DE69901455T2

DE69901455T2 - Verfahren zum vakuumbeschichten eines gewölbten substrates

Info

Publication number: DE69901455T2
Application number: DE69901455T
Authority: DE
Inventors: Pascal Comble; Gerhard Keller; Frederic Mouhot
Original assignee: Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Current assignee: EssilorLuxottica SA
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: JP2002524659A; FR2783001A1; JP4574011B2; US7122223B1; WO2000014294A1; AU761513B2; AU5428099A; CA2341608C; EP1114200B1; ES2177311T3; EP1114200A1; FR2783001B1; DE69901455D1; ATE217362T1; CA2341608A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Vakuumbehandlung eines beliebigen Substrats, bei welchem Verfahren man entsprechend einer kathodischen Pulverisierungs- oder Zerstäubungstechnik, üblicherweise auch Sputtern genannt, global in einem Gehäuse den Niederschlag oder die Fällung einer Schicht aus Material an dem Substrat bewirkt, herrührend von einer gegebenen Materialquelle, indem man z. B. die Materialquelle, die in diesem Fall als Kathode dient, einem geeigneten Ionenbeschuss aussetzt, wodurch veranlasst wird, dass Partikel davon freigesetzt werden, wobei diese sich somit an dem Substrat niederschlagen bzw. dort gefällt werden.
Die Erfindung zielt insbesondere auf den Fall ab, in dem das behandelte Substrat ein gekrümmtes oder gewölbtes Substrat ist, bis hin zu einem stark gewölbten oder gekrümmten Substrat, wie dies beispielhaft der Fall ist für zumindest einige von bestimmten Brillengläsern, und zwar insbesondere für Brillengläser mit hoher Stärke oder Leistung.
Unter dem Begriff gekrümmtes oder gewölbtes Substrat versteht man somit im Vorliegenden und in genereller Weise ein Substrat, welches in der Art eines Brillenglases in zumindest einer transversalen Ebene eine mehr oder weniger stark ausgebildete Krümmung oder Wölbung umfasst.
Wie es bekannt ist, werden bestimmte Gläser vakuumbehandelt, um ihnen spezifische Eigenschaften zu verleihen, wie z. B. Anti-Reflex- bzw. Anti-Reflektionseigenschaften. Eines der zu lösenden Probleme auf diesem Fachgebiet besteht darin, die gesamte Gleichförmigkeit der Dicke zu gewährleisten, wie sie wünschenswert ist für die somit gefällte oder niedergeschlagene Materialschicht bzw. Schicht aus Material.
Unter dem Begriff Dicke versteht man vorliegend und im folgenden Text die optische Dicke der gefällten oder niedergeschlagenen Schicht, d. h. das Produkt der physischen Dicke dieser Schicht multipliziert mit dem Brechungsindex des diese ausbildenden Materials.
Beim Fehlen einer geeigneten Gleichförmigkeit für diese Dicke kann eine gegebenenfalls bestehende Restreflektion zu ungewünschten Beeinträchtigungen führen.
Es ist bekannt, dass die Dicke der Schicht an gefälltem oder niedergeschlagenem Material umgekehrt proportional zum Abstand des Brillenglases, oder genereller ausgedrückt, von dem behandelten Substrat mit Bezug auf die entsprechende Materialquelle ist.
Wenn, wie bei der vorliegenden Anwendung, das Substrat gewölbt ist, ist dieser Abstand größer an der Peripherie als im Zentrum, wobei die Dicke der erhaltenen Fällung oder des erhaltenen Niederschlags somit im peripheren Bereich geringer ist als im Zentrum bzw. in der Mitte des Substrates. Dieser Dickenunterschied kann kritisch werden, wenn aus praktischen Gründen das gewölbte oder gekrümmte Substrat bei geringem Abstand von der Materialquelle angeordnet wird, wobei die Entfernungsdifferenz von der Peripherie davon, sowie von der Mitte davon, mit Bezug auf die Materialquelle beachtlich wird, bedingt durch die Krümmung oder Wölbung selbst.
In der Praxis kann diese Dickendifferenz üblicherweise 20% erreichen, je nach Substraten und eingesetztem Gehäuse bzw. eingesetzter Anlage.
Die vorliegende Erfindung hat in genereller Weise zur Aufgabe eine Vorrichtung, die es in sehr einfacher Weise ermöglicht, diese Dickendifferenz zu reduzieren.
Insbesondere betrifft die Erfindung in erster Linie ein Verfahren zur Vakuumbehandlung eines beliebigen gekrümmten oder gewölbten Substrats, bei welchem die kathodische Pulverisierung oder Zerstäubung eines Materials, ausgehend von einer gegebenen Materialquelle veranlasst wird, und bei welchen man die Fällung oder den Niederschlag einer Schicht des genannten gegebenen Materials an dem gewölbten Substrat veranlasst, wobei das Verfahren in einer generellen Weise dadurch gekennzeichnet ist, dass man zwischen dem gewölbten Substrat und der Materialquelle, unter Abstand von dem gewölbten Substrat, einen mit Bezug auf das gewölbte Substrat feststehenden Cache bzw. eine mit Bezug auf das gewölbte Substrat feststehende Blende zwischenlagert, wobei besonders vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden mit einem Cache oder einer Blende, dessen bzw. deren lotrechte Projektion in einer Ebene eine Fläche von weniger als 10% bis hin zu weniger als 5% der Projektionsfläche des gewölbten Substrates an dieser bzw. einer entsprechenden Ebene einnimmt; die Erfindung betrifft auch jegliche Blende oder jeglichen Cache, geeignet zur Verwendung in einem solchen Verfahren.
Sicherlich ist es bereits bekannt, aus unterschiedlichen Gründen einen Cache oder eine Blende während der Vakuumbehandlung eines gewölbten Substrats zu verwenden, wie dies beispielhaft der Fall ist in dem amerikanischen Patent Nr. 5,225,057.
In diesem amerikanischen Patent Nr. 5,225,057 wird jedoch das behandelte gewölbte Substrat rotationsmäßig angetrieben, bezüglich sich selbst bzw. um seine Achse gedreht, so dass der Cache bzw. die Blende diesbezüglich nicht feststehend ist.
Ferner wird diese Blende oder dieser Cache lediglich verwendet zur Begrenzung des Öffnungswinkels des Strahls, mittels welchem die gewünschte Fällung oder der gewünschte Niederschlag erfolgt, ohne dass eine irgendwie geartete Einflussnahme auf die Dicke selbst der während dieser Fällung oder dieses Niederschlags erhaltenen Materialschicht gegeben wäre.
Ferner ist es sicherlich ebenfalls bekannt, insbesondere aus dem amerikanischen Patent Nr. 5,389,397, während der Vakuumbehandlung eines Substrates einen mit Bezug auf das Substrat feststehenden Cache bzw. eine mit Bezug auf das Substrat feststehende Blende zu verwenden.
In diesem amerikanischen Patent Nr. 5,389,397 sind jedoch die behandelten bzw. die zu behandelnden Substrate flach, planar bzw. eben.
Unter Berücksichtigung der Eigenarten der Fällung, die auftritt, wenn das Substrat ein gekrümmtes oder gewölbtes Substrat ist, war es a priori nicht vorstellbar, dass ein feststehender Cache ebenfalls für solch ein gewölbtes Substrat geeignet sein könnte.
Ferner ist in dem amerikanischen Patent Nr. 5,389,397 der verwendete Cache ein sogenannter Vollcache.
Im Gegensatz hierzu hat es sich in äußerst überraschender Weise herausgestellt, dass mit dem erfindungsgemäßen Cache bzw. der erfindungsgemäßen Blende beachtliche Ergebnisse erzielbar sind, wenn der Cache bzw. die Blende einen ringförmigen Abschnitt umfasst.
Ohne dass Gewissheit darüber bestünde, könnte man jedoch beispielhaft annehmen, dass bei den verwendeten Arbeitsdrücken, die generell bei oberhalb von 0,1 Pa liegen, die mittlere freie Weglänge der in Frage stehenden Fällungs- oder Niederschlagspartikel in der Größenordnung von einigen Millimetern liegt, wobei die Fällungspartikel Mehrfachreflektionen mit den Atomen des Plasmamilieugases unterliegen, wobei, bedingt durch diese Mehrfachreflektionen, sowie bedingt durch die Konfiguration des verwendeten Gerätes bzw. Gehäuses, sich normalerweise ein beachtlicherer Partikelfluss in Richtung der Mitte des Substrates ausbildet als in einer Richtung hin zu der Peripherie davon, wobei mit der Zwischenlagerung eines erfindungsgemäßen Caches bzw. einer erfindungsgemäßen Blende, und zwar insbesondere eines Caches oder einer Blende mit einem ringförmigen Abschnitt, zwischen der Materialquelle und dem Substrat dieser Partikelfluss wahrscheinlich weniger stark gerichtet ist, wobei dieser Flüss oder diese Strömung somit zumindest teilweise an der Mitte des Substrates begrenzt wird, dort wo beim Fehlen eines solchen Caches oder einer solchen Blende man üblicherweise einen Überschuss an gefälltem oder niedergeschlagenem Material feststellt.
Ungeachtet dessen wurde beobachtet und durch Versuche bestätigt, dass mit einem Cache, der erfindungsgemäß über einen ringförmigen Abschnitt verfügt, die auftretende Dickendifferenz für die erhaltene Fällung oder den erhaltenen Niederschlag zwischen der Peripherie des gewölbten behandelten Substrats und der Mitte davon, statt eine Größenordnung von 20% auszumachen, vorteilhafterweise reduziert werden kann unter Beibehaltung der weiteren Bedingungen auf weniger als 15% bis hin zu weniger als 10%.
Noch zufriedenstellendere Ergebnisse können beobachtet werden, wenn, gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung, der zum Einsatz kommende Cache bzw. die verwendete Blende im Inneren des ringförmigen Abschnitts zumindest eine Kreuzstruktur oder eine Strebe bzw. ein Kreuz umfasst, zwei Zonen des ringförmigen Abschnitts miteinander verbindend, z. B. gemäß einem Durchmesser davon, wobei gegebenenfalls in diesem Fall und gemäß einer noch ergänzenden Weiterentwicklung der Erfindung, äußerlich des ringförmigen Teils an jedem Ende solch einer Strebe bzw. solch eines Kreuzes ein Arm vorgesehen sein kann, der sich radial erstreckt mit Bezug auf den ringförmigen Abschnitt, und zwar in der Verlängerung oder Fortsetzung des Kreuzes bzw. der Kreuzstruktur bzw. der -strebe.
In solch einem Fall kann die beobachtete Dickendifferenz zwischen der Peripherie des gewölbten behandelten Substrats und der Mitte davon vorteilhafterweise abgesenkt werden, unter Beibehaltung der übrigen Bedingungen, auf weniger als 5%.
In jedem Fall sind die mit dem erfindungsgemäßen Cache erhaltenen Ergebnisse umso überraschender, als in der Praxis der Cache bzw. die Blende vorteilhafterweise mit Bezug auf das behandelte bzw. zu behandelnde gewölbte Substrat eine relativ reduzierte Abmessung aufweisen kann, wodurch es - wenn gewünscht - möglich ist, die Bauraumanforderung der Einrichtung oder Anordnung auf die Abmessungen von lediglich dem gewölbten Substrat zu begrenzen, wodurch es gleichzeitig ermöglicht ist, eventuelle Beschattungsschwierigkeiten zu vermeiden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden des weiteren deutlich aus der folgenden Beschreibung, welche lediglich beispielhaft angegeben ist und welche auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen gilt:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines gewölbten zu behandelnden Substrates, dargestellt angeordnet an einer Stütze oder Stützeinrichtung mit dem ihm erfindungsgemäß zugeordneten Cache bzw. mit der ihm erfindungsgemäß zugeordneten Blende.
Fig. 2 ist eine axiale Schnittansicht der Anordnung entsprechend der Linie II-II von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Wiedergabe von Fig. 1, jedoch im unterschiedlichen Maßstab, wobei eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Caches separat dargestellt ist.
Fig. 4 ist im größeren Maßstab eine Teil-Axial-Schnittansicht des Caches bzw. der Blende, und zwar gemäß der Linie IV-IV von Fig. 4.
Fig. 5 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, analog zu jener von Fig. 3, für eine Ausführungsvariante.
Fig. 6 ist ebenfalls eine perspektivische Ansicht, analog zu jener von Fig. 3, für noch eine weitere Ausführungsvariante.
Fig. 7 ist im vergrößerten Maßstab eine axiale Teilschnittansicht dieser anderen Ausführungsvariante, und zwar gemäß der Linie VII-VII von Fig. 6.
Fig. 8, 9 und 10 sind perspektivische Ansichten, welche wiederum analog zu jener von Fig. 3 sich jeweils beziehen auf weitere Varianten des erfindungsgemäßen Caches bzw. der erfindungsgemäßen Blende.
Die Figuren zeigen lediglich beispielhaft die Anwendung der Erfindung auf den Fall, in dem das gewölbte Substrat 10, welches zu behandeln ist, ein Brillenglas ist, oder insbesondere ein Rohling mit kreisförmiger Kontur, aus dem anschließend ein solches Brillenglas durch Beschneidung gebildet wird.
Es sei D&sub1; der Durchmesser des gewölbten Substrates 10 entlang des Umrisses davon.
Der Durchmesser D&sub1; ist meistens enthalten zwischen 65 mm und 80 mm.
In der dargestellten Ausführungsform ist das beispielhaft angegebene gewölbte Substrat 10 konkav-konvex.
Wenn eine Vakuumbehandlung diesbezüglich anzuwenden ist, wird ein solch gewölbtes Substrat 10 üblicherweise gestützt, und zwar an der Peripherie davon, durch eine Stütze oder Stützeinrichtung 11, die zu dessen Halt geeignet ist.
Die Stütze 11 ist an und für sich wohl bekannt und bildet in sich keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung aus und wird daher hier nicht weiter im Detail beschrieben.
Es ist ferner reine Bequemlichkeit, daß in den Fig. 1 und 2 diese dargestellt ist in der Form einer ebenen Platte mit kreisförmiger Kontur.
In Wirklichkeit kann die Stütze 11 verschiedenste Konfigurationen aufweisen und selbst Durchbrechungen aufweisen.
Unabhängig davon, veranlaßt man für die gewünschte Vakuumbehandlung in an und für sich bekannter Weise die Fällung oder den Niederschlag an dem gewölbten Substrat 10, gestützt von einer Stütze oder Stützeinrichtung 11, in einem Gehäuse 12, welches in gestrichelten Linien schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, einer Materialschicht, ausgehend von einer geeigneten Materialquelle 13, die selbst wiederum schematisch gestrichelt in Fig. 2 dargestellt ist.
Eine beispielhaft verwendete Vorrichtung zu diesem Zweck wird vertrieben von der Gesellschaft APPLIED VISION Ltd unter dem kommerziellen Namen PLASMACOAT AR.10 TM
Diese Vorrichtung ist ebenfalls beschrieben in der internationalen Patentanmeldung mit der Nummer WO-A-92 13114.
Beispielhaft und wie schematisch beim Bezugszeichen 14 in Fig. 2 dargestellt, wird die Materialquelle 13 auf ein negatives Potential gelegt, um eine Kathode auszubilden, wobei man in das Gehäuse 12 einführt, einerseits, z. B. mittels einer Düse 15, ein inertes Gas, wie z. B. Argon, sowie andererseits, z. B. mittels einer Düse 16, ein aktives oder reaktives Gas, z. B. Sauerstoff.
In genereller Weise verwendet man einen Gasdruck von oberhalb 0,1 Pa.
Vorteilhafterweise ist dieser Gasdruck enthalten zwischen 0,2 Pa und 2 Pa.
Zeitgleich ist in den meisten Fällen die Stütze 11, wie auch dargestellt, eine individuelle Stütze oder Stützeinrichtung, wobei weitere Stützen oder Stützeinrichtungen 11 derselben Art jeweils ein gewölbtes zu behandelndes Substrat 10 tragen, wobei, wie schematisch in gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellt, die Stützeinrichtungen an einer gemeinsamen Stütze 18 befestigt sind, z. B. in der Form einer drehbar in dem Gehäuse 12 angeordneten Platte oder Plakette.
Alternativ kann die Stütze 11 sich ebenfalls linear unter der Materialquelle 13 bewegen oder an dieser vorbeilaufen.
Unabhängig davon wird das durch die Düse 15 eingeführte inerte Gas beim Eintritt in das Gehäuse 12 ionisiert, wobei eine gewisse Art an Plasma ausgebildet wird, und wobei die positiven Ionen, für die das Gas somit der Ursprung ist, die Materialquelle 13, die ein Ziel ausbildet, beschießen, wobei sie somit von dieser Materialquelle 13 Partikel auslösen oder herausreißen, die unter Kombination mit dem aktiven über die Düse 16 eingeführten Gas sich an dem gewölbten Substrat 10 fällen oder niederschlagen, wobei an der Oberfläche davon die gewünschte Materialschicht ausgebildet wird.
Die vorangehend beschriebenen Vorkehrungen sind an und für sich wohl bekannt und werden hierin nicht weiter im größeren Detail beschrieben.
Erfindungsgemäß lagert man zwischen dem gewölbten Substrat 10 und der Materialquelle 13 einen mit Bezug auf das gewölbte Substrat 10 feststehenden Cache bzw. mit Bezug auf das gewölbte Substrat 10 feststehende Blende 19 zwischen.
Vorteilhafterweise und wie dargestellt, wählt man für den Cache 19 einen Cache oder eine Blende, der oder die einen ringförmigen Abschnitt 20 umfaßt.
In der Praxis weist dieser ringförmige Abschnitt 20 einen kreisförmigen Umriß auf.
Beispielhaft und wie dargestellt, wählt man für den Cache 19 einen Cache oder eine Blende mit ringförmigem Abschnitt 20, der äußerlich einen Durchmesser D&sub2; aufweist von weniger als zweimal dem Durchmesser D&sub1; des gewölbten Substrates 10.
Insbesondere wählt man vorteilhafter Weise für den Cache 19 einen Cache, dessen ringförmiger Abschnitt 20 äußerlich einen Durchmesser D&sub2; aufweist, enthalten zwischen einem Viertel des Durchmessers D&sub1; des gewölbten Substrates 10 und dem zweifachen dieses Durchmessers D&sub1;.
Es ist ferner möglich, in diesem Zusammenhang als numerisches Beispiel anzugeben, ohne daß hieraus jedoch eine irgendwie geartete Beschränkung der Erfindung resultieren soll, daß bei einem gewölbten Substrat 10, dessen Durchmesser D&sub1; in der Größenordnung von 65 mm ist und dessen Leistung oder Stärke 6 Dioptrien ausmacht, wobei der vordere konvexe Flächen- oder Krümmungsradius 62,13 mm ausmacht, zufriedenstellende Ergebnisse erhalten wurden mit einem Cache 19, dessen ringförmiger Abschnitt 20 äußerlich über einen Durchmesser D&sub2; verfügt, enthalten zwischen 20 mm und 130 mm.
Unabhängig hiervon befestigt man, wenn das gewölbte Substrat 10, wie weiter oben angegeben, von einer Stützeinrichtung 11 getragen wird, beispielhaft die Blende oder den Cache 19 an dieser Stütze oder Stützeinrichtung 11.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Cache in der Praxis an der Stütze 11 durch einen Pfosten 22 befestigt und erstreckt sich fliegend ausgehend von dem Ende der Traverse 23 der Pfosten oder Pfostenstruktur 22.
Selbstverständlich sieht man vorteilhafterweise vor, daß die Pfostenstruktur 22 so klein wie möglich sei, um die Beschattung zu minimieren, die hierdurch veranlaßt werden kann während der Fällung oder dem Niederschlag des Materials an dem gewölbten Substrat 10.
Unabhängig hiervon und wie dargestellt, ordnet man vorteilhafterweise den Cache 19 bei einem Abstand bezüglich des gewölbten Substrates 10 an, im wesentlichen parallel diesbezüglich.
Es sei d dieser Abstand, gemessen zwischen dem Cache 19 am unteren Ende davon und dem höchsten Punkt des gewölbten Substrates 10, wie dargestellt in Fig. 2.
Es sei beispielhaft dieser Abstand d kleiner als der zweifache Durchmesser D&sub1; des gewölbten Substrates 10.
Vorteilhafterweise ist der Abstand enthalten zwischen einem Zehntel des Durchmessers D&sub1; des gewölbten Substrates 10 und der Hälfte dieses Durchmessers D&sub1;.
Es ist ferner möglich, in diesem Zusammenhang lediglich beispielhaft und nicht einschränkend und unter obigen Bedingungen anzugeben, daß zufriedenstellende Ergebnisse erhalten wurden bei einem Abstand d zwischen dem Cache 19 und dem gewölbten Substrat 10 von weniger als 130 mm, wobei insbesondere bevorzugt der Abstand enthalten ist zwischen 7 mm und 30 mm.
In den in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Cache 19 auf den ringförmigen Abschnitt 20 reduziert.
Beispielhaft und wie dargestellt ist der Querschnitt dieses ringförmigen Abschnittes 20 global rechteckförmig.
Es sei H die entsprechende Höhe, gemessen entlang der Achse des gewölbten Substrates 10, und somit senkrecht bezüglich der Stützeinrichtung 11, die das Substrat stützt, und es sei E die radiale Dicke, gemessen parallel zur Stützeinrichtung 11.
Vorteilhafterweise, und dies ist auch der Fall in den dargestellten Ausführungsformen, verfügt der ringförmige Abschnitt 20 des Caches 19 im Querschnitt über eine Höhe H, die größer ist als die radiale Dicke E.
Beispielhaft kann die Höhe H kleiner sein als 15 mm.
Vorteilhafterweise ist die Höhe enthalten zwischen 1 mm und 15 mm.
Es ist ferner möglich, in diesem Zusammenhang und lediglich beispielhaft und nicht einschränkend unter den oben aufgeführten Bedingungen anzugeben, daß zufriedenstellende Ergebnisse erhalten wurden bei einer Höhe H, enthalten zwischen 1 mm und 10 mm.
In entsprechender Weise wurden zufriedenstellende Ergebnisse erhalten bei einer radialen Dicke E von weniger als 2 mm.
Beispielhaft kann die radiale Dicke E kleiner als 1 mm sein.
Es ist ferner möglich, in diesem Zusammenhang lediglich beispielhaft und nicht einschränkend anzugeben, daß unter den oben aufgeführten Bedingungen zufriedenstellende Ergebnisse erhalten wurden bei einer radialen Dicke E in der Größenordnung von 0,1 mm.
Es erscheint ferner, daß zur Erzielung von zufriedenstellenden Ergebnissen es wünschenswert ist, den Durchmesser D&sub1; des gewölbten zu behandelnden Substrates 10 bei der Auswahl des Durchmessers D&sub2; des ringförmigen Teiles 20 des zum Einsatz kommenden Caches 19 zu berücksichtigen. Erfindungsgemäß kann man zu diesem Zweck zumindest eine der folgenden Gleichungen und insbesondere jede dieser Gleichungen berücksichtigen:
d + H = A·D&sub2;/2 (I)
d = B·D&sub2;/2 (II)
D&sub1; = C·D&sub2; (III)
In diesen Gleichungen sind d, H, D&sub1; und D&sub2; bereits oben angegebene Parameter, und es gilt:
A ist ein Koeffizient, enthalten zwischen 0,8 und 1, und beträgt beispielhaft in etwa 0,92.
B ist ein Koeffizient, enthalten zwischen 0,7 und 0,9, und beträgt beispielhaft in etwa 0,77.
C ist ein Koeffizient, enthalten zwischen 2 und 3, wobei dieser beispielhaft in der Größenordnung von 2,5 liegt.
In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform entspricht die Höhe H dem doppelten Wert bezüglich der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. In den in den Fig. 6 bis 10 dargestellten Ausführungsformen umfaßt der Cache oder die Blende 19 im Inneren des ringförmigen Abschnittes 20 zumindest eine Kreuzstrebe bzw. Kreuzstruktur oder ein Kreuz 24, zwei Zonen des ringförmigen Abschnittes miteinander verbindend.
Beispielhaft und wie in den Fig. 6 bis 8 dargestellt, ist lediglich eine Strebe oder eine Kreuzstrebe 24 vorgesehen, wobei die Kreuzstrebe oder Kreuzstruktur bzw. das Kreuz 24 sich gemäß einem Durchmesser des ringförmigen Abschnittes 20 erstreckt.
Ferner ist bei diesen Ausführungsformen der Querschnitt der Kreuzstrebe bzw. der Strebe 24 generell rechteckförmig, wobei eine Erstreckung im wesentlichen parallel bezüglich des ringförmigen Abschnittes 20 vorgesehen ist.
Bei den in Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsformen verfügt die Strebe 24 selbst im Querschnitt über eine Höhe H', gleich zu der Höhe H des ringförmigen Abschnittes 20, sowie über eine radiale Dicke E', gleich zu der radialen Dicke E des ringförmigen Abschnittes 20.
Somit erstreckt sich die Strebe auf dem Niveau des ringförmigen Abschnittes 20, und zwar sowohl an der einen als auf der anderen Oberfläche davon.
Selbstverständlich kann die Strebe oder Strebenstruktur 24 alternativ im Querschnitt über eine Höhe H' verfügen, die unterschiedlich ist von der Höhe des ringförmigen Abschnittes 20, und/oder über eine radiale Dicke E', die unterschiedlich ist bezüglich der radialen Dicke E des ringförmigen Abschnittes 20.
Dies ist beispielhaft zumindest für die Höhe H' in den in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen der Fall, wobei ferner der Cache 19 gemäß der Erfindung zumindest zwei Streben 24, umfaßt.
Beispielhaft und wie dargestellt sind lediglich zwei Kreuzstreben 24 somit vorgesehen, wobei diese senkrecht mit Bezug zueinander verlaufen und sich in der Praxis jeweils gemäß einem Durchmesser des ringförmigen Abschnittes 20 erstrecken.
Beispielhaft verfügen die zwei Kreuzstreben 24 über eine Ausgestaltung analog zu jener der Strebe 24 wie vorangehend beschrieben.
In den dargestellten Ausführungsformen ist jedoch die Höhe H' gleich zu der Hälfte der Höhe H des ringförmigen Abschnittes 20.
Beispielhaft und wie dargestellt erstrecken sie sich auf halber Höhe bezüglich des ringförmigen Abschnittes 20.
In der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform umfaßt schließlich der Cache 19 äußerlich seines ringförmigen Abschnittes 20 zumindest einen Arm 25, der sich radialwärts mit Bezug auf den ringförmigen Abschnitt 20 erstreckt, und zwar frei vorkragend diesbezüglich.
In der Praxis verfügt der Arm 25 über eine Struktur analog zu jener der Streben oder Kreuzstreben 24 und erstreckt sich insbesondere in der Fortsetzung oder Verlängerung einer solchen Kreuzstrebe 24.
In der Praxis ist auch ein Arm 25 an jedem der Enden einer Kreuzstrebe 24 vorgesehen, und zwar sowohl für die eine als auch die andere der Kreuzstreben 24, wobei die unterschiedlichen zum Einsatz kommenden Arme 25, über ein und dieselbe Länge verfügen.
In diesem Zusammenhang ist es, beispielhaft und nicht einschränkend, möglich anzugeben, daß bei Beibehaltung der obigen Bedingungen zufriedenstellende Ergebnisse erhalten wurden mit Armen 25, die über eine Länge L von gleich zu 10 mm verfügten.
In Fig. 6 ist die Höhe H des ringförmigen Abschnittes 20 des Cache 19 gleich zu jener der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform.
Im Gegensatz hierzu ist in den Fig. 8 bis 10 die Höhe H bei einem Wert vorgesehen gleich zu jenem der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform.
Es ist jedoch sowohl in dem einen als auch dem anderen Fall zu erwähnen, daß die Höhe H unterschiedlich sein kann.
Ferner kann gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante die Höhe H des ringförmigen Abschnittes 20 des Cache 19 verändert werden entlang des Umrisses davon, wobei beispielhaft eine Erstreckung vorgesehen ist zwischen 2 mm und 15 mm, um der Relativbewegung Rechnung zu tragen, die auftritt zwischen dem Cache 19 und der Materialquelle 13.
In jedem Fall, bedingt durch die Struktur des Caches 19 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst, ist der aufgebrachte Schatten davon selbst an dem gewölbten Substrat 10, welches zu behandeln ist, insbesondere schwach oder gering.
Insbesondere wählt man in diesem Zusammenhang gemäß der vorliegenden Erfindung für den Cache 19 einen Cache bzw. eine Blende mit einer Projektion in einer Ebene gemäß einer Richtung senkrecht zu dieser Ebene bzw. einen Cache mit einer lotrechten Projektion entsprechend einer Oberfläche von weniger als 10% der Projektionsfläche oder -oberfläche des gewölbten Substrates 10 auf die entsprechende Ebene unter entsprechenden Bedingungen, wobei die so berücksichtigte Projektionsebene z. B. jene der Stützeinrichtung 11 ist, an welcher das behandelte gekrümmte oder gewölbte Substrat ruht bzw. gestützt wird.
Ferner wählt man im spezifischen auch vorteilhafterweise für den Cache 19 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Cache bzw. eine Blende, deren bzw. dessen Projektion unter identischen wie oben angegebenen Bedingungen zu einer Fläche oder Oberfläche führt von weniger als 5% der Fläche oder Oberfläche der Projektion des gewölbten Substrates 10.
In jedem Fall scheint es, soweit dies bestätigt werden kann, ohne Einfluß auf die erhaltenen Ergebnisse zu sein, welches Material den Cache 19 gemäß der vorliegenden Erfindung ausbildet.
Die Materialien können somit unterschiedlichst sein.
Zum Beispiel kann es sich sowohl um Papier als auch um nicht oxidierbaren bzw. rostfreien bzw. Edelstahl handeln.
Die folgende Tabelle zeigt in Aufgliederung nach Figuren die Ergebnisse, erhalten mit unterschiedlichen Ausführungsformen, die vorangehend aufgeführt wurden.
In der Tabelle gibt die Spalte Δ in % die beobachtete Dickendifferrenz für die erhaltene Fällung bzw. den erhaltenen Niederschlag während einer Behandlung an, und zwar angegeben zwischen der Peripherie des gewölbten Substrates 10 und der Mitte davon.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorangehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt vielmehr sämtliche Ausführungsvarianten und oder -verwendungen.
Insbesondere muß der Umriß des ringförmigen Teiles der Blende oder des Caches, wie verwendet, nicht zwingender Weise kreisförmig sein.
Beispielhaft könnte dieser Umriß ebenfalls elliptisch sein.
Er könnte auch eine komplexere Form aufweisen, z. B. unter Ausbildung einer Spirale.
Ferner ist es möglich, auf den Druck der Gase im Inneren der Gehäuse, wie verwendet, einzuwirken.
Beispielhaft ist es möglich, unter Anhebung dieses Druckes die beobachtete Dickendifferenz zu inversieren oder umzukehren, wobei die Dicke der erhaltenen Fällung somit geringer an der Mitte des gewölbten behandelten Substrates ist als an der Peripherie davon.

Claims

1. Verfahren zur Vakuumbehandlung eines beliebigen gekrümmten oder gewölbten Substrates, bei welchem die kathodische Pulverisation eines Materials, ausgehend von einer gegebenen Materialquelle veranlasst wird, und bei welchem die Fällung an dem gewölbten Substrat (10) einer Schicht des genannten gegebenen Materials veranlasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem gewölbten Substrat (10), und der Materialquelle (13) unter Abstand von dem gewölbten Substrat (10), ein, mit Bezug auf das gewölbte Substrat (10) feststehender Cache bzw. eine mit Bezug auf das gewölbte Substrat (10) feststehende Blende (19) zwischengelagert wird, wobei die lotrechte Projektion davon in einer Ebene eine Fläche von weniger als 10% der Fläche der Projektion des gewölbten Substrates (10) in dieser Ebene einnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Cache oder die Blende (19) ein Cache oder eine Blende verwendet wird, dessen bzw. deren Projektion eine Fläche von weniger als 5% der Fläche oder Oberfläche der Projektion des gewölbten Substrates (10) annimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Cache oder Blende (19) ein Cache oder eine Blende gewählt wird, der bzw. die einen ringförmigen Abschnitt (20) umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gewölbte Substrat (10) selbst über einen kreisförmigen Umriss verfügt, wobei als Cache oder Blende (19) ein Cache oder eine Blende gewählt wird, deren bzw. dessen ringförmiger Teil (20) über einen Durchmesser (D&sub2;) verfügt, der kleiner ist als der zweifache Durchmesser (D&sub1;) des gewölbten oder gekrümmten Substrates (10).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als Blende oder Cache (19) eine Blende oder einen Cache verwendet, deren bzw. dessen ringförmiger Abschnitt bzw. Teil (20) einen Durchmesser (D&sub2;) aufweist, enthalten zwischen einem Viertel des Durchmessers (D&sub1;) des gewölbten Substrates (10) und dem Zweifachen dieses Durchmessers (D&sub1;).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Cache oder die Blende (19) bei einem Abstand (d) bezüglich des gewölbten Substrates (10) und im wesentlichen parallel diesbezüglich angeordnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Cache oder die Blende (19) bei einem Abstand (d) des gewölbten Substrates (10) angeordnet wird, welcher kleiner ist als zweimal der Durchmesser (D&sub1;) davon.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Cache (19) bei einem Abstand oder einer Entfernung (d) des gewölbten Substrates (10) angeordnet wird, enthalten zwischen einem Zehntel des Durchmessers (D&sub1;) und der Hälfte dieses Durchmessers (D 1).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das gewölbte Substrat (10) von einer Stütze (11) getragen wird, wobei der Cache oder die Blende (19) an dieser Stütze (11) befestigt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasdruck von mehr als 0,1 Pa verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der folgenden Gleichungen eingehalten wird:

d + H = A · D&sub2;/2

d = B · D&sub2;/2

D&sub1; = C · D&sub2;

wobei gilt:

d ist der Abstand oder die Entfernung zwischen dem Cache bzw. der Blende (19) und dem höchsten Punkt des behandelten Substrates (10)

H ist die Höhe des ringförmigen Abschnitts oder Teils (20) der Blende bzw. des Caches (19)

D&sub1; ist der Durchmesser des gewölbten Substrats (10)

D&sub2; ist der Durchmesser des ringförmigen Abschnitts (20) des Caches (19)

A ist ein Koeffizient, enthalten zwischen 0,8 und 1 und beträgt beispielhaft etwa 0,92

B ist ein Koeffizient enthalten zwischen 0,7 und 0,9 und beträgt beispielhaft in etwa 0,77 und

C ist ein Koeffizient enthalten zwischen 2 und 3 und beträgt beispielhaft etwa 2,5.

12. Cache oder Blende zur Vakuumbehandlung eines gewölbten Substrates, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einsatz in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4 dieser einen ringförmigen Teil oder Abschnitt (20) umfasst.

13. Cache nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Teil oder Abschnitt (20) im Querschnitt über eine Höhe (H) verfügt, die größer ist als die radiale Dicke (E) davon.

14. Cache nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) des ringförmigen Teils (20) des Cache (19) kleiner ist als 15 mm.

15. Cache nach einem der Ansprüche 13, 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) des ringförmigen Teils (20) der Blende bzw. des Cache (19) sich umfangsmäßig verändert und z. B. vorliegt bei einem Wert von zwischen 2 mm und 15 mm.

16. Cache nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des ringförmigen Abschnitts (20) global oder im wesentlichen rechteckförmig ist.

17. Cache nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er bei dem ringförmigen Abschnitt (20) reduziert oder verjüngt vorliegt.

18. Cache nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er im Inneren seines ringförmigen Abschnitts (20) zumindest eine Kreuzstrebe (24) umfasst, die die eine mit der anderen Zone des ringförmigen Abschnitts (20) verbindet.

19. Cache nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kreuzstrebe (24) entlang einem Durchmesser des ringförmigen Abschnitts (20) erstreckt.

20. Cache nach den Ansprüchen 16 und 19, gemeinsam, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Kreuzstrebe (24) global oder im wesentlichen rechteckförmig ist, wobei sich dieser im wesentlichen parallel zu jenem des ringförmigen Abschnitts (20) erstreckt.

21. Cache nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kreuzstreben (24) vorgesehen sind.

22. Cache nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kreuzstreben (24) senkrecht mit Bezug zueinander verlaufen.

23. Cache nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass äußerlich des ringförmigen Abschnittes (20) zumindest ein Arm (25) vorgesehen ist, der sich radial mit Bezug auf den ringförmigen Abschnitt (20) erstreckt und zwar diesbezüglich fluchtend.

24. Cache nach den Ansprüchen 18 und 23, gemeinsam, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Arm (25) in der Verlängerung einer Kreuzstrebe (24) erstreckt.

25. Cache nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (25) über eine Struktur analog zu jener der Kreuzstrebe verfügt.

Cache nach einem der Ansprüche 24, 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arm (25) an jedem der Enden einer Kreuzstrebe (24) vorgesehen ist.