DE10019258C1 - Verfahren zur Vakuumbeschichtung bandförmiger transparenter Substrate - Google Patents

Abstract

Bei der Abscheidung von optischen Mehrfachschichtsystemen wird die Schichtgleichmäßigkeit häufig über eine Prozessführung realisiert, die mit Hilfe der Überwachung optischer Schichtparameter stabilisiert wird. Bei Mehrfachschichtsystemen, die mehrere transparente Einzelschichten enthalten, wird diese Überwachung mit wachsender Anzahl der Einzelschichten zunehmend komplizierter, da die Messwerte durch störende Effekte des Untergrundes - d. h. tiefer liegender Schichten, der Kühlwalze oder des Substrates - beeinflusst werden, sich den optischen Schichtparametern nicht mehr eindeutig zuordnen lassen. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden ausgewählte Bereiche des Substrates mit Schichten geringer optischer Transmission beschichtet, bevor ein weitere Schicht des Mehrfachschichtsystems abgeschieden wird. Dadurch werden die Einzelschichten des Mehrfachschichtsystems in den metallisierten Bereich optisch voneinander entkoppelt. Somit sind die optischen Schichtparameter der jeweils zuletzt abgeschiedenen Einzelschicht einer für die Prozessführung nötigen Überwachung zugänglich. DOLLAR A Das bevorzugte Anwendungsgebiet ist die Herstellung optischer Mehrfachschichtsysteme für optische Filter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vakuumbeschichtung bandförmiger transparenter Substrate in Bandbeschichtungsanlagen mit transparenten Schichten oder Schichtsystemen, die transparente Schichten enthalten.

In Bandbeschichtungsanlagen werden vorzugsweise Polymerfolien, aber auch Papiere, Textilmaterialien und andere bandförmige Substrate mit verschiedenen Funktionsschichten beschichtet, um ihre physikalischen Eigenschaften zu verändern. Derartige Veränderungen beziehen sich zum Beispiel auf die optischen Eigenschaften des beschichteten Substrats, Barriereeigenschaften bezüglich diffundierender Substanzen und weitere chemische oder mechanische Eigenschaften. Oftmals lässt sich die angestrebte Veränderung physikalischer Eigenschaften nur durch die Beschichtung der Substrate mit komplizierten Mehrschicht­ systemen aus verschiedenen Einzelschichten erzielen.

Als Beschichtungsverfahren kommen beispielsweise das Elektronenstrahlverdampfen, das thermische Verdampfen aus dem Schiffchenverdampfer und Zerstäubungsverfahren, auch Sputtern genannt, zum Einsatz, wobei erstere angewendet werden, wenn das Erzielen einer möglichst hohen Aufwachsgeschwindigkeit, auch Beschichtungsrate genannt, im Vorder­ grund steht. Die Vorzüge des Sputterns sind vor allem in einer sehr hohen Gleichmäßigkeit der Beschichtung und einer hohen Reproduzierbarkeit zu sehen.

Unabhängig vom eingesetzten Beschichtungsverfahren kommt der Überwachung der Schichtdicke der abgeschiedenen Schichten eine besondere Bedeutung zu, aber auch die Überwachung anderer Schichtparameter, wie z. B. optischer Eigenschaften der abge­ schiedenen Schichten, wird während des Beschichtungsprozesses häufig eingesetzt, um eine sofortige Qualitätskontrolle zu ermöglichen.

Insbesondere bei der Beschichtung zur Veränderung optischer Eigenschaften von Polymer­ folie müssen die abgeschiedenen Schichten eine hohe Gleichmäßigkeit und Reproduzierbar­ keit aufweisen, da das menschliche Auge in der Lage ist, bereits Schichtdickenunterschiede von 3% durch störende Interferenzeffekte wahrzunehmen. Die Anforderungen an die Schichtgleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit erhöhen sich noch mehr, wenn es not­ wendig wird, mehrere Schichten auf der Polymerfolie abzuscheiden, um die gewünschten optischen Eigenschaften zu erzielen. Hierfür kommen häufig Stapelschichten mit alter­ nierendem Brechungsindex, also Schichtfolgen transparenter Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex, also beispielsweise Schichtfolgen, die abwechselnd aus SiO_x und TiO₂ bestehen, zum Einsatz. Für diese Anwendungen werden bevorzugt Sputterverfahren benutzt.

Es ist allgemein üblich, Beschichtungsprozesse mit derart hohen Anforderungen an die Schichtgleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit mit einer automatischen Prozessregelung zu betreiben. Der Aufbau einer Prozessregelung erfordert die regelmäßige Überwachung zumindest einer Messgröße, aus welcher das erforderliche Steuersignal abgeleitet werden kann. Derartige Messgrößen sind oft die optischen Eigenschaften der aufgetragenen Schichten, was für den Fall optischer Beschichtungen den Vorteil hat, dass der eigentliche Zielparameter selbst Messgröße sein kann. Für viele andere Anwendungen lassen sich eindeutige Abhängigkeiten zwischen optischen Eigenschaften und anderen Schicht­ parametern wie z. B. der Schichtdicke ausnutzen, um diese konstant zu halten.

Bei sehr stabil verlaufenden Beschichtungsprozessen kann sich der Aufbau einer automatischen Prozessregelung erübrigen. Dennoch ist es auch bei diesen Beschichtungs­ prozessen in der Regel nötig, einzelne Schichtparameter zumindest zyklisch oder während der Einstellphase des Beschichtungsprozesses zu überwachen.

Die in Bandbeschichtungsanlagen angewendeten Beschichtungsprozesse sind zum Teil mit einer erheblichen thermischen Belastung des Substrates verbunden. Um eine thermische Überlastung des Substrates zu verhindern, wird das Substrat während der Beschichtung meist über mindestens eine Kühlwalze geführt. Obwohl der Weg des Substrates durch das Bandlaufwerk üblicherweise mehrere Meter beträgt, findet die Beschichtung nur in einem begrenzten Sektor auf der Mantelfläche der Kühlwalze statt. Diese konstruktive Auslegung der meisten Bandbeschichtungsanlagen sorgt für geometrische Randbedingungen, die bei einer Überwachung von Schichtparametern während des Beschichtungsprozesses zu berücksichtigen sind.

Es sind verschiedene Varianten bekannt, innerhalb der Vakuumkammer Messstellen einzurichten, an denen die optischen Eigenschaften Reflexion und/oder Transmission des beschichteten oder unbeschichteten Substrates bestimmt werden können. Für die Nutzung der so erhaltenen Messwerte in einem Regelkreis zur Prozessregelung ist es wichtig, kurze sogenannte Totzeiten zu realisieren, was in Bandbeschichtungsanlagen die Anordnung der Messstellen in der Nähe des Beschichtungsortes erfordert (DE 42 36 264 C1).

Es ist daher bekannt, die Reflexion der Schichten direkt auf der Kühlwalze zu messen, was die Totzeit zu minimieren hilft (Biekehör, G.; Kunststoffe 78 (1988) 9). Diese Methode hat bei transparenten Substraten und dünnen Schichten jedoch den Nachteil, dass Reflexionen an der Kühlwalze den Messwert stark beeinflussen. Außerdem bildet sich zwischen Substrat und Kühlwalze stets ein relativ undefiniertes Gaspolster, welches die Reflexion zusätzlich beeinflusst. Üblicherweise werden diese Nachteile durch eine Nullwertbestimmung am unbeschichteten Substrat vor Beginn der Messung teilweise kompensiert. Da aber dieser Nullwert einen Mittelwert darstellt, die Reflexion der Kühlwalze dagegen durch Verunreinigungen oder Abnutzungserscheinungen der Kühlwalzenoberfläche während einer Umdrehung deutlichen Schwankungen unterliegt, bleibt auch bei Berücksichtigung des Nullwertes eine erhebliche Messungenauigkeit bei der Messung der Reflexion der auf­ gebrachten Schichten. Diese Ungenaugigkeit wirkt sich negativ auf die Prozessregelung aus.

Es ist außerdem bekannt, dass die Reflexion an einer speziellen Walze gemessen wird, deren Oberfläche schwarz und matt ist, um so die störende Reflexion durch den Untergrund zu unterdrücken (Meyer, "Reflection Monitoring for Optical Web Coating Production", SVC Proceedings 1990, 146-149). Mit dem damit verbundenenen größeren Abstand zur Bedampfungszone ergibt sich jedoch eine verlängerte Totzeit, was zumindest für schnelle Regelkreise einen erheblichen Nachteil bedeutet.

Es ist bekannt, dass eine Transmissionsmessung an einer Stelle außerhalb der Beschichtungs­ zone durchgeführt wird, wo das Substrat zwischen einem das Messlicht einspeisenden Ende einer Glasfaserpotik und einem Empfänger hindurchläuft (DE 198 45 268 C1). Auch dieses Verfahren hat den Nachteil einer langen Totzeit.

Es ist bekannt, dass die Messung der Reflexion oder Transmission in Abhängigkeit von der Wellenlänge wichtige Informationen über die Eigenschaften der beschichteten Polymerfolie liefert. Für einen kontinuierlichen Betrieb in Bandbeschichtungsanlagen werden dazu mehrere Messstellen eingerichtet (DE 34 06 645 C2; Barney, "Spectral in process multi point optical monitoring for thin film process control", SVC Proceedings 1991).

Zu diesen wird mittels einer Glasfaseroptik Licht unterschiedlicher Wellenlänge geleitet. Nach Reflexion am beschichteten Substrat bzw. Durchlaufen des Substrates wird das Licht von geeigneten Empfängern erfasst und über weitere Glasfaserkabel zu einem Spektral­ photometer geleitet, wo die spektrale Intensitätsverteilung ermittelt und anschließend einer Auswertung zugeführt wird. Aus diesen Daten lassen sich anschließend bestimmte Schicht­ eigenschaften, wie z. B. Schichtdicke oder Absorption bestimmen. Aus dieser gemessenen spektralen Intensitätsverteilung können außerdem die benötigten Steuersignale zur Regelung des Beschichtungsprozesses gewonnen werden. Auch bei diesen Verfahren stellt sich das Problem einer langen Totzeit.

Allen Verfahren ist gemeinsam, dass die Messstellen entweder nicht ausreichend nah an der Beschichtungszone angeordnet sind, wodurch die Totzeit für die Prozessregelung zu groß ist, oder durch Reflexionsmessung direkt auf der Kühlwalze eine Überlagerung des Messsignals mit den beschriebenen Störsignalen erfolgt. Bei einer Messung außerhalb des Bereiches der Kühlwalze bleibt bei üblichen Kühlwalzenkonstruktionen ein konstruktiv bedingter Mindestabstand zwischen Beschichtungszone und Messstelle, weshalb derartige Verfahren relativ langsam sind, was für schnelle Prozessregelungen von Nachteil ist.

Ein weiterer Nachteil aller beschriebenen Verfahren ist, dass sie bei der Herstellung von Mehrschichtsystemen aus mehreren transparenten Einzelschichten nur integrale Messwerte des bis zum jeweiligen Messzeitpunkt aufgebrachten Schichtsystems liefern. Eine separate Regelung einzelner Prozessschritte ist damit nur mit sehr hohem Rechenaufwand und geringer Genauigkeit zu realisieren, da optische Veränderungen in tieferliegenden Einzel­ schichten zunächst in die Steuersignale für die Prozessregelung der nachfolgenden Beschichtungsprozesse einfließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beschichtung transparenter Substrate mit mindestens einer transparenten Schicht zu schaffen, das gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik Informationen liefert, die eine exaktere Prozess­ regelung oder zumindest eine präzisere Einstellung der Prozessparameter gestatten, um Schichten mit hoher Gleichmäßigkeit reproduzierbar herzustellen. Bei der Abscheidung von Mehrschichtsystemen, die mehrere transparente Schichten enthalten, soll eine einfache Prozessregelung bzw. Einstellung der Prozessparameter für jeden einzelnen Beschichtungsschritt möglich sein.

Das Verfahren soll zur gleichzeitigen Qualitätskontrolle geeignet sein, insbesondere, wenn die optischen Eigenschaften der Schichten entscheidend sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach Anspruch 1 oder 2 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 3 bis 11 beschrieben.

Das Verfahren basiert auf der Messung des am mit mindestens einer transparenten Schicht beschichteten bandförmigen Substrat reflektierten Lichts, indem erfindungsgemäß vor dem Aufbringen der jeweiligen transparenten Schicht, deren optische Eigenschaften bestimmt werden sollen, auf dem Substrat mindestens an den Stellen der anschließenden Reflexions­ messung eine Schicht geringer optischer Transmission, also hoher Reflexion und/oder Ab­ sorption, im Folgenden Reflexionsschicht genannt, aufgebracht wird. Hierfür eignen sich verschiedene metallische Schichten oder Verbindungsschichten.

Danach wird in bekannter Weise während oder nach der Beschichtung mit der trans­ parenten Schicht die Reflexion gemessen. Dadurch gewonnene Informationen werden zur Regelung oder Einstellung von Prozessparametern des laufenden oder sich anschließender Beschichtungsschritte oder zur Qualitätskontrolle verwendet.

Durch das Aufbringen einer Reflexionsschicht wird die transparente Schicht optisch vom Untergrund, also Kühlwalzenreflexionen, optischen Eigenschaften des Substrates und evtl. vorhandener Vorbeschichtungen, entkoppelt.

Diese Entkopplung ist um so wirksamer, je niedriger die optische Transmission der Re­ flexionsschicht ist. Ein Einsatz derartiger Reflexionsschichten ist jedoch bereits bei einer verbleibenden optischen Transmission der Reflexionsschicht von etwa 20% sehr wirkungs­ voll.

In Fällen, in denen die Reflexionsschicht funktioneller Teil eines Mehrschichtsystems ist, entfällt das Aufbringen dieser als zusätzlicher Beschichtungsschritt. Meist sind Reflexions­ schichten kein funktioneller Bestandteil des abzuscheidenden Schichtsystems, so dass die Abscheidung einer Reflexionsschicht als zusätzlicher Beschichtungsschritt erforderlich ist. In diesen Fällen wird nur ein Teil der mit der transparenten Schicht zu beschichtenden Fläche des bandförmigen Substrates mit der Reflexionsschicht versehen. Auf der restlichen Fläche bleibt das Schichtsystem unverändert.

Je nach Beschichtungstechnologie und Konfektionierung des fertigen Produkts bieten sich für derartige Teilbeschichtungen mit einer Reflexionsschicht verschiedene Bereiche des bandförmigen Substrates an.

Bei der Beschichtung breiter bandförmiger Substrate und einer anschließenden Konfektionierung in mehrere schmale Bänder ist es vorteilhaft, dass schmale Streifen der Reflexionsschicht entlang der Schneidlinien abgeschieden werden. Dadurch fällt nur ein geringer Anteil der Substratfläche durch die zusätzliche Beschichtung aus, bzw. kann der bestimmungsgemäßen Verwendung des fertigen Schichtsystems nicht mehr zugeführt werden. Die anschließend nutzbare Fläche wird nur unwesentlich verringert.

Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht darin, nur im Randbereich des Substrates an einem oder auf beiden Rändern eine Reflexionsschicht abzuscheiden. Dadurch bleibt nahezu die gesamte Fläche des zu beschichtenden Substrates für die spätere bestimmungsgemäße Nutzung erhalten. In beiden Fällen steht während des gesamten Beschichtungsprozesses eine für die erfindungsgemäße Messung reflektierten Lichts geeignete, die in Prozessfolge nächste transparente Schicht vom Untergrund entkoppelnde Messspur zur Verfügung. Damit ist eine kontinuierliche Auswertung der Reflexionsmessung und der Aufbau eines Regelkreises für die Prozessregelung möglich. Eine besonders hohe Gleichmäßigkeit der transparenten Schichten lässt sich bei kontinuierlicher Auswertung mehrerer Messstellen, z. B. auf zwei gegenüberliegenden Messspuren auf den Randbereichen des bandförmigen Substrates, und deren Einbeziehung in entsprechende Regelkreise erzielen.

Für Prozesse zur Abscheidung transparenter Schichten, die auch ohne eine ständige Regelung mit ausreichender Prozessstabilität zu betreiben sind, ist es vorteilhaft, eine zyklische Überwachung der optischen Schichteigenschaften durchzuführen. Diese wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch realisiert, dass in bestimmten Zeitabschnitten ein Teil des zu beschichtenden Substrates mit einer Reflexionsschicht versehen wird, auf welchem während oder nach der Beschichtung mit einer transparenten Schicht die Messung des reflektierten Lichts durchgeführt wird. Diese mit der Reflexionsschicht versehenen Bereiche müssen bei der Konfektionierung des fertigen Produkts ausgesondert werden. Diese sind jedoch nur ein kleiner Anteil der beschichteten Fläche.

In Fällen, in denen ohnehin eine ständige Qualitätskontrolle zum Verfahren gehört, ist es üblich, mangelhafte Bereiche des beschichteten Substrates sofort zu kennzeichnen, um deren spätere Aussonderung zu sichern. Durch eine entsprechende Synchronisierung werden diese Markierungsbereiche vorteilhafterweise mit der erfindungsgemäßen Reflexionsschicht beschichtet. Dadurch dienen diese Bereiche gleichzeitig als Marke für eine spätere Konfektionierung und als Reflexionsschicht für mögliche Reflexionsmessungen während des nächsten Beschichtungsschrittes zu dessen Überwachung. In diesem Falle erhöht sich der Anteil des auszusondernden Materials nicht.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, bei der Abscheidung von Mehrschichtsystemen, die ein mehrfaches Umwickeln und Durch­ laufen der Bandbeschichtungsanlage erfordern, Bereiche am Anfang bzw. Ende des Wickels, in denen üblicherweise die Einstellung der Prozessparameter erfolgt und die aus diesem Grunde ohnehin verworfen werden müssen, eine entsprechende Reflexionsschicht auf­ zubringen und somit während der Einstellung der Prozessparameter die Messung reflektierten Lichts vorzunehmen, um die Genauigkeit der Einstellung der Prozessparameter zu erhöhen oder nach Abschluss eines Beschichtungsschrittes die Qualität der zuletzt abgeschiedenen transparenten Schicht zumindest auf dem letzten Substratabschnitt zu überprüfen. Auch in diesem Falle erhöht sich der Anteil des zu verwerfenden Materials nicht oder nur unwesentlich.

Insbesondere bei der Abscheidung von Mehrschichtsystemen, die mehrere aufeinander­ folgende transparente Einzelschichten enthalten, bildet das erfindungsgemäße Verfahren die einzige Möglichkeit, alle transparenten Einzelschichten mit gleichem Aufwand und gleichbleibender Qualität und Gleichmäßigkeit abzuscheiden, da vor jeder transparenten Einzelschicht die erneute Beschichtung der entsprechenden Substratbereiche mit einer weiteren Reflexionsschicht erfolgen kann.

Das Verfahren ist neben der Prozessregelung auch für die Qualitätskontrolle geeignet. Beschichtungsfehler lassen sich den jeweiligen Einzelschichten zuordnen, was ihre Beseitigung wesentlich erleichtert.

Da die optische Entkopplung vom Untergrund mit derartigen Reflexionsschichten sehr effektiv ist bzw. sich definierte Reflexionsbedingungen einstellen lassen, ist das Verfahren auch für die spektrale Auswertung der Intensität und Polarisation des reflektierten Lichts geeignet. Damit stehen weitere Informationen für den Aufbau von Regelkreisen zur Stabilisierung zahlreicher Anwendungsparameter der abzuscheidenden Schichten zur Verfügung.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass durch die effektive optische Entkopplung vom Untergrund eine Reflexionsmessung auf der Kühlwalze auch in un­ mittelbarer Nähe oder in der Beschichtungszone möglich ist. Störende Effekte von Gas­ polstern bzw. Reflexionen an der Oberfläche der Kühlwalze haben keinen Einfluss. Damit lässt sich die Totzeit von Regelkreisen, die als Messsignal das reflektierte Licht verarbeiten, wesentlich verringern. Das Verfahren zeichnet sich also durch eine sehr schnelle und präzise Regelbarkeit aus. Diese Präzision hängt nicht mehr von der Anzahl der bereits erfolgten Beschichtungsschritte ab, wie es bisher nach dem Stand der Technik der Fall war.

An einem Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel der Herstellung eines optischen Mehrschichtsystems auf einem transparenten bandförmigen Substrat erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Bandbeschichtungsanlage.

In einer herkömmlichen Bandbeschichtungsanlage mit Bandlaufwerk und Vakuumsystem wird in einem evakuierten Rezipienten 1 ein bandförmiges transparentes Substrat 2 über eine Kühlwalze 3 geführt. Um die Kühlwalze 3 sind mehrere Beschichtungsstationen 4, 5, 6 angeordnet. Dadurch kann das Substrat 2 bei einem Durchlauf mit mehreren Einzel­ schichten beschichtet werden. Das Bandlaufwerk der Bandbeschichtungsanlage ist so ausgelegt, dass in beiden Wickelrichtungen eine Beschichtung erfolgen kann. In der ersten Beschichtungsstation 4 befindet sich ein DMS-System 7 (Dual Magnetron Sputtering) mit Siliziumtargets und Reaktivgaseinlass zur reaktiven Abscheidung von SiO_x, in der mittleren zweiten Beschichtungsstation 5 befindet sich eine Sputterquelle 8 mit einem Silbertarget zur Abscheidung einer metallischen Silberschicht und in der dritten Beschichtungsstation 6 befindet sich ein DMS-System 9 mit Titantargets und Reaktivgaseinlass zur reaktiven Abscheidung von TiO₂. Vor und nach der Kühlwalze 3 befindet sich je eine schwarze Messwalze 10; 10' mit je einer bekannten Messeinrichtung 11; 11' zur Messung der Reflexion.

Das erfindungsgemäße Verfahren verläuft wie folgt:
Der erste Durchlauf des Substrates 2 beginnt in Richtung von der mittleren Beschichtungs­ station 5 zur ersten Beschichtungsstation 4.

Zuerst wird der erste Abschnitt des Substrates 2 über der mittleren Beschichtungsstation 5 mit einer dünnen Silberschicht versehen. Sobald die Silberschicht in den Bereich der ersten Beschichtungsstation 4 mit Siliziumtargets gelangt, wird eine transparente SiO_x-Schicht reaktiv aufgesputtert. Gelangt das mit Silberschicht und SiO_x-Schicht beschichtete Substrat 2 zu einer der beiden schwarzen Messwalzen 10, wird mit der Reflexionsmessung begonnen, um die Prozessparameter des reaktiven Sputterns, insbesondere den Reaktivgasfluss und/oder die Sputterleistung, an die Bandgeschwindigkeit zur Erzielung einer angestrebten Schichtdicke, welche die halbe Schichtdicke der fertigen SiO_x-Schicht beträgt, anzupassen und einzustellen. Sind die Prozessparameter eingestellt, wird die Metallisierung durch die mittlere Beschichtungsstation 5 unterbrochen und die Beschichtung fortgesetzt, bis das gesamte Substrat 2 mit SiO_x beschichtet ist. Anschließend erfolgt die Umkehr der Wickel­ richtung ohne Unterbrechung der Beschichtung mit SiO_x, d. h. eine zweite Beschichtung mit SiO_x sorgt für die endgültige Dicke der ersten Einzelschicht des Mehrschichtsystems. Mit Umkehr der Wickelrichtung wird wieder ein kurzer Bereich des bandförmigen Substrates 2 über der mittleren Beschichtungsstation 5 mit Silber beschichtet, jedoch am anderen Ende des Substrates 2. Da das beschichtete Substrat 2 erst in den Bereich der mittleren Beschichtungsstation 5 gelangt, nachdem die erste SiO_x-Schicht in zwei Beschichtungsschritten vollständig abgeschieden worden ist, deckt die aufgesputterte Silbersicht die SiO_x-Schicht ab und dient für eine anschließende Beschichtung mit TiO₂, die durch die dritte Beschichtungsstation 6 erfolgt, als die erfindungsgemäß erforderliche Reflexionsschicht. Somit können in vorbeschriebener Weise die Prozessparameter für das reaktive Sputtern von TiO₂ eingestellt werden. Danach wird die Metallisierung erneut unterbrochen. Kurz vor Beendigung des zweiten Durchlaufes und während des erneuten Wechsels der Wickelrichtung des Bandlaufwerkes wird durch die mittlere Beschichtungs­ station 5 erneut eine metallische Silberschicht aufgebracht. Diese dient im ersten Bandabschnitt des dritten Durchlaufs für die nächste aufzusputternde SiO_x-Schicht als Reflexionsschicht und ermöglicht in diesem Abschnitt eine erneute Einstellung der Prozess­ parameter für das reaktive Abscheiden der SiO_x-Schicht, also beispielsweise die Anpassung an eine andere Schichtdicke. Anschließend erfolgt wiederum eine Umkehr der Wickel­ richtung, die Unterbrechung der Metallisierung durch die mittlere Beschichtungsstation 5 und ein erneuter Durchlauf bei laufenden DMS-Systemen 7, 9. Dieser Ablauf kann mehr­ mals wiederholt werden, wodurch sich Stapelschichten aus SiO_x und TiO₂ aufbringen lassen. Jeweils in der Umkehrphase der Wickelrichtung des Bandlaufwerks erfolgt eine zusätzliche Beschichtung der jeweils zuletzt durch zweimaliges Sputtern erzeugten Oxidschicht mit einer metallischen Silberschicht, die als Reflexionsschicht zur Einstellung der Prozess­ parameter für den nächsten Beschichtungsschritt verwendet wird.

Damit ist gewährleistet, dass die für diese Einstellung durchgeführte Reflexionsmessung jeweils nur Informationen über die zuletzt aufgesputterte Halbschicht liefert, was eine besonders genaue Einstellung der Prozessparameter sichert und vor dem Aufsputtern der zweiten Halbschicht eine Korrekturmöglichkeit bietet. Es hat sich gezeigt, dass sich bereits mit dieser Einstellung der Prozessparameter im Anfangs- und Endbereich des bandförmigen Substrates 2 bei der Abscheidung von Mehrfachschichtsystemen deutlich verbesserte optische Eigenschaften erzielen lassen. Außerhalb der metallisierten Bereiche kann die Reflexionsmessung auf den schwarzen Messwalzen 10; 10' zur Qualitätsüberwachung des gesamten Schichtsystems eingesetzt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Vakuumbeschichtung bandförmiger transparenter Substrate, bei dem das Substrat mindestens einmal zumindest stellenweise mit einer Reflexionsschicht und anschließend mit mindestens einer transparenten Schicht beschichtet wird, bei dem während oder nach der Beschichtung mit der transparenten Schicht mindestens einmal zumindest an mit der Reflexionsschicht beschichteten Stellen vom beschichteten Substrat reflektiertes Licht gemessen wird, um Informationen über die transparente Schicht zu erhalten, mit deren Hilfe Prozessparameter angepasst und/oder Schichtparameter kontrolliert werden.

2. Verfahren zur Vakuumbeschichtung bandförmiger zumindest stellenweise mit einer Reflexionsschicht beschichteter transparenter Substrate mit mindestens einer transparenten Schicht, bei dem während oder nach der Beschichtung mit der transparenten Schicht mindestens einmal zumindest an mit der Reflexionsschicht beschichteten Stellen vom beschichteten Substrat reflektiertes Licht gemessen wird, um Informationen über die transparente Schicht zu erhalten, mit deren Hilfe Prozessparameter angepasst und/oder Schichtparameter kontrolliert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Teile des bandförmigen Substrates mindestens einmal nur zu Messzwecken mit einer Reflexionsschicht beschichtet werden, deren optische Transmission auf weniger als 20% eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Messung des reflektierten Lichts gewonnene Informationen zum Betreiben eines Regelkreises zur Prozessführung genutzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine transparente Schicht durch mindestens eine Magnetronsputterquelle, vorzugsweise ein Doppelmagnetronsystem reaktiv aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einmal die Reflexionsschicht durch mindestens eine Magetron­ sputterquelle aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsparameter der Reaktivgasfluss und/oder die Sputterleistung geregelt werden.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Messgröße bei der Messung des reflektierten Lichts dessen Intensität als integraler Wert oder dessen spektrale Intensitätsverteilung ausgewertet wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Messgröße bei der Messung des reflektierten Lichts dessen Polarisation ausgewertet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Polarisation wellenlängenabhängig erfolgt.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Messung des reflektierten Lichts zyklisch oder kontinuierlich erfolgt.