Beschreibung

Verfahren und Prozessieranordnung zum Bearbeiten einer

Metalloberfläche eines Substrats oder eines Metallsubstrats

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten einer Metalloberfläche eines Substrats oder eines Metallsubstrats.

Das Verwenden von metallischen Werkstoffen oder allgemein Oberflächen aus metallischen Werkstoffen (Metalloberflächen) , wie beispielsweise auf Eisen basierende Legierungen (z.B. Stahl), in korrosiven Umgebungen, wie z.B. in einer reinen Sauerstoff-Atmosphäre, kann eine Behandlung der

Metalloberfläche erfordern, um einen Schutz gegen Korrosion bereitzustellen. Im Allgemeinen kann dazu auf der

Metalloberfläche (z.B. der Oberfläche des Metallsubstrats) eine inerte (reaktionsträge) Schutzschicht bereitgestellt werden, die eine Korrosion des darunter liegenden

metallischen Werkstoffs verlangsamt. Beispielsweise kann eine Metalloberfläche eine geeignete Zusammensetzung aufweisen (z.B. indem dem metallischen Werkstoff Chrom beigemischt wird) , so dass auf der Metalloberfläche eine stabile

Reaktionsschicht (z.B. eine Oxidschicht wie Chromoxid) ausgebildet werden kann, wobei die stabile Reaktionsschicht eine weitere Korrosion (z.B. Oxidation) der Metalloberfläche verhindern oder zumindest verlangsamen kann. Gleichzeitig kann die bereitgestellte Schutzschicht allerdings die

elektrische Leitfähigkeit der Metalloberfläche verringern und so ein elektrisches Kontaktieren der Metalloberfläche

erschweren.

Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden ein Verfahren zum Bearbeiten einer

Metalloberfläche bereitzustellen, z.B. von Oberflächen eines Metallsubstrats oder von Oberflächen eines

metallbeschichteten Substrats, wobei mittels des Verfahrens eine Schicht, z.B. eine korrosionsfeste und elektrisch leitfähige Schicht (z.B. eine Schutzschicht und/oder eine Kontaktschicht) auf die Metalloberfläche aufgebracht werden kann. Ferner kann es gemäß verschiedenen Ausführungsformen von Vorteil sein, vor dem Aufbringen der Schicht eine

vorhandene Reaktionsschicht (z.B. eine Oxidschicht) von der Metalloberfläche abzutragen, um ferner die Haftung (das

Haftvermögen) und den elektrischen Kontakt der Schicht zur Metalloberfläche zu erhöhen. Anschaulich wurde beispielsweise erkannt, dass auf

Kohlenstoff basierende Materialien, wie beispielsweise

Graphit, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und gleichzeitig eine hohe Korrosionsbeständigkeit in korrosiven Umgebungen, aufweisen können. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Abscheidungsverfahren genutzt werden, um eine Schicht, die Kohlenstoff in verschiedenen

2

Konfigurationen aufweist, wie sp hybridisierten Kohlenstoff und/oder sp hybridisierten Kohlenstoff, auf eine

Metalloberfläche eines Substrats, z.B. eines Metallsubstrats, aufzubringen.

Verschiedene Ausführungsformen basieren ferner auf der

Erkenntnis, dass die Leitfähigkeit von Materialien, die

Kohlenstoff in verschiedenen Konfigurationen aufweisen

2

können, höher sein kann, e höher der Anteil des sp

hybridisierten Kohlenstoffs darin ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels Bestrahlens (beispielsweise mittels Teilchenstrahlung, wie z.B. Elektronen, und/oder mittels Photonen, z.B. als Wärmestrahlung und/oder als Licht) der Schicht, die Kohlenstoff in verschiedenen Konfigurationen

2

aufweist, der Anteil des sp hybridisierten Kohlenstoffs m der Schicht und damit die Leitfähigkeit der Schicht erhöht werden, was ein elektrisches Kontaktieren der

Metalloberfläche, z.B. des Metallsubstrats, erleichtern kann.

Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, dass das Bestrahlen der Schicht kurzzeitig erfolgt, wobei eine mittlere Temperatur des beim Bestrahlen ebenfalls erwärmten Substrats, z.B. des

Metallsubstrats, unterhalb eines (z.B. vorgegebenen)

Maximalwerts verbleibt, so dass ein thermischer Verzug des Substrats vermieden oder zumindest reduziert werden kann. Mit anderen Worten kann das Bestrahlen gepulst erfolgen und/oder das Bestrahlen kann selektiv (z.B. lokal) in einem

Teilbereich einer Schicht erfolgen (z.B. kann Strahlung selektiv in der funktionellen Schicht/Schichtsystem deponiert werden) so dass das Substrat, z.B. das Metallsubstrat, nur geringfügig erwärmt wird und seine Form behält.

Ferner kann ein anderer Aspekt verschiedener

Ausführungsformen anschaulich darin gesehen werden eine

Pufferschicht bereitzustellen, die zwischen der

Metalloberfläche eines Substrats, z.B. dem Metallsubstrat, und der Schicht angeordnet werden kann, wobei das

Haftvermögen der Schicht zur Metalloberfläche mittels der Pufferschicht erhöht werden kann. Mit anderen Worten kann die Pufferschicht als Haftvermittler wirken.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bearbeiten einer Metalloberfläche eines Substrats (auch als Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats bezeichnet), z.B. eines Metallsubstrats, Folgendes aufweisen: Das Aufbringen einer Schicht auf die Metalloberfläche oder das

Metallsubstrat (z.B. auf eine Oberseite des Substrats), wobei

2 3 die Schicht sp hybridisierten Kohlenstoff und/oder sp hybridisierten Kohlenstoff aufweisen kann, wobei die Schicht einen Kohlenstoffanteil von mehr als 30 at-% aufweisen kann; und das gepulste Bestrahlen der Schicht, so dass die Schicht erwärmt werden kann und die Schicht zumindest teilweise strukturell und/oder zumindest teilweise chemisch verändert werden kann. Anschaulich kann mittels Bestrahlens der Schicht die chemische Bindung und/oder die Bindungsstruktur bzw. das Gefüge des Kohlenstoffs modifiziert werden. Ferner kann mittels Bestrahlens der Schicht die elektrische Leitfähigkeit und/oder die Korrosionseigenschaft (z.B. die

Korrosionsbeständigkeit) der Schicht erhöht werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Oberseite Substrats eine Metalloberfläche aufweisen, d.h. eine

Oberfläche eines Metalls.

Das gepulste Bestrahlen der Schicht kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen derart erfolgen, dass die Schicht zumindest teilweise (z.B. ein Bereich der Schicht, auch als

Bestrahlungsbereich oder bestrahlte Fläche bezeichnet) für eine Dauer von weniger als 1 s auf mehr als 400°C, z.B. um mehr als 200 K, z.B. um mehr als 400 K oder z.B. um mehr als 600 K, erwärmt werden kann. Mit anderen Worten kann die

Leistung des gepulsten Bestrahlens (d.h. die in einer

bestimmten Zeit eingetragene Energie) ausreichen, um die Schicht mit einer Heizgeschwindigkeit (Heizrate) von mehr als 500 K/s zu erwärmen, z.B. mehr als 5000 K/s oder z.B. mehr als 5-10 ⁴ K/s. Ferner kann die beim gepulsten Bestrahlen in die Schicht eingetragene thermische Energie in das Substrat, z.B. das Metallsubstrat, abgeleitet werden, so dass die

Schicht (z.B. der erwärmte oder bestrahlte Bereich der

Schicht) nach dem gepulsten Bestrahlen innerhalb von 1 s wieder auf unter 400°C, z.B. um mehr als 200 K, z.B. um mehr als 400 K oder z.B. um mehr als 600 K, abkühlen kann. Mit anderen Worten kann die Schicht mit einer Kühlrate

(Abkühlrate) von mehr als 500 K/s, z.B. mehr als 5000 K/s oder z.B. mehr als 5-10 ⁴ K/s abgekühlt werden. Das gepulste Bestrahlen kann gemäß verschiedenen

Ausführungsformen ferner unter Verwendung einer Lichtquelle, z.B. unter Verwendung eines Laser, einer Lampe oder einer Blitzlampe (beispielsweise einer Gasentladungslampe oder einer Leuchtdiode) oder unter Verwendung mehrerer

Lichtquellen erfolgen und die Schicht gepulst belichtet

(mittels Licht bestrahlt) werden. Beispielsweise können mehrere Bereiche der Schicht gleichzeitig (z.B. mittels einer oder mehrerer Blitzlampen) oder nacheinander belichtet werden (beispielsweise mittels eines gepulsten oder kontinuierlich betriebenen Lasers) . Ferner kann die Wellenlänge, die Energieverteilung oder die spektrale Zusammensetzung (z.B. das Energiespektrum) der zum gepulsten Bestrahlen der Schicht erzeugten Strahlung derart eingerichtet sein, dass die Strahlung von der Schicht zumindest teilweise absorbiert werden kann. Beispielsweise kann die Schicht mittels weißen Lichts oder alternativ monochromatischen Lichts (z.B. Laserlicht oder Blitzlicht) bestrahlt werden.

Ferner kann das gepulste Bestrahlen gemäß verschiedenen

Ausführungsformen unter Verwendung einer kontinuierlich betriebenen Bestrahlungsquelle, beispielsweise eines

Elektronenstrahls oder eines kontinuierlich betriebenen

Lasers erfolgen. Ferner kann aus der mittels der

kontinuierlich betriebenen Bestrahlungsquelle emittierten Strahlung das gepulste Bestrahlen gebildet werden.

Dabei kann die mittels der kontinuierlich betriebenen

Bestrahlungsquelle emittierte Strahlung (z.B. mittels

Blenden, Spiegel, Reflektoren, Deflektoren und/oder

elektrischer/magnetischer Felder) derart auf die Schicht geleitet, d.h. abgelenkt, werden, dass ein Bereich oder mehrere Bereiche der Schicht jeweils kurzeitig bestrahlt (gepulst bestrahlt) werden können. Anschaulich kann

beispielsweise die von der kontinuierlich betriebenen

Bestrahlungsquelle emittierte Strahlung linienförmig (z.B. entlang eines Rasters) über die Schicht geführt werden oder die Schicht kann mittels einer Blende selektiv belichtet werden bzw. können die mehreren Bereiche der Schicht

nacheinander belichten werden. Mit anderen Worten kann aus dem Beeinflussen der Strahlung das gepulste Bestrahlen gebildet werden. Ferner kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen das

gepulste Bestrahlen mit einer Pulsdauer (Dauer eines

Bestrahlungspulses) von jeweils bis zu 10 ms erfolgen. Mit anderen Worten kann bei dem gepulsten Bestrahlen eine

Pulsdauer von maximal 10 ms eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Pulsdauer beim gepulsten Bestrahlen kürzer sein als

1 ms, z.B. kürzer als 0,1 ms oder beispielsweise kürzer als 100 ys . Alternativ kann die Pulsdauer beim gepulsten

Bestrahlen eine Dauer in einem Bereich von ungefähr 10 ys bis ungefähr 10 ms aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 ys bis ungefähr 1 ms, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 ys bis ungefähr 600 ys .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat, z.B. ein Metallsubstrat, eine Metallfolie oder ein Metallblech mit einer Dicke geringer als 2 mm (mit einer Dicke von maximal

2 mm) sein, z.B. mit eine Dicke geringer als 1 mm oder einer Dicke geringer als 0,5 mm. Beispielsweise kann das Substrat ein Metallblech sein, welches eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 500 ym bis ungefähr 2 mm aufweisen kann. Alternativ kann das Substrat eine Metallfolie sein, welche eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 50 ym bis ungefähr 500 ym

aufweisen kann, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 ym bis ungefähr 300 ym. Ferner kann das Substrat eine thermische Leitfähigkeit größer als 10 W/(m-K) aufweisen, z.B. größer als 50 W/ (m-K) und ein Metall, z.B. Eisen, Titan, Nickel, Kupfer, Niob, Silber, Gold, Aluminium oder Chrom aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ kann das Substrat als ein metallbeschichtetes Substrat, d.h. ein mit Metall beschichtetes Substrat,

ausgebildet sein. Die Metalloberfläche kann beispielsweise die Oberfläche der Metallbeschichtung sein. Das

metallbeschichtete Substrat kann beispielsweise als

metallbeschichtetes KunststoffSubstrat , metallbeschichtetes Keramiksubstrat oder metallbeschichtetes Glassubstrat

ausgebildet sein. Ferner kann das Substrat, z.B. das Metallsubstrat, gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein gekrümmtes, gewelltes und/oder gewinkeltes Profil (z.B. Querschnitt) aufweisen, beispielsweise kann das Substrat, z.B. das Metallsubstrat, ein Wellblech, eine Wellfolie, ein geprägtes Blech oder eine geprägte Folie, ein Trapezblech oder eine Trapezfolie sein. Dabei kann das Substrat, z.B. das Metallsubstrat, eine

Prägungshöhe (z.B. eine Profiltiefe oder Tiefe von

Profilsenken) von ungefähr 1 mm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis 2 mm und eine

Prägungsbreite (Abstand der Profilsenken) von ungefähr 1 mm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr

0,1 mm bis 2 mm. Ferner kann das Substrat, z.B. das

Metallsubstrat, eine gekrümmte oder gewinkelte Oberfläche, z.B. eine periodisch geprägte Oberfläche oder aperiodisch geprägte Oberfläche aufweisen auf welche die Schicht

aufgebracht werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das gepulste

Bestrahlen der Schicht derart erfolgen, dass eine mittlere Temperatur des Substrats, z.B. des Metallsubstrats, während des gesamten Bestrahlens unterhalb eines Maximalwerts, z.B. unterhalb eines vorgegebenen Maximalwerts, verbleibt, so dass das Substrat, z.B. das Metallsubstrat, in dessen Form (z.B. das Profil oder der Querschnitt) im Wesentlichen unverändert bleibt. Die mittlere Temperatur kann sowohl eine zeitlich gemittelte (z.B. eine über die Zeit zwischen zwei

Bestrahlungspulsen gemittelte) Temperatur oder auch eine räumlich gemittelte (z.B. eine über das Volumen des

Substrats, z.B. des Metallsubstrats, gemittelte) Temperatur sein .

Eine im Wesentlichen unveränderte Form kann beispielsweise das (beim Bearbeiten des Substrats, z.B. des Metallsubstrats) Entstehen einer Krümmung des Substrats (auch als thermischer Verzug bezeichnet) mit einem Krümmungsradius von mehr als 10 m, z.B. von mehr als 50 m oder eine relative Änderung der Prägungshöhe (oder Prägungsbreite) von weniger als 10 %, z.B. von weniger als 1 % aufweisen. Ferner kann eine im

Wesentlichen unveränderte Form den Beschichtungsbereich der Beschichtungsanlage zum Beschichten des Substrats passieren oder ungehindert durch den Beschichtungsbereich der

Beschichtungsanlage hindurch transportiert werden,

anschaulich z.B. ohne mit einer Transportrolle zum

Transportieren des Substrats durch den Beschichtungsbereich der Beschichtungsanlage hindurch oder einem anderen Teil der Beschichtungsanlage zu kollidieren.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schicht mit einer Dicke (Schichtdicke) von mindestens 10 nm auf das

Substrat aufgebracht werden, z.B. mit einer Dicke von

mindestens 100 nm oder einer mit einer Dicke von mindestens 1 ym. Alternativ kann die Schicht mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 500 nm aufgebracht werden, z.B. in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm oder in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 300 nm. Das Aufbringen der Schicht auf dem Substrat kann eine gemeinsame Kontaktfläche zwischen dem Substrat und der

Schicht definieren.

2 Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schicht sp hybridisierten Kohlenstoff und/oder sp hybridisierten

Kohlenstoff aufweisen in Form von Graphit, nanokristallinem Graphit, amorphem Kohlenstoff und/oder tetraedrischem

Kohlenstoff .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schicht

Kohlenstoff aufweisen, z.B. kann die Schicht einen

Kohlenstoffanteil von mehr als ungefähr 30 at-% (Atomprozent, entspricht dem molaren Anteil), z.B. von mehr als ungefähr 50 at-%, z.B. von mehr als ungefähr 70 at-%, z.B. von mehr als ungefähr 90 at-% aufweisen. Alternativ kann die Schicht einen Kohlenstoffanteil in einem Bereich von ungefähr 30 at-% bis ungefähr 90 at-% aufweisen. Der mittlere

Kohlenstoffanteil der Schicht kann dabei ein räumlich

gemittelter Kohlenstoffanteil sein. Ferner kann das Aufbringen derart erfolgen, dass die Schicht einen Gradienten im Anteil des Kohlenstoffs (im

Kohlenstoffanteil ) aufweisen kann. Beispielsweise kann der Gradient des Kohlenstoffanteils eine relative Abweichung des Kohlenstoffanteils vom mittleren Kohlenstoffanteil der

Schicht von mehr als 10%, z.B. von mehr als 30% oder von 50% aufweisen. Ferner kann das Aufbringen derart erfolgen, dass der Kohlenstoffanteil der Schicht an der gemeinsamen

Kontaktfläche zwischen Schicht und Substrat am kleinsten ist und entlang einer Richtung senkrecht zu der gemeinsamen

Kontaktfläche zwischen Schicht und Substrat (z.B. monoton) zunehmen kann.

Ein Gradient im Anteil eines Bestandteils (z.B. Kohlenstoff, Stickstoff oder Metall) der Schicht kann ein Gradient in der Zusammensetzung der Schicht, in der Konzentration des

Bestandteils in der Schicht, in der Dichte der Schicht oder ein Stoffgradient entlang einer Richtung sein. Mit anderen Worten kann die Schicht beispielsweise als Gradientenschicht eingerichtet sein. Beispielsweise kann der Gradient entlang einer Richtung senkrecht zu der gemeinsamen Kontaktfläche zwischen Schicht und Substrat am größten sein, z.B. entlang einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Schicht oder senkrecht zur Dickenrichtung der Schicht. Ferner kann die Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Metall (z.B. Titan, Nickel, Kupfer, Niob, Silber, Gold oder Chrom) aufweisen, um beispielsweise die beim Beschichten (Aufbringen der Schicht) von Substrat en entstehenden

Spannungen in der Schicht (z.B. an der gemeinsamen

Kontaktfläche zwischen der Schicht und dem Substrat) zu reduzieren. Anschaulich kann die Schicht beispielsweise als entsprechendes Kohlenstoff-Metall-Gemisch aufgebracht werden. Ferner kann die Schicht (z.B. eine mit Metall versetzte

Schicht) einen Gradienten im Anteil des Metalls (z.B.

senkrecht zu der gemeinsamen Kontaktfläche zwischen Schicht und Substrat) aufweisen, wobei die Spannung in der Schicht entlang des Gradienten im Anteil des Metalls stetig abgebaut werden kann. Anschaulich kann der Anteil des Metalls in der Schicht an der gemeinsamen Kontaktfläche zwischen Schicht und Substrat am größten sein, wobei das Haftvermögen der Schicht zum Substrat erhöht sein kann (z.B. im Vergleich zu einer ohne Metall direkt auf das Substrat abgeschiedenen Schicht) .

Als Haftvermögen der Schicht zum Substrat kann die

Eigenschaft der Schicht gesehen werden einer Dehnung oder Verformung des Substrats s (z.B. aufgrund von thermischer Ausdehnung oder Umformung) zu folgen ohne sich von dem

Substrat abzulösen.

Ferner kann die Schicht eine Pufferschicht aufweisen (die ein Metall, z.B. Titan, Nickel, Kupfer, Niob, Aluminium, Hafnium, Zirkonium Tantal, Vanadium, Eisen, Molybdän, Wolfram oder Chrom, ein Metallnitrid, z.B. Titannitrid (TiN) , und/oder ein Metallcarbid, z.B. Titancarbit (TiC) , aufweisen kann oder daraus gebildet sein kann) , wobei die Pufferschicht als

Haftvermittler der Schicht zum Substrat eingerichtet sein kann. Beispielsweise kann eine Pufferschicht zum

Haftvermitteln als Gradientenschicht eingerichtet sein.

Anschaulich kann die Pufferschicht in direktem Kontakt zum Substrat (zwischen dem Substrat und der Schicht) angeordnet sein. Beispielsweise kann die Pufferschicht eine Schichtdicke von in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 300 nm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm. Ferner kann das Aufbringen der Schicht mehrlagig (in mehreren Lagen mit einer jeweiligen Lagendicke und einer jeweiligen chemischen Zusammensetzung der einzelnen Lagen) erfolgen, indem mindestens eine Metallschicht (Metall-Lage) und

mindestens eine KohlenstoffSchicht (Kohlenstoff-Lage) auf das Substrat abgeschieden werden. Anschaulich kann beispielsweise mittels des Verhältnisses der Dicke der Metallschicht zur Dicke der KohlenstoffSchicht ein vorgegebener

Kohlenstoffanteil eingestellt werden.

Eine Metallschicht kann beispielsweise zu mehr als 50 at-% aus Metall bestehen, z.B. zu mehr als 70 at-% aus Metall, oder z.B. zu mehr als 90 at-% aus Metall. Eine

KohlenstoffSchicht kann beispielsweise zu mehr als 50 at-% aus Kohlenstoff bestehen, z.B. zu mehr als 70 at % aus

Kohlenstoff, oder z.B. zu mehr als 90 at-% aus Kohlenstoff. Ferner kann ein Gradient im Anteil des Metalls in der Schicht erzeugt werden, indem beispielsweise die Schicht zweilagig (aus aufeinander angeordneten Schichten bestehend)

aufgebracht wird, wobei eine Schicht eine Metallschicht und eine Schicht eine KohlenstoffSchicht sein kann, die beide eine gemeinsame Kontaktfläche aufweisen können. Ferner kann ein Bereich zwischen der KohlenstoffSchicht und der

Metallschicht (z.B. die gemeinsame Kontaktfläche) eine

Vermischung von Kohlenstoff und dem Metall aufweisen, so dass ein stetiger Übergang in der chemischen Zusammensetzung von Kohlenstoff zu Metall erfolgen kann.

Ferner kann ein Gradient im Anteil des Metalls erzeugt werden, indem beispielsweise ein Kohlenstoff-Metall-Gemisch aufgebracht wird, das sich bei Erhitzung und Abkühlung der Schicht zumindest teilweise entmischen kann. Alternativ kann beim Aufbringen der Schicht ein zeitlich veränderliches

Kohlenstoff-Metall-Gemisch verwendet werden, so dass die aufeinander abgeschiedenen Lagen eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung aufweisen können.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das gepulste

Bestrahlen der Schicht derart erfolgen, dass der Anteil an sp? und/oder sp3 hybridisiertem Kohlenstoff in der Schicht verändert werden kann. Beispielsweise kann mittels des

2

gepulsten Bestrahlens der Schicht der Anteil an sp

hybridisiertem Kohlenstoff in der Schicht erhöht werden.

Ferner kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen das

gepulste Bestrahlen der Schicht derart erfolgen, dass die Leitfähigkeit der Schicht erhöht werden kann, z.B. mittels

2

Erhöhens des Anteils an sp hybridisiertem Kohlenstoff m der Schicht. Ferner kann die spezifische elektrische

Leitfähigkeit der Schicht größer sein als 10 ⁴ S/m, z.B.

größer als 10 ⁵ S/m.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat beidseitig bearbeitet werden. Anschaulich kann ein (z.B.

planares oder geprägtes) Metallblech oder eine Metallfolie beidseitig beschichtet werden, wobei auf beiden Seiten ein gepulstes Bestrahlen erfolgen kann.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen: Aufbringen einer weiteren Schicht (auch als zweite Schicht bezeichnet) auf das Substrat oder

Metallsubstrat, welche der Schicht (auch als erste Schicht bezeichnet) gegenüber liegt (z.B. auf eine Oberfläche auf einer Unterseite des Substrats oder Metallsubstrats, welche der Schicht gegenüber liegt) ; und gepulstes Bestrahlen der weiteren Schicht. Die Unterseite des Substrats muss nicht notwendigerweise eine Metalloberfläche aufweisen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schicht einen ersten Absorptionskoeffizienten und die weitere Schicht einen zweiten Absorptionskoeffizienten aufweisen, wobei das

gepulste Bestrahlen derart erfolgt, dass eine erste Energie, welche durch das gepulste Bestrahlen von der Schicht gemäß dem ersten Absorptionskoeffizienten absorbiert wird, und eine zweite Energie, welche durch das gepulste Bestrahlen von der weiteren Schicht gemäß dem zweiten Absorptionskoeffizienten absorbiert wird, im Wesentlichen gleich groß sind, so dass eine thermische Belastung des Substrats oder Metallsubstrats auf dessen Oberseite und Unterseite im Wesentlichen

ausgeglichen wird. Mit anderen Worten kann das Substrat, z.B. ein Metallsubstrat, beidseitig im Wesentlichen gleich viel erwärmt werden (z.B. dessen Oberfläche, d.h. dessen Oberseite und dessen Unterseite) .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das gepulste Bestrahlen der Schicht und das gepulste Bestrahlen der weiteren Schicht im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bearbeiten einer Metalloberfläche eines Substrats ferner das Abscheiden mindestens einer Metallschicht auf das Substrat aufweisen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bearbeiten einer Metalloberfläche oder einer Metallschicht Folgendes aufweisen: das Aufbringen einer Schicht, die

Kohlenstoff aufweist, auf die Metalloberfläche oder die

Metallschicht; und das Erzeugen von Energieimpulsen (z.B. Teilchen oder Photonen) zum Bestrahlen der Schicht, so dass der Kohlenstoff zumindest teilweise strukturell verändert werden kann. Die Schicht kann beispielsweise eine

anorganische Schicht sein. Die Schicht kann gemäß

verschiedenen Ausführungsformen einen Kohlenstoffanteil von mehr als 30 at-% aufweisen.

Der Kohlenstoff der Schicht kann in Form von Graphit,

nanokristallinem Graphit, amorphem Kohlenstoff und/oder tetraedrischem Kohlenstoff vorliegen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erzeugen von Energieimpulsen zum Bestrahlen der Schicht derart erfolgen, dass die Schicht für weniger als 1 s auf mehr als 400°C erwärmt werden kann. Beispielsweise können die Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht mit einer spektralen Verteilung und Leistung derart erzeugt werden, dass die Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht von der Schicht zumindest

teilweise absorbiert werden können. Ferner kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen das

Erzeugen von Energieimpulsen zum Bestrahlen der Schicht unter Verwendung einer Lichtquelle (z.B. eines Laser, einer Lampe, einer Blitzlampe oder einer Leuchtdiode) oder mehrerer

Lichtquellen erfolgen, wobei die Schicht mittels der

Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht gepulst belichtet werden kann.

Ferner kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen das

Erzeugen von Energieimpulsen zum Bestrahlen der Schicht unter Verwendung einer kontinuierlich betriebenen

Bestrahlungsquelle erfolgen, wobei die mittels der

kontinuierlich betriebenen Bestrahlungsquelle emittierten Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht (z.B. mittels Spiegel, Linsen, Deflektoren und/oder

elektrischer/magnetischer Felder) derart auf die Schicht geleitet werden können, dass ein Bereich der Schicht jeweils kurzeitig bestrahlt werden kann.

Ferner kann das Erzeugen von Energieimpulsen zum Bestrahlen der Schicht mit einer Pulsdauer von jeweils bis zu 10 ms erfolgen. Beispielsweise kann die Pulsdauer der

Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht kürzer sein als 1 ms, z.B. kürzer als 0,1 ms oder kürzer als 100 ys .

Alternativ können die Energieimpulse zum Bestrahlen der

Schicht eine Dauer (Impulsdauer) in einem Bereich von

ungefähr 10 ys bis ungefähr 10 ms aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 ys bis ungefähr 1 ms, z.B. in einem Bereich von ungefähr 200 ys bis ungefähr 500 ys . Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ferner das

Erzeugen von Energieimpulsen zum Bestrahlen der Schicht derart erfolgen, dass eine mittlere Temperatur der Metallschicht während des gesamten Bestrahlens unterhalb eines (vorgegebenen) Maximalwerts verbleibt, so dass die Form der Metallschicht (z.B. das Profil der Metallschicht) im Wesentlichen unverändert bleibt. Anschaulich können die

Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht in zeitlichen

Abständen zueinander erzeugt werden, so dass das beim

Bestrahlen erwärmte Substrat, z.B. das Metallsubstrat, ausreichend abkühlen kann bevor eine erneute Bestrahlung erfolgt .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Erzeugen der Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht mit einer

Wiederholrate von mehr als 0,1 Hz, z.B. mit mehr als 1 Hz erfolgen. Beispielsweise kann das Erzeugen der Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht mit einer Wiederholrate in einem

Bereich zwischen ungefähr 10 Hz und ungefähr 0,1 Hz erfolgen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Metallschicht beidseitig bearbeitet werden. Ferner kann das Erzeugen von Energieimpulsen zum Bestrahlen der Schicht derart erfolgen, dass die Leitfähigkeit der Schicht erhöht werden kann.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Aufbringen der Schicht mittels chemischer Gasphasenabscheidung oder

physikalischer Gasphasenabscheidung erfolgen, z.B. mittels Kathodenzerstäubung (das sogenannte Sputtern) oder mittels Elektronenstrahlverdampfens .

In verschiedenen Ausführungsformen wird eine

Prozessieranordnung zum Bearbeiten einer Metalloberfläche eines Substrats, z.B. eines Metallsubstrats, bereitgestellt. Die Prozessieranordnung kann Folgendes aufweisen: eine

Vakuumkammer zum Bereitstellen eines Vakuums, mindestens eine in der Vakuumkammer angeordnete Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer kohlenstoffhaltigen Schicht auf das

Substrat, und mindestens eine in der Vakuumkammer angeordnete Bestrahlungsvorrichtung zum gepulsten Bestrahlen der kohlenstoffhaltigen Schicht, wobei die

Bestrahlungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass mittels der Bestrahlungsvorrichtung die kohlenstoffhaltige Schicht erwärmt werden kann.

Die mindestens eine Bestrahlungsvorrichtung kann mindestens eine Lichtquelle aufweisen.

Weiterhin kann die mindestens eine Bestrahlungsvorrichtung derart eingerichtet sein, dass die kohlenstoffhaltige Schicht in weniger als 1 s um mehr als 400 °C erwärmt werden kann.

Ferner kann die mindestens eine Bestrahlungsvorrichtung mindestens eine kontinuierlich betriebene Bestrahlungsquelle aufweisen.

In einer Ausgestaltung kann die mindestens eine

Bestrahlungsvorrichtung mindestens eine gepulst betriebene Bestrahlungsquelle aufweisen.

In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine

Bestrahlungsvorrichtung derart eingerichtet sein, dass die kohlenstoffhaltige Schicht zumindest teilweise mit einer Pulsdauer von maximal 10 ms gepulst bestrahlt werden kann.

Weiterhin kann die Prozessieranordnung ferner aufweisen mindestens eine in der Vakuumkammer angeordnete weitere

Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer metallhaltigen Schicht auf das Substrat, z.B. auf ein Metallsubstrat.

Die mindestens eine Bestrahlungsvorrichtung kann derart

2 eingerichtet sein, dass beim Bestrahlen der Anteil an sp und/oder sp hybridisiertem Kohlenstoff in der

kohlenstoffhaltigen Schicht verändert werden kann.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats Folgendes aufweisen: Aufbringen einer ersten Schicht mit einem ersten

Absorptionskoeffizienten auf eine Oberseite des Substrats und Aufbringen einer zweiten Schicht mit einem zweiten

Absorptionskoeffizienten auf eine Unterseite des Substrats; und gepulstes Bestrahlen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, so dass die erste Schicht und/oder die zweite

Schicht zumindest teilweise strukturell verändert werden; wobei das gepulste Bestrahlen derart erfolgt, dass eine erste Energie, welche durch das gepulste Bestrahlen von der ersten Schicht gemäß dem ersten Absorptionskoeffizienten absorbiert wird, und eine zweite Energie, welche durch das gepulste Bestrahlen von der zweiten Schicht gemäß dem zweiten

Absorptionskoeffizienten absorbiert wird, im Wesentlichen gleich groß sind, so dass eine thermische Belastung des Substrats auf dessen Oberseite und Unterseite im Wesentlichen ausgeglichen wird. Mit anderen Worten eine thermische

Belastung des Substrats auf dessen Seiten, welche beschichtet sind, ausgeglichen werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann der Absorptionskoeffizient (auch Dämpfungskonstante oder linearer Schwächungskoeffizient bezeichnet) verstanden werden als ein Maß für die

Verringerung der Intensität von Strahlung

(Strahlungsintensität) beim Durchgang durch ein Material (z.B. das Material einer Schicht oder eines Substrats) . Das Inverse des Absorptionskoeffizienten beschreibt dabei die im Material zurückgelegte Strecke, bei welcher die Intensität der Strahlung auf 1/e (entspricht ungefähr 37%) ihrer

ursprünglichen Intensität, vor dem Eintritt in das Material, verringert ist, wobei e die Eulersche Zahl bezeichnet. Mit anderen Worten entspricht der Absorptionskoeffizient der inversen mittlere Eindringtiefe der Strahlung in das

Material . Der Absorptionskoeffizient kann von einer Strahlung (z.B.

Teilchenstrahlung und/oder Photonenstrahlung) abhängen, mit dem das Bestrahlen erfolgt, bzw. welche von einer Bestrahlungsquelle emittiert wird. Anschaulich kann der

Absorptionskoeffizient von der Art der Strahlung abhängen.

Im Fall von Photonenstrahlung (auch als elektromagnetische Strahlung bezeichnet, z.B. Licht) kann der

Absorptionskoeffizient von der verwendeten Wellenlänge der Photonenstrahlung abhängen, d.h. von deren spektraler

Zusammensetzung. Wird Photonenstrahlung mit mehreren

Wellenlängen und/oder mit einem Wellenlängenkontinuum (d.h. mit einander kontinuierlich überlagerten Wellenlängen) verwendet, kann die Intensität der Photonenstrahlung als Summe (bzw. Integral) über alle Wellenlängen der

Photonenstrahlung verstanden werden. Die Intensität der Photonenstrahlung kann beispielsweise von der Energie definiert sein, welche die Photonenstrahlung in einem bestimmten Zeitraum auf eine bestimmte Fläche (z.B. die Fläche des BeStrahlungsbereichs ) überträgt, wenn diese vollständig von der Fläche absorbiert wird. Die übertragene Energie kann beispielsweise zu einem Temperaturanstieg der Fläche führen.

Wird Photonenstrahlung mit mehreren Wellenlängen und/oder mit einem Wellenlängenkontinuum (d.h. mit einander kontinuierlich überlagerten Wellenlängen) verwendet, kann die Intensität der Photonenstrahlung gemäß der Summe (bzw. dem Integral) über alle Wellenlängen der Photonenstrahlung verstanden werden.

Im Fall von Teilchenstrahlung kann der Absorptionskoeffizient von den verwendeten Teilchen (z.B. Elektronen oder z.B.

Protonen) der Teilchenstrahlung und deren Energie abhängen (auch als Energiespektrum bezeichnet) . Die Energie, welche die Teilchenstrahlung übertragen kann, kann von der Anzahl der Teilchen und deren Energie abhängen, welche in einem bestimmten Zeitraum auf das Material auftreffen. Mit anderen Worten kann die Intensität der Teilchenstrahlung von der Energie definiert sein, welche die Teilchenstrahlung in einem bestimmten Zeitraum auf eine bestimmte Fläche (z.B. die

Fläche des BeStrahlungsbereichs ) überträgt, wenn diese vollständig von der Fläche absorbiert wird. Die übertragene Energie kann beispielsweise zu einem Temperaturanstieg der Fläche führen.

Wird Photonenstrahlung mit mehreren Wellenlängen und/oder mit einem Wellenlängenkontinuum (d.h. mit einander kontinuierlich überlagerten Wellenlängen) verwendet, kann die Intensität der Photonenstrahlung als Summe (bzw. Integral) über alle

Wellenlängen der Photonenstrahlung verstanden werden.

Die Leistung der Strahlung kann von der Energie der Strahlung definiert sein, welche in einem bestimmten Zeitraum emittiert wird, z.B. während der Dauer eines Energiepulses, bzw.

Strahlungspulses. Beispielsweise kann die Pulsdauer eines Strahlungspulses und dessen Energie die Leistung des

Strahlungspulses definieren. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch

charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden. Neben Verbindung ohne Kohlenstoff können im Rahmen dieser Beschreibung einige kohlenstoffhaltige Verbindungen, wie Karbide (z.B. reiner Kohlenstoff, Graphit, Diamant oder Graphen) , Carbonate und Oxide des Kohlenstoffs, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form vorliegend, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnet, als anorganischer Stoff verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in

chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch

charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen, die Kohlenstoff enthalten, und mit Verbindungsteilen, die frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Stoff" alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organischen Stoff, einen

anorganischen Stoff und/oder einen hybriden Stoff. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem Stoffgemisch etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren Bestandteile

beispielsweise sehr fein verteilt sind. Als eine Stoffklasse ist ein Stoff oder ein Stoffgemisch aus einem oder mehreren organischen Stoff (en) , einem oder mehreren anorganischen Stoff (en) oder einem oder mehreren hybriden Stoff (en) zu verstehen. Der Begriff „Material" kann synonym zum Begriff „Stoff" verwendet werden.

Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Metall (auch als metallischer Werkstoff bezeichnet) zumindest ein metallisches Element aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Kupfer (Cu) , Silber (Ag) , Platin (Pt) , Gold (Au), Magnesium (Mg), Aluminium (AI), Barium (Ba) , Indium (In), Calcium (Ca),

Samarium (Sm) oder Lithium (Li) . Ferner kann ein Metall eine metallische Verbindung (z.B. eine intermetallische Verbindung oder eine Legierung) aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine Verbindung aus zumindest zwei metallischen

Elementen, wie z.B. Bronze oder Messing, oder z.B. eine

Verbindung aus zumindest einem metallischen Element und mindesten einem nichtmetallischen Element, wie z.B. Stahl.

Im Rahmen dieser Beschreibung kann eine organische Schicht verstanden werden als eine Schicht, welche ein organisches

Material aufweist oder daraus gebildet ist. Analog dazu kann eine anorganische Schicht verstanden werden als eine Schicht, welche ein anorganisches Material aufweist oder daraus gebildet ist. Analog dazu kann eine metallische Schicht verstanden werden als eine Schicht, welche ein Metall

aufweist oder daraus gebildet ist. Analog dazu kann ein metallisches Substrat (auch als

Metallsubstrat bezeichnet) verstanden werden als ein

Substrat, welches ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist. Der Begriff "Substrat" bezeichnet sowohl ein

metallisches Substrat als auch ein Substrat aus einem anderen Material, wie z.B. Glas (z.B. Fensterglas), Keramik oder Kunststoff, z.B. ein Polymer oder ein Faserverbundwerkstoff, welches mit Metall beschichtet ist. Beispielsweise kann das Substrat eine metallbeschichtete Kunststofffolie oder

Kunststoffplatte sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 und Figur 2 jeweils schematisch ein Verfahren zum

Bearbeiten eines Substrats, z.B. eines

Metallsubstrats, oder einer Metallschicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figur 3A und Figur 3B ein Aufbringen einer Schicht gemäß

verschiedenen Ausführungsformen; Figur 4A und Figur 4B ein Bestrahlen der Schicht oder ein

Erzeugen von Energieimpulsen zum Bestrahlen der

Schicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figur 5A und Figur 5B das Bearbeiten eines Substrats, z.B.

einer Metallschicht oder eines Metallsubstrats, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figur 6A ein bearbeitetes Substrat, z.B. ein bearbeitetes

Metallsubstrat oder eine bearbeitete Metallschicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; Figur 6B und Figur 6C eine Anordnung von bearbeiteten

Substraten, z.B. bearbeiteten Metallsubstraten oder bearbeiteten Metallschichten, gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer Brennstoffzelle;

Figur 7 eine schematische Darstellung einer spektroskopischen

Analyse unterschiedlich bearbeiteter Substrate, z.B. unterschiedlich bearbeiteter Metallsubstrate oder unterschiedlich bearbeiteter Metallschichten;

Figur 8A und Figur 8B jeweils eine Prozessieranordnung zum

Bearbeiten eines Substrats, z.B. eines

Metallsubstrats, gemäß verschiedenen

Ausführungsformen;

Figur 9 eine Seitenansicht oder Querschnittsansicht eines

Substrats in einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats gemäß verschiedenen Ausführungsformen; Figur 10 eine Seitenansicht oder Querschnittsansicht eines

Substrats in einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figur IIA und Figur IIB jeweils ein schematisches Diagramm von optischen Eigenschaften einer Schicht in einem

Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats gemäß verschiedenen Ausführungsformen;

Figur 12 ein schematisches Diagramm von strukturellen

Eigenschaften einer Schicht in einem Verfahren zum

Bearbeiten eines Substrats gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und

Figur 13 eine Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer

Prozessieranordnung in einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats gemäß verschiedenen

Ausführungsformen . In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische

Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird

Richtungsterminologie wie etwa "oben", "unten", "vorne", "hinten", "vorderes", "hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da

Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl

verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der

Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe

"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.

Fig.l veranschaulicht schematisch ein Verfahren 100 zum

Bearbeiten eines Substrats, z.B. eines Metallsubstrats, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren 100 kann dabei in 110 das Aufbringen einer Schicht auf das Substrat

2

aufweisen, wobei die Schicht sp hybridisierten Kohlenstoff und/oder sp hybridisierten Kohlenstoff aufweisen kann, z.B. in Form von Graphit, nanokristallinem Graphit, amorphem

Kohlenstoff und/oder tetraedrischem Kohlenstoff.

2

Beispielsweise kann die Schicht gleichzeitig sp

3

hybridisierten Kohlenstoff und sp hybridisierten Kohlenstoff aufweisen .

2

Ferner kann das Verhältnis von sp hybridisierten Kohlenstoff

3

zu sp hybridisierten Kohlenstoff gemäß verschiedenen

Ausführungsformen beim Aufbringen der Schicht zumindest teilweise beeinflusst werden. Beispielsweise können die

Prozessparameter, wie beispielsweise Umgebungsdruck,

Zusammensetzung der Prozessatmosphäre, Beschichtungsrate

(Geschwindigkeit mit der beschichtet wird) ,

Substrattemperatur oder Zusammensetzung des zu beschichtenden

Materials geregelt oder gemäß einer Vorgabe eingestellt werden .

Ferner können die Prozessparameter zum Aufbringen der Schicht derart eingestellt werden, dass eine Schichtdicke (Dicke der Schicht) nach einer Vorgabe abgeschieden werden kann.

Beispielsweise kann die Dicke der Schicht erhöht werden, indem länger beschichtet oder mit einer höheren

Beschichtungsrate beschichtet wird.

Ferner kann einer Verfahren 100 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in 120 das gepulste Bestrahlen der Schicht aufweisen, wobei das gepulste Bestrahlen der Schicht derart erfolgen kann, dass die Schicht erwärmt werden kann und die Schicht zumindest teilweise strukturell verändert werden kann. Die strukturelle Veränderung der Schicht kann

beispielsweise eine Veränderung der chemischen

Bindungsstruktur des Kohlenstoffs aufweisen. Beispielsweise

2

kann mittels Bestrahlens der Anteil des sp hybridisierten

3

Kohlenstoffs (oder der Anteil des sp hybridisierten

Kohlenstoffs) erhöht werden. Ferner kann mittels des Bestrahlens der Schicht ein Gradient des Kohlenstoffanteils eingestellt werden. Beispielsweise kann beim Bestrahlen einer Schicht, die mehrlagig aufgebracht wurde eine Vermischung der Bestandteile der mehreren Lagen der Schicht erfolgen, oder eine homogene Kohlenstoff- Metallschicht kann sich beim Bestrahlen zumindest teilweise entmischen, wobei sich auf der Oberfläche der Schicht

Kohlenstoff, beispielsweise in Form von Graphit, abscheiden kann .

Fig.2 veranschaulicht schematisch ein Verfahren 200 zum

Bearbeiten eines Substrats, z.B. einer Metallschicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren 200 kann in 210 das Aufbringen einer anorganischen Schicht, die

Kohlenstoff aufweist, auf das Substrat aufweisen. Das

Substrat kann beispielsweise eine Metallschicht, eine

Metallfolie, ein Metallsubstrat oder eine Metallschicht auf einem Substrat (z.B. auf einem metallischen oder keramischen Substrat oder einem Glas- oder KunststoffSubstrat) , z.B. eine metallische Pufferschicht sein.

Ferner kann das Verfahren 200 in 220 das Erzeugen von

Energieimpulsen zum Bestrahlen der anorganischen Schicht aufweisen, wobei die Energieimpulse zum Bestrahlen der

Schicht derart erzeugt werden können, dass der Kohlenstoff zumindest teilweise strukturell verändert werden kann. Die Energieimpulse zum Bestrahlen der Schicht können

beispielsweise derart erzeugt werden (d.h. mit einer

spektralen Zusammensetzung, z.B. monochromatisch), dass sie von der Schicht zumindest teilweise absorbiert werden können.

Fig.3a veranschaulicht das Aufbringen 300 einer Schicht 304, die Kohlenstoff aufweisen kann, auf ein Substrat 302, z.B. auf ein Metallsubstrat 302 oder auf eine Metallschicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Aufbringen 300 der

Schicht 304 kann beispielsweise mittels Abscheidens 306b eines Materials unter Verwendung mindestens einer Beschichtungsanordnung 306 erfolgen, wobei die mindestens eine Beschichtungsanordnung 306 eine Beschichtungsquelle oder mehrere Beschichtungsquellen aufweisen kann. Ferner kann das Abscheiden 306b der Schicht 304 in einem Vakuum oder einem Unterdruck mit einer geregelten Gaszusammensetzung oder geregelten Zusammensetzung der Atmosphäre (Prozessatmosphäre) erfolgen .

Beispielsweise kann die Prozessatmosphäre, in der die Schicht 304 abgeschieden wird, ein inertes (reaktionsträges) Gas oder ein reduzierendes Gas zum Aufnehmen von Sauerstoff (und damit zum Schützen der Schicht 304 vor einer Oxidation) aufweisen, oder beispielsweise Wasserstoff, Stickstoff, Formgas oder Hydrazin aufweisen. Beispielsweise kann das Abscheiden 306b der Schicht 304 mittels Kathodenzerstäubung 306b,

Elektronenstrahlverdampfen 306b oder chemischer

Gasphasenabscheidung 306b erfolgen.

Ferner kann das Abscheiden 306b der Schicht 304 räumlich gleichmäßig (z.B. homogen) auf der Oberfläche des Substrats 302 erfolgen. Anschaulich kann die Schicht 304 mit einer räumlich gleichmäßigen Beschichtungsrate oder mit einer räumlich gleichmäßigen Materialzusammensetzung abgeschieden werden. Alternativ kann das Abscheiden 306b der Schicht 304 gemäß verschiedenen Ausführungsformen inhomogen

(ungleichmäßig) erfolgen. Beispielsweise können nur bestimmte Bereiche des Substrats 302 beschichtet werden, oder die

Schicht 304 kann mit einer räumlich ungleichmäßigen

chemischen Zusammensetzung abgeschieden werden, z.B. unter Verwendung einer Maske (auch als Schattenmaske oder Schablone bezeichnet) .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der

Kohlenstoffanteil der abgeschiedenen 306b Schicht 304 nach einer Vorgabe eingestellt werden. Beispielsweise kann die Schicht 304 aufgetragen werden, indem Material von einem Target (Materialquelle) der Beschichtungsquelle, wobei das Target eine Zusammensetzung gemäß der Vorgabe aufweisen kann, auf das Substrat 302 übertragen (transportiert) wird.

Beispielsweise kann eine Schicht 304 mittels

Kathodenzerstäubung 306b oder Elektronenstrahlverdampfens 306b eines Targets (das zu zerstäubende oder verdampfende Material) oder mehrerer Targets abgeschieden werden. Dabei kann das jeweilige Material des Targets oder eines der mehrerer Targets entsprechend des vorgegebenen

Kohlenstoffanteils der Schicht 304 zusammengesetzt sein.

Beispielsweise kann ein Target eine Kohlenstoff- Beschichtungsquelle mit einem Kohlenstoffanteil von mehr als 50 at-% sein, wobei die abgeschiedene Schicht 304 ebenfalls einen Kohlenstoffanteil von mehr als 50 at-% aufweisen kann. Ferner kann das Target einen Kohlenstoffanteil von mehr als 70 at-% (90 at-%) aufweisen, wobei die abgeschiedene Schicht 304 einen Kohlenstoffanteil von mehr als 70 at-% (90 at-%) aufweisen kann. Ferner können beim Abscheiden 306b der Schicht 304

Bestandteile der Prozessatmosphäre zumindest teilweise in die Schicht 304 eingebaut werden. Beispielsweise kann Wasserstoff aus der Prozessatmosphäre in die Schicht 304 eingebaut werden, so dass die Schicht 304 zum Teil (z.B. in einem

Bereich von ungefähr 1 at-% bis ungefähr 20 at % ) aus

Wasserstoff bestehen kann. Anschaulich kann unter Verwendung einer Wasserstoff- Prozessatmosphäre ein Kohlenstoff- Wasserstoff-Gemisch abgeschieden werden, was auch als

hydrierter Kohlenstoff bezeichnet werden kann.

Ferner kann beispielsweise die Schicht 304 (z.B. eine

KohlenstoffSchicht ) mehrere Bereiche mit jeweils

unterschiedlicher Kohlenstoffkonfiguration (Bindungsstruktur

2 3

des Kohlenstoffs oder Zusammensetzung aus sp und sp

hybridisierten Kohlenstoff) aufweisen. Beispielsweise können

2

Bereiche der Schicht 304 Graphit (mit einem Anteil von sp hybridisierten Kohlenstoff von mehr als 90 at-%) , nanokristallinen Graphit (mit einer Korngröße des Graphits von 1 nm bis zu 100 nm) , sogenannten amorphen Kohlenstoff

2

(mit einem Anteil von sp hybridisierten Kohlenstoff m einem Bereich von ungefähr 70 at-% bis ungefähr 90 at-% ) oder

3

tetraedrischen Kohlenstoff (mit einem Anteil von sp

hybridisierten Kohlenstoff von mehr als 40 at-%) aufweisen.

Zum Beschichten 306b kann das Substrat 302 durch einen

Beschichtungsbereich (nicht dargestellt, vergleiche Fig.8), in dem die Abscheidung 306b des Materials mittels einer

Beschichtungsquelle, als Teil der Beschichtungsvorrichtung 306, erfolgen kann, hindurch transportiert werden.

Beispielsweise kann das Substrat 302 oder die Metallschicht 302 mit konstanter oder variabler (z.B. zeitlich

veränderlicher) Geschwindigkeit mittels einer

Transportanordnung (z.B. Rollen) durch den

Beschichtungsbereich hindurch transportiert werden.

Alternativ kann das Substrat 302 auch in den

Beschichtungsbereich hinein transportiert und nach dem

Beschichten 306b wieder aus dem Beschichtungsbereich heraus transportiert werden.

Fig.3b veranschaulicht schematisch ein Aufbringen einer

Schicht auf ein Substrat 302, z.B. ein Metallsubstrat 302 oder eine Metallschicht 304b, gemäß verschiedenen

Ausführungsformen, wobei die Schicht 304 beispielsweise zweilagig (wie in Fig.3b dargestellt) oder mit mehr als zwei Lagen (z.B. dreilagig oder vierlagig, usw.) mittels einer Beschichtungsvorrichtung 306 (mit z.B. einer

Beschichtungsquelle oder mehreren Beschichtungsquellen) aufgebracht werden kann. Beispielsweise kann eine erste

Schicht 304b (erste Lage) und darauf eine zweite Schicht 304a (zweite Lage) abgeschieden werden. Die Zusammensetzung der jeweiligen Lagen der Schicht 304 kann mittels der

Prozessparameter, z.B. mittels der Zusammensetzung des

Materials der Beschichtungsquelle oder jeweils der mehreren Beschichtungsquellen gemäß einer Vorgabe eingestellt werden. Beispielsweise kann die erste Schicht 304b ein Metall (z.B. Chrom oder Titan) oder eine Metalllegierung aufweisen. Die erste Schicht 304b kann mittels einer Beschichtungsanordnung 306, wobei die Beschichtungsanordnung 306 eine Metall-

Beschichtungsquelle aufweisen kann (die zu mehr als 50 at-% aus Metall bestehen kann), abgeschieden 306b werden und eine Metallschicht (die zu mehr als 50 at-% aus Metall bestehen kann) sein. Anschaulich kann die erste Schicht 304b eine Metall-Pufferschicht zum Erhöhen des Haftvermögens der

Schicht 304 sein, wie vorangehend beschrieben wurde. Ferner kann die erste Schicht 304b Kohlenstoff aufweisen oder zumindest einen Gradienten des Kohlenstoffanteils , so dass beim Abscheiden 306b der Schicht 304 der Kohlenstoffanteil mit zunehmender Schichtdicke steigt (oder sinkt) .

Die zweite Schicht 304a kann beispielsweise mittels einer Beschichtungsanordnung 306 (kann auch als

Beschichtungsvorrichtung bezeichnet werden) , wobei die

Beschichtungsanordnung 306 eine Kohlenstoff-

Beschichtungsquelle (die zu mehr als 50 at-% aus Kohlenstoff bestehen kann) aufweisen kann, abgeschieden werden und kann eine KohlenstoffSchicht (die zu mehr als 50 at % aus

Kohlenstoff bestehen kann) sein und ferner einen Gradienten des Kohlenstoffanteils aufweisen, wie anhand Fig.3a

beschrieben wurde.

Die Abscheidung der ersten Schicht 304b und der zweiten

Schicht 304b kann beispielsweise nacheinander mittels mehrere Beschichtungsquellen mit unterschiedlicher Zusammensetzung (z.B. mindestens eine Metall-Beschichtungsquelle und

mindestens eine Kohlenstoff-Beschichtungsquelle) erfolgen. Ferner kann sich der Beschichtungsbereich (der Bereich auf dem Substrat 302 auf dem das Material der Schicht 304, bzw. zur Schichtbildung abgeschieden wird) von mindestens zwei der mehreren Beschichtungsquellen überlappen, so dass zwischen den mindestens zwei der mehreren Beschichtungsquellen eine Durchmischung der abgeschiedenen Materialien erfolgt.

Beispielsweise kann mittels der mindestens zwei der mehreren Beschichtungsquellen ein Gradient einer Zusammensetzung der Schicht 304 (z.B. ein Gradient des Kohlenstoffanteils ) zwischen den mindestens zwei der mehreren

Beschichtungsquellen erzeugt werden. Anschaulich kann

beispielsweise ein Kohlenstoff-Metall-Gemisch in einem

Bereich zwischen der ersten und der zweiten

Beschichtungsquelle (im Überlappungsbereich) abgeschieden werden .

Fig.4A veranschaulicht ein Bestrahlen 400 der Schicht 304 oder ein Erzeugen 400 von Energieimpulsen zum Bestrahlen der Schicht 304 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das

Bestrahlen 400 der Schicht 304 oder das Erzeugen 400 von Energieimpulsen 308b zum Bestrahlen der Schicht 304 kann mittels mindestens einer Bestrahlungsanordnung 308 (auch als Bestrahlungsvorrichtung bezeichnet) erfolgen, wobei die mindestens eine Bestrahlungsanordnung 308 mindestens eine Bestrahlungsquelle beispielsweise eine Lichtquelle (z.B. ein Laser, eine Lampe, eine Blitzlampe oder eine Röntgenquelle) oder eine Materiequelle (z.B. ein Elektronenquelle oder eine Protonenquelle) aufweisen kann. Dabei kann die mindestens eine Bestrahlungsanordnung 308 eine gepulst oder eine

kontinuierlich betriebene Bestrahlungsquelle aufweisen, wobei mittels der mindestens einen Bestrahlungsanordnung 308 eine gepulste oder eine kontinuierliche Strahlung 308b erzeugt werden, beispielsweise ein kontinuierlicher Elektronenstrahl 308b mittels eines Elektronenbeschleunigers (z.B. mittels einer Linearquelle) oder ein gepulster Lichtblitz 308b mittels einer Blitzlampe (z.B. einer Gasentladungslampe oder einer Leuchtdiode) .

Das Bestrahlen 308b der Schicht 304 kann analog zum

Aufbringen der Schicht 304 in einer Prozessatmosphäre (z.B. eine inerte Prozessatmosphäre oder eine reduzierende

Prozessatmosphäre) erfolgen, wie vorangehend anhand Fig.3a beschrieben ist. Zum Bestrahlen kann das Substrat 302 durch einen

Bestrahlungsbereich in dem das Bestrahlen 308b des Materials mittels einer Bestrahlungsquelle erfolgen kann hindurch transportiert werden. Beispielsweise kann das Substrat 302 oder die Metallschicht 302 mit konstanter oder variabler (z.B. zeitlich veränderlicher) Geschwindigkeit mittels einer Transportanordnung (z.B. Rollen) durch den

Bestrahlungsbereich hindurch transportiert werden. Alternativ kann das Substrat 302 auch in den Bestrahlungsbereich hinein transportiert und nach dem Bestrahlen 308b wieder aus dem Bestrahlungsbereich heraus transportiert werden.

Ferner kann die erzeugte Strahlung 308b oder die erzeugten Energieimpulse 308b (Strahlung 308b) mittels einer optischen Apparatur (z.B. mittels Spiegel, Reflektoren, Deflektoren, Blenden oder mittels Linsen) geleitet, abgelenkt oder

fokussiert werden. Die Schicht 304 kann dabei gleichmäßig (homogen) bestrahlt werden (z.B. mit einer gleichmäßigen Leistungsdichte) oder ungleichmäßig bestrahlt werden, z.B. können ausgewählte Bereiche der Schicht 304 bestrahlt werden, z.B. unter Verwendung einer Maske.

Beim Bestrahlen 308b kann ein erster Teil der von der

Bestrahlungsvorrichtung 308 (mit z.B. mindestens einer

Bestrahlungsquelle) erzeugten und auf die Schicht 304

gelenkten Strahlung 308b von der Schicht 304 absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt werden. Mit größerer Schichtdicke kann dabei der erste Teil der (von der Schicht 304

absorbierten) Strahlung 308b größer sein. Ferner kann ein zweiter Teil der Strahlung 308b, der nicht von der Schicht 304 absorbiert wird, die Schicht 304 durchdringen und auf die Oberfläche des Substrats 302, z.B. eines Metallsubstrats 302, treffen, wobei der zweite Teil der Strahlung 308b von dem Substrat 302 teilweise absorbiert oder auch teilweise

reflektiert werden kann. Der teilweise reflektierte zweite Teil der Strahlung 308b kann der Schicht 304 wieder zugeführt werden, und ebenfalls von der Schicht 304 teilweise

absorbiert werden.

Die mittlere Eindringtiefe der Strahlung 308b in die Schicht 304 (z.B. die Eindringtiefe in der mehr als die Hälfte der Strahlung 308b absorbiert wurde, z.B. ungefähr 63%) kann dabei von der Art der Strahlung 308b beeinflusst werden.

Beispielsweise kann ein Elektronenstrahl 308b mit einer

Energie der Elektronen in einem Bereich von ungefähr 10 keV bis ungefähr 50 keV eine mittlere Eindringtiefe in einem Bereich von ungefähr 1 ym bis ungefähr 10 ym aufweisen, wobei die Eindringtiefe des Elektronenstrahls 308b kleiner werden kann, je kleiner die Energie der Elektronen ist.

Beispielsweise kann ein Elektronenstrahl 308b mit einer

Elektronenenergie von weniger als 10 keV eine Eindringtiefe von weniger als 1 ym aufweisen. Im Vergleich dazu kann die Eindringtiefe von (den mittels einer Lichtquelle emittierten) Photonen zusätzlich materialabhängig und (z.B. nicht linear) frequenzabhängig sein und eine Eindringtiefe in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 10 ym, oder mehr als 10 ym aufweisen. Beispielsweise können Photonen mit einer

Wellenlänge von etwa 500 nm eine Eindringtiefe in Graphit je nach Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm aufweisen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die

Eigenschaften (z.B. die Wellenlänge oder die kinetische

Energie) der Strahlung 308b an die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften (z.B. die Schichtdicke oder die

Absorptionseigenschaften) der Schicht 304 derart angepasst werden, so dass so dass die Schicht 304 mittels Bestrahlens erwärmt werden kann und die Schicht 304 zumindest teilweise strukturell verändert werden kann. Beispielsweise kann die Strahlung 308b monochromatisch sein oder die spektrale Verteilung gemäß einer Vorgabe (z.B. ein innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs, bzw. Wellenlängenbereichs) mittels einer geeigneten Bestrahlungsquelle eingestellt werden. Ferner kann die Strahlung 308b durch ein

absorbierendes Material hindurch geführt werden, wobei ein Teil der von der Bestrahlungsquelle emittierten Strahlung 308b (z.B. ein Teil des Frequenzbereichs) von dem

absorbierenden Material zumindest teilweise absorbiert

(heraus gefiltert) werden kann bevor die Schicht 304

bestrahlt wird.

Dabei kann die spektrale Verteilung (auch als spektrale

Zusammensetzung bezeichnet) der Strahlung 308b (z.B. von Photonen) z.B. derart eingestellt werden, dass die Strahlung 308b vornehmlich von der zweiten Lage 304a (z.B. der

KohlenstoffSchicht ) absorbiert werden kann, und zum Großteil (z.B. mehr als 50%) von dem Substrat 302, z.B. einem

Metallsubstrat 302, oder der ersten Lage 304b (z.B. der

Metall-Pufferschicht) reflektiert werden kann. Ferner kann die erzeugte Strahlung 308b eine Wellenlänge in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 10 mm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 1 mm.

Die Zeitspanne innerhalb der die Schicht 304 (z.B. auf eine vorgegebene Temperatur) erwärmt werden kann ist von der

Leistung der emittierten Strahlung 308b zum Bestrahlen der Schicht 304 und der Eindringtiefe der Strahlung 308b in die Schicht 304 abhängig. Liegt die Eindringtiefe in etwa in der Größenordnung der Schichtdicke kann die Schicht 304

beispielsweise mittels gepulsten Bestrahlens innerhalb der Pulsdauer des gepulsten Bestrahlens auf oder um über 400°C z.B. über 1000°C gegenüber dem Substrat 302, z.B. einem

Metallsubstrat 302, erwärmt werden. Beispielsweise kann die Schicht 304 am Ende eines Strahlungspulses oder am Ende einer Belichtungszeit eine maximale Temperatur erreicht haben, wobei die Dauer des Strahlungspulses an die zu erreichende Temperatur angepasst werden kann. Die von der Schicht 304 absorbierte Strahlungsenergie kann als Wärmeenergie an das Substrat 302, z.B. ein Metallsubstrat 302, abgegeben werden, wobei die Geschwindigkeit mit der die Wärme an das Substrat 302 abgegeben werden kann von der

Wärmeleitfähigkeit der Schicht 304 und von der

Wärmeleitfähigkeit des Substrats 302 bestimmt werden können. Bei einer ausreichenden Leistung der von der

Bestrahlungsquelle emittierten Strahlung 308b kann der

Schicht 304 schneller Wärmeenergie zugeführt werden, als diese Wärmeenergie an das Substrat 302 abgegeben kann.

Dadurch kann eine Temperaturdifferenz zwischen der Schicht 304 und dem Substrat 302 in einem Bereich von ungefähr 50°C bis ungefähr 2000°C, z.B. in einem Bereich von ungefähr 400°C bis ungefähr 1000°C, bereitgestellt werden.

In Abhängigkeit der Leistung der von der Bestrahlungsquelle emittierten Strahlung 308b und der Bestrahlungsdauer (z.B. Pulsdauer) kann die pro Bestrahlungspuls oder pro Bestrahlung in die Schicht 304 eingetragene Wärmeenergie geregelt oder gestellt werden. Ferner kann nach dem Bestrahlen die

Wärmeenergie von der Schicht 304 in das Substrat 302

abgeleitet werden, wobei sich die Schicht 304 abkühlen und dabei das Substrat 302 erwärmen kann, bis ein

Temperaturgleichgewicht erreicht ist (z.B. die Temperatur von Schicht 304 und Substrat 302 angeglichen ist) .

Dabei kann das Volumen des Substrats 302 in dem sich die Wärmeenergie verteilt deutlich größer sein als das Volumen der Schicht 304, z.B. kann das Volumen des Substrats 302 mehr als das 10-fache, mehr als 100-fache oder mehr als 1000-fache des Volumens der Schicht 304 betragen. Daher kann die in dem Volumen des Substrats 302 verteilte Wärmeenergie zu einer geringen Erwärmung des Substrats 302 beim Abbau der

Temperaturdifferenz (z.B. beim Angleichen der Temperatur) zwischen Substrat 302 und Schicht 304 führen. Beispielsweise kann das Ausgleichen der Temperaturdifferenz zu einer Erwärmung des Substrats 302 von weniger als 200°C führen, z.B. von weniger als 100°C, z.B. von weniger als 50°C.

Anschaulich kann mittels Bestrahlens der Schicht 304, die Schicht 304 kurzzeitig stark erwärmt werden, wobei die mittlere Temperatur des Substrats 302 unter einem

Maximalwert, z.B. unter 100°C, oder z.B. unter 200°C, oder z.B. unter 400°C verbleiben kann. Ferner können die zeitlichen Abstände der Bestrahlung, z.B. die zeitlichen Abstände zwischen den Bestrahlungspulsen 308b oder Energieimpulsen 308b, derart eingerichtet werden, dass das Substrat 302 die beim Bestrahlen eingetragene

Wärmeenergie ferner an die Umgebung (z.B. an die umgebende Prozessatmosphäre oder an die Transportanordnung) abgeben kann. Somit kann eine erneute oder wiederholte Bestrahlung erfolgen, wobei eine mittlere Temperatur des Substrats 302 unterhalb eines Maximalwerts verbleiben kann. Verbleibt die mittlere Temperatur des Substrats 302 unterhalb eines Maximalwerts kann beispielsweise vermieden werden, dass das Substrat 302 aufgrund der Erwärmung (z.B. über einen Maximalwert hinaus) verformt wird. Beispielsweise kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein geprägtes oder gewelltes Substrat 302, wie beispielsweise ein Wellblech 302 oder

Profilblech 302, bearbeitet werden, welches eine begrenzte Formstabilität bei Erwärmung aufweisen kann.

Ferner kann die Zusammensetzung der Schicht 304 einen

Einfluss auf die strukturelle Veränderung der Schicht 304 beim Bestrahlen haben, z.B. auf die Geschwindigkeit mit

2 3

welcher der Anteil an sp und/oder sp hybridisiertem

Kohlenstoff in der Schicht 304 verändert (Umwandlungsrate) wird. Beispielsweise kann das Einbauen von Wasserstoff (oder anderen Bestandteilen der jeweiligen Prozessatmosphäre) aus der Prozessatmosphäre beim Abscheiden 306b in die Schicht 304 die Umwandlungsrate vergrößern oder verringern, bzw. kann der Anteil eines Metalls in der Schicht 304 (z.B. mittels

Abscheidens eines Kohlenstoff-Metall-Gemischs ) die

Umwandlungsrate beeinflussen. Fig.4B veranschaulicht ein Bestrahlen 400 der Schicht 304 oder ein Erzeugen von Energieimpulsen 308b zum Bestrahlen der Schicht 304 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei ein Bereich der Schicht 304 bestrahlt werden kann. Das Bestrahlen eines Bereichs der Schicht 304 kann beispielsweise von

Vorteil sein, um eine Erwärmung des Substrats 302, z.B. eines Metallsubstrats 302, über einen Maximalwert hinaus vermeiden zu können, indem die eingetragene Wärmeenergie bei konstanter Leistungsdichte (Leistung pro bestrahlter Fläche) begrenzt werden kann.

Ferner kann beispielsweise der Bestrahlungswinkel (der Winkel unter dem die von der mindestens einen Bestrahlungsanordnung 308 erzeugte Strahlung 308b auf das Substrat 302 trifft) eingestellt oder angepasst werden. Beispielsweise kann der Anteil der in der Schicht 304 absorbierten Strahlung 308b erhöht werden, indem die Strahlung 308b geneigt oder schräg auf die Schicht 304 trifft, wobei der Weg, den die Strahlung innerhalb der Schicht 304 zurücklegen kann mittels Stellens des Bestrahlungswinkels erhöht werden kann.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die von der

Bestrahlungsquelle erzeugte Strahlung 308b mehrere Bereiche der Schicht 304 nacheinander bestrahlen, z.B. kann die kontinuierliche oder gepulste Strahlung 308b über die

Oberfläche der Schicht 304 geführt werden, oder die mittels mehrerer Bestrahlungsquellen erzeugte Strahlung 308b kann mehrere Bereiche der Schicht 304 gleichzeitig bestrahlen.

Ferner kann mittels Bestrahlens der Schicht 304 die Struktur der Schicht 304 und damit die Absorptionseigenschaften der Schicht 304 verändert werden. Beispielsweise kann mittels Bestrahlens der Schicht 304 die mittlere Eindringtiefe der Strahlung 308b zunehmen (oder abnehmen) , so dass die beim Bestrahlen erreichte Temperatur der Schicht 304 aufgrund der strukturellen Veränderung der Schicht 304 abnehmen (oder zunehmen) kann.

Fig.5A veranschaulicht das Bearbeiten 500 eines Substrats 302, z.B. einer Metallschicht 302 (z.B. der Metallschicht eines metallbeschichteten Substrats 302) oder eines

Metallsubstrats 302, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei das Substrat 302 durch einen Beschichtungsbereich hindurch transportiert werden kann, z.B. entlang einer

Richtung 501, so dass eine Schicht 304 kontinuierlich

abgeschieden werden kann. Ferner kann das Substrat 302 nach dem Beschichten 306b mittels einer Beschichtungsvorrichtung 306 (mit z.B. einer oder mehreren Beschichtungsquellen) in einem Beschichtungsbereich durch einen Bestrahlungsbereich in dem die Schicht mittels einer Bestrahlungsvorrichtung 308 (mit z.B. einer oder mehreren Bestrahlungsquellen) bestrahlt werden kann, hindurch transportiert werden, z.B. entlang einer Richtung 501.

Im Rahmen der Beschreibung kann die Oberfläche des Substrats 302, z.B. der Metallschicht 302 oder des Metallsubstrats 302, welche gemäß verschiedenen Ausführungsformen beschichtet und bestrahlt wird, als Oberfläche eines Metalls verstanden werden, d.h. als Metalloberfläche.

Beispielsweise kann das Substrat 302 ein Bandsubstrat 302 oder eine Folie 302 sein, welche durch eine

Prozessieranordnung zum Bearbeiten (Beschichten und

Bestrahlen) des Substrats 302, z.B. durch eine Vakuumkammer oder eine Vakuumkammeranordnung, hindurch transportiert werden kann, z.B. von Rolle zu Rolle. Ferner können mehrere Substrate 302, z.B. Metallsubstrate 302, nacheinander durch eine Prozessieranordnung hindurch transportiert werden, z.B. in Form von Platten, z.B. getragen von einem Träger

(Substratträger) . Das Substrat 302, z.B. ein Metallsubstrat 302, kann

beispielsweise eine Breite (senkrecht zur Transportrichtung) in einem Bereich von ungefähr 0,01 m bis ungefähr von 7 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 0,1 m bis ungefähr von 5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 4 m und ferner eine Länge (parallel zur

Transportrichtung) von mehr als 0,01 m aufweisen, z.B. mehr als 0,1 m, z.B. mehr als 1 m oder z.B. mehr als 10 m. Ferner kann das Substrat 302 eine (zu beschichtende) Fläche in einem Bereich von ungefähr 10 cm ² bis ungefähr von 100 m ² oder mehr als von 100 m ² aufweisen.

Ferner kann die Beschichtungsquelle oder können die mehreren Beschichtungsquellen rohrförmige Kathoden zum Sputtern sein, mit einer Breite in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m. Ferner kann die Bestrahlungsquelle eine

Gasentladungsröhre sein mit einem Durchmesser in einem

Bereich von ungefähr 2 cm bis ungefähr 50 cm und einer Länge in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m.

Wie in Fig.5A veranschaulicht ist kann beispielsweise mittels einer Beschichtungsquelle oder mehrerer Beschichtungsquellen eine Schicht 304 auf dem Substrat 302, z.B. einem

Metallsubstrat 302, kontinuierlich abgeschieden werden.

Alternativ kann das Substrat 302 beim Transportieren durch den Beschichtungsbereich hindurch nur teilweise beschichtet werden. Beispielsweise kann die Beschichtung mittels einer Blende unterbrochen oder teilweise ausgesetzt werden.

Ferner kann vor dem Aufbringen der Schicht 304 die native Oxidschicht des Substrats 302, z.B. eines Metallsubstrats 302, abgetragen werden, z.B. mittels Polierens, Plasmaätzens, chemischen Ätzens oder chemischer Reduktion (z.B. mittels eines geeigneten Gases) . Mittels Abtragens der Oxidschicht kann ein elektrischer Übergangswiderstand zwischen der aufgetragenen Schicht 304 und dem Substrat 302 verringert werden .

Fig.5B veranschaulicht das Bearbeiten 500 eines Substrats 302 (z.B. einer Metallschicht 302 oder eines Metallsubstrats 302) gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die Schicht 304 mittels mehrerer Beschichtungsquellen 316a, 316b mehrlagig abgeschieden werden kann. Beispielsweise kann die Schicht 304 mittels zwei Beschichtungsquellen 316a, 316b zweilagig oder mittels drei Beschichtungsquellen (nicht dargestellt)

dreilagig (oder mittels vier Beschichtungsquellen (nicht dargestellt) vierlagig, usw.) abgeschieden werden.

Beispielsweise kann mittels einer ersten Beschichtungsquelle 316a eine Metallschicht 304b (die beispielsweise zu mehr als 50 at-% aus Chrom oder Titan bestehen kann) und mittels einer zweiten Beschichtungsquelle 316b eine KohlenstoffSchicht 304a (die beispielsweise zu mehr als 50 at-% aus Kohlenstoff bestehen kann) abgeschieden werden. Ferner kann nach dem Abscheiden von Kohlenstoff die zweilagige Kohlenstoff-Metall- Schicht 304a, 304b bestrahlt werden, so dass in der

KohlenstoffSchicht beispielsweise Graphit oder

nanokristalliner Graphit gebildet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Metallschicht 304b eine metallische Beschichtung eines unbeschichteten Substrats 302, z.B. eines Glassubstrats, KunststoffSubstrats oder Keramiksubstrats, gebildet sein oder werden. Mit anderen Worten kann mittels der ersten Beschichtungsquelle 316a ein metallbeschichtetes Substrat gebildet sein oder werden.

Ferner können die erste Beschichtungsquelle 316a und die zweite Beschichtungsquelle 316b, wie vorangehend beschrieben ist, einen überlappenden Beschichtungsbereich aufweisen, so dass an der gemeinsamen Kontaktfläche zwischen der

Metallschicht 304b und der KohlenstoffSchicht 304a ein

Metall-Kohlenstoff-Gradient entstehen kann. Ferner können die mehreren Beschichtungsquellen und die

Bestrahlungsvorrichtung 308 (mit mindestens einer

Bestrahlungsquelle) derart angeordnet sein oder werden, dass nach dem Abscheiden und Bestrahlen einer ersten Schicht eine zweite Schicht abgeschieden werden kann, welche optional mittels einer weiteren Bestrahlungsquelle bestrahlt werden kann. Dies kann vorteilhaft sein, wenn Schichten mit

unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung unterschiedliche Bestrahlungsparameter (z.B. Wellenlänge der Pulsdauer der Bestrahlung) erfordern, oder die Bestrahlung verschiedener Schichten (auch als Lagen bezeichnet) getrennt erfolgen muss.

Fig.6A veranschaulicht ein bearbeitetes Substrat 600, z.B. ein bearbeitetes Metallsubstrat 600 oder eine bearbeitete Metallschicht 600, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei das Substrat 302 beidseitig bearbeitet werden kann. Ferner kann das Substrat 302, wie vorangehend beschrieben wurde, ein geprägtes oder gewelltes Substrat 302 sein, welches ein gekrümmtes, gewelltes und/oder gewinkeltes Profil aufweisen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 302 beispielsweise eine Prägungstiefe oder

Profiltiefe entlang der Richtung 603 und eine Prägungsbreite oder Profilbreite entlang der Richtung 601 aufweisen.

Ein gemäß verschiedenen Ausführungsformen (z.B. beidseitig) bearbeitetes Substrat 600 kann beispielsweise vorteilhaft bei der Verwendung als Bipolarplatte (z.B. in einer

Brennstoffzelle) sein. Bipolarplatten, sorgen in einer

Brennstoffzelle bei guter elektrischer Leitfähigkeit und hinreichendem Korrosionsschutz für eine gezielte Verteilung von Brennstoff 602 und/oder Sauerstoff 604, sowie eine gezielte Abführung von Reaktionsprodukten, wie z.B. Wasser, wie schematisch in Fig.6B veranschaulicht ist.

Fig.6B veranschaulicht eine Anordnung 650 von bearbeiteten Substraten 600 oder bearbeiteten Metallschichten 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer Brennstoffzelle und verdeutlicht den schematischen Aufbau einer isolierten

Brennstoffzelle (wobei eine Stapeleinheit 650 von mehreren miteinander koppelbaren Stapeleinheiten einer Brennstoffzelle dargestellt ist) . Der Brennstoff 602 (z.B. Wasserstoff) kann durch eine Gasdiffusionsschicht 608 (Gas-Diffusions-Layer, GDL) , z.B. durch graphitartiges elektrisch leitfähiges

Papier, auf der Oxidationsseite, hindurch an die Anode 612 geführt werden, wohingegen der Sauerstoff 604 mittels eines weiteren GDL 608 feinverteilt an die Kathode 616 gelangen kann .

Herkömmliche Bipolarplatten in Niedertemperatur- Brennstoffzellen, wie beispielsweise Polymer-Elektrolyt- Membran-Brennstoffzellen (PEM) oder Protonen-Austausch- Membran-Brennstoffzellen (Protonen-Exchange-Membran) können etwa 40% der totalen Herstellungskosten eine Stapeleinheit (Stackkosten) ausmachen und zu etwa 80% das Gesamtgewicht bestimmen. Beispielsweise können herkömmliche Bipolarplatten aus Graphit bestehen, spröde sein und eine Dicke in einem

Bereich von ungefähr 4 mm bis ungefähr 6 mm aufweisen, was im Vergleich zu einer Stapeleinheit verhältnismäßig dick sein kann . Alternativ zu Bipolarplatten aus Graphit können

Bipolarplatten aus Substraten, wie Metallsubstraten 302 (z.B. austenitische Edelstahlsubstrate 302, die nur wenige 100 ym dick sind) , eine geringere Dicke aufweisen, müssen allerdings z.B. mittels einer Schutzschicht passiviert werden, um in Brennstoffzellen eingesetzt werden zu können. Wesentliche Vorteile von Metallsubstraten für die Verwendung als

Bipolarplatten in Brennstoffzellen können darin gesehen werden, dass Metallsubstrate intrinsisch keine (oder eine verschwindend geringe) Gaspermeabilität aufweisen können, eine hohe elektrische sowie thermische Leitfähigkeit besitzen können und sehr wirtschaftlich prozessiert (hergestellt) werden können. Ein großer Nachteil von herkömmlichen Metallsubstraten für die Verwendung als Bipolarplatten in Brennstoffzellen kann hingegen unter anderem darin gesehen werden, dass in

korrosiven Umgebungen (wie z.B. in Brennstoffzellen) die

Dicke der nativen Oxidschicht des Edelstahls (im Betrieb von Brennstoffzellen) ansteigen kann, was zu einem unerwünschten Leistungseinbruch (der Brennstoffzellen) führen kann.

Anschaulich kann eine dickere native Oxidschicht den

Innenwiderstand einer Stapeleinheit erhöhen und damit die

Leistung, die eine Brennstoffzelle abgeben kann, reduzieren, da sich die Innenwiderstände mehrerer Stapeleinheiten einer Brennstoffzelle summieren können.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann nach einer

entsprechend wirksamen Vorbehandlung zum Abtragen dieser nativen Oxidschicht (z.B. mittels chemischen Ätzens oder mittels Plasmaätzens) , eine funktionelle Beschichtung die Korrosionswirkung der Metallsubstrate stark minimieren.

Graphitartiger amorpher Kohlenstoff kann im Bereich

(innerhalb der Betriebsparameter, z.B. innerhalb der

Betriebstemperatur) von Niedertemperatur-Brennstoffzellen 650 einen hervorragenden Korrosionsschutz liefern, z.B. bereits bei Schichtdicken größer als 20 nm.

Mit steigender Dicke einer solchen Beschichtung 304 (z.B. einer KohlenstoffSchicht ) können ausgeprägte Delaminierungs- Effekte (Ablösungs-Effekte) auftreten. Eine schwache Haftung der Schicht am Edelstahlsubstrat kann vor allem aufgrund eines hohen internen Stresses verursacht werden und dabei als wesentliche Ursache von Ablösungs-Effekten gesehen werden.

Abhilfe kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels dünner metallischer Pufferschichten 304a geschaffen werden, wie z.B. Titan oder Chrom Pufferschichten, bzw. dünne Ti:C (Kohlenstoff-Titan-Gemisch) oder Cr:C (Kohlenstoff-Chrom- Gemisch) Pufferschichten oder Gradienten-Pufferschichten (die Gradienten im Anteil des Kohlenstoffs aufweisen können) .

Mittels der Pufferschichten kann beispielsweise der innere Stress/Spannung des Kohlenstoffs (der KohlenstoffSchicht 304b) zum Substrat 302, z.B. einem Metallsubstrat 302, hin stetig abgebaut werden und so das Haftvermögen der Schicht erhöht werden.

Eine Herausforderung kann dabei darin gesehen werden, dass sich neben einem hohen Korrosionsschutz der elektrische

Widerstand des funktionell beschichteten Edelstahls (ohne Oxidschicht) nur geringfügig vergrößern darf. Gemäß

verschiedenen Ausführungsformen kann mittels Bestrahlens der Grenzflächenwiderstand der Kohlenstoff-Beschichtung (der Schicht 304) des Edelstahls verringert werden. Typische

Grenzflächenwiderstände oder Übergangswiderstände (in der Literatur auch als ICR, Interfacial Contact Resistance bezeichnet) des gemäß verschiedenen Ausführungsformen

applizierten funktionellen Schichtsystems können bei einer Druckkraft von 150 N/cm ² (GDL-bereinigt ) in einem Bereich von ungefähr 10 mü-cm ² bis ungefähr 20 mü-cm ² liegen. Bei gleicher Druckkraft können auch Werte zwischen 0,5 mü-cm ² und 10 mü-cm ² erreicht werden. Alternativ kann der

Grenzflächenwiderstand des bearbeiteten Substrats 302 beispielsweise geringer sein als ungefähr 100 mü-cm , z.B. kleiner als 50 mü-cm ² . Der Grenzflächenwiderstand kann beispielsweise ein Widerstand sein, der sich beim

Kontaktieren (der Oberfläche) des Substrats zwischen den Kontakten und dem Substrat ergeben kann. Ferner kann der spezifische elektrische Widerstand der Schicht 304 kleiner sein als 100 ü-mm ² /cm, z.B. kleiner als 20 ü-mm ² /cm.

Solche ICR-Werte können beispielsweise unter Verwendung von Substraten aus Edelstahl SUS316L oder nach DIN 1.4404 mit einer Dicke (Substratdicke) von 100 ym erhalten werden. Wird Edelstahl (d.h. ein Edelstahlmaterial) mit einer anderen chemischen Zusammensetzung und/oder anderen Substratdicke verwendet, können leicht veränderte Werte auftreten. Das Messen des Übergangswiderstands (ICR) kann an geprägten Substraten 600 (z.B. geprägten Platten) erfolgen oder alternativ an ungeprägten Substraten 600. Das Messen des Übergangswiderstands kann in Kombination mit einer

Graphitfolie und/oder einer GDL 608 erfolgen und mittels einer Kombinationsmessung, wie nachfolgend beschrieben ist, GDL-bereinigt werden. Der Begriff "GDL-bereinigt" kann anschaulich verstanden werden, als dass der Übergangswiderstand des bearbeiteten Substrats 600 von dem Einfluss der Gasdiffusionsschicht 608 bereinigt wird. D.h. dass ein GDL-bereinigter

Übergangswiderstand unabhängig von dem Einfluss der

verwendeten Gasdiffusionsschicht 608 angegeben ist. Somit können Übergangswiderstände von verschiedenen Systemen und Messungen miteinander verglichen werden.

Analog kann der Übergangswiderstand von dem Einfluss der Messmethode bereinigt werden. Beispielsweise kann das bearbeitete Substrat 600, bzw. die Gasdiffusionsschicht 608, zum Messen des Übergangswiderstands beidseitig mittels einer Graphitfolie kontaktiert werden. Dazu können in einem ersten Schritt zwei Graphitfolien (mit oder ohne Gasdiffusionsschicht 608) miteinander in Kontakt gebracht werden und deren Übergangswiderstand bestimmt werden, was im Rahmen der Kombinationsmessung als erster Übergangswiderstand bezeichnet ist.

In einem zweiten Schritt erfolgt die Messung des

Übergangswiderstands am Gesamtsystem, d.h. an dem

bearbeiteten Substrat 600 entsprechend mit oder ohne

Gasdiffusionsschicht 608, welches beidseitig mit

Graphitfolien kontaktiert ist, was im Rahmen der

Kombinationsmessung als zweiter Übergangswiderstand

bezeichnet ist. In einem dritten Schritt wird der erste Übergangswiderstand von dem zweiten Übergangswiderstand abgezogen, was eine im Rahmen der Kombinationsmessung als dritten

Übergangswiderstand bezeichnete Differenz ergibt, der den Übergangswiderstand des bearbeiteten Substrats 600 für sich, d.h. GDL-bereinigt , beschreibt.

Herkömmlicherweise kann eine wirtschaftlich preisgünstige Herstellung ein technologisches Konzept motivieren, welches erst beschichtet und anschließend die (beschichteten)

Edelstahlsubstrate 302 formt. Der wesentliche Nachteil kann dabei darin gesehen werden, dass aufgrund des

Prägungsprozesses kleinste oberflächennahe Mikrorisse (in der Beschichtung) erzeugt werden können, die Korrosionskanäle hervorbringen können. Im Gegensatz dazu kann dieser Nachteil gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels Beschichtens von geformten Bipolarplatten vermieden werden. Dazu können Substrate, z.B. Edelstahlsubstrate 302, zur

Verwendung in Brennstoffzellen vor dem Beschichtungsprozess mechanisch geprägt werden, wodurch die typischen Gaskanäle der Bipolarplatten entstehen können, wie in Fig.6B

veranschaulicht ist. Darauf basierende Beschichtungsverfahren begründen beispielsweise ein Sheet-to-Sheet-Anlagen-Design.

Zur Abscheidung von dünnen Metallschichten 304b und

Kohlenstoffschichten 304a auf Substraten, wie z.B.

Metallsubstraten 302, zur Verwendung in Brennstoffzellen können gemäß verschiedenen Ausführungsformen diverse

Methodiken (Herstellungsverfahren) verwendet werden.

Vielversprechende Eigenschaften können beispielsweise mittels CVD-Verfahren (Chemical-Vapor-Deposition) oder PVD-Verfahren ( Physical-Vapor-Deposition) appliziert werden. Gängige PVD- Prozesse sind z.B. das Sputtern oder das

Elektronenstrahlverdampfen . Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sowohl die

Abscheidetemperatur als auch eine thermische Nachbehandlung Einfluss auf die chemische Bindungsstruktur amorpher

Kohlenstoffschichten 304a haben. Dementsprechend lassen sich beispielsweise die elektrischen, optischen und mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoff mittels Wärmeenergie gezielt verändern .

Bei höheren Glühtemperaturen (Annealing-Temperature) können Kohlenstoffschichten 304a zunehmend graphitische

Eigenschaften (z.B. NC-Graphit, Nano-Crystalline Graphite) aufweisen. Mit anderen Worten kann die Größe der NC-Graphit- Cluster (Korngröße des nanokristallinen Graphits) und damit

2

der Anteil des sp hybridisierten Kohlenstoffs und das damit korrelierte Intensitätsverhältnis I Q/ I G (D: Disordered Peak, G: Graphite Peak) eines mittels Raman-Spektroskopie gewonnen Spektrums in Abhängigkeit von der Glühtemperatur steigen, wie in Fig.7 veranschaulicht ist. Derartige Kohlenstoffschichten 304a, appliziert auf

Bipolarplatten 600, können einen niedrigen elektrischen

Widerstand aufweisen was wiederum zu einer höheren

Leistungsumsetzung in Brennstoffzellen führen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Beschichtungsprozesse bei höheren Temperaturen bzw. aktiver Substratheizung

ablaufen. Im Falle vorgeprägter Bipolarplatten 600 kann der maximale Temperatureintrag (z.B. die maximale Temperatur auf die eine vorgeprägte Bipolarplatte 600 erhitzt werden kann) jedoch stark limitiert sein.

Bei Überschreitung der mittleren Temperatur einer

vorgeprägten Bipolarplatte 600 über einen Schwellwert oder einen Maximalwert (wobei der Schwellwert z.B. abhängig von der Dicke der Bipolarplatte 600 sein kann) hinaus kann es zu einer ungewollten Deformierung der Bipolarplatte 600 kommen, wodurch der Einsatz eines Wärmeeintrags zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften (von Kohlenstoffschichten 304a) nicht allumfänglich genutzt werden kann, bzw. begrenzt sein kann .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können funktionelle Oberflächenschichten und oberflächennahe amorphe

Kohlenstoffschichten 304a mit mindestens einer darunter liegenden wirksamen metallischen Pufferschicht 304b auf austenitischem, rostfreiem Edelstahl 302 (mittels

Bestrahlens) selektiv erwärmt werden, wodurch eine

Modifikation der chemischen Bindung des Kohlenstoffs erreicht werden kann, so dass insbesondere geprägte Substrate 302, wie z.B. geprägte Metallsubstrate 302, ihre ursprüngliche

dreidimensionale Form beibehalten können. Ferner kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels eines sogenannten Rapid-Thermal-Process (Kurzzeiterhitzens, RTP) ein ultrakurzer Energieimpuls mit hoher Leistungsdichte in Form von Lichtquanten (Photonen) zerstörungsfrei auf die Oberfläche des beschichten Substrates 600 treffen, wodurch ein geprägtes dünnes Substrat, z.B. Edelstahlsubstrat, einer (thermisch induzierten) etwaigen Entspannung nicht folgen kann, da im Volumen die zur Deformierung notwendige

Wärmeenergie einen dafür hinreichendem Schwellwert nicht übersteigen kann.

Wird beispielsweise der Energieimpuls mittels Blitzlampen generiert, so kann sich die deponierte Energie bei einer Pulsdauer von etwa 1 ms an der Oberfläche bis auf eine Tiefe von wenigen Mikrometern konzentrieren, in der die daraus resultierende Dynamik zur Modifikation der chemischen Bindung benötigt wird. Die anfänglich an der Oberfläche lokalisierte Energie kann anschließend in Richtung Substrat 302 abfließen und sich mit einer zeitlich und örtlich abnehmenden

Energiedichte im ganzen Volumen in deutlich weniger als einer Sekunde verteilen. Aufgrund der relativ hohen Wärmekapazität des Substrats 302 kann der Energiepuls nur zu einem minimalen Temperaturanstieg des gesamten Substrats 302 führen. In Abhängigkeit von diversen Parametern, wie z.B. Energiemenge, Pulsdauer und Pulsform (zeitliches Energieprofil oder zeitliches

Leistungsprofil) des Lichtblitzes kann die strukturelle

Veränderung gezielt beeinflusst werden. Alternativ können gepulste Laser eingesetzt werden, die eine wesentliche kürzere Einwirkungszeit als 1 ms ermöglichen können,

allerdings mit höheren Prozesskosten verbunden sein können.

Beispielsweise kann das Bestrahlen eines Substrats 302 (auch als RTP-Behandlung bezeichnet) in einem Vakuum mit einem Druck von ungefähr 9-10 ^-6 mbar erfolgen. In diesem Fall kann der Überganswiderstand des Substrats 302 zwar im Wesentlichen unverändert verbleiben, jedoch kann durch das Bestrahlen eines Substrats 302 der Korrosionsschutz durch die Schicht erheblich verbessert sein oder werden. Der Korrosionsschutz kann mittels eines Korrosionstests ermittelt werden, bei dem das Substrat 302 einer stark korrodierenden Umgebung ausgesetzt wird. Beispielsweise kann das Substrat 302 ungefähr 100 Stunden lang bei 80°C

Umgebungstemperatur in ein Bad mit oder aus Schwefelsäure (H ₂ SO ₄ ) eingebracht, z.B. eingetaucht, sein oder werden. Das Bad kann z.B. einen pH-Wert von ungefähr 4 aufweisen.

Um die Wirkung des Korrosionstests zu ermitteln, kann der ein erster Übergangswiderstand vor dem Korrosionstest und ein zweiter Übergangswiderstand nach dem Korrosionstest gemessen werden. Anhand des Unterschieds des ersten

Übergangswiderstands zu dem zweiten Übergangswiderstand kann auf Veränderungen in dem behandelten Substrat 302 geschlossen werden. Beispielsweise kann eine Verschlechterung des

Übergangswiderstands durch den Korrosionstest (d.h. dass der zweite Übergangswiderstand größer ist als der erste

Übergangswiderstand) ein Anzeichen dafür sein, dass sich der Überganswiderstand eines Bauteils mit der behandelten Schicht 304, z.B. einer Brennstoffzelle, im Laufe des Betriebs verschlechtern wird, was dessen Effizienz beeinträchtigen kann. Je mehr der Übergangswiderstand durch den

Korrosionstest verschlechtert wird, desto kleiner kann die Korrosionsbeständigkeit der Schicht 304 sein.

Wird beispielsweise auf das Bestrahlen der Schicht 304 verzichtet, kann sich der Übergangswiderstand eines

beschichteten unbestrahlten Substrats (d.h. bevor dieses bestrahlt wurde) durch den Korrosionstest verschlechtern, z.B. in einem Bereich von einigen Prozenten bis hin zu einigen Faktoren zunehmen, d.h. um einige Prozente zunehmen oder sogar verdoppelt, verdreifachen oder vervierfachen.

Durch das Verfahren 100, 200, 1000 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen zum Behandeln des Substrats 302 kann erreicht werden, dass der Überganswiderstand des Substrats 302 vor dem Bestrahlen im Wesentlichen gleich groß zu dem Überganswiderstand des Substrats 302 nach dem Bestrahlen ist. Im Gegensatz zu unbestrahlten Substraten kann der

Überganswiderstand des bestrahlten Substrats 302 durch einen Korrosionstests verringert werden. Mit anderen Worten kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein funktionell beschichtetes Substrat 302 bereitgestellt sein oder werden, dessen Überganswiderstand in einer

korrosiven Umgebung abnimmt. Damit kann sich der

Überganswiderstand eines Bauteils mit der gemäß verschiedenen Ausführungsformen behandelten Schicht, z.B. einer

Brennstoffzelle, zum einen initial und zum anderen im Laufe des Betriebs verbessern, was dessen Effizienz erhöhen kann.

Fig.6C veranschaulicht eine Anordnung von bearbeiteten

Substraten 600, z.B. Metallsubstraten 600 oder bearbeiteten

Metallschichten 600, gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer Brennstoffzelle 650. Dabei kann eine in der Brennstoffzelle erfolgte Ladungstrennung 618 durch die

Elektrolyt-Membran 614 (Membran-Elektronen-Einheit: MEA) , die Anode 612 (oder die Kathode 616) und die GDL 608 hindurch mittels der gemäß verschiedenen Ausführungsformen bearbeiten Bipolarplatten 600 abgegriffen oder kontaktiert werden, so dass eine Stapeleinheit einer Brennstoffzelle einen geringen Innerwiderstand und eine hohe Leistungsausbeute aufweisen kann . Fig.7 veranschaulicht eine schematische Darstellung einer spektroskopischen Analyse 700 unterschiedlich bearbeiteter Substrate, z.B. unterschiedlich bearbeiteter Metallsubstrate oder unterschiedlich bearbeiteter Metallschichten, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei kann mittels

2

Bestrahlens der Anteil von sp hybridisierten Kohlenstoff und/oder sp hybridisierten Kohlenstoff in der Schicht beeinflusst werden. Ferner kann die Zusammensetzung (Anteil

2 3

von sp hybridisierten Kohlenstoff und/oder sp

hybridisierten Kohlenstoff) der Schicht mittels Spektroskopie (z.B. Raman-Spektroskopie) und dem mit der Zusammensetzung der Schicht korrelierenden Position des lG ^_ Peaks 710 im

Spektrum und dem Intensitätsverhältnis I Q/ I G 720 analysiert werden . In Fig.7 ist beispielhaft die Position des lG ^_ Peaks 710 und das Intensitätsverhältnis I Q/ I G 720 i ⁿ Abhängigkeit des

2 3

Anteils von sp hybridisierten Kohlenstoff und sp

hybridisierten Kohlenstoff dargestellt. Dabei kann mittels

2

Bestrahlens der Schicht der Anteil von sp hybridisierten Kohlenstoff in der Schicht schrittweise 712, 714, 716 erhöht werden, was zu einer Veränderung der Position des lG ^_ Peaks 710 und des Intensitätsverhältnis I Q/ I G 720 führen kann.

Beispielsweise kann eine, z.B. in Verbindung mit

entsprechenden Prozessparametern abgeschiedene Schicht, die überwiegend tetraedrisch modifizierten Kohlenstoff 702 aufweist, mittels Bestrahlens strukturell verändert 712 werden, so dass die Schicht beispielsweise amorphen

Kohlenstoff 704 aufweisen kann. Ferner kann die Schicht derart strukturell verändert 714 werden, dass die Schicht nanokristallinen Kohlenstoff 706 oder schließlich 716 Graphit 708 aufweisen kann.

Fig.8A veranschaulicht schematisch eine Prozessieranordnung 800 zum Bearbeiten eines Substrats 812, z.B. eines

Metallsubstrats 812, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Wie vorangehend beschrieben kann eine Prozessieranordnung 800 zum Bearbeiten eines Substrats 812 eine Vakuumkammer 802 aufweisen zum Bereitstellen eines Vakuums mittels einer mit der Vakuumkammer 802 gekoppelten Vakuumpumpenanordnung. Ferner kann die Vakuumkammer 802 einen Zugangsbereich 802z und/oder einen Ausgangsbereich 802a aufweisen, wobei das Substrat 812 durch den Zugangsbereich 802z und/oder

Ausgangsbereich 802a hindurch in die Vakuumkammer 802 hinein und/oder aus der Vakuumkammer 802 heraus transportiert werden kann, beispielsweise entlang einer Richtung 801. Ferner kann das Substrat 812 in einen Beschichtungsbereich 803 der

Vakuumkammer 802 und/oder in einen Bestrahlungsbereich 805 der Vakuumkammer 802 hinein bzw. aus dem Beschichtungsbereich 803 und/oder aus dem Bestrahlungsbereich 805 heraus

transportiert werden. Ferner kann das Substrat 812 durch den Beschichtungsbereich 803 und/oder durch den

Bestrahlungsbereich 805 hindurch transportiert werden, beispielsweise entlang einer Substrattransportrichtung 801. Ferner kann eine Prozessieranordnung 800 eine in der

Vakuumkammer 802 angeordnete Beschichtungsvorrichtung 804 aufweisen zum Aufbringen einer kohlenstoffhaltigen Schicht auf ein Substrat 812 in dem Beschichtungsbereich 803. Ferner kann eine Prozessieranordnung 800 eine in der Vakuumkammer 802 angeordnete Bestrahlungsvorrichtung 806 aufweisen zum gepulsten Bestrahlen der kohlenstoffhaltigen Schicht in dem Bestrahlungsbereich 805, wobei die Bestrahlungsvorrichtung 806 derart eingerichtet sein kann, dass mittels der

Bestrahlungsvorrichtung 806 die kohlenstoffhaltige Schicht 304 erwärmt werden kann. Die Beschichtungsvorrichtung 804 kann, wie vorangehend beschrieben ist, eine Beschichtungsquelle oder mehrere

Beschichtungsquellen aufweisen, z.B. kann die

Beschichtungsvorrichtung 804 eines von Folgendem aufweisen: eine Sputterquelle (z.B. ein Magnetron), einen

Laserstrahlverdampfer, einen Elektronenstrahlverdampfer, einen thermischen Verdampfer (z.B. einen Induktionsverdampfer oder einen Widerstandsverdampfer) , einen

Ionenstrahlverdampfer oder einen Lichtbogenverdampfer. Die Bestrahlungsvorrichtung 806 kann, wie vorangehend beschrieben ist, eine Bestrahlungsquelle oder mehrere Bestrahlungsquellen aufweisen, z.B. kann die Bestrahlungsvorrichtung 806 eines von Folgendem aufweisen: einen Elektronenstrahlquelle, eine Gasentladungslampe, eine Röntgenstrahlquelle, einen Laser (z.B. einen kontinuierlich betriebenen Laser oder einen gepulst betriebenen Laser) , eine Leuchtdiode, einen

Protonenstrahlquelle oder eine Blitzlichtbirne.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine

Prozessieranordnung 800 zum Bearbeiten eines Substrats 812 mehrere Vakuumkammern 802 aufweisen, wobei der

Beschichtungsbereich 803 und der Bestrahlungsbereich 805 in verschiedenen Vakuumkammern der mehreren Vakuumkammern 802 bereitgestellt sein können. Fig.8B veranschaulicht eine Seitenansicht oder

Querschnittsansicht einer Prozessieranordnung 800 zum

Bearbeiten eines Substrats 812 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einem Verfahren zum Bearbeiten des Substrats 812.

Die in Fig.8B veranschaulichte Prozessieranordnung 800b entspricht weitgehend der in Fig.8A veranschaulichten Prozessieranordnung 800, wobei das Substrat 812 beidseitig bearbeitet wird. Das Substrat 812 kann ein Metallsubstrat und/oder ein mit Metall beschichtetes Substrat sein, z.B. ein mit Metall beschichtetes KunststoffSubstrat oder ein mit Metall beschichtetes Glassubstrat, welches die zu

bearbeitende Metalloberfläche aufweist.

Die in Fig.8B veranschaulichte Prozessieranordnung 800b kann zum Bearbeiten des Substrats eingerichtet sein, z.B. in einem Vakuum. Dazu kann die Prozessieranordnung 800b eine

Vakuumkammer 802 aufweisen. Die Vakuumkammer 802 kann zum Bereitstellen eines Vakuums eingerichtet sein.

Dazu kann die Vakuumkammer 802 mit einem Pumpensystem (nicht dargestellt) gekoppelt sein, so dass innerhalb der

Vakuumkammer 802 ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als

0,3 bar) und/oder ein Unterdruck (d.h. ein Druck kleiner als 1 bar) bereitgestellt sein oder werden kann. Ferner kann die Vakuumkammer 802 derart eingerichtet sein, dass die

Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der

Vakuumkammer 802 (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während des Behandeins eingestellt oder geregelt werden können. Die Vakuumkammer 802 kann dazu beispielsweise

luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden. Beispielsweise kann der Vakuumkammer 802 ein Gas mittels einer Gaszuführung zugeführt werden zum Bilden einer Prozessatmosphäre in der Vakuumkammer 802.

Die Prozessieranordnung 800b kann weiterhin zwei in der

Vakuumkammer 802 angeordnete Beschichtungsvorrichtungen 804 (auch als erste Beschichtungsvorrichtung und zweite

Beschichtungsvorrichtung bezeichnet) aufweisen zum Aufbringen von kohlenstoffhaltigen Schichten 304 auf das Substrat 812. Die Prozessieranordnung 800b kann weiterhin zwei in der

Vakuumkammer 802 angeordnete Bestrahlungsvorrichtungen 806 zum gepulsten Bestrahlen der kohlenstoffhaltigen Schichten aufweisen. Die Bestrahlungsvorrichtungen 806 können derart eingerichtet sein, dass mittels des gepulsten Bestrahlens die zweikohlenstoffhaltigen Schichten 304 erwärmt werden können. Dazu können die Bestrahlungsvorrichtungen 806 Strahlung mit einer ausreichenden Energie erzeugen und emittieren.

Die Prozessieranordnung 800b kann weiterhin eine

Transportvorrichtung 822 zum Transportieren des Substrats aufweisen. Die Transportvorrichtung 822 kann beispielsweise mehrere Transportrollen 822r aufweisen, auf welchen das Substrat 812 transportiert werden kann.

Die Transportvorrichtung 822 kann derart eingerichtet und angeordnet sein, dass diese das Substrat 812 entlang einer Transportebene in eine Richtung 801 transportieren kann. Das Substrat 812 kann durch den Beschichtungsbereich 803 und durch den Bestrahlungsbereich 805 hindurch transportiert werden . Die Transportvorrichtung 822 kann derart eingerichtet und angeordnet sein, dass diese das Substrat 812 zwischen den zwei Beschichtungsvorrichtungen 804 hindurch transportiert. Mit anderen Worten verläuft die Transportebene zwischen den zwei Beschichtungsvorrichtungen 804.

Die Transportvorrichtung 822 kann derart eingerichtet und angeordnet sein, dass diese das Substrat 812 zwischen den zwei Bestrahlungsvorrichtungen 806 hindurch transportiert. Mit anderen Worten verläuft die Transportebene zwischen den zwei Bestrahlungsvorrichtungen 806.

Fig.9 veranschaulicht eine Seitenansicht oder

Querschnittsansicht eines Substrats 302 in einem Verfahren zum Bearbeiten 900 eines Substrats 302 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine erste Schicht 304 mit einem ersten Absorptionskoeffizienten auf oder über einer Oberseite 302a des Substrats 302 gebildet werden und eine zweite Schicht 904 mit einem zweiten

Absorptionskoeffizienten auf oder über eine Unterseite 302b des Substrats gebildet werden. Das Aufbringen der ersten Schicht 304 und der zweiten Schicht 904 kann im Wesentlichen gleichzeitig oder in einem zeitlichen Abstand voneinander erfolgen .

Das Aufbringen 306b der ersten Schicht 304 kann mit einer ersten Beschichtungsanordnung 306 (kann auch als erste

Beschichtungsvorrichtung bezeichnet werden) erfolgen und das Aufbringen 906b der zweiten Schicht 904 kann mit einer zweiten Beschichtungsanordnung 906 (kann auch als zweite Beschichtungsvorrichtung bezeichnet werden) erfolgen.

Weiterhin können die ersten Schicht 304 und die zweiten

Schicht 904 gepulst bestrahlt 308b, 908b werden. Das

Bestrahlen 308b der ersten Schicht 304 kann mit einer ersten Bestrahlungsanordnung 308 erfolgen und das Bestrahlen 908b der zweiten Schicht 904 kann mit einer zweiten

Bestrahlungsanordnung 908 erfolgen. Das Bestrahlen 308b der ersten Schicht 304 kann derart erfolgen, dass die erste Schicht 304 zumindest teilweise strukturell verändert wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Bestrahlen 908b der zweiten Schicht 904 derart erfolgen, dass die zweite Schicht 904 zumindest teilweise strukturell verändert wird.

Durch das gepulste Bestrahlen wird eine erste Energie gemäß dem ersten Absorptionskoeffizienten von der ersten Schicht 304 absorbiert. Die erste Energie kann ein Erwärmen der ersten Schicht 304 verursachen. Dadurch das Erwärmen der ersten Schicht 304 kann ebenso die Oberseite 302a des

Substrats 302 erwärmt werden. Die Erwärmung der Oberseite 302a des Substrats 302 kann eine thermische Ausdehnung der Oberseite 302a des Substrats 302 verursachen, d.h. zu

mechanischen Spannungen innerhalb der Oberseite 302a des Substrats 302 führen, welche das Substrat 302 mechanisch belasten. Beispielsweise kann sich das Substrat 302 durch die thermische Ausdehnung der Oberseite 302a nach unten hin krümmen (d.h. dass sich das Substrat 302 um eine Achse krümmt, welche unterhalb des Substrats 302 verläuft) .

Alternativ oder zusätzlich wird eine zweite Energie gemäß dem zweiten Absorptionskoeffizienten von der zweiten Schicht 904 absorbiert. Die zweite Energie kann ein Erwärmen der zweiten Schicht 904 verursachen. Dadurch das Erwärmen der zweiten Schicht 904 kann ebenso die Unterseite 302b des Substrats 302 erwärmt werden. Die Erwärmung der Unterseite 302b des

Substrats 302 kann eine thermische Ausdehnung der Unterseite 302b des Substrats 302 verursachen, d.h. zu mechanischen Spannungen innerhalb der Unterseite 302b des Substrats 302 führen, welche das Substrat 302 mechanisch belasten.

Beispielsweise kann sich das Substrat 302 durch die

thermische Ausdehnung der Oberseite 302a nach oben hin krümmen (d.h. dass sich das Substrat 302 um eine Achse krümmt, welche oberhalb des Substrats 302 verläuft) . Die Krümmung, d.h. die Verformung, durch Einwirkung von

(thermischer) Energie kann auch als thermischer Verzug oder thermische Belastung bezeichnet werden.

Ist die erste Energie im Wesentlichen gleich zu der zweiten Energie, kann das Krümmen des Substrats 302 nach oben hin das Krümmen des Substrats 302 nach unten hin ausgleichen. Somit kann erreicht werden, dass die resultierende Krümmung des Substrats 302 nach dem Bestrahlen 308b der ersten Schicht 304 und nach dem Bestrahlen 908b der zweiten Schicht 904 im

Wesentlichen vernachlässigbar ist oder sogar verschwindet, d.h. dass das Substrat 302 nach dem Bestrahlen 308b, 908b im Wesentlichen dieselbe Form aufweist, wie vor dem Bestrahlen 308b, 908b. Im Wesentlichen gleich groß kann verstanden werden, als dass ein Verhältnis des kleineren der zwei Werte (z.B. der zwei Energien) zum größeren der zwei Werte in einem Bereich von ungefähr 80% bis ungefähr liegt 100% liegt. Beispielsweise kann Verhältnis des kleineren der zwei Werte zum größeren der zwei Werte größer sein als ungefähr 85%, z.B. größer als 90%, z.B. größer als 95%, z.B. größer als 99%.

Damit die erste Schicht 304 im Wesentlichen gleich viel

Energie absorbiert wie die zweite Schicht 904 (mit anderen Worten die erste Energie im Wesentlichen gleich groß wie die zweite Energie ist), kann z.B. die erste

Bestrahlungsvorrichtung 308 eine Energie erzeugen und/oder emittieren (auch als erste Emissionsenergie bezeichnet) , welche im Wesentlichen gleich groß ist, wie einer Energie, welche die zweite Bestrahlungsvorrichtung 908 erzeugt

und/oder emittiert (auch als zweite Emissionsenergie

bezeichnet) . Alternativ oder zusätzlich kann der erste

Absorptionskoeffizient im Wesentlichen gleich groß sein wie der zweite Absorptionskoeffizient. Alternativ oder zusätzlich kann der Absorptionskoeffizient gemäß der von der ersten Bestrahlungsvorrichtung 308, bzw. zweiten

Bestrahlungsvorrichtung 908, erzeugten und/oder emittierten Energie gemessen werden (d.h. z.B. in einem

Wellenlängenbereich, welcher von der jeweiligen

Bestrahlungsvorrichtung 308, 908 emittiert wird).

Weichen die jeweiligen Absorptionskoeffizienten stark

voneinander ab, oder sind die Schichten 304, 904 z.B.

unterschiedlich dick und absorbieren daher unterschiedlich viel Energie, kann alternativ oder zusätzlich ein Verhältnis des ersten Absorptionskoeffizienten zur ersten

Emissionsenergie im Wesentlichen gleich groß sein zu einem Verhältnis des zweiten Absorptionskoeffizienten zur zweiten Emissionsenergie. Alternativ oder zusätzlich kann ein

Verhältnis des ersten Absorptionskoeffizienten zu einer Energie, mit der die erste Schicht 304 bestrahlt wird, im Wesentlichen gleich groß sein zu einem Verhältnis des zweiten Absorptionskoeffizienten zu einer Energie, mit der die zweite Schicht 904 bestrahlt wird.

Die erste Energie kann eine erste Energiedichte definieren, welche beschreibt, mit welcher Energie pro Fläche bestrahlt wird. Die Fläche kann beispielsweise die bestrahlte Fläche einer Schicht 304, 904 sein, bzw. durch die Größe des

Bestrahlungsbereichs definiert sein. Das erste Bestrahlen 308b, bzw. das zweite Bestrahlen 908b, kann beispielsweise mit einer Energiedichte in einem Bereich von ungefähr

0,5 J/cm ² bis ungefähr 5 J/cm ² erfolgen, z.B. in einem

Bereich von ungefähr 1 J/cm ² bis ungefähr 3 J/cm ² , z.B. in einem Bereich von ungefähr 1,5 J/cm ² bis ungefähr 2,5 J/cm ² , z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 J/cm ² bis ungefähr 2,5 J/cm ² . Mit zunehmender Emissionsenergie kann die

Energiedichte dementsprechend zunehmen, z.B. direkt

proportional .

Damit die erste Schicht 304 im Wesentlichen gleich viel Energie absorbiert wie die zweite Schicht 904 können die entsprechenden Energiedichten analog zu den oben

beschriebenen Relationen eingerichtet der jeweiligen Energie sein.

Die bestrahlte Fläche kann eine Größe aufweisen in einem Bereich von ungefähr 100 cm ² (z.B. 10 cm x 10 cm) bis

ungefähr 4 m ² (z.B. 1 m x 4 m) , z.B. in einem Bereich von 0,1 m ² ungefähr bis ungefähr 1 m ² . Das Bestrahlen 308b, 908b kann derart erfolgen, dass über der bestrahlten Fläche eine kritische Energie, bzw. Energiedichte, welche zum Umwandeln einer Schicht 304, 904 erforderlich ist, überschritten ist oder wird und in die Schicht 304, 904 übertragen wird, d.h. von der Schicht 304, 904 absorbiert wird. In Abhängigkeit des Materials des Substrats 302 können durch das Krümmen des Substrats 302 und den damit verbundenen mechanischen Belastungen irreversible Veränderungen des

Substrats 302 auftreten. Beispielsweise können sich

Korngrenzen in einem metallischen Substrat 302

(Metallsubstrat) oder allgemein in einem metallischen

Werkstoff irreversibel verschieben oder es können

Versetzungen gebildet werden, deren Bildung nicht reversibel ist. Mit anderen Worten kann das Substrat plastisch verformt werden. Diese irreversiblen Veränderungen können dazu führen, dass sich durch das Krümmen kleinste oberflächennahe

Mikrorisse (in der Beschichtung und/oder dem Substrat 302) erzeugt werden können, die Korrosionskanäle hervorbringen können und so den Korrosionsschutz durch die Schicht 304 beeinträchtigen, bzw. die Korrosionsbeständigkeit des

behandelten Substrats 302 beeinträchtigen, was wiederum die elektrischen oder elektrochemischen Eigenschaften

verschlechtert . In diesem Fall kann das gepulste Bestrahlen 308b, 908b der ersten Schicht 304 und der zweiten Schicht 904 im

Wesentlichen zeitgleich erfolgen. Dadurch kann die Belastung des Substrats 302 durch die Wärmeeinwirkung (auch als

thermische Belastung bezeichnet) auf dessen Oberseite 302a und Unterseite 302b im Wesentlichen ausgeglichen werden.

Im Wesentlichen ausgeglichen werden, kann verstanden werden, als dass die mechanischen Spannungen innerhalb der Oberseite 302a des Substrats 302 und die mechanischen Spannungen innerhalb der Unterseite 302b des Substrats 302 im

Wesentlichen gleich groß sind, analog zu der ersten Energie und der zweiten Energie, wie vorangehend beschrieben ist.

Im Wesentlichen zeitgleich kann verstanden werden, als dass das Bestrahlen 308b der ersten Schicht 304 (auch als erstes

Bestrahlen 308b bezeichnet) mit einer zeitlichen Verschiebung (mit anderen Worten mit einem zeitlichen Versatz) zu dem Bestrahlen 908b der zweiten Schicht 904 (auch als zweites Bestrahlen 908b bezeichnet) erfolgt, welche kleiner ist als die Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b. Die zeitliche Verschiebung kann

beispielsweise durch die Zeitdifferenz zwischen dem Beginn des ersten Bestrahlens 308b und dem Beginn des zweiten

Bestrahlens 908b definiert sein.

Beispielsweise kann die zeitlichen Verschiebung kleiner sein als 30% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b, z.B. kleiner als 25% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b, z.B. kleiner als 20% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b, z.B. kleiner als 15% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b, z.B. kleiner als 10% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b, z.B. kleiner als 5% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b, z.B. kleiner als 2% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b, z.B. kleiner als 1% der Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b.

Mit anderen Worten können das ersten Bestrahlen 308b und das zweite Bestrahlen 908b einander überlappen, z.B. zu mehr als ungefähr 70%, z.B. zu mehr als ungefähr 80%, z.B. zu mehr als ungefähr 90%.

Die Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b kann von der Art des Bestrahlens abhängen. Die Dauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b kann davon abhängen, mit welcher Energie das erste Bestrahlen 308b und/oder das zweite Bestrahlen 908b erfolgen soll, d.h. welche Menge an Energie in die erste Schicht 304 und/oder die zweite Schicht 904 übertragen werden soll . Beispielsweise kann das erste Bestrahlen 308b, bzw. das zweite Bestrahlen 908b, mittels eines Energiepulses (z.B. eines Lichtblitzes) erfolgen, welcher eine Pulsdauer in einem Bereich von ungefähr 100 ys bis ungefähr 600 ys aufweist, z.B. in einem Bereich von ungefähr 200 ys bis ungefähr

500 ys, z.B. in einem Bereich von ungefähr 300 ys bis

ungefähr 400 ys . Weist das erste Bestrahlen 308b, bzw. das zweite Bestrahlen 908b, genau einen Energiepulses auf, kann die Dauer des Bestrahlens der Pulsdauer entsprechen.

Die zeitliche Verschiebung kann kleiner sein als ungefähr 90 ys, z.B. kleiner sein als ungefähr 80 ys, z.B. kleiner sein als ungefähr 60 ys, z.B. kleiner sein als ungefähr

40 ys, z.B. kleiner sein als ungefähr 30 ys, z.B. kleiner sein als ungefähr 20 ys, kleiner sein als ungefähr 10 ys, kleiner sein als ungefähr 5 ys, z.B. wenn die Pulsdauer des ersten Bestrahlens 308b und/oder des zweiten Bestrahlens 908b beispielsweise ungefähr 300 ys beträgt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Pulsdauer des ersten Bestrahlens 308b im Wesentlichen gleich groß sein wie die Pulsdauer des zweiten Bestrahlens 908b.

Alternativ kann die Pulsdauer des ersten Bestrahlens 308b unterschiedlich groß sein wie die Pulsdauer des zweiten

Bestrahlens 908b, z.B. halb so groß. In dem Fall kann die Leistung des ersten Bestrahlens 308b doppelt so groß sein wie die Leistung des zweiten Bestrahlens 908b, damit gleiche Energieeinträge erreicht werden. In diesem Fall kann die zeitliche Verschiebung von der kürzeren Dauer des Bestrahlens definiert sein oder werden.

Das erste Bestrahlen 308b kann alternativ mittels mehrerer Energiepulse erfolgen, d.h. einer Gruppe von Energiepulsen. Die Gruppe von Energiepulsen kann zumindest einen ersten

Energiepuls und einen letzten Energiepuls aufweisen. Weist das erste Bestrahlen 308b mehr als einen Energiepuls auf, kann die Dauer des Bestrahlens von dem zeitlichen Abstand des ersten Energiepulses zu dem letzten Energiepuls des ersten Bestrahlens 308b definiert sein. Analog dazu kann die Dauer des zweiten Bestrahlens 908b definiert sein. Anschaulich können die Energiepulse einer Gruppe von Energiepulsen einander überlagern oder zumindest in kurzer Abfolge

nacheinander emittiert werden, z.B. in Form von Intervallen, d.h. dass z.B. eine Gruppe von Energiepulsen zu einem

Bestrahlung-Intervall zusammengefasst wird.

Die Dauer des ersten Bestrahlens 308b, bzw. des zweiten

Bestrahlens 908b, kann einen Wert in einem Bereich von ungefähr 100 ys bis ungefähr 10 ms aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 200 ys bis ungefähr 1 ms, z.B. in einem Bereich von ungefähr 300 ys bis ungefähr 500 ys .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 302 während des Bestrahlens 308b, 908b kontinuierlich durch den Bestrahlungsbereich 805 (analog auch durch den

Beschichtungsbereich 803) transportiert werden. Dabei können sich die Flächen, welche von dem ersten Bestrahlen 308b nacheinander bestrahlt werden, einander überlappen, und es können sich die Flächen, welche von dem zweiten Bestrahlen 908b nacheinander bestrahlt werden, einander überlappen.

Die Flächen, welche jeweils durch das im Wesentlichen

zeitgleiche erste Bestrahlen 308b und zweite Bestrahlen 908b behandelt werden, können ebenfalls einander überlappen (d.h. wenn diese aufeinander projiziert werden, entlang einer

Normalen zumindest einer der Flächen (Flächennormale)), z.B. zu mehr als ungefähr 70%, z.B. zu mehr als ungefähr 80%, z.B. zu mehr als ungefähr 90%, z.B. zu mehr als ungefähr 95%, z.B. zu mehr als ungefähr 99%. Mit anderen Worten können das erste

Bestrahlen 308b und zweite Bestrahlen 908b, welche im

Wesentlichen gleichzeitig erfolgen, einen sich überlappenden

Bestrahlungsbereich aufweisen, und beide gemeinsam auf einen

Abschnitt des Substrats 302 einwirken. Fig.10 veranschaulicht eine Seitenansicht oder

Querschnittsansicht eines Substrats 302 in einem Verfahren 1000 zum Bearbeiten eines Substrats 302 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Die erste Schicht 304 kann mittels einer ersten

Beschichtungsanordnung 306 mehrlagig abgeschieden werden, wie vorangehend beschrieben ist. Dazu kann die erste

Beschichtungsanordnung 306 eine erste Beschichtungsquelle

316a und eine zweite Beschichtungsquelle 316b aufweisen. Die erste Beschichtungsquelle 316a kann beispielsweise eine

Kohlenstoffquelle sein und die zweite Beschichtungsquelle 316b kann beispielsweise eine Metallquelle sein.

Die erste Schicht 304 kann eine erste Teilschicht 304a aufweisen, z.B. eine KohlenstoffSchicht , und eine zweite Teilschicht 304b aufweisen, z.B. eine Metallschicht. Ferner können die erste Beschichtungsquelle 316a und die zweite Beschichtungsquelle 316b, wie vorangehend beschrieben ist, einen überlappenden Beschichtungsbereich aufweisen, so dass an der gemeinsamen Kontaktfläche zwischen der ersten Teilschicht 304a und der zweiten Teilschicht 304b der ersten Schicht 304 ein Material-Gradient gebildet wird.

Analog dazu kann die zweite Schicht 904 mittels einer zweiten Beschichtungsanordnung 306 mehrlagig abgeschieden werden, wie vorangehend beschrieben ist. Dazu kann die zweite

Beschichtungsanordnung 906 eine dritte Beschichtungsquelle

916a und eine vierte Beschichtungsquelle 916b aufweisen. Die dritte Beschichtungsquelle 916a kann beispielsweise eine Kohlenstoffquelle sein und die vierte Beschichtungsquelle 916b kann beispielsweise ein Metallquelle sein. Die zweite Schicht 904 kann eine erste Teilschicht 904a aufweisen, z.B. eine KohlenstoffSchicht 904a, und eine zweite Teilschicht 904b aufweisen, z.B. eine Metallschicht 904b. Ferner können die dritte Beschichtungsquelle 916a und die vierte Beschichtungsquelle 916b, wie vorangehend beschrieben ist, einen überlappenden Beschichtungsbereich aufweisen, so dass an der gemeinsamen Kontaktfläche zwischen der ersten Teilschicht 904a und der zweiten Teilschicht 904b der zweiten Schicht 904 ein Material-Gradient gebildet wird.

Nach dem Bilden der ersten Schicht 304 und der zweiten

Schicht 904 kann das Bestrahlen 308b, 908b der ersten Schicht 304 und der zweiten Schicht 904 erfolgen, wie vorangehend beschrieben ist.

Die zweite Schicht 904 kann identisch zu der ersten Schicht 304 ausgebildet sein oder werden, z.B. mit der gleichen Dicke und aus dem gleichen Material, z.B. mit gleicher chemischer Zusammensetzung, z.B. mit der gleichen Stöchiometrie . Somit kann erreicht werden, dass der erste Absorptionskoeffizient gleich dem zweiten Absorptionskoeffizient ist.

Die zweite Schicht 904 kann alternativ verschieden von der ersten Schicht 304 ausgebildet sein oder werden, z.B. mit einer anderen Dicke und/oder aus einem anderen Material (z.B. aus einem Oxid), z.B. mit einer anderen chemischen

Zusammensetzung, z.B. mit einer anderen Stöchiometrie, z.B. gemäß dem ersten Absorptionskoeffizienten. Beispielsweise kann die zweite Schicht 904 derart zusammengesetzt sein, dass sie einen geeigneten Absorptionskoeffizienten aufweist, z.B. im Wesentlichen gleich zu dem ersten

Absorptionskoeffizienten . Fig. IIA und Fig. IIB veranschaulichen jeweils ein

schematisches Diagramm 1100a und 1100b von optischen

Eigenschaften einer Schicht (nicht dargestellt) in einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats gemäß verschiedenen Ausführungsformen .

Das in Fig. IIA veranschaulichte Diagramm 1100a zeigt einen Brechungsindex 1103 (kann auch als Brechzahl bezeichnet werden) einer Schicht in Abhängigkeit der Wellenlänge 1101 (kann auch als Spektrum bezeichnet werden) von

Photonenstrahlung. Die Wellenlänge 1101 ist in Nanometer (nm) angegeben. Die Schicht kann z.B. eine KohlenstoffSchicht sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schicht amorphen Kohlenstoff aufweisen oder daraus gebildet sein.

Alternativ oder zusätzlich kann die Schicht Graphit aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schicht nanokristallinen Graphit aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schicht tetraedrischen Kohlenstoff aufweisen oder daraus gebildet sein .

Die Schicht kann beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 60 nm bis ungefähr 150 nm, in einem Bereich von ungefähr 70 nm bis ungefähr 90 nm, z.B. ungefähr 79 nm.

Die Schicht kann auf oder über einem Substrat gebildet sein, z.B. einem Metallsubstrat oder einem Glassubstrat.

Dabei beschreibt der Verlauf 1004 den wellenlängenabhängigen Realteil des Brechungsindex 1103 und der Verlauf 1006 den wellenlängenabhängigen Imaginärteil des Brechungsindex 1006 (auch als Extinktionskoeffizient bezeichnet) .

Der Extinktionskoeffizient kann als ein auf eine Weglänge bezogenes Maß für die Schwächung von elektromagnetischen

Wellen beim Durchgang durch ein Medium verstanden werden. Die Schwächung kann durch Streuung und Absorption erfolgen. Wenn der Anteil der Streuung vernachlässigt werden kann,

entspricht der Extinktionskoeffizient dem

Absorptionskoeffizienten . Das in Fig. IIB veranschaulichte Diagramm 1100b zeigt einen Absorptionskoeffizienten 1105 einer Schicht, welche wie vorangehend beschrieben ist, in Abhängigkeit der Wellenlänge 1101 (kann auch als Spektrum bezeichnet werden) von

Photonenstrahlung. Die Wellenlänge 1101 ist in Nanometer (nm) angegeben. Der Absorptionskoeffizient 1105 ist in reziproken Zentimeter (cm ^-1 ) angegeben.

Je größer der Absorptionskoeffizient 1105 ist, desto kleiner kann die Schichtdicke der Schicht sein, um eine vergebene Menge an Energie zu absorbieren. Dazu kann beispielsweise eine Bestrahlungsquelle, z.B. eine Photonenquelle wie eine Blitzlampe derart ausgebildet sein, dass diese hauptsächlich Licht in einem Bereich (d.h. mit einer spektralen

Zusammensetzung) von ungefähr 300 nm bis ungefähr 700 nm erzeugt und emittiert. Alternativ oder zusätzlich kann die Bestrahlungsquelle Licht im Infrarotbereich, im UV-Bereich und/oder im sichtbaren Bereich erzeugen und emittieren, wenn z.B. eine Schicht 304 (kann auch als Absorptionsschicht bezeichnet werden) einen dazu passenden

Absorptionskoeffizienten aufweist.

Die Absorptionsschicht kann anschaulich als Schicht

verstanden werden, welche zum Absorbieren von Strahlung eingerichtet ist, d.h. welche einen Teil der Strahlung absorbiert, z.B. welche mehr Strahlung absorbiert als

reflektiert, z.B. welche mehr als doppelt so viel Strahlung absorbiert als reflektiert.

Fig.12 veranschaulicht ein schematisches Diagramm 1200 von strukturellen Eigenschaften einer Schicht (nicht dargestellt) in einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In dem Diagramm 1200 bezeichnet die Achse 1201 den relativen

3

Anteil von sp hybridisierten Kohlenstoff m der Schicht. Der

3

relative Anteil von sp hybridisierten Kohlenstoff kann durch

3

den Quotienten aus der Anzahl von sp hybridisierten

2

Kohlenstoffatomen und der Summe von sp hybridisiertem

3

Kohlenstoffatomen und sp hybridisiertem Kohlenstoffatomen m der Schicht definiert sein. Weiterhin bezeichnet die Achse 1201 den atomaren Anteil von Wasserstoff in der Schicht.

Der Punkt 1/3-0 entspricht einem relativen Anteil von sp hybridisierten Kohlenstoff in der Schicht von 0% und einem atomaren Anteil von Wasserstoff in der Schicht von 0%. Der

3

Punkt 1-100 entspricht einem relativen Anteil von sp

hybridisierten Kohlenstoff in der Schicht von 100% und einem atomaren Anteil von Wasserstoff in der Schicht von 0%. Der

3

Punkt 3-100 entspricht einem relativen Anteil von sp

hybridisierten Kohlenstoff in der Schicht von 0% und einem atomaren Anteil von Wasserstoff in der Schicht von 100%.

Der Bereich 1112 bezeichnet eine SchichtZusammensetzung, bei der Graphit ausgebildet wird. D.h. dass der Kohlenstoff in der Schicht hauptsächlich oder vollständig in Graphit- Konfiguration vorliegt. Der Bereich 1114 bezeichnet eine SchichtZusammensetzung, bei der amorpher Kohlenstoff

ausgebildet wird. D.h. dass der Kohlenstoff in der Schicht hauptsächlich oder vollständig in amorph-Konfiguration vorliegt. Der Bereich 1116 bezeichnet eine

SchichtZusammensetzung, bei der hydrierter amorpher

Kohlenstoff ausgebildet wird. D.h. dass der Kohlenstoff in der Schicht hauptsächlich oder vollständig in amorph- Konfiguration vorliegt und zusätzlich Wasserstoff aufgenommen hat. Der Bereich 1118 bezeichnet eine SchichtZusammensetzung, bei der tetragonaler Kohlenstoff ausgebildet wird. D.h. dass der Kohlenstoff in der Schicht hauptsächlich oder vollständig in Tetragonal-Konfiguration vorliegt. Der Bereich 1122 bezeichnet eine SchichtZusammensetzung, bei der Diamant ausgebildet wird. D.h. dass der Kohlenstoff in der Schicht hauptsächlich oder vollständig in Diamant-Konfiguration vorliegt . Der Begriff "hauptsächlich" kann in diesem Zusammenhang verstanden werden, als dass mehr als 90% der Kohlenstoffatome in einer bestimmten Konfiguration vorliegen.

Im Rahmen dieser Beschreibung können die vorangehend

beschriebenen Konfigurationen des Kohlenstoffs als

anorganisch verstanden werden.

Fig.13 eine Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Prozessieranordnung 1300 in einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats 302 gemäß verschiedenen Ausführungsformen oder in einem Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats 302 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Die Vakuumkammer 802 kann ein sogenanntes RTP-Modul 1304 (wird auch als RTP-Kompartment bezeichnet) aufweisen oder als ein solches ausgebildet sein. Das RTP-Modul 1304 kann zum Belichten eines Substrats 302 darin eingerichtet sein.

Beispielsweise kann das RTP-Modul 1304 eine Gaszuführung aufweisen, welche es ermöglicht Gas mit einer definierten chemischen Zusammensetzung (Gaszusammensetzung) zuzuführen, so dass in dem RTP-Modul 1304 die Gaszusammensetzung geregelt oder gesteuert werden kann. Das RTP-Modul 1304 kann

anschaulich den Bestrahlungsbereich 805 umgeben und diesen von dem Beschichtungsbereich 803 gasseparieren. Dadurch kann verhindert werden, dass sich zerstäubtes Material auf einer der Bestrahlungsvorrichtungen 308, 908 anlagert. Dazu kann das RTP-Modul 1304 ein oder mehrere Gastrennwände aufweisen.

Ferner kann das in dem RTP-Modul 1304 bereitgestellte Gas die Zusammensetzung von Luft aufweisen oder daraus gebildet sein oder ein Inertgas aufweisen oder daraus gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann das in dem RTP-Modul 1304 bereitgestellte Gas, d.h. die darin bereitgestellte

Prozessatmosphäre, einen Druck aufweisen welcher kleiner ist als 0,3 mbar. Mit anderen Worten kann in dem RTP-Modul 1304 Vakuum bereit gestellt sein.

Alternativ oder zusätzlich kann das in dem RTP-Modul 1304 bereitgestellte Gas einen Druck aufweisen welcher kleiner als 0,1 mbar aufweisen, z.B. kleiner als 10 ^~2 mbar, z.B. kleiner als 10 ^~3 mbar, z.B. kleiner als 10 ^~4 mbar, z.B. kleiner als 10 ^"5 mbar.

Mit anderen Worten kann das Bestrahlen (auch als

Energieapplizierung bezeichnet) kann an Luft, unter Inertgas und/oder im Vakuum (z.B. mit einem Druck kleiner als

_3

10 mbar) erfolgen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 302 auf oder in einem Träger 1302 (auch als Carrier oder

Substratträger bezeichnet) aufgenommen sein. Der Träger 1302 kann beispielsweise Substrataufnahmebereiche zum Aufnehmen von Substraten 302 aufweisen, wobei in jedem

Substrataufnahmebereich jeweils ein Substrat 302 aufgenommen sein oder werden kann. Die Substrataufnahmebereiche können beispielsweise in Form einer Vertiefung in dem Träger 1302 gebildet sein. Damit kann erreicht werden, dass mehrere kleinere Substrate 302 wirtschaftlich mittels einer für größere Substrat 302 ausgelegten Prozessieranlage 1300 behandelt werden können. Der Träger 1302 kann in jedem der Substrataufnahmebereiche eine Durchgangsöffnung aufweisen, welche die Unterseite des Substrats 302 freilegt, so dass ein beidseitiges Behandeln der Substrate 302 erfolgen kann. Die Bestrahlungsvorrichtungen 308, 908 können jeweils ein Feld, d.h. ein Array, von mehreren Blitzlampen aufweisen, welche z.B. parallel zueinander ausgerichtet sein können. In diesem Fall können die Bestrahlungsvorrichtungen 308, 908 auch als Belichtungsvorrichtungen oder RTP-Einheiten

bezeichnet werden. Vor dem Bestrahlen der Substrate 302, welche von dem Träger 1302 getragen werden, können die Substrate 302 beschichtet worden sein, wie vorangehend beschrieben ist. Mit anderen Worten kann es sich um funktionell beschichtete Substrate 302 handeln .

Während der Applizierung eines Rapid-Thermal-Prozesses (d.h. während des Bestrahlens mittels Blitzlicht) kann es infolge lateral einwirkender hoher Energiedichten und der damit einhergehenden Veränderung der mechanischen Spannungen in der oberflächennahen Schicht zu intrinsischem Stress in einem Substrat 302 kommen. Bei hinreichend hohen Energiedichten kommt es zu einer konkaven Krümmung des Substrates (d.h. von der Strahlung weg gerichtet) . Dabei können auf der konvex gekrümmten Oberfläche, induziert durch Dehnung, Mikrorisse auftreten, die nicht reversibel sind und eine

Funktionstüchtigkeit der Schicht und/oder des Substrats, z.B. in Form einer Bipolarplatte, beeinträchtigen.

Eine anschließende Belichtung des vorgekrümmten Substrates führt zu einer nicht mehr 100%igen Neutralisierung der mechanischen Spannungen. Das Substrat, z.B. eine

Bipolarplatte, verliert daher seine ursprüngliche Form. Ein weiterer Prozessschritt, der die Komponente wieder auf

Ursprungsgestalt formt ist sehr aufwendig, oder fast nicht mehr möglich.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die RTP- Einheiten gegenüberliegend angeordnet sein, und können zum Zeitpunkt der Bestrahlung (mit anderen Worten der

Nachbehandlung der Schicht) synchron (mit anderen Worten Blitzen) . Ein Substrat 302 oder ein Träger 1302 mit

Substraten 302, oder ein Substrat in Form eines Bandes, bzw. einer Folie, kann dabei mittig, d.h. zwischen den RTP- Einheiten positioniert sein. Dadurch kann erreicht werden, dass auf die auf die Oberseite 302a des Substrats 302

übertragene (mit anderen Worten deponierte oder eingetragene) Energie im Wesentlichen gleich groß ist wie die auf die

Unterseite 302b des Substrats 302 übertragene Energie.

Aufgrund der im Wesentlichen gleich großen Energieeinträge kann eine Deformierung (Verformung), bzw. einseitige

mechanische und/oder thermische Belastung der Substrate 302, z.B. Bipolarplatten, z.B. geprägte oder ungeprägte

Bipolarplatten, und damit eine Beschädigung der funktionellen Schichten 304, 904 auf den Substraten 302 vermieden werden.