zu denen prozessbedingt auch Ätzvorrichtungen oder andere Oberflächenbehandlungsvorrichtungen gehören können, sind in einem vorgegebenen Abstand zum bandförmigen Substrat
angeordnet. Nachfolgend wird der Begriff „schichtbildende Einrichtung" stellvertretend für die genannten Vorrichtungen verwendet .
Das bandförmige Substrat wird während des Beschichtungs- oder Bearbeitungsvorganges über eine Walze, entlang eines Führungselementes, oder im sogenannten „free-span", d.h. frei gespannt, an der schichtbildenden Einrichtung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorbeigezogen.
Als zu beschichtende bandförmige Substrate kommen Metalloder Kunststoffbänder, oder auch Gewebe aus diesen
Materialien in Betracht, wobei auch zu gewährleisten ist, dass die jeweilige Beschichtung sowohl längs des Bandes als auch in Querrichtung mit ausreichender Homogenität erfolgt.
Je nach den technischen Anforderungen, wie Schichtdicke, Schichtaufbau bei MehrfachschichtSystemen usw., variieren
die schichtbildenden Einrichtungen sowohl in der Art, als auch in deren Anzahl innerhalb der Vakuumanlage.
In bisher bekannt gewordenen Prozesskammern, insbesondere in Vakuumkammern, kommen für die Herstellung von speziellen MehrfachschichtSystemen nur zwei Möglichkeiten in Betracht, um eine solche Beschichtung effektiv zu bewerkstelligen. Die erste Möglichkeit besteht darin, die Anzahl der schichtbildenden Einrichtungen in der Vakuumanlage entsprechend der Anzahl der herzustellenden Schichten drastisch zu erhöhen, um beim einmaligen Durchlauf des bandförmigen Substrates die gewünschte Schichtfolge und/oder Schichtdicke herzustellen. Das ist allerdings mit einem großen technischen Aufwand verbunden .
Die zweite Möglichkeit besteht darin, das bandförmige
Substrat mehrfach zwischen Abwickler und Aufwickler hin und her zu wickeln, bis die geforderte Schichtfolge hergestellt ist. Nachteilig hierbei ist, dass das mehrfache Umwickeln des bandförmigen Substrates in der Regel immer zu Problemen bezüglich der Wickel- und Bandführungsqualität, als auch bezüglich der Kontamination mit unerwünschten Partikeln führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen von MehrfachschichtSystemen und/oder
Schichten mit großer Dicke auf bandförmigen Substraten zu schaffen, die effektiv arbeitet und die Herstellung solcher MehrfachschichtSysteme mit guter Qualität ermöglicht.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in der Prozesskammer mit den schichtbildenden Einrichtungen mindestens eine hohle Prozesswalze angeordnet ist, in der sich eine schlitzförmige Öffnung befindet, dass in der
Prozesswalze ein Abwickler und ein Aufwickler für das bandförmige Substrat nebeneinander drehbar angeordnet sind und
dass das bandförmige Substrat von Abwickler durch die
Öffnung über die Außenmantelfläche der Prozesswalze durch die Öffnung zurück zum Aufwickler geführt ist.
Zumindest der Aufwickler ist mit einem Drehantrieb versehen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die
Prozesswalze in der Prozesskammer drehbar angeordnet und ebenfalls mit einem Drehantrieb verbunden. Damit kann der auf der Außenmantelfläche der Prozesswalze befindliche
Abschnitt des bandförmigen Substrates auf einfache Weise so lange an den schichtbildenden Einrichtungen vorbeigeführt werden, bis die gewünschte Schichtstruktur erreicht ist. Anschließend wird dieser Abschnitt des bandförmigen
Substrates auf den Aufwickler in der Prozesswalze gewickelt und gleichzeitig ein neuer Abschnitt des bandförmigen
Substrates auf die Außenmantelfläche der Prozesswalze geführt. Es ist auch möglich, auch die Prozesswalze 2 zu drehen, während sich das bandförmige Substrat 4 um diese bewegt
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Prozesswalze mit einer Einrichtung zur Temperierung des diese umgebenden bandförmigen Substrates ausgestattet ist, die eine Heiz- /Kühleinrichtung sein kann. Damit kann einerseits gewährleistet werden, dass das bandförmige Substrat immer auf dem richtigen Temperaturniveau gehalten werden kann und anderer- seits sicher gestellt werden, dass das Substrat nicht überhitzt wird.
Die schichtbildenden Einrichtungen sind in vorgegebenen Abständen zur Außenmantelfläche der Prozesswalze um diese herum angeordnet . Um bei unterschiedlichen schichtbildenden Einrichtungen einen unabhängigen Betrieb zu gewährleisten, ist die die Prozesswalze umgebende Vakuumkammer durch Trennwände in fest
stehende Prozesssektoren eingeteilt, wobei in einigen derselben schichtbildende Einrichtungen angeordnet sind,
Um ein Verschleppen von Beschichtungsmaterial oder von Gasen von einer Prozesssektion in andere Prozesssektionen zu verhindern, sind die Prozesssektoren vakuummäßig gegeneinander isoliert,
Zu diesem Zweck sind die Trennwände von der Innenwand der Prozesskammer radial nach innen bis nahe auf die Prozesswalze geführt, ohne diese zu berühren und so, dass das bandförmige Substrat hindurchpasst .
Zusätzlich können zwischen den Trennwänden und der Prozesswalze übliche Vakuumdichtungen ausgebildet sein.
Um das bandförmige Substrat möglichst leicht um die Prozesswalze ziehen zu können, ist diese entweder mit einer ent- sprechenden Beschichtung versehen und/oder es ist zwischen der Prozesswalze und dem bandförmigen Substrat ein Endlosband angeordnet, das gegenüber der Außenmantelfläche der Prozesswalze einen möglichst geringen Reibungswiderstand aufweisen sollte. Auf diese Weise kann die Generierung von Partikeln während des Verschiebens des Endlosbandes deutlich verringert werden.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Querschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von MehrfachschichtSystemen auf bandförmigen Substraten.
Die Vorrichtung besteht aus einer Prozesskammer 1, die beispielsweise eine Vakuumkammer sein kann, in der eine drehbare zylindrische hohle Prozesswalze 2 angeordnet ist, die durch einen nicht dargestellten Antrieb mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit antreibbar ist. In der Mantelfläche der Prozesswalze 2 ist eine quer verlaufende schlitz-
förmige Öffnung 6 eingebracht, die so breit ist, dass in dieser zwei Umlenkwalzen 7, 7 ' möglichst dicht nebeneinander angeordnet werden können. Die Prozesskammer 1 kann je nach den Anforderungen eine beliebige Gestalt aufweisen, also eckig oder zylindrisch sein.
In der Prozesswalze 2 sind ein Abwickler 3 und ein Aufwickler 3 ' nebeneinander für ein bandförmiges Substrat 4 angeordnet. Zum Herstellen einer Beschichtung auf dem bandförmigen Substrat 4 wird dieses vom Abwickler 3 über die Umlenkwalze 7 durch die schlitzförmige Öffnung 6 auf die
Außenmantelfläche der Prozesswalze 2 und um diese herum zur Umlenkwalze 7 ' geführt, welche das bandförmige Substrat 4 wieder in die Prozesswalze 2, diesmal auf den Aufwickler 3 ' , führt . Die Prozesswalze 2 kann auch zur Temperierung des bandförmigen Substrates eingesetzt werden, indem in deren Mantel eine Heiz-/Kühleinrichtung angeordnet wird. Dadurch kann eine gleichmäßige Beschichtungstemperatur während des gesamten Beschichtungs- oder Bearbeitungsprozesses gewähr- leistet werden und somit gleichzeitig sichergestellt werden, dass das maximal zulässige Wärmebudget, dem das bandförmige Substrat 4 ausgesetzt werden kann, nicht überschritten wird, bzw. dass Wärmespitzen sicher vermieden werden können.
Die die Prozesswalze 2 umgebende Prozessvakuumkammer 1 ist im Ausführungsbeispiel durch vier Trennwände 9, 9 ' , 9 ' ' ,
9 ' ' ' in vier fest stehende Prozesssektionen 8, 8 ' , 8 ' ' , 8 ' ' ' eingeteilt, wobei in einigen derselben schichtbildende
Einrichtungen 5, 5 ' , 5 ' ' angeordnet sind, die somit die Prozesswalze 2 in einem vorgegebenen Abstand zu dieser und in einem vorgegebenen Winkelabstand zueinander umgeben. Die Prozesssektionen 8, 8 ' , 8 ' ' , 8 ' ' ' sind vakuumdicht gegeneinander isoliert, um ein Verschleppen von Beschichtung- smaterial oder Gasen von einer Prozesssektion in andere Prozesssektionen zu verhindern. Somit können in benachbarten
Prozesssektionen völlig unterschiedliche Prozesse unabhängig voneinander durchgeführt werden.
Wie eingangs erwähnt, kommen als schichtbildende Einrich- tungen Verdampfungs- oder Sputtereinrichtungen, CVD-Ein- richtungen o.dgl., sowie Ätzeinrichtungen und andere Oberflächenbehandlungseinrichtungen in Betracht. Es versteht sich, dass nicht sämtliche vorhandene Einrichtungen in der Prozesskammer gleichzeitig aktiv sein können, sondern nur jeweils diejenigen, die für den jeweils vorgesehenen Prozess erforderlich sind.
Um eine gegenseitige Störung der ablaufenden Prozesse sicher zu vermeiden, sind die Trennwände 9, 9 ' , 9 ' ' , 9/ / y von der Innenwand der Prozesskammer 1 radial nach innen bis nahe auf die Prozesswalze 2 geführt, ohne diese zu berühren. Die Vakuumdichtung an diesen Stellen kann zusätzlich mit
üblichen nicht dargestellten Vakuumschleusen erfolgen. Es versteht sich, dass je nach den Anforderungen auch mehr oder weniger Sektionen in der Prozesskammer 1 ausgebildet werden können. Im Interesse einer möglichst einfachen Vakuumdichtung sollte der Druck in der Prozesswalze 2 etwa dem Druck in der Prozesskammer 1 entsprechen. Der Beschichtungsvorgang kann nun auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden. Das bandförmige Substrat 4 kann sich während des Beschichtungsvorganges um die Prozesswalze 2 bewegen, während die Prozesswalze 2 stillsteht. Alternativ kann sich zusätzlich auch die Prozesswalze 2 drehen, während sich das bandförmige Substrat 4 um diese bewegt.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Realisierung eines zyklischen Beschichtungsvorganges. In diesem Fall ruht das bandförmige Substrat 4 auf der Prozesswalze 2 während diese sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit dreht, bis die gewünschte Schichtqualität erreicht ist. Anschließend wird
die Prozesswalze 2 gestoppt und das bandförmige Substrat 4 auf dieser um eine vorgegebene Länge weiter transportiert, bis die Prozesswalze 2 wieder mit unbeschichtetem oder unbehandeltem Substrat 4 belegt ist. Dann kann der vor- stehende Beschichtungsprozess wiederholt bis das gesamte auf dem Abwickler bereitgestellte bandförmige Substrat lückenlos beschichtet ist.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass MehrfachschichtSysteme und Schichten großer Dicke, z.B. um 10 pm, besonders effektiv in einer einzigen Prozesskammer 1 hergestellt werden können.
Das bandförmige Substrat 4 muss dann nach Abschluss des Beschichtungsprozesses lediglich vollständig auf den
Aufwickler 3 ' gewickelt werden, worauf hin dieser dann nach dem Öffnen der Prozesskammer 1 an einer Stirnseite aus der Prozesswalze 2 entnommen werden kann. Anschließend wäre ein neuer bestückter Abwickler 3 in die Prozesswalze 2 einzusetzen und das bandförmige Substrat wie vorstehend beschrieben einzufädeln. Alternativ kann natürlich die komplette Prozesswalze 2 entnommen werden und der Austausch des beschichteten
bandförmigen Substrates gegen unbeschichtetes bandförmiges Substrat außerhalb der Prozesskammer 1 erfolgen, z.B. wenn das bandförmige Substrat eine unhandliche Breite aufweist. Wesentlich für die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, dass die Reibverhältnisse zwischen dem bandförmigen Substrat und der Außenmantelfläche der Prozesswalze ein Ziehen des bandförmigen Substrates über die nahezu komplette Außenmantelfläche erlauben. Dazu besteht
selbstverständlich die Möglichkeit, die Außenmantelfläche mit einer geeigneten, die Reibung vermindernden Beschichtung zu versehen.
Eine andere Möglichkeit zur Reduzierung der Reibung zwischen der Prozesswalze 2 und dem bandförmigen Substrat 4 besteht darin, dazwischen ein Endlosband anzuordnen, das auf der Prozesswalze 2 besonders gut gleitet. Das Endlosband muss dazu um die Außenmantelfläche der Prozesswalze 2 um die
Umlenkwalzen 7, 7 ' herum durch die schlitzförmige Öffnung 6 hindurch und entlang der Innenmantelfläche der Prozesswalze 2 geführt werden. Das kann durch mehrere am Innenumfang der Prozesswalze 2 angeordnete nicht dargestellte Führungswalzen erfolgen. Dadurch wird die Führung des bandförmigen
Substrates 4 vom Inneren der Prozesswalze auf deren
Außenmantelfläche nicht behindert.
Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachschichtsystemen auf bandförmigen Substraten
Bezugszeichenliste 1 Prozesskammer
2 Prozesswalze
3 Abwickler
3y Aufwickler
4 bandförmiges Substrat
5, 5y, 5y y schichtbildende Einrichtungen
6 schlitzförmige Öffnung
7, 7y Umlenkwal ze
8, 8y, 8y y, 8y ' ' ProzessSektion
9, 9y, 9y ' , 9' ' ' Trennwand
Claims
1. Vorrichtung zum Herstellen von MehrfachschichtSystemen auf bandförmigen Substraten in einer Prozesskammer, in der sich mindestens eine schichtbildende Einrichtung befindet, wobei das bandförmige Substrat von einem Abwickler abgezogen und über verschiedene Walzen schließlich auf einen
Aufwickler geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prozesskammer (1) mit den schichtbildenden Einrichtungen (5, 5 ' , 5 ' ' ) mindestens eine hohle Prozesswalze (2) angeordnet ist, in der sich eine schlitzförmige Öffnung (6) befindet, dass in der Prozesswalze (2) ein Abwickler (3) und ein Aufwickler ( 3 ' ) für das bandförmige Substrat (4) nebeneinander drehbar angeordnet sind und dass das bandförmige Substrat (4) von Abwickler (3) durch die Öffnung (6) über die Außenmantelfläche der Prozesswalze (2) durch die Öffnung (6) zurück zum Aufwickler ( 3 ' ) geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Aufwickler (3y) mit einem Drehantrieb versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswalze (2) in der Prozesskammer (1) drehbar angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswalze (2) mit einem Drehantrieb verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswalze (2) mit einer Einrichtung zur Temperierung des diese umgebenden bandförmigen Substrates (4) ausgestattet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Temperierung der Prozesswalze (2) eine Heiz-/Kühleinrichtung ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schichtbildenden Einrichtungen (5,
5 ' , 5 ' ' ) in vorgegebenen Abständen zur Außenmantelfläche der Prozesswalze (2) um diese herum angeordnet sind. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Prozesswalze (2) umgebende Vakuumkammer (1) durch Trennwände (9, 9 ' , 9 ' ' , 9 ' ' ' ) in fest stehende Prozesssektoren (8, 8 ' , 8 ' ' ,
8 ' ' ' ) eingeteilt, wobei in einigen derselben schichtbildende Einrichtungen (5, 5 ' , 5 ' ' ) angeordnet sind,
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesssektoren (8, 8 ' , 8 ' ' , 8 y ' ' ) vakuumdicht gegeneinander isoliert sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (9, 9y, 9/ y, 9/ / y) von der Innenwand der Prozesskammer 1 radial nach innen bis nahe auf die Prozesswalze (2) geführt sind, ohne diese zu berühren.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Trennwänden (9, 9y, 9/ y, 9/ / y) und der Prozesswalze () Vakuumdichtungen ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswalze (2) entweder mit einer entsprechenden Beschichtung versehen ist und/oder dass zwischen der Prozesswalze und dem bandförmigen Substrat ein Endlosband angeordnet ist.
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
GB766459A (en) * | 1953-05-15 | 1957-01-23 | Heraeus Gmbh W C | Improvements in or relating to high-vacuum coating devices |
EP0157573A2 (de) * | 1984-03-28 | 1985-10-09 | General Engineering Radcliffe Limited | Vorrichtung zum Vakuumüberziehen |
US5618388A (en) * | 1988-02-08 | 1997-04-08 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Geometries and configurations for magnetron sputtering apparatus |
WO2002086188A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | N.V. Bekaert S.A. | Apparatus and method for the deposition of metal or metal oxide coatings on an elongated substrate |
JP2008007790A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 巻取式複合真空表面処理装置及びフィルムの表面処理方法 |
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- 2011-11-24 WO PCT/EP2011/070928 patent/WO2012069583A1/de active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB766459A (en) * | 1953-05-15 | 1957-01-23 | Heraeus Gmbh W C | Improvements in or relating to high-vacuum coating devices |
EP0157573A2 (de) * | 1984-03-28 | 1985-10-09 | General Engineering Radcliffe Limited | Vorrichtung zum Vakuumüberziehen |
US5618388A (en) * | 1988-02-08 | 1997-04-08 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Geometries and configurations for magnetron sputtering apparatus |
WO2002086188A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | N.V. Bekaert S.A. | Apparatus and method for the deposition of metal or metal oxide coatings on an elongated substrate |
JP2008007790A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 巻取式複合真空表面処理装置及びフィルムの表面処理方法 |
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