(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＥＣＶＤ法及びＰＩＣＶＤ法を含むＣＶＤ法の場合において、不純物のない、可能な限り時間的、かつ、定量的に正確な、標的となる層系用のプロセスガスを供給するコーティングシステム及びコーティング方法、並びにコーティングされた物品を提供する。【解決手段】プロセスガスをガス混合点１１に交互に導入し、他のガスと混合し、反応室７に導き、反応室でプラズマを生成することによって堆積が行われる、物品を交互層でコーティングするコーティングシステム１及び方法。【選択図】図１
2008169471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を、特に交互層でコーティングする、好ましくは、複数の物品を交互層で同時にコーティングする、コーティングシステムであって、
コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置、
コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガス用の供給部、
前記反応器内でプラズマを発生させるためにパルスで動作することができる電磁エネルギー源、及び
パルスプラズマが前記反応器内で生成されるように、動作中に前記電磁エネルギー源が電磁エネルギーパルスを出力するように設定される、前記電磁エネルギー源を制御する制御装置
を有し、
前記制御装置は、持続時間Ｄの長さ及びパルス間の休止Ｐの長さを有するプラズマパルスを生成する、時間的に間隔の空いたパルスを前記電磁エネルギー源が出力するように前記電磁エネルギー源を制御するように設定され、該設定は、２つの時間的に隣接するパルス間の前記パルス休止Ｐ（ミリ秒）がＰｍｉｎ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５×Ｖ、好ましくはＰｍｉｎ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５５×Ｖ（式中、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示し、Ｐｍｉｎ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示す）よりも長い前記プラズマパルスに有効であることを特徴とする、コーティングシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記プラズマパルス間の前記休止ＰがＰｍｉｎ［ｍｓ］＝１０＋０．１３３×Ｖ（式中、Ｐｍｉｎ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示し、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）よりも長い持続時間を有するように前記電磁エネルギー源を制御するように設定されることを特徴とする、先の請求項に記載のコーティングシステム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記２つのプラズマパルス間の前記休止がＰ［ｍｓ］＝Ｐ［ｍｓ］＝８０＋０．０５×Ｖ、好ましくはＰ［ｍｓ］＝Ｐ［ｍｓ］＝６０＋０．０５×Ｖ、特に好ましくはＰ［ｍｓ］＝Ｐ［ｍｓ］＝５０＋０．０５×Ｖ（式中、Ｐ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示し、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）よりも短くなるように設定されることを特徴とする、先の２つの請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記隣接するプラズマパルス間の前記休止が、少なくとも下記式：
P[ms]=max(2.5 + 0.05 × V, V × [(1/6) × exp(-V/300) + (1/20)]
（式中、Ｐ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示し、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）の長さを有するように前記電磁エネルギー源を制御するように設定されることを特徴とする、先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項５】
コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置、
前記反応器内でパルスプラズマを発生させるためにパルスで動作することができる電磁エネルギー源、
コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガス用の供給部であって、該ガスをコーティングシステムのガス変更装置によって前記反応室に導入することができ、前記ガス変更装置は、少なくとも１つのガス混合点を有し、該ガス混合点へ、弁が設けられた少なくとも２つの各種前駆体ガス用の供給管路と、異なるプロセスガス混合物を生成するために前記弁の１つを介して導入されるガスの１つと該ガス混合点において混合されるように意図される他のガス用の少なくとも１つの供給管路とが開いており、また、前記反応室への排出管路が開いており、前記他のガス用の供給管路及び前記反応室への排出管路は前記２つの弁間の接続部で接続され、各場合に、ポンプ装置に接続されるバイパス管路が前記各種前駆体ガス用の供給管路のそれぞれに対して設けられ、各場合に、他の弁が前記バイパス管路に接続される、供給部、及び
前記弁及び前記電磁エネルギー源用に設けられる制御装置であって、プロセスガス混合物を変更するために、前駆体ガスの供給管路の弁が閉じると同時に該前駆体ガス用のバイパス管路の弁が開き、逆に、他の前駆体ガスの供給管路の弁が開くと同時に該前駆体ガスのバイパス管路の弁が閉じるように前記バイパス管路の弁及び各種前駆体ガス用の前記供給管路の弁を制御し、また、前記制御装置は、前記弁の切り替え時間に応じて前記交互層系の層（ply）を堆積するパルス列の開始時点を設定し、前記パルス列間に、少なくとも０．８×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│から多くとも５×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│（式中、ｔａｄｖａｎｃｅは前記ガスが前記ガス混合点から前記反応室に達するのに要する持続時間を示し、ｔｒｅｔｕｒｎは前記反応室内に以前に入れられた前記プロセスガス混合物を空にするのに要される持続時間を示す）の持続時間を有する休止を設定する制御装置
を備える、物品を交互層でコーティングする、特に、先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記交互層系の層を堆積するパルス列が各々、各プロセスガス混合物用に割り当てられた弁の切り替え時点に対して持続時間Ｔだけ遅延した時点で開始して、前記供給管路内の前記交互層系の層を堆積するように前記電磁エネルギー源を制御し、前記持続時間Ｔは少なくとも０．８×ｔａｄｖａｎｃｅから多くとも５０×ｔａｄｖａｎｃｅであることを特徴とする、先の請求項に記載のコーティングシステム。
【請求項７】
前記バイパス管路内の圧力を前記ガス混合点における圧力に適合させるために調節器が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のガス変更装置を有する、先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項８】
前記バイパス管路内の圧力を前記ガス混合点における圧力の２０％未満の圧力差に適合させるために調節器が設けられていることを特徴とする、先の請求項に記載のコーティングシステム。
【請求項９】
調節器であって、該調節器により、前記ガスが前記ガス混合点に供給される際の前記供給管路に沿った圧力低下が維持されるか又は２倍以上に設定される調節器をさらに有することを特徴とする、先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項１０】
前記ガス混合点は混合点弁ユニットの一要素であり、該混合点弁ユニットは２つの弁から成り、該２つの弁は、プロセスガス混合物の各種前駆体ガス用の２つの供給管路、及び、前記弁の一方を介して導入される前記ガスの１つと前記ガス混合点において混合されるように意図される他のガス用の少なくとも１つの供給管路、並びに、前記反応室への排出管路に接続され、前記他のガス用の供給管路及び前記反応室への排出管路は、前記２つの弁間の接続部で接続されることを特徴とする、請求項４に記載のガス変更装置を有する、先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項１１】
前記２つの弁の弁座は、共通の弁ブロックにおいて組み合わされることを特徴とする、先の請求項に記載のコーティングシステム。
【請求項１２】
前記２つの弁の前記弁座間から前記ガス混合点の中間への接続は各々、該ガス混合点から前記反応室までの前記排出管路の長さの１／１０よりも小さいことを特徴とする、先の２つの請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項１３】
特に先の請求項のいずれか一項に記載の、物品を交互層でコーティングする、好ましくは、複数の物品を交互層で同時にコーティングする、コーティングシステムであって、
コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置、
コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガス用の供給部、
前記供給部は、前記ガスをガス変更装置によって前記反応室に導入することができ、該ガス変更装置は、少なくとも１つのガス混合点を有し、該ガス混合点へ、各種前駆体ガス用の２つの供給管路と、異なるプロセスガス混合物を生成するためにそれぞれ前記供給管路の一方を介して導入されるガスの１つと前記ガス混合点において混合されるように意図される他のガス用の少なくとも１つの供給管路とが開いており、また、前記ガス混合点から前記反応室へ出る排出管路が開いており、
前記反応室への排出管路は、前記反応室への複数の迂回路を有して延びる迂回管路を有し、及び/又は前記排出管路内に障害物を有し、該障害物によりガス流中に渦をもたらし、それにより、前記ガス混合点内で互いに接触状態となる前記ガスを混合する乱流が生じることを特徴とする、コーティングシステム。
【請求項１４】
特に先の請求項のいずれか一項に記載の、プラズマ誘導化学気相堆積により複数の物品を交互層で同時にコーティングするコーティングシステムであって、
コーティングすべき物品を配置することができる複数の反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置、
前記反応室への排出管路を有するガス供給装置、及び
前記反応室内の、前記プロセスガスが充填された領域内でプラズマを発生させるために、電磁エネルギーを放射する装置
を有し、
前記排出管路は複数の分岐に分かれ、該分岐はそれぞれ反応室に接続され、各々正確に２つの分岐が、前記ガス供給装置の排出管路を有する前記管路システムの１つの管路及び管路の分岐から派生していることで、前記排出管路は２ｎ（ここで、ｎ＝２、３、．．．である）の分岐管路に分かれ、多くの場合、各室用の供給管路も等しく分かれることを特徴とする、コーティングシステム。
【請求項１５】
前記分岐管路は平面内で前記排出管路から分岐することを特徴とする、先の２つの請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項１６】
前記分岐管路がある平面に対して横断方向に沿って配置される複数のガス混合点を有することを特徴とする、先の請求項に記載のコーティングシステム。
【請求項１７】
前記反応室の内部でのコーティング中に生成される輝線及び／又はスペクトルの時間分解測定のための分光器構成を有することを特徴とする、先の請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前駆体ガスのパルス列の形を求める、特に前駆体ガスの時間密度プロファイル及び速度を測定する装置を有することを特徴とする、先の請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記前駆体ガスのパルス列の形を求める装置は、蛍光線及び／又は吸収線を測定する光学的分光器構成を含むことを特徴とする、先の請求項に記載の装置。
【請求項２０】
コーティングシステム、特に先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステムにおいて、好ましくは交互層で、また好ましくは複数の物品を同時にコーティングする、プラズマ誘導化学気相堆積により物品をコーティングする方法であって、
コーティングすべき物品をコーティング反応器内に配置するか、又は、反応室がコーティングすべき物品で形成され、少なくとも該反応室のコーティング領域が真空排気され、プロセスガスが該コーティング領域に導かれ、堆積用のプラズマを電磁エネルギーを導入することにより発生させ、該電磁エネルギーは、時間的に間隔の空いたプラズマパルスが生成されるようにパルスの形態で導入され、パルスで動作することができる電磁エネルギー源が、前記電磁エネルギーを生成するのに用いられると共に制御装置により制御され、
前記制御装置は、前記電磁エネルギーの放射パルスが前記反応器内で持続時間Ｄの長さ及びパルス間の休止Ｐの長さを有するプラズマパルス生成するように前記電磁エネルギー源を制御し、前記制御装置は、２つの時間的に隣接するパルス間の前記パルス休止Ｐ（ミリ秒）がＰｍｉｎ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５×Ｖ、好ましくはＰｍｉｎ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５５×Ｖ（式中、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示し、Ｐｍｉｎ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示す）よりも長い前記プラズマパルスに有効であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記休止Ｐは、
Ｐ[ｍｓ]＝１０＋０．１３３×Ｖ
（式中、Ｐ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示し、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）
よりも長くなるように設定されることを特徴とする、先の請求項に記載の方法。
【請求項２２】
前記時間的に隣接するパルス間の前記休止Ｐは、
P[ms]=max(2.5 + 0.05 × V, V × [(1/6) × exp(-V/300) + (1/20)]
（式中、Ｐ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示し、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）
よりも長くなるように設定されることを特徴とする、先の２つの請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記休止は、
Ｐ［ｍｓ］＝Ｐ［ｍｓ］＝８０＋０．０５×Ｖ、好ましくはＰ［ｍｓ］＝６０＋０．０５×Ｖ、特に好ましくはＰ［ｍｓ］＝５０＋０．０５×Ｖ
（式中、Ｐ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示し、Ｖは前記反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）よりも短くなるように設定されることを特徴とする、先の３つの請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
コーティングシステム、特に先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステムにおいて、好ましくは先行の請求項のいずれか一項に記載の、好ましくは複数の物品を交互層で同時にコーティングする、物品を交互層でコーティングする方法であって、
コーティングすべき物品を少なくとも１つの反応室内に配置するか、又は、反応室がコーティングすべき物品で形成され、少なくとも該反応室のコーティング領域が真空排気され、各種プロセスガスが該コーティング領域に連続的に導かれ、パルスプラズマをパルスで動作する電磁エネルギー源により堆積のために発生させ、その結果、異なる組成の層を有する層系が前記物品に堆積され、前記反応室への前記プロセスガスの導入がガス変更装置により行われ、該ガス変更装置は少なくとも１つのガス混合点を有し、該ガス混合点へ、弁が設けられた少なくとも２つの各種前駆体ガス用の供給管路と、他のガス用の少なくとも１つの供給管路とが開いており、前記他のガスは、前記弁の１つを介して導入されるガスの１つとそれぞれガス混合点において混合されると共に排出管路により前記反応室に運び去られ、前記他のガス用の供給管路及び前記反応室への排出管路は前記２つの弁間の接続部で接続され、各場合に、ポンプ装置に接続されるバイパス管路が前記各種前駆体ガス用の供給管路のそれぞれに対して設けられ、各場合に、他の弁が前記バイパス管路に接続され、前記プロセスガス混合物は、前記バイパス管路の前記弁及び前記各種前駆体ガス用の供給管路の弁を切り替えることによって変更され、それにより、前記前駆体ガスの供給管路内の弁が閉じると同時に該前駆体ガス用の前記バイパス管路の弁が開き、逆に、前記他の前駆体ガスの供給管路の弁が開くと同時に該前駆体ガスのバイパス管路の弁が閉じるようになっており、前記交互層の層は各々、プラズマパルスのパルス列により堆積され、前記弁の切り替え時間に応じて前記交互層系の層を堆積するパルス列の開始時点が設定され、連続層を堆積する前記パルス列間に、少なくとも０．８×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│から多くとも５×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│（式中、ｔａｄｖａｎｃｅは前記ガスが前記ガス混合点から前記反応室に達するのに要する持続時間を示し、ｔｒｅｔｕｒｎは前記反応室内に以前に入れられた前記プロセスガス混合物を空にするのに要される持続時間を示す）の持続時間を有する休止が設定される方法。
【請求項２５】
前記電磁エネルギー源は、前記交互層系の層を堆積するパルス列が各々、各プロセスガス混合物用に割り当てられた弁の切り替え時点に対して持続時間Ｔだけ遅延した時点で開始して、前記供給管路の前記交互層系の層を堆積するように制御され、前記持続時間Ｔは少なくとも０．８×ｔａｄｖａｎｃｅから多くとも５０×ｔａｄｖａｎｃｅであることを特徴とする、先の請求項に記載の方法。
【請求項２６】
前記バイパス管路内の圧力が、調節器により前記ガス混合点における圧力に合わされることを特徴とする、先の２つの請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記バイパス管路内の圧力が、前記ガス混合点における圧力の２０％未満の圧力差に合わされることを特徴とする、先の請求項に記載の方法。
【請求項２８】
前記ガスは、前記２つの弁の弁座が共通の弁ブロックにおいて組み合わされる混合点弁ユニットにおいて混合されることを特徴とする、先の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
酸素が前記混合点において少なくとも１つの前駆体と混合されることを特徴とする、先の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
特に先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステムにおいて物品を交互層でコーティングする方法であって、
コーティングすべき物品を少なくとも１つの反応室に配置するか、又は、該少なくとも１つの反応室が少なくとも１つのコーティングすべき物品で形成され、少なくとも該反応室のコーティング領域が真空排気され、各種プロセスガスが前記コーティング領域に順に導かれ、堆積用のプラズマを発生させ、その結果、異なる組成の層を有する層系が前記物品に堆積され、前記反応室への前記プロセスガスの導入がガス変更装置により行われ、該ガス変更装置は少なくとも１つの混合点を有し、前記反応室への排出管路が前記ガス混合点から出ており、
前記反応室への排出管路は、前記反応室への複数の迂回路を有して延びる迂回管路を有し、及び/又は前記排出管路内に障害物を有し、前記ガス混合点内で互いに接触状態となる前記ガスのガス流が渦を巻き、前記迂回管路の迂回路及び／又は前記障害物にて乱流混合され、該障害物によりガス流中に渦をもたらし、それにより、前記ガス混合点内で互いと接触状態となる前記ガスを混合する乱流が生じる、方法。
【請求項３１】
コーティングシステム、特に先の請求項のいずれか一項に記載のコーティングシステムにおいて、物品を交互層でコーティングする方法であって、
コーティングすべき複数の物品を複数の反応室内に配置するか、又は、該反応室がコーティングすべき物品で形成され、少なくとも該反応室のコーティング領域が真空排気され、プロセスガスが前記コーティング領域に導かれ、堆積用のプラズマを発生させ、それにより、コーティングが堆積され、前記反応室への前記プロセスガスの導入は、ガス混合点から派生する排出管路により行われ、
前記プロセスガスの各種ガスは前記混合点において混合され、前記排出管路を介して前記ガス流が２ｎ（ここで、ｎ＝２、３、．．．）の分岐に分かれて対応する複数の細流となり、これらの細流は各々、前記反応室へ導かれ、各細流は多くの場合、前記ガス流から等しく分かれ、該ガス流の各分岐（division）にて正確に２つの細流に分かれることを特徴とする、方法。
【請求項３２】
前記細流は前記排出管路の１つから分岐することを特徴とする、先の請求項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングシステム、特にＣＶＤコーティングシステム、コーティング方法、及びコーティングされる物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層系の塗布による製品の改良がますます重要となっている。例えば今日では、光学部品は、もはや反射防止、着色、又は一般的に層系に影響を与える位相面なしには考えられない。
【０００３】
しかしながら、層系は、日常的な範囲においてさえも製品の価値に相当な影響を及ぼす可能性がある。障壁層はプラスチック容器において所望でない材料の透過を低減し、したがって、内部に収容されている物質の品質及び耐久性を高める。この点では薬剤又は他の食品が中心的な存在である。
【０００４】
この場合では各用途分野にとって、塗布される層系の品質及び経済的な生産性が決定的に重要である。
【０００５】
反射及び／又は分光吸収挙動に影響を及ぼし得る光学活性層の場合では、塗布される層の屈折率の変化（急激であると共にできる限り急峻である）は、これらの屈折率の変化時にできる限り効果的に画定されるように、光波フィールドの位相面を局所的に貫入することに影響を及ぼすことができるようにするために重要である。
【０００６】
しかしながら、これらの屈折率の変化（できる限り急峻である）のほかに、塗布される層の厚み、組成、特に密度も重要である。その理由は、これらが多層系において有効な光路長差を画定し、得られる最終製品の特性に直接影響を及ぼすためである。
【０００７】
さらに、局所的に拡張した欠陥の形態で分光偏向（spectral deviations）を生じないようにするために、比較的大きな平坦領域にわたってこれらのパラメータを一定に保つことが必要である。
【０００８】
したがって、層生成物質の純度の高い供給の確立及びそれらの反応の調整が、製品の高品質を得るための、また、コーティング方法の高効率ための重要な鍵となる。
【０００９】
特許文献１は、プラズマ誘導気相堆積により球状のキャップ形の基材をコーティングするシステムを開示している。このシステムを用いて複数の基材を同時にコーティングすることができ、このシステムはガス分配装置を有しており、このガス分配装置により三種類のガスを互いに混合することができる。専用のガス管路（line）が三種類のガス用にそれぞれ設けられており、ガス取入チャネル（ダクト）に開口する共通のガスラインに一緒に結合されている。連続的に混合される一種類のガスがガスラインを連続的に流れ、他の二種類のガスは弁を迅速に切り替えることにより混合される。
【００１０】
さらに、各々の場合に必要でないガスを、対応したバイパス管路によりポンプに導き、ガスの質量流量を一定に保つために、弁が設けられたバイパス管が利用されている。既知の装置及び方法の他の不都合な点は、プラズマ中に反応生成物が多く存在することにより層中に不純物が生じる可能性があるという点である。
【特許文献１】欧州特許第０５１９２１５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、特に、ＰＥＣＶＤ法及びＰＩＣＶＤ法を含むＣＶＤ法の場合では、本発明の目的は、堆積層の純度を高めること、及び、可能な限り不純物がないと共に、量に関して可能な限りタイムリー、かつ、正確であるように標的層系（targeted layer systems）用のプロセスガスを供給することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、独立請求項に記載の装置及び方法により驚くほど簡単に達成されている。本発明の有利な改良及び態様は従属請求項に記載されている。
【００１３】
したがって、本発明は、物品を特に交互層でコーティングする、好ましくは、複数の物品を交互層で同時にコーティングする、コーティングシステム（装置）であって、コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置を備える、コーティングシステムを提供する。本システムは、コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガス用の供給部と、プロセスガスが充填された上記反応器内でプラズマを発生させるためにパルスで動作することができる電磁エネルギー源と、この電磁エネルギー源を制御する制御装置とをさらに有する。
【００１４】
この場合では、制御装置は、動作中に電磁エネルギー源が電磁エネルギーパルスを出力することでパルスプラズマが上記反応器内で生成されるように前記電磁エネルギー源を制御するように設定される。
【００１５】
この場合ではパルス休止の下限に単純な線形調整が見られる。制御装置によりプラズマパルス間の休止を設定することが特に好ましい。そのため、休止は、
Ｐ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５×Ｖ、好ましくはＰ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５５×Ｖ
（式中、Ｐ［ｍｓ］は休止（ミリ秒）を示し、Ｖは反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）
よりも長い。
【００１６】
小さな反応器容積の場合、最適な層を堆積するためのパルス休止の下限は、反応器の容積が増すにつれ幾分速く増大する。好適な改良によれば、このため、下限はまた以下の式により定義され得る。
【００１７】
Ｐ[ｍｓ]＝Ｖ×[（１/６）×ｅｘｐ（−Ｖ/３００）＋（１/２０）]
【００１８】
この曲線は、上記の線Ｐ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５×Ｖと交差し、非常に小さな反応器容積の場合でのパルス休止に対してより小さな値を与える。この範囲では、パルス休止を短くしすぎないようにするために、パルス休止の下限も同様に、Ｐ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５×Ｖ、好ましくはＰ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５５×Ｖによって選択される。換言すれば、本発明のこの改良によれば、パルス休止の長さは、関係式Ｐ［ｍｓ］＝Ｖ×［（１／６）×ｅｘｐ（−Ｖ／３００）＋（１／２０）］及びＰ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５５×Ｖ：
P[ms]=max(2.5 + 0.05 × V, V × [(1/6) × exp(-V/300) + (1/20)]
の最大値によって得られる下限により限定される。
【００１９】
具体的には、制御装置は、電磁エネルギー源が時間的に間隔の空いたパルス（持続時間Ｄの長さ及びパルス間の休止Ｐの長さを有するプラズマパルスを生成する）を出力するように電磁エネルギー源を制御するように設定され、この設定は、２つの時間的に隣接するパルス間のパルス休止Ｐ（ミリ秒）が上記に明記した関係式よりも長いプラズマパルスに有効である。
【００２０】
本コーティングシステムにより、又、個々のプラズマパルス間の上記に明記した休止を有するコーティング方法により、パルス休止の間に反応器容積内での完全なガス変更が可能となる。概して、パルスの長さは、生成されるプラズマパルスの実質的な長さの電磁エネルギーに対応し、それにより、これらの場合では、制御装置が、電磁エネルギー源が上記に明記した関係式に従って時間的に間隔の空いた電磁エネルギーパルスを出力するように電磁エネルギー源を制御することができる。その一方で、オンに切り替わった後又は電磁パルスの開始後にプラズマの発生に遅延が生じる場合、この遅延時間は妥当なものとして考慮され得る。この場合では、制御装置は、電磁パルス間の休止が適当に短くなるように電磁エネルギー源を制御し、それにより、プラズマパルス間に所望の休止が得られる。しかしながら、上記に明記した関係式は下限を示しているため、電磁パルスのこの関係式を用いることも一般的に可能である。パルス休止を反応器容積に合わせることはさらなる特定の利点を有する。次のプラズマ休止が発生する前に反応器容積が部分的にしか空になっていない場合、完全なガス変更後のプラズマパルスに比して、次のプラズマパルス時に不完全なコーティングがもたらされる。その理由は、前述の場合では、反応器容積内の前駆体ガスの濃度がより低いからである。したがって、最小限度のパルス休止を反応器容積に合わせることは、常に再現され得る或る量の層材料が堆積されるという効果を有する。したがって、個々の層の層厚を特に正確に設定することができる。概して、これにより、光学干渉層系の場合に特に高品質が達成される。
【００２１】
パルスで動作することができるマイクロ波高周波源又は無線周波源が電磁エネルギー源として好適である。例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有するマイクロ波、すなわち家庭用電子レンジにも広く用いられているのと同じ周波数が適している。
【００２２】
プラズマ誘導化学気相堆積による、特に複数の干渉層系のような交互層の堆積の場合において、層系の個々の層間の界面ができる限りはっきりと十分に画定される場合が、層系の品質又は光学特性にとって非常に有利である。この場合では、以前の前駆体の残渣が、別の前駆体を有する雰囲気へのガス変更後にコーティング容積内に依然として残っている場合には不利である。この場合、以前の前駆体の反応生成物は次の層に堆積される。したがって、その場合、例えば酸化チタンがＳｉＯ２−ＴｉＯ２の交互層を有する交互層系中の酸化シリコン層内に存在する可能性があり、またその逆もある。高活性の干渉交互層系は特に複数の層、好ましくは３０層以上の層を有するため、多数回の連続的なガス変更を行う必要がある。しかしながら、これらのガス変更は経済的プロセスのためできる限り迅速に行われるように意図されるが、その一方、高品質の層系を達成するためにできる限り混じりのないようにガス変更を行うべきである。この目的を達成するために、本発明は、物品を交互層でコーティングする、好ましくは、複数の物品を交互層で同時にコーティングする、コーティングシステムであって、コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置を有する、コーティングシステムを提供する。供給部が設けられ、この供給部により、コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガスがガス変更装置により反応室に導入することができる。この場合、ガス変更装置は、少なくとも１つのガス混合点を有し、当該ガス混合点へ、弁が設けられた各種前駆体ガス用の２つの供給管路と、異なるプロセスガス混合物を生成するために上記弁の１つを介して導入されるガスの１つとガス混合点において混合されるように意図される他のガス用の少なくとも１つの供給管路とが開いており、また、反応室への排出管路が開いている。他のガス用の供給管路及び反応室への排出管路は、２つの弁間の接続部で接続される。さらに、各場合に、ポンプ装置に接続されるバイパス管路が各種前駆体ガス用の供給管路のそれぞれに対して設けられ、各場合に、他の弁がバイパス管路に接続される。さらに、制御装置が設けられ、この制御装置は、プロセスガス混合物を変更するために、前駆体ガスの供給管路の弁が閉じると同時に前駆体ガス用のバイパス管路の弁が開き、逆に、前駆体ガスの供給管路の弁が閉じた後では、他の前駆体ガスの供給管路の弁が開くと同時に前駆体ガスのバイパス管路の弁が閉じるようにバイパス管路の弁及び各種前駆体ガス用の供給管路の弁を制御する。或る前駆体ガス用の供給管路の弁の閉鎖から他の前駆体ガス用の供給管路の他の弁の開放までの間、休止が存在し得る。この休止はできる限り短く保たれるか、又は完全に省略される。完全に省略される場合、上記に挙げた４つの弁が同時に切り替わる。
【００２３】
交互層系に堆積するための異なる組成の直連続ガスパルスの場合であっても、ガス混合物を変更する場合に、個々の層を堆積するのにそれぞれ用いられるマイクロ波パルスのパルス列間に休止が見られることが特に有利である。２つのパルス列間のこの休止により、プロセスガスを変更する場合にプラズマパルスが全く生成されないことが保証される。プロセスガスを変更する際に電磁エネルギー源がさらに動作するのであれば、双方のプロセスガス混合物の金属酸化物による混合酸化物が堆積されてしまうことになるであろう。プロセスガスの変更は概して、１つのみ又はわずかの数のプラズマパルスの持続時間にわたってしか行われないため、実際にはかかる混合酸化物層は非常に薄いであろうが、それにもかかわらず、驚くべきことに、層間にあまり十分に画成されていない界面が生じ、これが光学特性に顕著に影響を及ぼす。逆に、弁の制御と同期するパルス列間に休止が見られる場合に、光学交互層系の品質に著しい改善が得られる。このため、本発明により、物品を交互層でコーティングするコーティングシステム及び方法であって、このコーティングシステムは、コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置を備える、物品を交互層でコーティングするコーティングシステム及び方法が提供される。さらに、上記反応器内でパルスプラズマを発生させるために、パルスで動作することができる電磁エネルギー源が設けられる。供給部により、コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガスが、コーティングシステムのガス変更装置によって反応室に導入される。ガス変更装置は、少なくとも１つのガス混合点を有し、このガス混合点へ、弁が設けられた少なくとも２つの各種前駆体ガス用の供給管路と、異なるプロセスガス混合物を生成するために上記弁の１つを介して導入されるガスの１つとガス混合点において混合されるように意図される他のガス用の少なくとも１つの供給管路とが開いており、また、反応室への排出管路が開いている。有利な改良では、他のガス用の供給管路及び反応室への排出管路は、２つの弁間の接続部で接続され、各場合に、ポンプ装置に接続されるバイパス管路が各種前駆体ガス用の供給管路のそれぞれに対して設けられ、各場合に、他の弁がバイパス管路に接続される。
【００２４】
さらに、前記弁及び前記電磁エネルギー源用の制御装置が設けられ、この制御装置は、プロセスガス混合物を変更するために、前駆体ガスの供給管路の弁が閉じると同時にこの前駆体ガス用のバイパス管路の弁が開き、逆に、他の前駆体ガスの供給管路の弁が開くと同時にこの前駆体ガスのバイパス管路の弁が閉じるようにバイパス管路の弁及び各種前駆体ガス用の供給管路の弁を制御する。さらに、制御装置は、上記弁の切り替え時間に応じて交互層系の層を堆積するパルス列の開始時点を設定し、パルス列間に、少なくとも０．８×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│から多くとも５×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│（式中、ｔａｄｖａｎｃｅはガスがガス混合点から反応室に達するのに要する持続時間を示し、ｔｒｅｔｕｒｎは反応室内に以前に入れられたプロセスガス混合物を空にするのに要される持続時間を示す）の休止持続時間を設定する。本発明のこの実施の形態は、バイパス管路を有する弁の特定の構成に必ずしも限定されない。ここで必要不可欠であることは、上記に明記した、ガス混合点から出て供給管路を通って反応器に導かれるまでのガスパルスの移動時間と、電磁エネルギー源を駆動する際に考慮される、反応器を空にする時間と対応する休止とが、パルス列間に設定されることである。
【００２５】
パルス列の開始を、層を堆積するためにそれぞれ供給されるプロセスガス混合物の充填と同期するために、電磁エネルギー源が、制御装置により、交互層系の層を堆積するパルス列が各々、供給管路の各プロセスガス混合物用に割り当てられた弁の切り替え時点に対して持続時間Ｔだけ遅延した時点で開始して交互層系の層を堆積するように制御される場合がさらに有利である。持続時間Ｔは、好ましくは、少なくとも０．８×ｔａｄｖａｎｃｅから（供給管路の長さに応じて）多くとも５００×ｔａｄｖａｎｃｅ、好ましくは多くとも５０×ｔａｄｖａｎｃｅの範囲内にある。コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置として考えられるのは、特にシール装置であり、このシール装置により、コーティングすべき物品の表面領域を周囲から分離することができ、それにより分離した領域（物品の表面により画定されている）が反応室としての役割を果たすことができる。この領域は真空排気することができ、プロセスガスを中に通すことができ、また、この領域内でプラズマを発生させることができる。この一例として、例えば球状ヘッドランプキャップのような球状キャップの内部コーティングが挙げられる。ここでは、球状キャップの内側をその縁をシールすることによって周囲から分離することができ、それにより領域が形成されて球状キャップの内側によって画定され、反応室を形成する。
【００２６】
コーティングの層を堆積するために、特に、プラズマを発生させるようにコーティング領域に電磁エネルギーを導くことが可能である。この場合にプロセスガス混合物のプラズマ中に生成する反応生成物は、コーティングすべき物品の表面上に堆積する。
【００２７】
本発明の意図するところにおいて、前駆体ガスは特に層形成要素の化合物である。ここでは、各種金属、又はシリコン化合物のような半導体化合物、例えばＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン）、又は酸化物が高屈折率層を形成する金属化合物が使用される。ここでは、例えば、チタン酸化物層を堆積するための塩化チタン、又はニオビウム酸化物層を堆積するための塩化ニオビムについての言及をそれぞれ行う。その場合、これらを組み合わせて（例えばシリコン含有前駆体から堆積されるシリコン酸化物層と交互にして）干渉交互層系を形成することができる。
【００２８】
特に、酸素、又は酸素を有するガス混合物を、前駆体ガス（複数可）と混合点において混合される他のガスとして用いることができる。その場合、酸素はプラズマ中で前駆体又はそれらの反応生成物と反応し、それにより、前駆体ガスに囲まれた金属を有する酸化物層が堆積される。
【００２９】
物品を交互層でコーティングする、好ましくは複数の物品を交互層で同時にコーティングするコーティング方法によって行われる対応する方法は、コーティングすべき物品を少なくとも１つの反応室内に配置するか、又は、反応室がコーティングすべき物品で形成され、少なくとも反応室のコーティング領域が真空排気され、各種プロセスガスがコーティング領域に順に導かれ、プラズマが堆積のために発生し、その結果、異なる組成の層を有する層系が物品に堆積され、反応室へのプロセスガスの導入がガス変更装置により行われ、ガス変更装置は少なくとも１つのガス混合点を有し、このガス混合点へ、弁が設けられた各種前駆体ガス用の２つの供給管路と、他のガス用の少なくとも１つの供給管路とが開いており、この他のガスは、弁の１つを介して導入されるガスの１つとそれぞれガス混合点において混合されると共に排出管路により反応室に運び去られ、他のガス用の供給管路及び反応室への排出管路は、２つの弁間の接続部で接続され、各場合に、ポンプ装置に接続されるバイパス管路が各種前駆体ガス用の供給管路のそれぞれに対して設けられ、各場合に、他の弁がバイパス管路に接続され、プロセスガス混合物は、バイパス管路の弁及び各種前駆体ガス用の供給管路の弁を切り替えることによって変更され、それにより、前駆体ガスの供給管路内の弁が閉じると同時にこの前駆体ガス用のバイパス管路の弁が開き、おそらくは休止後に、逆に、他の前駆体ガスの供給管路の弁が開くと同時にこの前駆体ガスのバイパス管路の弁が閉じるようになっていることに基づく。
【００３０】
このようにして、本発明は、一緒に混ざらない異なるガス組成物の離散的ガスパルスを生成する。この場合、層のための反応器室のコーティング容積内のプロセスガスは、別のプロセスガスを伴う次のガスパルスが反応室を通る前に完全に又は少なくともほぼ完全に運び去られる場合が特に有利である。
【００３１】
所定時間の遅延で弁を切り替えることにより、迅速なガス変更がもたらされ、このガス変更は、特に干渉層系のような交互層の堆積の場合では、第一に特に純度の高い層を保証し、第二に、層系の個々の層間にはっきりとした界面も保証する。
【００３２】
プラズマパルス間の最適なパルス休止はまた、コーティングされた基板と層の所要の層構造とに対応することができ、また、最適な結果を得るため、上記に明記した最小限度の持続時間よりも実質的に長くなるように選択される。本発明の一態様によれば、このため、休止は、
Ｐ[ｍｓ]＝１０＋０．１３３×Ｖ
（式中、Ｐ［ｍｓ］は持続時間（ミリ秒）を示し、Ｖは反応室のコーティング容積（ミリリットル）を示す）
よりも長くなるように設定される。
【００３３】
その一方、プラズマパルス間の過度に長い休止はプロセス速度にとって不都合である。それでもなお正確に規定された層厚の層を得るために、パルス休止は概して、Ｐ［ｍｓ］＝８０＋０．０５×Ｖを下回る持続時間に設定されることができることが明らかとなっている。概して、たいていの場合、良好なコーティングはＰ［ｍｓ］＝６０＋０．０５×Ｖより短く、好ましくはＰ［ｍｓ］＝５０＋０．０５×Ｖよりも短いパルス休止を用いて達成可能である。
【００３４】
各種プロセスガス混合物を切り替える場合に、ガス流の切り替え動作の考えられ得る影響を最小にするために、バイパス管路内の圧力をガス混合点における圧力に合わせることが行われる。このことは、特に調整器により行われ得る。できる限り正確に圧力を合わせることが望ましいが、好ましくは、バイパス管路内の圧力はガス混合点における圧力の２０％未満の圧力差に合わせられるべきである。
【００３５】
ガス流の正確な調整により流量調整を行うことがさらに特に有利であり、ここでは、調整部位にて急に加速された流れが生じ、ゆえに反応が実質的にないようにする。このため、調整器が設けられ、この調整器により、ガスがガス混合点に供給される際の供給管路に沿った圧力低下が維持されるか又は２倍以上に設定される。この圧力低下はニードル弁、例えば質量流量調整器のニードル弁、又は例えばオリフィスで生じ得る。
【００３６】
本発明の他の代替的な又はさらなる実施の形態によれば、物品を交互層でコーティングする、好ましくは、複数の物品を交互層で同時にコーティングする、コーティングシステムであって、コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室を備え、コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガス用の供給部を有し、当該供給部は、ガスをガス変更装置によって反応室に導入することができ、ガス変更装置は、少なくとも１つのガス混合点を有し、ガス混合点は混合点弁ユニットの一要素であり、混合点弁ユニットは２つの弁から成り、当該２つの弁は、プロセスガス混合物の各種前駆体ガス用の２つの供給管路、及び、上記弁の一方を介して導入されるガスの１つとガス混合点において混合されるように意図される他のガス用の少なくとも１つの供給管路、並びに、反応室への排出管路に接続され、他のガス用の供給管路及び反応室への排出管路は、２つの弁間の接続部で接続される、コーティングシステムが提供される。前駆体ガス用の２つの弁間の距離は、混合点弁ユニットにより最小限となる。パルス休止における、又は交互層系を堆積するためにプロセスガスを変更中の、混合点からのガスの改善された排出はこのようにして達成される。小型の混合点弁ユニットを提供するために、２つの弁の弁座を特に共通の弁ブロックにおいて組み合わせることができる。
【００３７】
物品を交互層でコーティングする、好ましくは複数の物品を交互層で同時にコーティングする、本発明のこの実施の形態によって行われ得る方法は、対応的に、コーティングすべき物品を少なくとも１つの反応室内に配置し、少なくとも反応室のコーティング領域が真空排気され、各種プロセスガスがコーティング領域に順に導かれ、プラズマを堆積のために発生させ、その結果、異なる組成の層を有する層系が物品に堆積され、反応室へのプロセスガスの導入がガス変更装置により行われ、ガス変更装置は少なくとも１つのガス混合点を有し、この混合点は混合点弁ユニットとして設計され、好ましくは、弁ブロック内で一緒になる弁座を有し、２つの弁から成り、当該２つの弁は、プロセスガス混合物の各種前駆体ガス用の２つの供給管路、及び、他のガス用の少なくとも１つの供給管路、並びに、反応室への排出管路に接続され、他のガス用の供給管路及び反応室への排出管路は上記２つの弁間の接続部で接続され、他のガスは上記弁の一方を介して導入されるガスの１つとガス混合点において混合されると共に、反応室に供給され、また、別の組成物の層を堆積するために弁を切り替えることによって、別のガス組成物がガス混合点において混合されることに基づく。
【００３８】
混合点弁ユニットは、一方の側のみが開いている容積の形態であると共に閉鎖弁への供給管路によって混合点領域内に形成されるデッドスペースを最小限にするのに用いられるものとする。いかなる場合も、これらの供給管路の領域は、反応室への排出管路に比してできる限り短いものとなする。このため、本発明の一態様では、２つの弁の弁座間からガス混合点の中間への接続は各々、ガス混合点から反応室までの排出管路の長さの１／１０よりも小さいものとして提供される。
【００３９】
特に複数の物品を同時にコーティングする場合では、層の品質における実質的な改善もまた、ガス混合点から反応室（単数又は複数）までの直線経路が回避される場合に得られることがさらに明らかとなっている。この原因は、直線接続の場合にもっぱら不完全なプロセスガスの混合が生じる可能性があることから分かる。したがって、複数の反応室が並行して駆動される場合では、個々の反応室に流れ込むガス混合物が異なる組成を有するということが起こる可能性がある。かかる問題を回避するために、さらに、物品を交互層でコーティングする、好ましくは複数の物品を交互層で同時にコーティングする、コーティングシステムであって、コーティングすべき物品を配置することができる少なくとも１つの反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置と、コーティングの際に使用されるプロセスガス、特に前駆体ガス用の供給部とを有し、当該供給部は、ガスをガス変更装置によって反応室に導入することができ、ガス変更装置は、少なくとも１つのガス混合点を有し、当該ガス混合点へ、各種前駆体ガス用の２つの供給管路と、異なるプロセスガス混合物を生成するために供給管路の１つを介してそれぞれ導入されるガスの１つとガス混合点において混合されるように意図される他のガス用の少なくとも１つの供給管路とが開いており、また、ガス混合点から反応室へ出ている排出管路が開いている、コーティングシステムが提供される。本発明によれば、反応室へのこの排出管路はここでは、反応室への複数の迂回路を有して延びる迂回管路を有し、それにより、ガス混合点内で互いに接触状態となるガスを混合する乱流が生じる。このため、迂回管路は複数の迂回路又は屈曲路（kinks）を有する管として単純に設計されることができる。代替的に又は付加的に、ガス流中に渦をもたらす障害物を管路内に設けることも可能である。
【００４０】
ガス供給装置から反応室への管路システムに関して、管路システムの１つの管路が各々正確に２つの管路に分かれる場合に特に有利であることがさらに分かっている。驚くべきことに、供給管路のこの構成により、接続された反応室全てにおいて特に確実なプラズマの発生がもたらされ、ガス流の正確な分流がもたらされ、さらに、反応室全てにおいておそらくはほぼ等しいガス圧がもたらされることができる。したがって、本発明のさらに別の代替的な又は付加的な実施の形態によれば、プラズマ誘導化学気相堆積により複数の物品を交互層で同時にコーティングするコーティングシステムであって、コーティングすべき物品を配置することができる複数の反応室、又は、コーティングすべき物品で反応室を形成するように意図される装置と、反応室への排出管路を有するガス供給装置と、反応室内の、プロセスガスが充填された領域内でプラズマを発生させるために、電磁エネルギーを放射する装置とを備える、コーティングシステムが提供される。この場合では、排出管路は複数の分岐に分かれ、当該分岐はそれぞれ反応室に接続され、各々正確に２つの分岐が、ガス供給装置の排出管路及び管路の分岐を有する管路システムの１つの管路から派生していることで、排出管路は２ｎ（ここで、ｎ＝２、３、．．．である）の分岐管路に分かれ、多くの場合、各室用の供給管路も等しく分かれる。したがって、かかる管路システムは或る程度まで１つのツリーと見なされ、主管路は２つの分岐に分かれ、各分岐も同様に２つのさらなる分岐に分かれる。ｎ＞２及び対応する数の反応室について、多くの場合、このように供給管路を２倍にする方法が対応的に繰り返される。
【００４１】
本コーティングシステムにより行うことができる対応する方法は、コーティングすべき複数の物品を複数の反応室に配置するか、又は、複数の反応室がコーティングすべき物品で形成され、少なくとも反応室のコーティング領域が真空排気され、プロセスガスがコーティング領域に導かれ、堆積用のプラズマをコーティングを堆積するように発生させ、反応室へのプロセスガスの導入が、ガス混合点から出ている排出管路により行われることに基づく。この場合では、プロセスガスの各種ガスは混合点において混合され、排出管路を介するガス流は、２ｎ（ここで、ｎ＝２、３、．．．である）の分岐に分かれ、対応する複数の細流となり、これらの細流はそれぞれ反応室に導かれ、各細流は、多くの場合、ガス流から等しく分かれ、ガス流の各分岐で正確に２つの細流に分流する。
【００４２】
個々の反応室内で確実にプラズマを発生させることに関して、このようにガス流を分流することは、ガス流が同地点で２つ以上、例えば４つの細流に分流する場合に比して優れていることが立証された。このことは、例えば、排出管路の或る点で派生する４つの分岐の対称的な構成が実施される場合でのガス分配にも有効である。
【００４３】
さらに、ガス流の均一な分流も平面内で排出管路から分岐する分岐管路を有することでさらに改善され得る。ここでは、特に、コーティングシステムのモジュール設計を実施することがさらに可能であり、その場合、分岐がある平面に対して横断方向に沿って、好ましくはこの平面に対して垂直方向に配置される複数のガス混合点が設けられる。本発明のこの実施の形態の場合では、ガス混合点に割り当てられたユニットは任意の所望の数で並列配置することができるモジュールとして反応室と共に設計することができる。
【００４４】
さらに、層の堆積は、分光器により、反応室内部でのコーティング中に生成される輝線及び／又はスペクトルの時間分解的測定について監視することが有利である。スペクトル及び／又は輝線の測定により、特に、弁、質量流量調整器、及び／又は圧力調整の時間的な制御を修正することができることも有利である。
【００４５】
本発明を好適な実施形態と共に添付の図面を参照しながら以下にさらに詳細に説明する。
【００４６】
本発明を好適な実施形態により以下にさらに詳細に説明するが、図面においてなされている例示は例としての説明のためにすぎず、等尺率ではない。
【００４７】
本発明の目的はまた、特に、２つ以上の反応ガスを用いた、ＣＶＤ法、好ましくはＰＥＣＶＤ法又はＰＩＣＶＤ法、特に、ＣＶＤ高レート法及び複数のモジュールを用いる大型ＣＶＤシステム（比較的迅速な変更（交互層の場合）で大量のガスが利用可能でなければならず、これらの大量のガスがモジュール全てにわたって正確に分配されねばならない、すなわち均一でなければならない）での迅速で清浄なガス変更を可能にすることである。均一な分配が非常に重要であるが、その理由は、利用可能なガス量が各コーティングステーションで現行のコーティング率に直接影響を及ぼすからである。
【００４８】
この場合では本発明の重要な態様は、特に、ガス混合点への供給管路の弁の切り替え、ガス供給のデッドスペースが最小限のガス混合点、及び混合管路として設計される迂回管路、また、二重管として設計される配管路、並びに、好ましくはモジュール設計においてコーティングステーションをそれぞれ分割することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明の以下の記載は、本発明の好適な特性及び特に好適な特性を説明し、これらの特性はそれぞれ、この段階では、さらなる実施形態（詳細には説明せず）と組み合わせて用いることもできる。
【００５０】
このため、図１はガス変更装置２と反応室７とを有するコーティングシステム１の一部を示す。ガス変更装置２は各種前駆体ガス用の２つの供給管路３、５を有する。例えば、シリコン前駆体ガスを管路３、５のうち一方を介して供給することができ、チタン前駆体ガスを管路３、５のうち他方を介して供給することができる。前駆体ガスのガス流は質量流量調整器（mass flow regulators）６、８により調整される。供給管路３、５は、弁１３、１５により閉じることができるような形態でガス混合点１１へ開いている。また、この混合点１１（上記２つの弁間の接続部に配置されている）へは、前駆体ガス（複数可）と混合されるさらなるガス用の供給管路１７が開いており、前駆体ガス（複数可）は各々ガス混合点１１にて切り替えられる。供給管路１７もまた、弁１９によって閉じることができ、この管路１７を通るガス流は質量流量調整器２１により調整される。
【００５１】
ガス変更装置２は２つのバイパス管路２５、２７も有し、これらのバイパス管路は各々、弁１３、１５の上流の供給管路３、５から分岐しており、それぞれ弁２９又は３１により閉じることができる。これらのバイパス管路は１つ又は複数のポンプに接続される。
【００５２】
本発明の弁切り替えの好適な実施形態を図１により以下に説明する。
【００５３】
多層系（multi-ply layer system）の堆積には、個々の層材料のために各種前駆体ガスを変更する必要がある。層系、特に個々の層間の界面領域の質には、できるだけ迅速であるが同時にできるだけ混じりのないガス変更が必要とされる。これは、コーティングプロセスの持続時間全体にわたる前駆体ガスの連続した定常流により達成することができる。適切な層材料が堆積されると、前駆体ガスのこの定常流はガス混合点１１に導かれ、必要とされる前駆体ガスに応じて弁１３又は１５が供給管路において開き、バイパス管路における弁２９又は３１が閉じる。
【００５４】
別の場合では、ガス流はバイパス管路２５又は２７に流れ込み、各々の弁１３又は１５が閉じる。
【００５５】
この原理の明白な利点は、ガス流に循環プロセスが必要とされないという点、特に、初期の定常ガス（standing-gas）柱を定常流状態に達するまで加速する必要がないという点である。したがって、或る前駆体ガスを別の前駆体ガスからほぼ同時に変えることができる。前駆体ガスのバイパス管路における圧力はこの例ではガス混合点における圧力と同一であるように設定され、できる限り同一であるような圧力状態は、前駆体ガスが弁により混合点１１に至るか又は各々のバイパス管路２５又は２７に至るかに関係なく達成される。或る程度まで、バイパス管路２５、２７は、対応する前駆体ガスがその時点でプロセスに必要とされない場合のためにガス混合点１１に影響を与える。
【００５６】
したがって、前駆体物質を有するガスの供給は、各場合においてガス供給管路３用の２つの弁１３、２９又はガス供給管路５用の２つの弁１５、３１を組み合わせることによって行われる。
【００５７】
その後、ガスは、管路１７からの酸素と混合されるように反応室７に直接導かれるか、又はバイパス管路２５又は２７を介して未使用ポンプに直接放出される。
【００５８】
双方の（少なくとも２つの）ガス間の交互の切り替えは、この例では同時に行われる、すなわち、２つの弁が常に同時にほぼ同時点で切り替わる。概して、２つの前駆体ガス（例えば、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２の交互層を生成するにはＴｉＣｌ４及びＨＭＤＳＯ）の使用のための３つの可能な弁位置があり、また、追加的に酸素も反応ガスとして供給管路１７を介してガス混合点に導入される。下記の表の弁位置では、ＨＭＤＳＯがシリコン前駆体として管路３を介して供給され、ＴｉＣｌ４がチタン前駆体として管路５を介して供給されるものとする。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
特に好適な実施形態は、特に混合点の弁においてデッドスペースが最小限となっているガス混合点をさらに有する。この混合点の弁は、２つのガス供給管路３、５間のデッドスペースを絶対的に最小限にするという点を特徴とする。このため、２つのガス供給管路３、５の２つの弁１３、１５は各々の弁座と可能な限り互いに近づける。
【００６１】
供給管路３、５のうち弁１３、１５とガス混合点１１との間の部分３０、５０は、できる限り短く保たれることで、これらの部分内に存在するガスを弁１３、１５が閉じた状態でできる限り迅速に放出するというプロセスガスの変更を行う。このため、弁１３、１５の弁座は混合点の弁ユニット内にあるガス混合点１１と弁ブロック２３の形態で一体となっている、すなわち、２つの弁座自体が弁ブロックの構成部材となっている。
【００６２】
したがって、ガス混合点１１付近の２つのガス供給管路３０、５０は好ましくは、２つの弁１３、１５間の管路ができる限り短くなるように、本発明により適合されるものとする。
【００６３】
２つのガスを混合するためのかかる混合点の弁は、好ましくは以下の４つの接続部、すなわち、
２つのガスの２つの供給部（デッドスペースを最小限にするために非常に短い管路を有する）、酸素用の（少なくとも）１つの供給部、及びＣＶＤ反応器へのガス混合物の（少なくとも）１つの排出管路を有する。
【００６４】
デッドスペースを最小限にする目的は以下に説明する。
【００６５】
能動的なコーティングプロセス状態では、すなわち、弁１３又は１５の一方が開いており、他方が閉じている場合では、このコーティングに必要とされるガスが、その弁まで他方のガスのガス管路を通ることができる。ガスが変更されると、或るコーティング材料から次のコーティング材料への各切り替え時に光学的な交互層の場合に概して見られることであるが、弁の同時の切り替え後、前のコーティグ工程のガスの一部が最初に、その時点で望ましいＣＶＤ室に搬送されると共にコーティングの際にそこで堆積される新たなコーティングガスとさらに混合される。したがって、各コーティング工程の開始時にはガス組成は正確には規定されておらず、よって光学用途用の交互層系において互いにはっきりと分離される正確な、薄い個々の層を堆積することも不可能である。
【００６６】
このことは、他の場合では、交互層系において各々の次のコーティングプロセスを開始する際に困難となるであろうし、代わりに、交互層系は、コーティングプロセスにおける次の工程が開始することができる程度まで、前のコーティング工程の望ましくないガスを再び流すために、コーティングの各変更時に或る長さの時間、最初に流される必要があるであろう。
【００６７】
ガス供給システムの質量流量調整器は、供給管路のそれぞれにおいて、すなわち、各前駆体ガスの圧力調整供給管路３又は５において、また、酸素用の圧力調整供給管路１７において適合された固定径（adapted fixed diameter）を有するニードル弁又は非常に小さなオリフィスを設けることにより実施される。
【００６８】
バイパス管路２５、２９も同様に圧力調整される。ニードル弁及びオリフィスの設計、並びに引き込み管路（incoming-line）における圧力の設定は、ニードル弁又はオリフィスの場所で生じる流れが急に加速されると共に実質的に反応がないように選択される。この選択は、各々の配管路（distributing-lines）内の圧力、すなわちニードル弁又はオリフィスにおける前圧が、背圧の２倍よりも大きいという圧力条件を前提としている。背圧はガス混合点１１における圧力に対応し、ガス混合点１１において各種プロセスガスが混合される。
【００６９】
流れの急な加速の原理により以下の複数の利点が与えられる。
【００７０】
ニードル弁を通る質量流は配管路における前圧に正比例し、背圧（混合点の圧力）に応じて決まる。したがって、ガス混合点１１での圧力変化は個々のプロセスガスの質量流に影響を及ぼす可能性がない。ゆえに、質量流は分配器圧力（distributor pressures）を変えることによって簡単に設定又は変更することができる。
【００７１】
流れの急な加速により、拡散によるガス分子の後方搬送（backward transport）、すなわちガス混合点１１から供給管路への流れを防止する。したがって、各種前駆体ガスの反応性混合（reactive mixing）の可能性がなくなる。さらに、ガス混合点又はその下流で（反応室７の方向へ）火炎が形成される場合、流れの急な加速により、火炎面がガス生成源の方向に後部で打破するのが防止される。これにより、逆火防止（flashback-arrester）がもたらされる。
【００７２】
ガス混合点１１における圧力は、供給される酸素の量、ガス混合点の幾何学形状、ＣＶＤ反応器室への流れ、及びＣＶＤ反応器室における圧力に応じて決まる。前駆体ガスの量は、７０％以上の酸素がプロセスガス混合物に含有される好適な動作モードの場合の量に比してわずかである。
【００７３】
ガス混合点での圧力の典型的な値は、例えば１０ｍｂａｒである。この場合、質量流量調整器６、８、２１の上流からガス混合点に延びる供給管路３、５、１７における圧力は、この場合では少なくとも２０ｍｂａｒに設定され、それにより、ガスの急な加速を確実にする。特定の物質のコーティングに酸素流の実質的な増加が必要とされる場合、ガス混合点１１における圧力が結果として増大する。この場合、同様に、流れ条件の急な加速を確実にするために配管路における圧力を増大させる必要があるであろう。
【００７４】
前圧が背圧の少なくとも２倍である場合、ニードル弁の、例えば各々の質量流量調整器６、８、２１の下流での圧力変化は、ニードル弁を通る質量流に影響を及ぼさない。依然として２倍以上に達している限り、その下流で低圧が優勢となるか又は比較的高圧が優勢となるかに関係なく、ちょうど同じ質量流がニードル弁を介して設定される。これは、急な加速の物理的な原理に基づいている。圧力が調整された供給管路及び排出管路を有するＣＶＤシステムにガスを供給するガス供給部には、ガス供給管路においてニードル弁をさらに設けられており、また、後者が、ガス供給部の流れ方向における流れの急な加速の状態がニードル弁にて優勢であるように設定されている場合、ニードル弁がガス供給システム内に含まれていないか、又はこのような加速の物理的状態が優勢であるように設定されていない場合よりも正確にガス調整を行うと共にほぼ絶対的に反応がないようになされることが可能となる。
【００７５】
本発明の測定がＣＶＤシステムのガス供給内で行われない場合（すなわち、ニードル弁が設置されていないか、又は急な加速の状態が設定されないほど非常に遠くまで開いている場合）、圧力は、特にバイパス管路への各切り替え時に前駆体ガスの場合のガス混合点で変化し、また、これとは逆に、関連の前駆体ガスの質量流の変化を必然的にもたらすであろう、すなわち、反応が起こるであろう。
【００７６】
この反応は、圧力が流れ方向でのこのような流れの急な加速状態とはかけ離れることになる（すなわち、ガス混合点の圧力が、圧力が調整された供給管路における圧力よりも少なくとも２倍だけ小さくなるのではない）のであれば、線形従属性（関連の前駆体ガスの質量流における増減）をもたらすであろう。
【００７７】
この加速状態が生じることによる反応の本発明による防止のほかに、この加速はまた、火炎防御としての役割も果たし、ガス混合点又はその下流（ＣＶＤ反応器又は反応室の方向に）で火炎が形成される場合に、火炎面がガス生成源の方向に後部で打破するのを防止するように意図される（大きなリザーバ内の大量の可燃性及び／又は爆発性反応薬品）（逆火防止）。
【００７８】
ガス発生側での加速のために、弁ブロックに面する他方の側で少なくとも２倍の高さの圧力が優勢となることになる。
【００７９】
本発明の特に好適な実施形態は、ガス混合点１１から反応室７への排出管路の構成部材として迂回管路３３をさらに有する。
【００８０】
ガス混合点で混合された２つのガスは、ブロック弁２３から反応室７へさらに導かれる。一緒になる２つのガスはこの場合では徹底して混合されねばならない。ガス混合点内のこれらの２つのガスは、２つの供給管路から出て、２つの側から共通の排出管路に流れ込むため、優勢となっている圧力で独自に互いと混合することはないか、又は不十分にしか混合しないであろう（乱流は見られない）。
【００８１】
したがって、本発明は、乱流を起こすことによって反応器への経路での十分に徹底した混合を確実にする。このことは原則的に、種々の機械的測定により、例えば、分流、ひいては渦をもたらす障害物（特に縁が鋭い障害物）を導入することにより達成することができる。しかしながら、図１に示すように、本発明の好適な測定は、ループ、Ｓ字曲線、蛇行等を有する迂回管路の形態の反応器に管路を配設することであり、各場合では少なくとも２種類のガスの乱流混合が曲管内で行われる。
【００８２】
非常に重要なことは、好適な実施形態で用いられる分配管（distributing pipe）を取り付けることであり、要点は、分配管の役目が、可能な最も均一な方法で流入するガス混合物を、個々のコーティングステーションに導くことである。
【００８３】
個々のコーティングステーションへの複数の分岐間のガス流の可能な最も均一な分配のさらなる利点は、さらに、分配管が二重管として設計されることである。すなわち、一平面、例えば上面に、中央供給管が延び、ガス流を個々の排出管路の間でコーティングステーションに分流し、ポンプへの１つ又は複数の管路が別の平面、例えば上記上面よりも下に配置される。
【００８４】
したがって、その強力な吸引力を有する排出管路は、ガス流に、ひいては個々の分岐への質量流に実質的にもはや影響を及ぼさない。
【００８５】
別の場合では、排出管路の接続が複数の分岐管路と同じ平面に位置することになるのであれば、圧力勾配の形成により、その勾配付近に位置する分岐管路にかかる吸引力は、勾配付近から遠くに離れたところにある分岐管路よりも大きくなるであろうし、また、勾配付近にある分岐管路は幾分少ないガス流が比例供給されるであろう。さらに、供給管から分岐している複数の排出管路が全て互いに等間隔を有している場合、個々のコーティングステーションへの複数の排出管路の均一な供給にとって非常に有利である。
【００８６】
システム内にある全ての配管路がこのような設計原理を用いて設けられる場合が、本発明のＣＶＤコーティングシステムの設計に特に有利である。
【００８７】
総計５つの供給管路、すなわち、それぞれに１つの供給管路及び１つの排出管路（例えば２種類のガスのそれぞれに対するバイパス）、並びに酸素用の１つの供給部が図１の例示的なブロック図に含まれている。できる限り均一なガス流を全般的に得るために、これらの配管路のそれぞれを本発明の設計原理を用いて構築する場合が有利である。
【００８８】
さらなる実施形態では、モジュール設計でステーションを分割することが特に好ましい。
【００８９】
上記に記載の弁ブロック２３を用いて関連の弁１３、１５、２９、３１を切り替えることにより、個々の反応室７に対して別個のガス混合点１１を確立することが確実に可能であるが、代わりに、乱流を形成するために、ガス混合点１１から接合混合管路（adjoining mixing line）又は迂回管路３３の下流にかけて、分岐管路が分かれて複数の単一の別個の個々の管路となり、各々コーティングステーションに至ることが特に有利である。
【００９０】
本発明によれば、ここではこの分割を「２のｎ乗」（ここでｎ＝２、３、．．．である）の数に分割することが特に有利である。その理由は、これにより、質量流が単純な設計で複数の個々のコーティングステーション間を均一に分割することが可能になるからである。
【００９１】
ガス混合点１１から派生する分岐管路は最初に、ここでは対称的に分割されて２つの管路３５、３６となる。図１に示すように、これらの２つの管路はその後、再び各々が分割して、今度はさらに２つのさらなる管路３８、３９及び４０、４１等となることができ、それにより、個々のＣＶＤコーティング反応器又は反応室７に１つのガス混合点から分岐した２つ、４つ、８つ、１６、．．．の管路から均一なガスの質量流を供給することができる。
【００９２】
したがって、本発明のこの実施形態は、ガス混合点１１からの排出管路が分割して複数の分岐管路３８、４９、４０、４１となることに基づいており、これら分岐管路は各々、反応室７に接続され、正確に２つの分岐管路が、ガス供給装置の排出管路と１つの管路の分岐管路とを有する管路システムの１つの管路からそれぞれ分岐し、それにより、排出管路が分割して２ｎ（ここで、ｎ＝２、３、．．．）の分岐管路となるようになっており、多くの場合、各反応室７のための供給管路も等しく分割される。
【００９３】
ここで、一貫して続く分割が１つの同じ平面（表面）で行われる場合、この分割により各々２つの管路となることが特に有利である。これにより、任意の所望の数のガス混合点１１が、この場合では数又は対称に関して特定の限定にそれ以上留意する必要なく、一方が他方の背後に３次元で位置合わせされることが可能となる。したがって、例えば、各場合に２つの管路に対して一貫して２倍分割することによって、各ガス混合点から開始して、モジュール設計のシステムにおいて一方が他方の背後にくるようにして１２個のガス混合点を実施することが可能であり、その場合、総計１２×４＝４８個の個々のコーティング反応器にガスを均一に供給することができる。
【００９４】
本発明のかかる態様の概略図は、図２に概略的な斜視図で示される。コーティングシステム１は複数のモジュール４５、４６、４７を有し、これらのモジュールはそれぞれ、複数の反応室７を有する。この場合、反応室７は各々、モジュール４５、４６、４７においてガス供給システム４８に接続され、ガス供給システム４８は、上述のように、モジュールのガス混合点１１から開始する排出管路の分割が２ｎの分岐となることを示し、正確に２つの分岐が各分岐点から開始し、これらの分岐は反応室７へ開いており、多くの場合、各々が等しく分割される。図示の実施形態では、ガス混合点１１からの排出管路は分割して２２＝４の分岐となり、これらの分岐は対応して４つの反応室７に開いている。各モジュールでは、ガス供給システム４８の管路は各々、平行な平面５０内にあり、ガス混合点１１はこれらの平面５０に対して垂直な方向５１に沿って並んでいる。
【００９５】
プロセスガス混合物を変更するために、図１に示す実施形態の弁対１３、２９及び１５、３１の切り替えは、同時に行われる必要はなく、時間をずらすことができる。弁１５、３１の切り替えとまさに同様に、弁１３、２９の切り替えは同時に行われるが、この場合、弁１５を開くと共に弁１３を閉じる間、及びその逆の場合である弁１３を開くと共に弁１５を閉じる間の一時的な中断（pause）を監視することが適切な制御部により可能である。この一時的な中断の作用は、連続的なガスパルスのいくつかの異なるプロセスガス混合物が互いに混合しないように、ガス流を別個のガスパルスの形態で反応室に導くことである。
【００９６】
説明のため、図３は反応室への排出管路における質量流の時間プロファイルを示す。第１の前駆体ガス混合物のガスパルス６０、及び第２の前駆体ガス混合物のガスパルス６１は、ガス混合点から排出管路を通って交互に供給される。また、この例ではガスパルス６０、６１の質量流は異なり得る。このことは特にそれらの長さにも当てはまる。したがって、例えば、高屈折率層及び低屈折率層として交互になっている層を有する交互の干渉層系を堆積する場合、層厚を各々の光学的厚さに合わせることが一般的に適している。
【００９７】
例えば、４分の１波長の光学的厚さを有する一連の層を堆積することが目的である場合、層厚は低屈折率層の場合により高い。堆積率が高屈折率層と低屈折率層の場合で同じである場合、ガスパルスは低屈折率層の場合により長くなるように、対応して設定される。したがって、図３に示す図の例では、長い方のガスパルス６０は、ＳｉＯ２層を堆積するためのシリコン前駆体とのガス混合物のガスパルスとすることができ、短い方のガスパルス６１は、高屈折率のＴｉＯ２層を堆積するためのチタン前駆体とのガス混合物のガスパルスとすることができる。パルス６２、６３（これらは必ずしも同じ長さを有する必要はない）は各々、パルス６０、６１間に存在する。休止（pauses）６２、６３ができるだけ短くなるようにガス変更システムを制御することが目的である。理想的には、いくつかの種類のガスの混合が生じることなく、ガスパルスが交互に直接続く動作となることが目的である。したがって、休止６２、６３はできる限り短くあるべきであり、理想的な場合ではなくなる場合さえある。
【００９８】
プラズマパルス休止の実験値を、反応器容積に応じたＴｉＯ２／ＳｉＯ２の交互の干渉層の堆積についての図４及び図５のグラフに示す。図４に示す値の場合では、ガラスセラミックのリフレクタをコーティングした。図５は、Ｓｕｐｒａｘガラス製のリフレクタをコーティングするための対応値を示す。示した値は各々、特に高品質及び急峻な界面を有する高屈折率交互層を得るために特に有利であるものとして示されている。これらのグラフにより分かるように、値は全て、上記で明記した関係式Ｐ［ｍｓ］＝２．５＋０．０５×Ｖ、好ましくはＰ[ｍｓ]＝２．５＋０．０５５×Ｖが当てはまる直線を上回っている。さらに、これらの値はＰ［ｍｓ］＝８０＋０．０５×Ｖによって得られる直線を下回っている。したがって、時間的に隣接するプラズマパルス間のパルス休止は、界面の形成及び層の純度に不利な影響を生じることなくこの上限に時間的に限定され得る。
【００９９】
本発明の改良によれば、概して、Ｐ［ｍｓ］＝６０＋０．０５×Ｖよりも短いか又はＰ［ｍｓ］＝５０＋０．０５×Ｖよりも短くさえあるパルス休止が用いられ得る。図４及び図５には、上記関係式に対応する２つの直線がプロットされている。図４及び図５から、これらの限界線は概してガラス基板（図５）及びガラスセラミック基板（図５）の双方の場合によく適しており、ガラスセラミック基板では特に、より大きな反応器容積、好ましくは１００ミリリットルよりも大きい場合に適していることが明らかである。
【０１００】
本発明のさらなる改良によれば、少なくとも下記式で表される最大の長さとなるパルス休止が選択される：
P[ms]=max(2.5 + 0.05 × V, V × [(1/6) × exp(-V/300) + (1/20)]
【０１０１】
この実施形態を示すために、関数Ｐ[ｍｓ]＝Ｖ×［（１／６）×ｅｘｐ（−Ｖ／３００）＋（１／２０）］が図４及び図５にプロットされている。特に、図５にプロットされている値は、最適なコーティング及び大きい範囲の反応器容積に対して上記に挙げた関数が下限に良く近似することを示す。図６は、光学的配置６４の例示的な実施形態を示し、この光学的配置により、ガスパルスの密度の時間プロファイル又はガスパルスの質量流の時間プロファイルを得ることができる。窓７０、７１がガス混合点からの排出管路内に、例えば迂回管路３３内に設けられ、それにより、大きな光源６５からの光ビームが導かれて管路３３を横断し、その出射光ビームを分光器６７により検出することができる。図６に示す例では、光ビームはさらに２つのミラー７３、７４によって偏向される。これらのミラーはそれら自体が分光器の一部であってもよい。したがって、例えば、ミラー７４はダイクロイックであってもよく、励起蛍光しか反射しなくてもよく、また、光源からの光を通過させてもよい。ミラー７４はまた、分光を得るためにグレーティングであってもよい。分光器は、内部に導かれるパルス６０、６１のガス混合物の蛍光線（fluorescence line）又は吸収線を検出するのに用いることができ、また、パルス６０、６１の強度を用いてパルス６０、６１の時間プロファイルをモニタリングすることができる。また、光学的配置６４は、ガス供給、特にガス変更装置を制御する役割を果たすことができる。具体的には、実際に内部に導かれるガス量の測定はこの光学的配置により達成され得る。制御は、測定値により求められたガス量が内部に導かれると各前駆体ガスの弁を切り替えるようになされるであろう。次いで、所定のパルス休止の後、他の前駆体ガスの弁が切り替えられる。
【０１０２】
プラズマの１つ又は複数の輝線もまた同様にして検出することができる。この場合、光学的配置は反応室内に又は反応室外に配される。プラズマ自体が光を発するため、光源６５はこの場合では省かれ得る。ここでも同様に、特定の輝線の強度の記録を用いて、ガスパルスのパルス長を制御することができる。
【０１０３】
かかる例示的な光学的配置７５を有するＣＶＤ反応器を、図７に概略的に示す。図６による光学的配置もまた、反応室７への供給管路に接続される。コーティングすべき物品８０が反応室７内に配置され、反応室は真空排気される。ガスパルスが再び供給管路（例えば迂回管路３３）を通って導入され、プロセスガス混合物が充填された反応器容積内の電磁エネルギーを放射する装置（図示せず）により、プラズマを発生させる。例えば、電磁エネルギーを放射する装置としてマイクロ波源を用いることができる。プラズマ中で生成される光が反応室７の壁内の窓７８から外に出る。この光はプリズム７６によりスペクトル成分に分光され、カメラ７７又は別の記録装置により記録される。したがって、堆積した材料の量の正確な測定を得るために、前駆体ガスの特定の輝線の強度を時間分解的に求めることができる。光学的配置６４とまさに同様に、この光学的配置もまた、ガス変更装置を介してガスパルスのパルス長を制御するのに用いることができる。
【０１０４】
本発明の上記説明の例において、「物品」という用語は、平坦な三次元形状基板及び凹凸のある三次元形状の双方の基板又は製品を含み、それらの基板又は製品としては、例えば、光学部品、リフレクタ、レンズ、眼科用レンズ、又はプラスチック等が挙げられ、これらは眼鏡、表示レンズ、自動車部品（例えば機器カバー、ルミナーカバー（luminar-cover）若しくはペイン（panes）等）、ランプ又はルミナー（例えば、フラッシュバルブ、ハロゲンバルブ、特にＨ３バルブ及びＨ４バルブ、若しくは高圧ルミナーにおける使用を意図されるようになっている。
【０１０５】
上述のコーティングは、スペクトルに影響を与える役割を果たすことができ、及び/又は反射率及び／又は吸収率を変える役割を果たすことができる。
【０１０６】
さらに、層の密度、組成、及び厚みの特に厳密な制御による本発明により、障壁層又は規定された移動層も生成することができる。
【０１０７】
図８Ａ及び図８Ｃは、交互層系を堆積するのに用いられるパルス列の図を示す。異なるプロセスガス組成の他に、組成が異なる交互層系の層を堆積するために、特に電磁パルスのパルス高、パルス持続時間、パルス休止、また、適切な場合は電磁パルスのパルス形状等の異なるパラメータを用いることができる。これらのパラメータを有するパルス列はまた、以下では「トラック」（track）として示される。track １として示されるかかるトラック８５は、図８Ａのタイミングダイヤグラムに示されている。光源、ここではマイクロ波源は、時間期間ΔｔＭＷ track １にわたってパルス的に動作するため、プラズマパルスのパルス列がこの期間中に生成される。このためにプラズマの光信号を時間の関数として図８Ｂに示す。図８Ｃは、図８Ｂのダイヤグラムからの時間を拡大した部分を示す。プラズマパルス９０は期間長９１を有し、パルス休止９２によって時間的に間隔が空いており、パルス休止９２は図示の例ではパルスの期間長９１よりも長くなるように選択されている。
【０１０８】
パルス列のプラズマパルスはそれ自体が光点滅として表れ、また、異なるトラックの光点滅は図８Ｂの例に示すように異なる強度を有することができる。パルス休止もまた、図８Ｂに示す例の場合におけるトラック８５、８６では異なっている。
【０１０９】
さらに、２つのトラック８５、８６間のマイクロ波パルスが中断していることが分かるであろう。この中断の「MW off」時間期間、すなわち「MW track ２ off」時と「MW track １on」時との間又は「MW  track １ off」時と「MW track ２ on」時との間の期間（duration）は、この場合は、トラック又はパルス列内の個々のプラズマパルス間のパルス休止よりも概して長い。
【０１１０】
ガス変更によるコーティング作業は、以下の時間的順序を有する。
１．反応器を反応ガス、例えばＨＭＤＳＯ＋Ｏ２で充填する。
２．マイクロ波をオンに切り替えることによってプラズマを発生させる→エネルギーを上記反応ガスに導入する。その結果、特に前駆体分子を含む分子が反応性成分に分割される。これらの反応性成分は次いで反応に付され、反応生成物の凝縮が、特に、当然のことながらコーティングすべき被加工物のあらゆる利用可能な自由面、例えば、好ましくはリフレクタの内側で生じる。自由面で凝縮しない反応生成物はポンプをオフにされる（pumped off）。
３．ポンプをオフにすると同時に反応器空間を再充填する。この作業の持続時間は一時的に反応器空間の容積、例えばリフレクタの凹状内部領域、及びガス流の高さによって決まる。このために必要とされる最小限度の時間は、図４及び図５にプロットされている下方の直線である、すなわち、この時間は、与えられた条件（特に反応器空間の容積及びガス流の高さ）下で少なくとも必要とされる１回の完全なガス変更のための時間である。
【０１１１】
図８Ｂに示す例では、パルス持続時間９１（すなわちＭＷエネルギーが「オン」である）は概して、０．６ｍｓ〜１．２ｍｓの値を有し、例外的な場合ではそれより少なくとも又は多くともよい。本発明によれば、個々の休止間のパルス休止９２（すなわち、ＭＷエネルギーは「オフ」であるが、ガスがさらに流れ続けている）は少なくとも、完全なガス変更が反応器容積内で行われ得るほど長く、さもなければ、リフレクタは次のＭＷパルス中に部分的にしかコーティングされない。このパルス休止は図４及び図５に縦座標としてプロットされている。
【０１１２】
有効なＭＷ電力の総入力、ひいてはコーティング中に生じる温度は、本発明の有利な態様ではパルス休止により調整されるため、完全なガス変更に必要とされる最小限度の時間よりも実質的に長くなるようにパルス休止を選択することもできる。ガラスセラミック基板でのコーティングプロセスの場合では、より長いパルス休止９２が特に有利であることが分かっている。
【０１１３】
プラズマパルス列又はトラックと、交互層の２つの層の堆積間でガスを変更する際の弁の切り替えとの同期は、図９を用いて以下に説明する。ガス変更は、２つの前駆体ガス間の変更、例えば、ＨＭＤＳＯ＋Ｏ２とＴｉＣｌ４＋Ｏ２の変更として理解される。
【０１１４】
図９に示すシーケンスを実行するコーティングシステムは、この場合では図１に示す例に対応する。図９はこのために４つのタイミングダイヤグラムを示す。一番上のタイミングダイヤグラム（「弁１」）は、図１に示す構成の弁１３、１５の一方の時間による切り替え状態を示し、タイミングダイヤグラム「弁２」は、上記２つの弁の他方の切り替え状態を示す。他の２つのタイミングダイヤグラムは、２つのトラックすなわちパルス列８５、８６の切り替え状態を示す。この場合では弁１はトラック８５に割り当てられ、弁２はトラック８６に割り当てられる。このことは、或る層は、弁１を介して導入されるプロセスガスによりトラック８５のプロセスパラメータによって堆積され、或る層は、弁２を介して導入されるプロセスガスによりトラック８６のプロセスパラメータによって堆積されることを意味する。
【０１１５】
弁１から例えばリフレクタの凹状内部領域の容積のような反応容積までのガスが要する時間は、前進時間（advance time）ｔａｄｖａｎｃｅである。弁が開き、前進時間後に適切なマイクロ波トラックがオンに切り替わる。
【０１１６】
前進時間又は戻り時間は実質的に、コーティングシステムの幾何学形状に対応する。ここでは特に、ガス混合点から図２に見られるような個々の反応モジュールへの対応する管路の長さ及び直径について言及する。
【０１１７】
理想的な場合では前進時間は戻り時間に等しい。理想的な場合では、例えばマイクロ波のような波源が全時間にわたって理論上起動すること、すなわち、パルス動作中に反応器容積に連続的に電力を接続することが可能であろう。この場合では、特定の瞬間に、一方のトラックについての設定から他方のトラックについての設定に波源の電力を切り替えることができればよいであろう。
【０１１８】
しかしながら、このことは実際にはほぼ当てはまらないことが明らかである。したがって、前進時間及び戻り時間ｔｒｅｔｕｒｎは長さが幾分異なる。したがって、層間の界面に所望でない混合層を堆積しないようにするために、波源は時間間隔「ｔＭＷ ｏｆｆ」で完全にオフに切り替わる。この時間間隔は、２つの時間の差の絶対値で示されることが好ましい。ここから始まって、０．８×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│から多くとも５×│ｔａｄｖａｎｃｅ−ｔｒｅｔｕｒｎ│の間の持続時間が時間間隔「ｔＭＷ ｏｆｆ」について選択され得る。図９の例に示すように、例えば弁１３、１５が切り替わるか否かにかかわらず、同時に、短い遅延であれば、「ｔＭＷ ｏｆｆ」のより長い時間間隔も好適となり得る。
【０１１９】
時間間隔「ｔＭＷ ｏｆｆ」の間に電力は全く接続されず、ゆえに反応生成物も全く生成されず、したがってコーティングも全く堆積され得ないため、この期間は、システムの最大限のコーティング性能のためにできるだけ短く保たれなければならない。
【０１２０】
本発明は上述した例示的な実施形態に限定されず、むしろ多様な方法で変更することができることは、当業者には明らかであろう。特に、個々の例示的な実施形態の特徴も互いに組み合わせることができ、例えば個々の特徴は省くこともできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】コーティングシステムの一部を示す図である。
【図２】それぞれが複数の反応室を有する複数のモジュールを有する、図１に示すコーティングシステムの配置（development）を示す図である。
【図３】図１又は図２に示す、ＣＶＤコーティングシステム、特にＰＩＣＶＤコーティングシステムの、ガス供給の際に入れられる前駆体ガスの特徴的なパルス列の形の概略図である。
【図４】各種基板上でのＴｉＯ２／ＳｉＯ２の交互層の堆積中のパルス休止の実験値を示す図である。
【図５】各種基板上でのＴｉＯ２／ＳｉＯ２の交互層の堆積中のパルス休止の実験値を示す図である。
【図６】特に時間的密度プロファイルを測定する、図３に示す前駆体ガスのパルス列の形を得るための光学的配置を示す図である。
【図７】ＣＶＤコーティングシステム、特に、前駆体ガスを供給する装置と、反応室の内部でのコーティング中に生成されるスペクトルの時間分解測定の分光器配置とを有するＰＩＣＶＤコーティングシステムの概略的な図である。
【図８】交互層系を堆積するのに使用されるパルス列の図である。
【図９】プラズマパルス列及びバルブの合成の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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