BE1025251B1

BE1025251B1 - Feedback systeem

Info

Publication number: BE1025251B1
Application number: BE2017/5374A
Authority: BE
Inventors: Bosscher Wilmert De; De Putte Ivan Van
Original assignee: Soleras Advanced Coatings Bvba
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-12-18
Also published as: LT3631835T; WO2018215274A1; TW201901829A; CN110651353A; EP3631835B1; KR20200010444A; ES2915224T3; CN110651353B; BE1025251A1; KR102432518B1; US20200090906A1; TWI753166B; US11875979B2; EP3631835A1

Abstract

Een feedback systeem (210) voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt toegepast op een substraat (10) door middel van een vacuümproces dat wordt gestuurd door een veelheid aan procesbesturingsmiddelen, omvattend – ten minste één bewakingsinrichting (220) voor het uitvoeren van ten minste twee verschillende meettechnieken voor het bepalen van meetsignalen op elk van een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over gecoate (11), waarbij een eerste meettechniek is ingericht om tegelijkertijd op een veelheid aan locaties te worden toegepast, waarbij één van de eerste en tweede meettechnieken een spectrale transmissiemeting is, - ten minste één verwerkingseenheid (230) die is ingericht voor het ontvangen van de meetsignalen, en is geconfigureerd om daaruit werkelijke waarden te bepalen van een eigenschap van de eerste laag op de veelheid aan locaties, en van een eigenschap van de tweede laag, die verschillend is van de eigenschap van de eerste laag op de ten minste één locatie, en/of voor het bepalen van afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de eigenschap van de eerste en de tweede laag en de gewenste waarden van de laageigenschappen, en – een regelaar (240) voor het verschaffen van bedieningssignalen vaan het bedienen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen, en voor het genereren van verdere stuursignalen voor het verder sturen van ten minste één van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen in het coatingproces op basis van de bepaalde waarden en/of afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de laageigenschappen en de gewenste waarden van de laageigenschappen en op basis van kennis een laagmodel dat laagparameters uitdrukt als een functie van instelling en/of variaties van ten minste twee van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen, zodanig dat de eigenschappen van de laagstapel binnen voorafbepaalde tolerantiewaarden liggen.

Description

Feedback systeem

Technisch gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het gebied van vacuümcoating, bv. sputteren. In het bijzonder, heeft de onderhavige uitvinding betrekking op bewakingsinrichtingen en op werkwijzen voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat door middel van een vacuümcoatingproces dat wordt gestuurd door een aantal procesbesturingsmiddelen.

Achtergrond van de uitvinding

De techniek van materiaaldepositie door middel van vacuümcoating is al decennialang bekend en hoeft daarom niet verder te worden uitgelegd. Het volstaat om te zeggen dat, bv. voor een sputterdepositieproces, gewoonlijk een plasma wordt gegenereerd in een lage-drukkamer waarin een inert gas zoals argon, eventueel gecombineerd met of vervangen door een actief gas zoals zuurstof of stikstof aanwezig is voor het afzetten van een laag van het sputtermateriaal op een 'substraat', en dat een hoogspanning wordt toegepast over een zogenaamde 'sputterdoel' (die het materiaal bevat dat moet worden gesputterd). Bepaalde gasatomen worden geïoniseerd en het sputterdoel wordt gebombardeerd met deze ionen, waardoor atomen worden losgemaakt van het sputterdoel, en worden afgezet op het substraat.

Coatings kunnen bestaan uit één laag van afgezet materiaal, of uit meerdere lagen, bv. drie of zes of tien of veertien, of zelfs meer dan veertien lagen van verschillende materialen die worden afgezet bovenop elkaar. Door een geschikte selectie van de eigenschappen van elke laag, bv. dikte of geleidbaarheid, en door een geschikte materiaalkeuze, kunnen aangepaste coatingstapels worden verkregen, met zeer specifieke eigenschappen. Het is echter een technische uitdaging om de voorgenomen specifieke eigenschappen te verkrijgen door de uitdaging van het sturen van eigenschappen voor elke afzonderlijke laag in een productiebatch. Het is zelfs nog meer uitdagend om bovendien eenvormige eigenschappen te verkrijgen over relatief grote oppervlaktegebieden, zoals bv. beeldschermen of ramen van auto's, of glas voor ramen voor een huis of kantoorgebouw.

In-line metingen van laageigenschappen van een laag of laagstapel zijn wenselijk, om metingen toe te staan van elke laag van de inrichting in real-time. Real-time metingen kunnen, bv., real-time correctie toestaan van ongewenste fabricagevariaties en stabiele productfabricage volgens de specificaties waarborgen. Het is bekend dat complexe en onvoldoende gecontroleerde processen kunnen leiden tot ongewenst rendementsverlies van het resulterende product.

BE2017/5374

In WO2014/105557A1 van First Solar Inc., wordt een sputterinstallatie beschreven die is geoptimaliseerd voor het produceren van één specifieke, vaste coatingstapel van drie lagen voor fotovoltaische inrichtingen. Deze sputterinstallatie 100 is schematisch weergegeven op FIG. 1, die een replica is van FIG. 2 van WO2014/105557A1, en omvat een ex-situ optisch meetsysteem 110 aan het einde van de productielijn voor het verwerven van optische gegevens, bv. reflectie- en/of transmissiegegevens, van de volledige coating, alsmede twee in-situ optische meetsystemen 111, 112 voor het verwerven van optische gegevens van een gedeeltelijke coatingstapel met één laag en twee lagen, respectievelijk, na het aanbrengen van elke laag. De meetgegevens worden verzameld door een computersysteem met een softwarepakket voor optische modellering dat in staat is om de meest waarschijnlijke werkelijke laagdikte en optische constante waarden van elke afgezette laag te berekenen, waarbij gebruik wordt gemaakt van zogenaamde 'technieken voor curveaanpassing', op basis van de meetgegevens en de parameters van de te produceren coatingstapel (bv. de materialen en de voorgenomen dikte van elke laag), en op basis van bekende materiaaleigenschappen. De uitvoer van de modelleringsanalyse kan worden gebruikt voor zowel bewaking als sturing van de depositieomstandigheden voor de laag die wordt afgezet. Bijvoorbeeld, als de berekende dikte van de afgezette lagen geen gewenste waarde is, kan een regelaar het depositiesysteem een teken geven om een verandering teweeg te brengen in de depositieomstandigheden voor productie van daaropvolgende substraten. Een voorbeeld dat is gegeven in WO2014/105557A1 is, indien het resultaat van de modellering aantoont dat de afgezette laag een diktewaarde heeft buiten een aanvaardbaar bereik, om een verandering teweeg te brengen in het vermogen dat wordt gebruikt om het materiaal te sputteren om de dikte terug te brengen binnen het gewenste bereik.

Het is bekend, echter, dat bepaalde depositieomstandigheden dezelfde laagparameters op een andere manier kunnen beïnvloeden. Bijvoorbeeld, 'Electrical and optical properties of ITO thin films prepared by DC magnetron sputtering for low-emitting coatings' van Hadi Askari et al. openbaart een relatie tussen sputtervermogen en zuurstofstroom op elektrische weerstand en infraroodreflectie van een ITO-laag. In het bijzonder, openbaart dit document de variatie van elektrische en optische eigenschappen voor ITO-films die worden gegroeid bij verschillende zuurstofstroom. Alle films werden afgezet met 4,3 kW sputtervermogen en de substraatdepositietemperatuur was 400 °C. Uit het document blijkt dat optische transmissie niet veel verandert door zuurstofstroom, maar dat optische reflectie sterk toeneemt bij verminderde zuurstofstroom, in het IR-gebied. Aan de andere kant, bereikt de laagweerstand een optimum (minimum) bij een tussenwaarde van de zuurstofstroom.

BE2017/5374

Samenvatting van de uitvinding

Het is een doel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een goede oplossing te verschaffen voor het verbeteren van de aansturing van de coating van enkel- of meerlaagse coatings op een substraat, zoals bijvoorbeeld glas.

Het bovenstaande doel wordt bereikt door een werkwijze en inrichting volgens de onderhavige uitvinding.

In een eerste aspect, verschaft de onderhavige uitvinding een feedback systeem voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat door middel van een vacuümcoatingproces dat wordt geregeld door een veelheid aan procesbesturingsmiddelen. Het feedback systeem omvat

-ten minste één bewakingsinrichting voor het uitvoeren van ten minste twee verschillende meettechnieken voor het bepalen van meetsignalen op elk van de veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat, waarbij een eerste meettechniek is ingericht om tegelijkertijd te worden toegepast op een veelheid aan locaties, en een tweede meettechniek is ingericht om te worden toegepast op ten minste één locatie, waarbij één van de eerste en tweede meettechnieken een spectrale transmissiemeting is,

- ten minste één verwerkingseenheid die is ingericht voor het ontvangen van de meetsignalen, is geconfigureerd voor het bepalen, uit de ontvangen meetsignalen, van werkelijke waarden van een eigenschap van de eerste laag op de veelheid aan locaties, en van een eigenschap van de tweede laag die verschillend is van de eigenschap van de eerste laag op de ten minste één locatie, en/of voor het bepalen van afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de eigenschap van de eerste en tweede laag en gewenste waarden van de laageigenschappen, en

- een regelaar voor het verschaffen van bedieningssignalen voor het bedienen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen, en voor het genereren van verdere bedieningssignalen voor het verder sturen van ten minste één van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen in het coatingproces op basis van de bepaalde waarden en/of afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de laageigenschappen en de gewenste waarden van de laageigenschappen en op basis van kennis van een laagmodel dat laagparameters uitdrukt als een functie van instellingen en/of variaties van ten minste twee van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen, zodanig dat de eigenschappen van de laagstapel binnen voorafbepaalde tolerantiewaarden liggen.

In een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de ten minste een verwerkingseenheid zijn ingericht voor het ontvangen van kalibratiegegevens van

BE2017/5374 een nominaal werkpunt op het blanke of gecoate substraat, en om hiermee rekening te houden bij het bepalen van de werkelijke waarden van de eigenschap van de eerste laag en de eigenschap van de tweede laag.

Een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan verder omvatten eerste opslagmiddelen voor het opslaan van kalibratiegegevens van het nominale werkpunt op het blanke of gecoate substraat.

Een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan verder omvatten tweede opslagmiddelen voor het opslaan van het laagmodel van de laag die wordt aangebracht op het substraat.

In een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de bewakingsinrichting zijn geconfigureerd voor het uitvoeren van, zoals de andere van de eerste en tweede meettechnieken, om het even welke van een spectrale transmissiemeting die ten minste een significante band van het visuele spectrum bedekt, een spectrale transmissiemeting in het infraroodspectrum, een niet-contactmeettechniek, een speculatieve of diffuse reflectiemeting, een ellipsometriemeting, een visuele inspectie.

In een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de ten minste een bewakingsinrichting een veelheid aan eerste sensorelementen omvatten voor het bepalen van meetsignalen op elk van de veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat.

In een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de ten minste een bewakingsinrichting een veelheid aan tweede sensorelementen omvatten voor het bepalen van meetsignalen op een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat.

In een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de ten minste een bewakingsinrichting worden uitgevoerd als een in-situ meetsysteem.

De onderhavige uitvinding verschaft verder een feedback systeem volgens een van de uitvoeringsvormen van het eerste aspect, dat is uitgevoerd in een vacuümcoatingproces dat een in-line proces is.

Een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan verder omvatten een weergave-inrichting voor het bewaken van parameters van het systeem. De weergave-inrichting omvat een invoerinterface die is geconfigureerd voor het ontvangen van ten minste één procesparameter, waarvoor het vacuümcoatingproces een invoer vereist, en ten minste één substraatparameter die een fysieke eigenschap weergeeft van een tussenliggende

BE2017/5374 stapel van lagen; en een gebruikersinterface die is ingericht voor het weergeven op een weergaveinrichting van de ten minste een procesparameter en de ten minste een substraatparameter, zodanig dat de invloed van de ten minste een procesparameter op de ten minste een substraatparameter wordt geïllustreerd.

In een tweede aspect, verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat door middel van een vacuümcoatingproces dat wordt gestuurd door een veelheid aan procesbesturingsmiddelen. De werkwijze omvattend

- het verschaffen van een model van een laag die wordt aangebracht op het substraat, waarbij het model laagparameters uitdrukt als een functie van instellingen en/of variaties van ten minste twee van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen,

- het initiëren van het coatingproces van de enkel- of meerlaagse stapel, door het sturen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen,

- het meten van meetsignalen op een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat, dus het bepalen van ten minste één meetsignaal op elk van de meetlocaties, waarbij de meting wordt uitgevoerd met ten minste twee verschillende meettechnieken, waarbij een eerste meettechniek gelijktijdig wordt toegepast op een veelheid aan locaties, en een tweede meettechniek wordt toegepast op ten minste één locatie, waarbij één van de eerste en tweede meettechnieken een spectrale transmissiemeting is,

- het gebruiken van de meetsignalen en de kennis van het laagmodel voor het bepalen van werkelijke waarden van ten minste twee verschillende laageigenschappen op de veelheid aan locaties, en/of voor het bepalen van afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de laageigenschappen en de gewenste waarden van de laageigenschappen,

- het verder sturen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen in het coatingproces op basis van de bepaalde waarden en/of afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de laageigenschappen en de gewenste waarden van de laageigenschappen op de veelheid aan locaties en op basis van kennis van het laagmodel, zodanig dat eigenschappen van de enkel- of meerlaagse stapel die wordt toegepast binnen voorafbepaalde tolerantiewaarden liggen.

Een werkwijze volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan verder omvatten het kalibreren van een nominaal werkpunt op het blanke of het gecoate substraat. Bij het bepalen van ten minste twee verschillende dunne-filmeigenschappen op de veelheid aan locaties kan dan rekening worden gehouden met kennis van het gekalibreerde nominale werkpunt.

BE2017/5374

In een werkwijze volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, worden zowel de eerste meettechniek als de tweede meettechniek in-situ toegepast terwijl het substraat het vacuümdepositieproces doorloopt.

In een werkwijze volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan het meten van meetsignalen volgens de andere van de meettechnieken omvatten het uitvoeren van een nietcontactmeettechniek. Het meten van meetsignalen volgens de andere van de meettechnieken kan bijvoorbeeld omvatten het uitvoeren van een van een spectrale transmissiemeting in infrarood, een niet-contactmeettechniek, een speculatieve of diffuse reflectiemeting, een ellipsometrische meting, of een visuele inspectie.

In een werkwijze volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan het sturen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen in het coatingproces omvatten te sturen van procesbesturingsmiddelen die een andere ruimtelijke impact hebben op de laag die wordt aangebracht.

In een derde aspect, verschaft de onderhavige uitvinding het gebruik van een werkwijze volgens een van de werkwijzeuitvoeringsvormen van het tweede aspect van de onderhavige uitvinding, voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die op een blank of gecoat substraat wordt aangebracht in een in-line vacuümcoatingproces.

In een vierde aspect, verschaft de onderhavige uitvinding het gebruik van een werkwijze volgens een van de werkwijzeuitvoeringsvormen van het tweede aspect van de onderhavige uitvinding, voor het sturen van ten minste twee laageigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat. Het gebruik kan dienen voor het verkrijgen van eenvormigheid van ten minste twee laageigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat.

In een vijfde aspect, verschaft de onderhavige uitvinding een weergave-inrichting voor het bewaken van parameters van een procesbesturingsmiddel van een vacuümcoatingproces en van een substraat waarop een enkel- of een meerlaagse stapel wordt aangebracht door het vacuümcoatingproces. De weergave-inrichting omvat een invoerinterface die is geconfigureerd voor het ontvangen van ten minste één procesparameter, waarvoor het vacuümcoatingproces een invoer vereist, en ten minste één substraatparameter die een fysieke eigenschap weergeeft van een tussenliggende stapel van lagen; en een gebruikersinterface die is ingericht voor het weergeven op een weergave-inrichting van de ten minste een procesparameter en de ten minste een substraatparameter, zodanig dat de invloed van de ten minste een procesparameter op de ten minste een substraatparameter wordt geïllustreerd. Het is een voordeel van

BE2017/5374 uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat het weergeven van de ten minste een procesparameter en de ten minste een substraatparameter van een tussenliggende laagstapel, zodanig dat de invloed van de ten minste een procesparameter op de ten minste een substraatparameter is geïllustreerd het toestaat om het vacuümcoatingproces beter te sturen.

In bepaalde uitvoeringsvormen, kan de invloed van de ten minste een procesparameter op de ten minste een substraatparameter worden geïllustreerd door de ten minste een substraatparameter te koppelen aan de ten minste een procesparameter in de gebruikersinterface, waarbij rekening wordt gehouden met een snelheid waarmee het substraat beweegt en/of een snelheid waarmee de ten minste een substraatparameter wordt beïnvloed door de ten minste een substraatparameter. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een bediener gemakkelijk effecten van procesparameters op de substraatparameters kan verkrijgen tijdens de werking, onder aansturing van een geschikte gebruikersinterface.

In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de ten minste een substraatparameter de eigenschap van de eerste laag en/of de eigenschap van de tweede laag omvatten volgens uitvoeringsvormen van het eerste aspect van de onderhavige uitvinding.

In een zesde aspect, verschaft de onderhavige uitvinding een vacuümdepositiesysteem voor het afzetten van een laagstapel op een substraat. Het vacuümdepositiesysteem omvat:

- depositiemiddelen voor het afzetten van een opeenvolging van lagen waarbij deze depositiemiddelen zijn ingericht om te worden gestuurd met behulp van een veelheid aan procesparameters,

- meetmiddelen voor het meten van ten minste één substraatparameter van een tussenliggende laagstapel voor het afzetten van de volgende laag van de laagstapel,

- een feedback systeem volgens uitvoeringsvormen van het eerste aspect van de onderhavige uitvinding, waarbij de meetmiddelen ten minste de bewakingsinrichting en de verwerkingseenheid omvatten,

- en/of een weergave-inrichting volgens uitvoeringsvormen van het vijfde aspect van de onderhavige uitvinding, voor het bewaken van ten minste één van de procesparameters en ten minste één van de substraatparameters.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van het zesde aspect van de onderhavige uitvinding dat de vorming van een laagstapel op een substraat beter kan worden gestuurd door het invoeren van een feedback systeem en/of een weergave-inrichting in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Een vacuümdepositiesysteem kan bijvoorbeeld

BE2017/5374 een veelheid aan kamers omvatten die afzonderlijk worden gestuurd. Het is bijgevolg voordelig indien een dergelijk systeem een weergave-inrichting omvat waarin de substraatparameters in een tussenstadium kunnen zijn gekoppeld aan de procesparameters of afgeleide procesparameters van een of meer voorafgaande fasen, aangezien dit een betere sturing van de substraatparameters mogelijk maakt. De weergave-inrichting kan bijvoorbeeld de ten minste een substraatparameter met de ten minste één procesparameter in verband brengen op basis van de snelheid waarmee het substraat door de verschillende kamers beweegt.

Bijzondere en voorkeursaspecten van de uitvinding worden uiteengezet in de bijgaande onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies en niet alleen zoals uitdrukkelijk is uiteengezet in de conclusies.

Ten behoeve van een samenvatting van de uitvinding en de voordelen ten opzichte van de stand van de techniek, zijn bepaalde doelen en voordelen van de uitvinding hierboven beschreven. Het moet natuurlijk begrepen worden dat niet noodzakelijkerwijs alle dergelijke doelen of voordelen bereikt kunnen worden in elke willekeurige uitvoeringsvorm van de uitvinding. Zo zullen deskundigen bijvoorbeeld erkennen dat de uitvinding verwezenlijkt of uitgevoerd kan worden op een wijze die een voordeel of groep van voordelen behaalt of optimaliseert zoals geleerd is in dit patent zonder noodzakelijkerwijs andere doelen of voordelen te behalen zoals mogelijk in dit patent geleerd of gesuggereerd is.

Bovengenoemde en andere aspecten van de uitvinding zullen duidelijk blijken uit en toegelicht worden aan de hand van de hierna beschreven uitvoeringsvorm(en).

Korte beschrijving van de tekeningen

De uitvinding zal nu nader worden beschreven, bij wijze van voorbeeld, onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarop:

FIG. 1 een sputtersysteem toont volgens de stand van de techniek met een ex-situ meetsysteem en twee in-situ meetsystemen, voor het bepalen van laageigenschappen van afzonderlijke lagen in een laagstapel.

FIG. 2 schematisch substraten illustreert die onder een cilindrisch sputterdoel bewegen, en een bewakingsinrichting volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

FIG. 3 een sputtersysteem illustreert waarin de bewakingsinrichting volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan worden uitgevoerd.

BE2017/5374

FIG. 4 een bovenaanzicht illustreert van een batchcoater volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

FIG. 5 een zijaanzicht illustreert van een roll-to-roll webcoater volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

FIG. 6 en FIG. 7 mogelijke schermafbeeldingen tonen van een gebruikersinterface van een weergave-inrichting volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

De tekeningen zijn alleen schematisch en zijn niet beperkend. Op de tekeningen kan de afmeting van sommige elementen overdreven zijn en niet op schaal getekend zijn voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijk overeen met werkelijke verkleiningen voor de praktijk van de uitvinding.

Eventuele verwijzingstekens in de conclusies mogen niet als beperkend voor het toepassingsgebied worden beschouwd.

Op de verschillende figuren hebben dezelfde verwijzingscijfers betrekking op dezelfde of analoge elementen.

Beschrijving van geïllustreerde uitvoeringsvormen

De onderhavige uitvinding zal worden beschreven ten aanzien van bijzondere uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, maar wordt hierdoor echter niet beperkt maar alleen door de conclusies.

De termen eerste, tweede en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies worden gebruikt om een onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijkerwijs voor het beschrijven van een volgorde, hetzij tijdelijk, ruimtelijk, in de rangschikking of op enige andere wijze. Het zal duidelijk zijn dat de zo gebruikte termen onder geschikte omstandigheden onderling verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding die in dit patent worden beschreven in een andere volgorde kunnen worden uitgevoerd dan in dit patent beschreven of geïllustreerd is.

Bovendien, wordt richtingaanduidende terminologie zoals bovenste, onderste, voor, achter, voorste, achterste, onder, boven en dergelijke in de beschrijving en de conclusies gebruikt voor beschrijvende doeleinden met verwijzing naar de oriëntatie van de tekeningen die worden beschreven, en niet noodzakelijkerwijs voor het beschrijven van relatieve posities. Omdat componenten van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen worden gepositioneerd in een aantal verschillende oriëntaties, wordt de richtingaanduidende

BE2017/5374 terminologie alleen gebruikt ter illustratie, en is deze op geen enkele wijze bedoeld als beperkend, tenzij anders aangegeven. Derhalve, zal het duidelijk zijn dat de zodanig gebruikte termen onder geschikte omstandigheden onderling verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding die in dit octrooi worden beschreven in een andere volgorde kunnen worden uitgevoerd dan in dit octrooi is beschreven of geïllustreerd.

Het moet worden opgemerkt dat de term 'omvattend', die wordt gebruikt in de conclusies, niet mag worden geïnterpreteerd als zijnde beperkt tot de daarna opgesomde middelen; deze term sluit geen andere elementen of stappen uit. Deze dient dus te worden geïnterpreteerd als indicatie van de aanwezigheid van de opgegeven elementen, gehele getallen, stappen of componenten waarnaar wordt verwezen, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging niet uit van één of meer andere elementen, gehele getallen, stappen of componenten, of groepen daarvan. Het toepassingsgebied van de uitdrukking 'een inrichting omvattende middelen A en B' mag dus niet worden beperkt tot inrichtingen die uitsluitend uit componenten A en B bestaan. Deze betekent dat met betrekking tot de onderhavige uitvinding, A en B de enige relevante componenten van de inrichting zijn.

Verwijzing in deze specificatie naar 'één uitvoeringsvorm' of 'een uitvoeringsvorm' betekent dat een bepaald element, een bepaalde structuur of een bepaalde eigenschap die wordt beschreven in verband met de uitvoeringsvorm is opgenomen in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. De aanwezigheid van de uitdrukkingen 'in één uitvoeringsvorm' of 'in een uitvoeringsvorm' op diverse plaatsen in deze specificatie verwijst dus niet noodzakelijkerwijs, maar eventueel wel naar dezelfde uitvoeringsvorm. Verder kunnen de betreffende elementen, structuren of kenmerken op elke geschikte wijze in één of meer uitvoeringsvormen worden gecombineerd, zoals uit deze openbaring duidelijk zal zijn voor een deskundige in de techniek.

Evenzo moet er rekening mee worden gehouden dat in de beschrijving van voorbeelduitvoeringsvormen van de uitvinding, verschillende kenmerken van de uitvinding soms worden gegroepeerd in één uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan ten behoeve van het stroomlijnen van de openbaarmaking en het vergemakkelijken van het begrip van één of meer van de verschillende aspecten van de uitvinding. Deze methode van openbaarmaking mag echter niet worden opgevat als afspiegeling van een bedoeling dat de geclaimde uitvinding meer elementen vereist dan die uitdrukkelijk in elke conclusie worden genoemd. De volgende conclusies weerspiegelen integendeel dat aspecten van de uitvinding aanwezig zijn in minder dan alle elementen van één enkele van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. Zo worden de

BE2017/5374 conclusies na de gedetailleerde beschrijving hierbij uitdrukkelijk opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, waarbij elke conclusie op zichzelf staat als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.

Verder geldt, hoewel sommige uitvoeringsvormen die in dit patent worden beschreven bepaalde maar niet andere elementen omvatten die in andere uitvoeringsvormen zijn opgenomen, combinaties van elementen van verschillende uitvoeringsvormen binnen het toepassingsgebied van de uitvinding liggen, en verschillende uitvoeringsvormen vormen, zoals zal worden begrepen door deskundigen in de techniek. In de volgende conclusies kan elk van de geclaimde uitvoeringsvormen bijvoorbeeld in elke combinatie worden gebruikt.

Het moet opgemerkt worden dat het gebruik van bepaalde terminologie bij het beschrijven van bepaalde elementen of aspecten van de uitvinding niet dient te impliceren dat de terminologie in dit patent opnieuw gedefinieerd wordt om beperkt te worden tot bepaalde kenmerken van de elementen of aspecten van de uitvinding waarmee deze terminologie verband houdt.

In de beschrijving van dit patent zijn talrijke bijzonderheden uiteengezet. Het dient echter begrepen te worden dat uitvoeringsvormen van de uitvinding zonder deze bijzonderheden kunnen worden uitgevoerd. In andere gevallen zijn welbekende werkwijzen, structuren en technieken niet in detail getoond om het begrip van deze beschrijving niet te bemoeilijken.

DEFINITIES

Onder 'vacuümcoatingsysteem' wordt verstaan een systeem voor het verschaffen, bv. afzetten, van lagen materiaal op een stevig oppervlak (substraat). Een vacuümcoatingsysteem werkt in hoofdzaak in vacuüm, d.w.z. bij drukwaarden die duidelijk onder atmosferische druk liggen. De verschafte lagen kunnen een dikte hebben die varieert van één atoom (monolaag) tot een paar millimeter. Meerdere lagen van verschillende materialen en verschillende diktes kunnen worden afgezet. Vacuümcoatingsystemen omvatten chemische dampdepositiesystemen, waarin een chemische damp wordt gebruikt als deeltjesbron, en fysieke dampdepositiesystemen, waarin een vloeibare of vaste bron wordt gebruikt. Een specifiek type van vacuümcoatingsystemen waarop uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen worden toegepast is een sputtersysteem.

Onder 'meerlaagse stapel' wordt verstaan een stapel van meerdere lagen, die in samenstelling kan verschillen, en waarbij elke laag een dikte heeft van 1 nm tot 10 μm en gewoonlijk van 3 nm tot 200 nm.

BE2017/5374

Een 'in-line vacuümcoatingproces' is een proces waarbij coating voortdurend kan worden uitgevoerd, d.w.z. dat een te coaten substraat een verwerkingskamer binnenkomt, wordt gecoat en de verwerkingskamer verlaat, zonder dat het vacuüm in de verwerkingskamer moet worden doorbroken. Een 'in-line meting' in de context van de onderhavige uitvinding is een meting die in een vacuümkamer wordt toegepast zonder het vacuüm te doorbreken, in tegenstelling tot een exsitu meting zoals bekend is in de techniek.

VACUÜMCOATINGPROCES, PROCESBESTURINGSMIDDELEN, PROCESPARAMETERS

Een sputterproces, of in het algemeen een vacuümcoatingproces, wordt gestuurd door een aantal procesbesturingsmiddelen. De instellingen van de procesparameters van de procesbesturingsmiddelen beïnvloeden de mechanische, optische en/of elektrische eigenschappen van een laag die wordt afgezet. Sommige procesparameters hebben een meer globaal effect, terwijl andere een meer lokaal effect hebben. Dooreen bepaalde procesparameter te selecteren en te wijzigen, kunnen laageigenschappen worden gewijzigd, wat een gewenste eigenschap is in termen van, enerzijds, het verkrijgen van specifieke eigenschappen over het volledige substraat, het verkrijgen van eenvormigheid van laageigenschappen over een substraat en, anderzijds, het verkrijgen van eenvormigheid van laageigenschappen over verschillende substraten door de tijd heen. Echter, een probleem bestaat erin dat het niet gemakkelijk is om te bepalen welke procesparameters moeten worden gewijzigd, om een bepaalde laageigenschap globaal of lokaal te verkrijgen. Dit komt doordat de invloed van een eerste procesparameter op een eigenschap van de eerste laag niet als onafhankelijk kan worden gezien van de invloed ervan op de eigenschap van de tweede laag. Bovendien, kan een bepaalde laageigenschap soms worden afgestemd op meer dan één procesparameter, en zonder verdere kennis, is het moeilijk om te weten welke procesparameter moet worden gewijzigd voor het verkrijgen van een gewenst resultaat in de eigenschap van een laag, zonder de eigenschap van een andere laag te degraderen.

Zonder noodzakelijkerwijs uitvoerig te zijn, worden procesbesturingsmiddelen en hun overeenstemmende hierna opgesomd:

Voeding: Procesparameters in verband met de voeding zijn bv. de golfvorm of het vermogensniveau, bv. spanningsniveau of stroomniveau, dat verband houdt met de energie die wordt toegepast op het systeem. Het voedingsniveau is gewoonlijk een globale procesparameter, d.w.z. dat het voedingsniveau niet alleen op één locatie kan worden gewijzigd. Een hoger voedingsniveau met anders constante depositieparameters kan bijvoorbeeld leiden tot een hogere dikte. In een

BE2017/5374 sputterproces, wordt de voeding typisch aangesloten op de magnetron voor het voeden van het sputterdoel. In parallel, echter, kunnen aanvullende voedingen worden voorzien; bv. voor het voeden van een actief anodesysteem of bv. voor het voeden van een ionenbron.

Primaire gas-/vloeistoftoevoer: Een procesparameter met betrekking tot de primaire gas-/vloeistoftoevoer is de gas-/vloeistofstroom. De gasverdeling bepaalt de plaatsafhankelijke partiële druk in een proceskamer. De gasverdeling is een complexe parameter, omdat verschillende gassen in het spel komen, zuiver of met verschillende mengverhoudingen. De invloed van de primaire gas-/vloeistoftoevoer kan worden beperkt om zich uit te strekken voorbij de omvang van het toevoersysteem binnen de proceskamer.

Reactieve gas-/vloeistoftoevoer: Procesparameters in verband met de reactieve gas-/vloeistoftoevoer zijn de gas-/vloeistofverdeling en de betrokken partiële drukken, of de gas-/vloeistofstroming. Een hogere reactieve gasstroom zal gewoonlijk een lagere sputtersnelheid genereren. Door het wijzigen van de reactieve gasstroom, kan de dikte van de laag die wordt afgezet worden gestuurd; zijn samenstelling en prestatie kunnen echter ook worden beïnvloed. De invloed van de reactieve gas/vloeistoftoevoer kan worden beperkt om iets meer uit te zetten dan de omvang van het toevoersysteem binnen de proceskamer.

Sputterdoel: Een procesparameter die is gerelateerd aan het sputterdoel, is de sputterdoelbeweging, bv. toerental.

Magnetron: Procesparameters in verband met de magnetron zijn bv. magnetische veldsterkte, magneetbeweging, of toerental. De magneetbeweging omvat magneetstaaforiëntatie en magneetstaafpositie. De magneetstaafpositie bepaalt de plasmadichtheid, en dus de sputternelheid. Vooral als de magneetstaaf uit meerdere magneetstaafdelen bestaat, is de invloed van de magneetstaaf lokaal. Een sterker lokaal magnetisch veld geeft een hogere lokale sputternelheid.

Anode: Een procesparameter die is gerelateerd aan de anode is het anodeafstemniveau; bv. de weerstand tegen het grondniveau. Anodeafstemming is een globale parameter.

Verwarming: Een procesparameter die is gerelateerd aan verwarming is een temperatuurniveau. Verwarming heeft een lokale invloed, aangezien verschillende temperaturen op verschillende locaties kunnen worden toegepast.

BE2017/5374

FIG. 2 illustreert een inline vacuümcoatingsysteem in de vorm van een sputtersysteem 200 volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, bv. een sputtersysteem voor het sputteren van grote oppervlaktegebieden, zoals substraten met grote oppervlakten of reeksen van kleinere substraten.

Het sputtersysteem 200 is geconfigureerd voor het sputteren van een of meer materiaallagen op een substraat 10. Het substraat kan elke onderliggende vaste laag zijn. Het kan bv. een blank substraat zijn, d.w.z. een substraat van onbekleed materiaal, of een substraat van substraatmateriaal dat op zich al bedekt is door een of meer materiaallagen. In geval van het sputteren van een of meer materiaallagen op het substraat, omvat het sputtersysteem 200 ten minste één sputterdoel 201, bv. in de uitvoeringsvorm zoals geïllustreerd op FIG. 2 ten minste één cilindrisch sputterdoel 201; de onderhavige uitvinding is echter niet beperkt tot een bepaald type van vacuümdepositie, laat staan tot een bepaald type van sputteren. Het ten minste één cilindrisch sputterdoel 201 kan zijn bevestigd aan ten minste één eindblok (niet geïllustreerd op FIG. 2) op de interface 202, 203. Rotatie van het ten minste één cilindrisch sputterdoel 201 rond zijn rotatie-as kan worden gestuurd door eerste aandrijfmiddelen. Een magneetstaaf 204 kan zijn voorzien binnen het cilindrisch sputterdoel 201. De magneetstaaf 204 kan een integrale magneetstaaf uit één deel zijn, of kan omvatten, zoals geïllustreerd op FIG. 2, een aantal magneetstaafdelen, die afzonderlijk stuurbaar zijn, worden gestuurd door tweede aandrijfmiddelen, naar en weg van de sputterdoelas, en derhalve weg van en naar het sputterdoeloppervlak. De magneetstaaf 204 kan draaibaar zijn rond de sputterdoelas, bv. gestuurd door derde aandrijfmiddelen. Gestuurd door de derde aandrijfmiddelen voor rotatie rond de sputterdoelas, kan de magneetstaaf 204 bv. een tuimelbeweging ondergaan.

In een sputtersysteem 200 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan een veelheid aan sputterzones 300a, 300b, 300c, 300d zijn voorzien, waarbij ten minste één sputterdoel 201 (cilindrisch in de geïllustreerde uitvoeringsvorm, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt) is voorzien in elke sputterzone. Dit is geïllustreerd in een zijaanzicht op FIG. 3. Gewoonlijk, kan een sputtersysteem 200 tenminste vijf, bv. ten minste vijftien, bv. ten minste tot zelfs vijftig of meer sputterzones 300x omvatten. Een dergelijk sputtersysteem is ideaal voor productiecampagnes omvattend een verscheidenheid aan producten, elk met een specifieke coatingstapel die een relatief groot aantal lagen omvat, bv. ten minste drie, ten minste zes, of bv. ten minste tien of bv. ten minste veertien, of zelfs meer dan veertien coatinglagen. Pompzones P kunnen ook worden verschaft, gewoonlijk voor het scheiden van verschillende sputterdoelmaterialen, of verschillende lagen of verschillende processen.

BE2017/5374

Bekende vacuümcoatingsystemen uit de stand van de techniek kunnen een ex-situ sensorsysteem 301 omvatten voor het meten van eigenschappen van de gehele coatinglaagstapel. Dit is meestal een traverserend systeem, waarin een meetkop over de breedte van het substraat kan bewegen. In bekende systemen, worden gewoonlijk de mate van reflectie en kleur gemeten en geverifieerd, maar een dergelijk meetsysteem staat niet toe om de afzonderlijke laagdiktes van de lagen in de coatingstapel daaruit te bepalen. Beoogd gebruik wordt gemaakt van spectrale meetgegevens van het ex-situ meetsysteem en een computersysteem met een softwarepakket voor optische modellering, de meest waarschijnlijke werkelijke laagdikte van elke afgezette laag kan alleen worden berekend door middel van benadering, op basis van de procesbesturingsparameters van de coatingstapel die moet worden geproduceerd en op basis van de bekende materiaaleigenschappen. De onzekerheid neemt toe naarmate de coatingstapel meer lagen bevat en/of naarmate de meetnauwkeurigheid afneemt. Om een hogere nauwkeurigheid van de eigenschappen van afzonderlijke lagen te verkrijgen, en dus van de volledige stapel, bij inrichtingen volgens de stand van de techniek, moeten andere technieken worden gebruikt, zoals destructief testen (bv. door bepaalde lagen weg te etsen), wat resulteert in grote tijdsvertragingen, wat niet praktisch is voor productiecampagnes omvattend een verscheidenheid aan producten die elk een unieke coatingstapel hebben. Bijgevolg, is de aanpassing van de sputterzones (bv. gebaseerd op aanpassing van procesbesturingsmiddelen) niet gemakkelijk. Als men ook de laageigenschappen en hun eenvormigheid over het oppervlak van het substraat wil controleren, zal het aantal metingen en de bereiding van de monsters heel snel toenemen. Verder, als de coatingstapel dik is of veel lagen bevat, kan het substraat gedurende vele minuten in de vacuümsystemen verblijven. Als een afwijking in de stapel voorkomt in één van de eerste lagen in de buurt van het originele substraat, kan de vertraging van het opmerken van dit effect door het ex-situ sensorsysteem significant zijn. Als gevolg daarvan, kan een significant productvolume al van suboptimale kwaliteit zijn en het is moeilijk terug te voeren op de procesbesturingsmiddelen van de afwijkende laag vanwege de vertraging.

Om de kwaliteit van de coatingstapel te verhogen, omvat het vacuümcoatingsysteem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, een voorbeeld daarvan is geïllustreerd op FIG. 2, een feedback systeem 210 voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die is aangebracht op een substraat 10, bv. een blank substraat of een reeds eerder gecoat substraat. Het substraat 10 (blank of eerder gecoat) samen met de vers aangebrachte coating (enkel- of meerlaagse stapel) vormt wat verder het gecoate substraat 11 wordt genoemd.

BE2017/5374

Het feedback systeem 210 omvat ten minste één bewakingsinrichting 220 voor het bepalen van meetsignalen. De bewakingsinrichting 220 is geconfigureerd als een in-situ meetsysteem, wat betekent dat meting van een laag mogelijk is nadat de laag is gevormd op het substraat, terwijl het substraat door de vacuümdepositie-inrichting beweegt. Metingen worden in real-time uitgevoerd, zodanig dat correctie voor afwijkingen in de lagen in real-time kan worden uitgevoerd.

De bewakingsinrichting 220 is geconfigureerd voor het uitvoeren van ten minste twee verschillende meettechnieken voor het bepalen van meetsignalen. De verschillende meettechnieken zijn zodanig dat verschillende informatie, d.w.z. verschillende laageigenschappen, worden verkregen uit de meetsignalen, zoals bv. informatie over mechanische eigenschappen zoals laagdikte of laagruwheid, informatie over optische eigenschappen zoals reflectie of transmittantie, of informatie over elektrische eigenschappen zoals resistiviteit. Terwijl afzonderlijke meettechnieken een totaal andere manier van meten kunnen hebben; sommige van de verschillende meettechnieken kunnen nauw verwant zijn, zoals bijvoorbeeld transmissiemetingen in een infrarood golflengteband en transmissiemetingen in het visuele spectrum, of transmissiemetingen onder verschillende hoeken. Belangrijk is dat de verschillende meettechnieken zodanig zijn geselecteerd dat informatie wordt verschaft over verschillende laageigenschappen.

De meetsignalen worden verkregen op elk van de veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat 11. Een eerste meettechniek is ingericht om gelijktijdig op een veelheid aan locaties te worden toegepast, en een tweede meettechniek is ingericht om op ten minste één locatie te worden toegepast. Dit betekent dat, in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, zowel de eerste als de tweede meettechniek kunnen worden toegepast op een veelheid aan locaties. Een meting op een veelheid aan locaties biedt positieafhankelijke informatie. Dit laat zien of de afwijking van een materiaaleigenschap een lokale of een globale afwijking is. In het eerste geval, moet een procesbesturingsmiddel met een lokale invloed verschillend worden bediend, terwijl in het tweede geval de bediening van een procesbesturingsmiddel met een globale invloed moet worden aangepast. De ten minste een locatie waar de tweede meettechniek wordt toegepast kan een van de locaties zijn waar ook de eerste meettechniek wordt toegepast. Als alternatief, kan de ten minste een locatie waar de tweede meettechniek wordt toegepast een locatie zijn waar geen andere meettechnieken worden toegepast.

Een van de eerste en tweede meettechnieken is een spectrale transmissiemeting. De andere van de eerste en tweede meettechnieken kan elke andere geschikte meettechniek zijn,

BE2017/5374 zoals bv. een transmissiemeting, bv. ook een spectrale transmissiemeting, maar in een andere golflengteband; een reflectiemeting; ellipsometrie (het meten van een verandering in verzonden of gereflecteerde polarisatie); een niet-contactmeettechniek, zoals een Hall-sonde of zwerfstroomtechniek; een camerabeeldvormingstechniek met lichtveld of donkere veldverlichting, spiegelbeeld of diffuse reflectie op de substraatzijde of coatingzijde, enz.

Om de verschillende meettechnieken te uitvoeren, kan de bewakingsinrichting 220 een veelheid aan sensorelementen 221, 222 omvatten. In de uitvoeringsvorm die is geïllustreerd op FIG. 2, zijn een aantal eerste sensorelementen 221 verschaft, voor het uitvoeren van de eerste meettechniek; en twee tweede sensorelementen 222 zijn verschaft, voor het uitvoeren van de tweede meettechniek. In de geïllustreerde uitvoeringsvorm, zijn de tweede sensorelementen 222 verdeeld onder de veelheid aan eerste sensorelementen 221, maar de onderhavige uitvinding is hiertoe niet beperkt. In alternatieve uitvoeringsvormen, kan een enkelvoudig tweede sensorelement 222 zijn verschaft, en dit enkelvoudige tweede sensorelement kan ofwel tussen twee eerste sensorelementen 221, of naast de veelheid aan eerste sensorelementen 221, of zelfs op een geheel andere locatie zijn gelegen.

De bewakingsinrichting 220 kan ook een sensorregelaar 223 omvatten voor het ontvangen, eventueel opslaan, en verzenden van de meetsignalen die zijn verkregen uit de afzonderlijke sensorelementen 221, 222. De sensorregelaar 223 kan al gegevens verwerken of voorverwerken; bv. voor het visualiseren van de ruwe gegevens in een grafiek of tabel of bv. voor het filteren, het berekenen van het gemiddelde of vergelijken van gegevens met referentieresultaten. Bovendien, kan de sensorregelaar 223 scherminstellingen resetten, opstarten, kalibreren, of op een of andere manier de functionaliteit van de sensorelementen sturen. De sensorregelaar 223 zoals geïllustreerd in de uitvoeringsvorm van FIG. 2 is een aparte regelaar, maar volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de functionaliteit van de sensorregelaar worden uitgevoerd door elke andere verwerkingseenheid, gecombineerd met andere soorten verwerking. De verschillende soorten van verwerking kunnen worden uitgevoerd als onderling verbonden en afzonderlijk werkende modules.

Het feedback systeem 210 omvat verder ten minste één verwerkingseenheid 230. De verwerkingseenheid 230 is ingericht voor het ontvangen van de meetsignalen, ofwel van de sensorregelaar 223 ofwel direct van de sensorelementen 221, 222, indien er geen aparte sensorregelaar beschikbaar is. De verwerkingseenheid 230 verder is ingericht voor het ontvangen van kalibratiegegevens van een nominaal werkpunt op het blanke of eerder gecoate substraat 10, welke kalibratiegegevens kunnen worden opgeslagen in een eerste opslagmiddel 231. De

BE2017/5374 kalibratiegegevens kunnen substraatkenmerken en procesvariabelen omvatten. De verwerkingseenheid 230 kan bovendien, maar hoeft niet te zijn ingericht voor het ontvangen van kennis uit een laagmodel van de laag die wordt aangebracht, waarbij het laagmodel laagparameters uitdrukt van de laag die wordt aangebracht als een functie van instellingen en/of variaties van ten minste twee van een veelheid aan procesbesturingsmiddelen. Het laagmodel kan worden opgeslagen in een tweede opslagmiddel 232.

De verwerkingseenheid 230 is geconfigureerd voor het bepalen, uit de kalibratiegegevens en de meetsignalen, van werkelijke waarden van ten minste twee verschillende dunnefilmeigenschappen op de veelheid aan locaties. De verwerkingseenheid kan de werkelijke waarden van de ten minste twee verschillende dunne-filmeigenschappen vergelijken op de veelheid aan locaties met corresponderende gewenste waarden.

Indien de verwerkingseenheid 230 is ingericht voor het ontvangen van kennis van een laagmodel van de laag die wordt aangebracht, kan de verwerkingseenheid 230 deze kennis gebruiken voor het omzetten van het verschil tussen de werkelijke waarden van de verschillende dunne-filmeigenschappen en de gewenste waarden op de veelheid aan locaties in signalen die kunnen worden gebruikt voor het genereren van bedieningssignalen voor het bedienen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen.

Het feedback systeem 210 omvat verder een regelaar 240 die is ingericht voor het ontvangen van signalen van de verwerkingseenheid 230. In het geval dat deze signalen waarden zijn die representatief zijn voor de afwijking tussen de werkelijke waarden van de ten minste twee verschillende dunne-filmeigenschappen op de veelheid aan locaties, en de corresponderende gewenste waarden, kan de regelaar 240 zijn ingericht voor het ontvangen van kennis van het laagmodel van de laag die wordt aangebracht, en kan deze zijn geconfigureerd voor het gebruiken van deze kennis voor het omzetten van het verschil tussen de werkelijke waarden van de verschillende dunne-filmeigenschappen en de gewenste waarden op de veelheid aan locaties in signalen die kunnen worden gebruikt voor het genereren van bedieningssignalen voor het bedienen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen. In de alternatieve uitvoeringsvorm waarbij de kennis van het laagmodel wordt toegepast op de verwerkingseenheid 230 zoals hierboven uiteengezet, is de vergelijking tussen de werkelijke en de gewenste waarden van de dunne-filmeigenschappen in de verwerkingseenheid 230 gemaakt, en de regelaar 240 is ingericht voor het ontvangen van signalen voor gebruik bij het genereren van bedieningssignalen voor de procesbesturingsmiddelen. In ieder geval, genereert de regelaar 240, op basis van de ontvangen invoergegevens, bedieningssignalen voor het bedienen van de veelheid aan

BE2017/5374 procesbesturingsmiddelen. Hiertoe, genereert de regelaar 240 niet alleen stuursignalen voor het sturen van de procesbesturingsmiddelen, maar genereert deze ook verdere stuursignalen voor het verder sturen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen, zodanig dat het vacuümcoatingproces wordt uitgevoerd met verschillende procesparameters, om de eigenschappen van de laag van laagstapel binnen voorafbepaalde tolerantiewaarden te brengen.

In bepaalde uitvoeringsvormen, kan informatie van werkelijke aandrijvingsinstellingen, bekend voor de regelaar 240, essentiële invoer verschaffen aan het laagmodel voor het begrijpen van de gevoeligheid van de aandrijvingen in de buurt van het regime van hun werkelijke werkpunt. Louter als voorbeeld, als de magnetische veldsterkte hoog is; kan een kleine wijziging in magneetpositie een groot effect genereren op veldsterkte, terwijl dezelfde aandrijvingsbeweging voor een zwak magnetisch veld een kleiner effect op veldsterkte kan veroorzaken. Dus, in feite kan het in de tweede opslagmiddelen 232 opgeslagen model gebruik maken van invoer van 240, en invoer leveren aan ofwel de verwerkingseenheid 230 ofwel de regelaar 240. Als het feedback systeem volgens de onderhavige uitvinding wordt uitgevoerd op een bestaande systeemvacuümcoater, zullen de tweede opslagmiddelen waarschijnlijk functioneel zijn gekoppeld aan de verwerkingseenheid 230, daar dit de minste wijzigingen van de bestaande bits en stukken vereist. Indien, echter, een volledig nieuwe vacuümcoater is gebouwd, die de feedbackfunctionaliteit uitvoert volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, is het koppelen van de tweede opslagmiddelen 232 aan ofwel de verwerkingseenheid 230 ofwel de regelaar 240 een ontwerpkeuze.

De sensorregelaar 223, de verwerkingseenheid 230 en de regelaar 240 zijn geïllustreerd op FIG. 2 als afzonderlijke apparaten. Dit is zeker een mogelijke uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, maar de uitvinding is hiertoe niet beperkt. Iedere combinatie van sensorregelaar 223, verwerkingseenheid 230 en/of regelaar 240 kan worden geïntegreerd als modules van eenzelfde software- of hardwareplatform. Zo, kan de signaalbeheersoftwaremodule onderdeel zijn van of worden gedeeld met de verwerkingseenheid 230. In feite, indien bv. regelaar 240 al aanwezig is op een coatingsysteem, kunnen sensorregelaar 223 en verwerkingseenheid 230 fysiek twee afzonderlijke eenheden of een enkele eenheid zijn. Als ze één fysieke eenheid zijn, kunnen de processen van de sensorregelaar 223, de verwerkingseenheid 230 en zelfs de regelaar 240 gecombineerd, modulair of op dezelfde of meerdere afzonderlijke logische processors draaien. In alternatieve uitvoeringsvormen, kunnen de verwerkingseenheid 230 en de regelaar 240 zijn geïntegreerd in een enkele component die de functionaliteit van zowel de verwerkingseenheid 230 als de regelaar 240 belichaamt, bv. bepaling van laageigenschappen uit

BE2017/5374 de meetwaarden, identificatie of bepaalde laageigenschappen afwijken van een gewenste waarde, en zo ja identificatie van welke procesparameters moeten worden gewijzigd om de gewenste waarden voor de laageigenschappen te verkrijgen.

Het is belangrijk om te realiseren dat de feedback die wordt gegeven door de verwerkingseenheid 230, door het vergelijken van de werkelijke waarden van de laageigenschappen met de gewenste waarden voor de laageigenschappen, mogelijk kan inwerken op een veelheid aan procesbesturingsmiddelen, d.w.z. dat het verkrijgen van een gewenste waarde voor een laageigenschap kan worden bereikt op verschillende manieren. Het selecteren van de correcte procesparameter die moet worden gewijzigd, door het verschaffen van de corresponderende bedieningssignalen voor het bedienen van de procesbesturingsmiddelen, zodanig dat in hoofdzaak eenvormige laageigenschappen worden verkregen, is een moeilijke taak, omdat het wijzigen van een bepaalde procesparameter ter verbetering van een bepaalde laageigenschap een andere laageigenschap kan verslechteren.

FIG. 2 toont ook schematisch een weergave-inrichting 241 voor het bewaken van parameters van de procesbesturingsmiddelen van het vacuümproces in combinatie met een weergave van gegevens die zijn opgehaald uit de bewakingsinrichting. Deze weergaveinrichting 241 omvat een invoerinterface 242 die is geconfigureerd voor het ontvangen van ten minste één procesparameter, waarvoor het vacuümcoatingproces een invoer vereist, en ten minste één substraatparameter die een fysieke eigenschap van een tussenliggende stapel van lagen weergeeft. De invoerinterface 242 kan zijn informatie ophalen uit verschillende componenten van het sputtersysteem 200, d.w.z. de invoerinterface 242 kan systeemgegenereerde invoeren ophalen. Hij kan bv. zijn informatie ophalen uit de bewakingsinrichting 220, en/of uit de sensorregelaar 223, en/of uit de verwerkingseenheid 230, en/of uit de eerste 231 of tweede 232 opslagmiddelen, en/of uit de regelaar 240. De invoerinterface is, echter, niet beperkt daartoe. Hij kan bijvoorbeeld ook bedienersinvoeren ophalen. Een combinatie van bedienersinvoeren en systeemgegenereerde invoeren kan ook worden ontvangen door de invoerinterface 242. Zo, kan de bediener een optie hebben gekozen voor het automatisch aanpassen van de systeeminstellingen, zodra de verwerkingseenheid in staat is om betrouwbaar adequate procesinstellingen te genereren in aanvulling op deze optie, of als alternatief, kan een bedienersinvoer, bv. in noodgevallen, een systeemgegenereerde invoer herroepen.

De weergave-inrichting kan ook een gebruikersinterface 243 omvatten die is ingericht voor het weergeven op een weergave-inrichting van de ten minste een procesparameter en de ten

BE2017/5374 minste een substraatparameter, zodanig dat de invloed van de ten minste een procesparameter op de ten minste een substraatparameter wordt geïllustreerd. De gebruikersinterface 243 kan afgeleide procesparameters tonen, die zijn gekoppeld met bedieningsinstellingen; bv. de aandrijving kan de gasstroom instellen via een massastroomregelaar en de resulterende druk in de kamer wordt gemeten als procesparameter. Er moet worden begrepen dat de resulterende drukmeting verder kan afhangen van bv. kamertemperatuur, pompsnelheid, klepinstellingen, enz. en andere gerelateerde aandrijvingsinstellingen of systeemomstandigheden.

Voorbeelden van een dergelijke weergave-inrichting, in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, zullen later worden beschreven in de beschrijving.

In overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, wordt een laagmodel verschaft om te helpen bij het uitvoeren van deze taak. Het laagmodel verschaft de intelligentie om de bediening van de procesbesturingsmiddelen aan te passen zodat de gewenste laageigenschappen worden verkregen.

MODEL

Het laagmodel drukt laagparameters uit van de laag die wordt aangebracht als een functie van instellingen en/of variaties van ten minste twee van een veelheid aan procesbesturingsmiddelen, Dergelijk model kan op elke geschikte manier worden gebouwd, bv. door experimenten, door middel van machinaal leren, bv. artificiële intelligentie of diep leren.

Het opbouwen van een model door experimenten zou betekenen dat, in een ndimensionale ruimte, waarbij n het aantal procesparameters is, bv. voedingsniveau, hoofdgasstroom, reactieve gasstroom, sputterdoelbeweging, magneetstaafbeweging, anodeafstemniveau, temperatuurniveau, er verschillende waarden worden ingesteld voor de veelheid aan procesparameters, en de verschillende laageigenschappen voor elke reeks van waarden worden gemeten. Bekende technieken om dit te doen zijn volledige factoriële of gedeeltelijk factoriële statistische onderzoeksplanning. In een volledige factoriële statistische onderzoeksplanning, nemen elk van de n procesparameters een discreet aantal mogelijke waarden aan, en voor alle mogelijke combinaties van deze waarden, worden de laageigenschappen gemeten. Hierdoor, wordt het effect van elke procesparameter op een van de laageigenschappen duidelijk. Als het aantal combinaties in een volledig factorieel experiment te hoog is om haalbaar te zijn, kan een gedeeltelijk factorieel experiment worden uitgevoerd, waarbij een veelheid van de mogelijke combinaties wordt weggelaten. Deze experimenten kunnen vooraf

BE2017/5374 worden uitgevoerd (d.w.z. voordat de gecontroleerde productie is gestart) of in situ (d.w.z. terwijl de gecontroleerde productie loopt). In het laatste geval, kunnen kleine en gecontroleerde variaties consequent op de procesparameters worden uitgevoerd en hun effect of impact op de metingen of laageigenschappen wordt bewaakt. In dit laatste geval, zouden de schommelingen voldoende klein moeten zijn om de gewenste prestaties van de coating niet te beïnvloeden en de laageigenschappen binnen het specificatievenster te houden. Met deze werkwijze kan de werkelijke gevoeligheid van de procesparameters op de laageigenschappen constant worden gecontroleerd, aangezien deze over de lengte van een productiecampagne of levensduur van de betrokken onderdelen kan verschuiven (bv. dikte van het sputterdoelmateriaal).

Het eindresultaat van de modelbouwstap is ten minste één model dat laagparameters uitdrukt als een functie van instellingen en/of variaties van een veelheid aan procesbesturingsmiddelen, dat vaak wordt weergegeven door de responsoppervlakmethodologie. Het eindresultaat kan een enkel model zijn met waarden voor alle laageigenschappen in functie van alle instellingen voor procesbesturingsmiddelen. Als alternatief, kan het eindresultaat een veelheid aan modellen zijn, waarbij elk model waarden uitdrukt voor een enkele laageigenschap in functie van alle instellingen voor procesbesturingsmiddelen. Nog als alternatief, kan het eindresultaat een veelheid aan modellen zijn, waarbij elk model waarden uitdrukt voor een veelheid aan laageigenschappen in functie van alle procesbesturingsmiddelen. Elk van de betrokken modellen kan zijn gebaseerd op experimentele werkzaamheden of op fysieke relaties die worden beschreven en bewezen met wiskundige formules. Zo, kan constructieve en destructieve interferentie randgebieden op het transmissie- en reflectiespectrum verschaffen, waardoor de optische dikte van een laag kan worden berekend op basis van de positie van de uiterste waarde. Verder, zijn er verschillende modellen beschikbaar en worden deze gebruikt in softwarepakketten voor het ontwerpen en analyseren van dunne films waardoor berekening van optische constanten voor een laag op een substraat mogelijk wordt gemaakt.

Het model leert aan de gebruiker wat de gevoeligheid van een laageigenschap voor bepaalde procesparameters is. Het blijkt dat er een cross-correlatie is tussen verschillende procesparameters en laageigenschappen.

HOE WORDT HET MODEL GEBRUIKT

In een praktijksituatie, zal het wenselijk zijn om een laag af te zetten op een substraat, door middel van een vacuümcoatinginrichting. De laag moet specifieke, gewenste, eigenschappen

BE2017/5374 hebben, zoals bijvoorbeeld een bepaalde weerstand, transmissie, ruwheid en/of dikte. De vacuümcoatinginrichting zal worden bediend door bedieningssignalen, waarbij het bepalen van de waarden behoort tot de vakbekwaamheden van een vakman.

Het blijkt echter, dat de afgezette laag niet altijd de gewenste eigenschappen heeft. Dit kan het gevolg zijn van een licht veranderde omgeving, door veroudering van de vacuümcoater, verhitting van de vacuümcoater, materiaal dat wordt afgezet op bepaalde componenten van de vacuümcoater zoals wanden van de vacuümkamer of gaten van het gasdistributiesysteem, het uitgassen van poreuze wanden, het aanpakken van erosie die leidt tot een verhoging van magnetische veldsterkte, enz., die allemaal kunnen leiden tot een afwijking in een of meer procesparameters. Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een oplossing te verschaffen voor dit probleem, en om het coatingsysteem zodanig te sturen dat, uiteindelijk de laag die wordt aangebracht de gewenste eigenschappen heeft met goede herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid.

Hiertoe, wordt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, een feedback systeem verschaft, voor het meten van ten minste twee meetwaarden, door ten minste twee verschillende meettechnieken, waarvan één een spectrale transmissiemeting is. Als voorbeeld, de onderhavige uitvinding is daartoe niet beperkt, kunnen twee transmissiemetingen worden uitgevoerd, één in de infraroodgolflengteband en één in de visuele golflengteband. Eén van de metingen wordt op een veelheid aan locaties uitgevoerd, terwijl de andere meting op ten minste één locatie wordt uitgevoerd. Beide metingen kunnen op meerdere locaties worden uitgevoerd.

De meetwaarden kunnen worden gebruikt in een werkwijze volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De werkwijze kan worden uitgevoerd in software.

Uit de meetwaarden, worden materiaallaageigenschappen bepaald. In geval van twee transmissiemetingen, kan de resistiviteit p van de laag die wordt aangebracht worden bepaald uit de eerste transmissiemeting in de infraroodgolflengteband, terwijl de dikte d, de brekingsindex n en de absorptiecoëfficiënt k kunnen worden bepaald uit de tweede transmissiemeting in de visuele golflengteband. Natuurlijk, als andere materiaallaageigenschappen moeten worden bepaald, kunnen andere meetmethoden op overeenkomstige wijze worden gebruikt.

In overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, is ten minste één meting een meting die gelijktijdig wordt toegepast op verschillende locaties, die positieafhankelijke informatie verschaft. Dit laat toe om te zien of de afwijking van een materiaaleigenschap een lokale of een globale afwijking is, en dus of een procesbesturingsmiddel met een lokale invloed of een globale invloed bij voorkeur anders moet worden bediend.

BE2017/5374

Stel u bijvoorbeeld voor dat, voor een bepaalde toepassing, laagdikte en resistiviteit van groot belang zijn om een eenvormige waarde te hebben. Laagdikte kan worden beïnvloed door bv. het wijzigen van het voedingsniveau (globale invloed) en/of door het wijzigen van de reactieve gas/vloeistoftoevoerstroom (globale of lokale invloed, afhankelijk van of de reactieve toevoerstroom overal wordt gewijzigd, of slechts op één of meer locaties) en/of door het afstemmen van de magneetstaaf (lokale invloed), enz. De meting die de laagdikte-informatie verschaft zou bij voorkeur een meting moeten zijn die ook de positie-informatie verschaft. Resistiviteit kan worden beïnvloed door bv. de primaire gas-/ vloeistoftoevoerstroom (globale of lokale invloed) en/of door het wijzigen van het voedingsniveau (globale invloed) enz. Omdat het voedingsniveau een invloed heeft op zowel dikte als resistiviteit, moeten intelligente beslissingen worden genomen om de gewenste materiaaleigenschappen te bekomen.

Uit het laagmodel, dat laagparameters uitdrukt van de laag die wordt toegepast als een functie van instellingen en/of variaties van een veelheid aan procesbesturingsmiddelen, kan voor elk van de procesparameters die betrokken zijn bij de aansturing van het coatingproces worden geïdentificeerd welke subbereiken kunnen worden aangewend om de eigenschap van de eerste laag, bv. dikte, binnen een tolerantiebereik rond de gewenste waarde van de eigenschap van de eerste laag te krijgen. Afhankelijk van of de laageigenschap is bepaald op basis van een meting op een enkele locatie, of op basis van een veelheid aan gelijktijdige metingen op verschillende locaties die ruimtelijk over het substraat zijn verspreid, kan het meer zin hebben om procesbesturingsmiddelen te bedienen die een globale invloed of een lokale invloed hebben. Het zal duidelijk worden uit het model dat bepaalde procesparameters niet veel invloed hebben op de eigenschap van de eerste laag, wat impliceert dat voor deze procesparameters het toegestane subbereik erg groot is. Als de specifieke procesparameter de eigenschap van de eerste laag helemaal niet beïnvloedt, kan de specifieke procesparameter elke waarde aannemen. Zo wordt dus een eerste reeks van subbereiken van procesparameters verkregen.

Op dezelfde manier, kan uit het laagmodel worden geïdentificeerd voor elk van de procesparameters die betrokken zijn bij de aansturing van het coatingproces welke subbereiken kunnen worden aangewend om de eigenschap van de tweede laag, bv. resistiviteit, binnen een tolerantiebereik rond de gewenste waarde van de eigenschap van de tweede laag te krijgen. Zo wordt dus een tweede reeks van subbereiken van procesparameters verkregen.

In overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, worden de in te stellen procesparameters vervolgens geselecteerd uit het gedeelte van de eerste en tweede reeksen van subbereiken van procesparameters. Dit betekent dat voor elke procesparameter, een

BE2017/5374 waarde wordt geselecteerd die zorgt dat zowel de eigenschap van de eerste laag als de eigenschap van de tweede laag binnen zijn tolerantiebereik valt.

Als er geen gemeenschappelijke waarden van procesparameters kunnen worden gevonden in het gedeelte van de eerste en tweede reeks van subbereiken, zouden de tolerantiebereiken van één of meer van de laageigenschappen iets soepeler moeten worden gemaakt of kan het ontwerp van de laagstapel in vraag worden gesteld. Als er veel gemeenschappelijke waarden van procesparameters kunnen worden gevonden in het gedeelte van de eerste en tweede reeksen van subbereiken, zouden de tolerantiebereiken van één of meer van de laageigenschappen iets strikter moeten worden gemaakt.

Bedieningssignalen worden gegenereerd op basis van de geselecteerde gemeenschappelijke waarden van elk van de procesparameters, voor toepassing op de corresponderende procesbesturingsmiddelen. Deze bedieningssignalen kunnen elektrische signalen zijn, zoals spanningen of stromen.

VOORBEELD

Laten we een realistisch voorbeeld van het belangrijkste TCO (Transparant Conductief Oxide)-materiaal nemen, bv. ITO (Indium Tin Oxide). De belangrijkste eigenschappen van een TCOmateriaal zijn, zoals de naam al aangeeft, voldoende overdraagbaarheid in het visuele spectrum en voldoende lage elektrische weerstand. ITO heeft in het bijzonder een relatief bekende prestatie van laageigenschappen voor een variatie in procesconditiemiddelen zodat we direct een laagmodel kunnen uitvoeren uit informatie die is gepubliceerd voor sputterdepositie van dit materiaal uit een keramisch ITO-sputterdoel. De bewakingsinrichting bestaat uit 2 meettechnieken. Om tot de essentie van het voorbeeld te komen; laten we ervan uitgaan dat we 2 transmittantiemetingen uitvoeren over het visuele spectrum en we tussenin een contactloze zwerfstroommeting uitvoeren voor het meten van de weerstand. Veronderstel dat de gewenste laageigenschappen voorspellen dat de transmittantie boven een bepaalde drempel moet worden gehouden; bv. gemiddeld boven 84% in een bereik tussen 500 nm en 600 nm, terwijl de laagweerstand /?□ onder de 170 moet worden gehouden Ω/ .

Uit de literatuur weten we dat gewoonlijk:

- Hogere laagdikte D de laagweerstand zal verminderen

- Hogere laagdikte D de transmittantie zal verminderen

- Hogere reactieve zuurstoftoevoer O de laagweerstand zal verhogen

- Hogere reactieve gasstroom O de transmittantie zal verhogen

BE2017/5374

- Hogere magnetische veldsterkte B de laagweerstand zal verminderen

- Hogere magnetische veldsterkte B de transmittantie zal verhogen

- Hogere temperatuur T de laagweerstand zal verminderen

- Hogere temperatuur T de transmittantie zal verhogen

De gevoeligheid van elk effect is niet lineair en sommige kunnen zelfs het tegengestelde effect bewerkstelligen na het overschrijden van een extreme waarde.

Laat ons een mogelijk scenario aantonen van de evolutie van de bewakingsinrichting, de verwerkingseenheid en de regelaar door de tijd heen:

Tijd	Links (T%)	Midden (Ω)	Rechts (T%)	Processor	Regelaar
0	85	160	86	OK	Geen actie
1	83	140	85	D omhoog over het algemeen of boven oxide over het algemeen	Vermogen omlaag
2	85	160	86	OK	Geen actie
3	83	160	87	D omhoog links of onder oxide links	B omlaag links omdat T rechts ook omhoog is
4	85	160	86	OK	Geen actie
5	83	150	86	D omhoog links of onder oxide links	O omhoog links omdat R midden ook omlaag is
6	85	160	86	OK	Geen actie
7	85	180	86	D omlaag in het midden of over oxide in het midden	0 omlaag in het midden omdat rest stabiel is
8	85	160	86	OK	Geen actie

Het bovenstaande voorbeeld is doelbewust vereenvoudigd, om algoritmescenario's van het laagmodel te tonen waarbij de noodzaak bestaat om slechts één enkel procesbesturingsmiddel te regelen. Verder, kunnen transmittantiemetingen omvatten interferentie-randgebiedanalyse die is

BE2017/5374 gekoppeld met optische dunne-filmsoftware voor het bepalen van laagdikte, brekingsindex en extinctiecoëfficiënt. Het bovenstaande voorbeeld is beperkt tot een eenvoudige transmittantiedrempelanalyse voor het schatten van laagdikte. Daarnaast is, in het bovenstaande voorbeeld, regeling beperkt tot slechts drie procesbesturingsmiddelen: vermogensniveau, lokale magnetische veldafstemming en lokale reactieve gasstroomafstemming. De afstemgevoeligheid kan afhankelijk zijn van het huidige werkpunt en de coaterconditie (bv. levensduur van het sputterdoel, verontreinigingsniveau ...) en wordt evenmin behandeld in dit voorbeeld.

Belangrijk om op te merken is het belang van ten minste 2 verschillende meettechnieken en een ruimtelijke verdeling. In het voorbeeld op tijdstip 1, 3 en 5; wijkt de T(%) meting aan de linkerkant af van de specificatie tot precies dezelfde waarde. Vanwege de intelligentie van het laagmodel leidt het interpreteren van de afgeleide laageigenschappen van de andere meting tot een parallel resultaat, voor de drie gevallen; verschillende scenario's worden uitgevoerd en de regelaar bedient verschillende procesbesturingsmiddelen om het proces terug te brengen naar het voorafbepaalde aanvaardbare tolerantievenster. Eén enkele meting zou het niet mogelijk maken het proces terug te brengen naar het gewenste regime.

Hoewel de uitvinding in detail is geïllustreerd en beschreven op de tekeningen en in voorgaande beschrijving, moeten dergelijke illustratie en beschrijving als illustratief en voorbeeldig en niet als beperkend worden beschouwd. De voorgaande beschrijving beschrijft bepaalde uitvoeringsvormen van de uitvinding. Het zal echter duidelijk zijn dat hoe gedetailleerd het voorgaande ook in tekst weergegeven wordt, de uitvinding op vele manieren toegepast kan worden. De uitvinding is niet beperkt tot de beschreven uitvoeringsvormen. Bijvoorbeeld, in de uitvoeringsvorm die is geïllustreerd op FIG. 2, is slechts één sputterdoel 201 getoond, en slechts één bewakingsinrichting 220. In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan een veelheid aan trefplaten worden verschaft, de ene na de andere, die elk een verschillende laag op het substraat afzetten. Afzonderlijke bewakingsinrichtingen kunnen in-line worden voorzien, tussen twee naburige trefplaten, voor het terugvoeren van meetsignalen voor het aanpassen van de instellingen van het vorige sputterdoel zodanig dat de laag wordt gewijzigd die wordt afgezet door het vorige sputterdoel. Als alternatief, kan een bewakingsinrichting in-line worden voorzien, voor het terugvoeren van meetsignalen voor het aanpassen van de instellingen van meer dan één vorig sputterdoel zodanig dat de lagen worden gewijzigd die door deze veelheid aan trefplaten worden afgezet. In de uitvoeringsvorm die is geïllustreerd op FIG. 3, is een veelheid aan in-line bewakingsinrichtingen 421, 422 voorzien, waarbij bewakingsinrichting 421 bv. feedback kan geven op meetsignalen voor het aanpassen van instellingen voor de trefplaten van

BE2017/5374 sputterzones 300a en 300b, terwijl bewakingsinrichting 422 feedback kan geven op meetsignalen voor het aanpassen van instellingen voor het sputterdoel van alleen sputterzone 300c. De trefplaten hoeven geen cilindrische trefplaten te zijn, maar kunnen ook vlakke trefplaten zijn.

Het depositiesysteem hoeft geen sputtersysteem te zijn, maar kan elk ander vacuümdepositiesysteem zijn, zelfs complexe hybride vacuümcoatingprocessen zoals familie van CVD (bv. PECVD of ALD), familie van PVD (bv. ion-geassisteerde depositie, HiPIMS, boogverdamping), of een combinatie hiervan.

In de eerder beschreven uitvoeringsvormen, was het sputtersysteem een in-line sputtersysteem. Ook dit is niet bedoeld om beperkend te zijn voor de onderhavige uitvinding. Een verder voorbeeld, bv. geïllustreerd op FIG. 4, voert de basis uit van de onderhavige uitvinding in een batchcoater 40. De batchcoater 40 heeft een trommel 41 die om een as draait en een kamerwand 42 heeft die de roterende trommel omringt. Op de kamerwand 42, kunnen meerdere materiaaldepositiebronnen 43, in de uitvoeringsvorm zijn er twee geïllustreerd met cilindrische trefplaten en twee met vlakke trefplaten, worden geplaatst. Elke materiaaldepositiebron 43 strekt zich uit langs de kamerwand 42 in een richting die evenwijdig is aan de trommelrotatieas. In feite, zouden deze materiaaldepositiebronnen 43 een reeks kleine aangrenzende bronnen kunnen zijn, die elk ook een aparte voeding hebben (waardoor de voeding een lokale variabele en geen globale variabele is). In een bepaalde zone 44 van de kamerwand 42 kan een longitudinale bewakingsinrichting 45, 48 zijn gepositioneerd voor het bewaken van de laaggroei, welke bewakingsinrichting 45, 48 deel uitmaakt van een feedback systeem volgens de onderhavige uitvinding, waarvan de andere delen niet zijn getoond om de tekening niet te overbelasten. De bewakingsinrichting 45, 48 ondersteunt het uitvoeren van ten minste twee verschillende meettechnieken voor het bepalen van meetsignalen op elk van een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat, waarbij een eerste meettechniek is ingericht om tegelijkertijd op een veelheid aan locaties te worden toegepast, en een tweede meettechniek is ingericht om op ten minste één locatie te worden toegepast, waarbij één van de eerste en tweede meettechnieken (de techniek die gebruik maakt van de lichtbron 46) een spectrale transmissiemeting is,

Bijvoorbeeld, in een dergelijke opstelling, kan een gewenste laagstapel die moet worden afgezet, een Fabry Perot-filter zijn met veel lagen van afwisselend materiaal met een hoge en lage brekingsindex. In de coater 40, is ten minste één bron aanwezig die het materiaal met hoge en lage brekingsindex kan produceren, bv. een Si-sputterdoel onder zuurstofgas (lage n) en onder stikstofgas (hoge n). Bij voorkeur, worden twee verschillende bronnen onder gelijkaardige

BE2017/5374 gasomgeving verstrekt, elk met dezelfde of verschillende procesbesturingsparameters, waarvan één het materiaal met lage n en één het materiaal met hoge n afzet. De trommel 41 draait voortdurend en één proces wordt achtereenvolgens gevolgd door het andere proces; de totale stapel kan slechts 2 lagen of meer bevatten: bv. 3 of 6 of 20 of 100 of zelfs nog meer. De batchcoater 40, zoals getoond op FIG. 4 toont vier bronnen: deze kunnen sputterbronnen, algemene PVD-bronnen, CVD-bronnen of laagactiverende bronnen zijn (bv. ionbronnen; die geen laag afzetten, maar de morfologie of samenstelling van de laag wijzigen). Verschillende bronnen kunnen hetzelfde of soortgelijk zijn; bv. de bronnen die worden geïllustreerd door cirkels op FIG. 4 kunnen het materiaal met lage n afzetten (bv. cilindrische Si-trefplaten in oxidemodus), terwijl de rechthoeken het materiaal met hoge n kunnen afzetten (bv. vlakke Nb-trefplaten in oxidemodus), terwijl het weerstandssymbool 47 een oxidactiveringsbron kan zijn of een verwarmer of een ionenbron of een voorspanningsbron in de kamer of op het substraat; die allemaal door de procesbesturingsmiddelen worden behandeld. In overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kunnen tijdens elke laag (ten minste één omwenteling van de trommel, met meer voorkeur veel omwentelingen van de trommel) de bewakingsinrichtingen aanpassen en corrigeren terwijl de laag wordt gebouwd of kunnen deze aanpassen voor ten minste één van de komende lagen die in de meerlaagse stapel moeten worden afgezet.

Alternatieve uitvoeringsvormen omvatten webcoaters 50, zoals bijvoorbeeld geïllustreerd op FIG. 5. Een webcoater kan worden begrepen als een batchcoater: d.w.z. deze wordt geopend voor het laden van een substraat (bv. een rol 51 van flexibel materiaal, bv. PET) en wordt opnieuw geopend na de coatingcyclus om het substraat te verwijderen (gecoate rol 52 van materiaal), voorafgaand aan het invoeren van een nieuwe rol 51. Tijdens de werking, wordt de rol 51 afgewikkeld, waarbij het flexibele substraat langs de depositiebronnen 53, eventueel over een grote koeltrommel, gaat en vervolgens langs een bewakingsinrichting 54, 58 kan gaan voor verdere verwerking of voorafgaand aan het opnieuw opwikkelen op een ontvangstspoel 52. In het vacuümsysteem, wordt het flexibele substraat behandeld en gecoat. Behandeling kan betrekking hebben op een ontgassingstap (warmtebehandeling) of oppervlakteactiveringsstap (plasmabehandeling); coating kan betrekking hebben op een enkel- of meervoudige PVD en/of CVD en/of vacuümcoatingproces. Elk van de bronnen (behandeling en coating) wordt behandeld door de procesbesturingsmiddelen en draagt bij tot de prestatie van de laageigenschappen (bv. een oppervlakteactivering plasmavoorbehandeling kan helpen bij het verbeteren van de hechting van de coating op het substraat). De bewakingsinrichting 54, 58 ondersteunt het uitvoeren van ten minste twee verschillende meettechnieken voor het bepalen

BE2017/5374 van meetsignalen op elk van een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat, waarbij een eerste meettechniek is ingericht om tegelijkertijd op een veelheid aan locaties te worden toegepast, en een tweede meettechniek is ingericht om op ten minste één locatie te worden toegepast, waarbij één van de eerste en tweede meettechnieken (de techniek die gebruik maakt van de lichtbron 55) een spectrale transmissiemeting is,

De transmittantiemeting in een webcoater kan twee verschillende opstellingen hebben: lichtbron en detector bevinden zich aan de overkant van het substraat, of lichtbron en detector bevinden zich aan dezelfde kant van het substraat en reflectie van een gepolijst oppervlak wordt gebruikt voor evaluatie van de dubbele transmittantie en ook met een gesuperponeerde reflectiemeting (ook van toepassing in de non-webcoating-toepassingen). Er kunnen immers locaties zijn waar het substraat niet kan worden verlicht vanaf de achterkant, aangezien een dergelijk flexibel substraat over een grote gepolijste koeltrommel wordt geleid (polijsten is belangrijk voor een goed thermisch contact tussen trommel en substraat). De glanzende trommel kan als reflector fungeren. Het gebruik van een lichtbron 55 aan dezelfde kant van het substraat als de detectorkant en het gebruik van spiegelreflectie op de trommel ondersteunt het meten van transmissie in twee richtingen (vanaf de lichtbron 55, door het substraat, gereflecteerd op de trommel 56, opnieuw door het substraat, en opgevangen door de sensor) bovenop reflectie.

FIG. 6 toont een mogelijke schermafbeelding van een gebruikersinterface 243 van een weergave-inrichting volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De uitvinding is niet beperkt tot de opstelling noch tot de getoonde parameters.

De onderkant van het scherm toont een weergave van substraten, bv. glazen panelen, die langs de verschillende compartimenten (CMP) van een coater bewegen. Deze coater is ingericht voor het uitvoeren van de verschillende stappen van een vacuümcoatingproces. In dit voorbeeld zijn de panelen genummerd van 41 tot 53 en ze bewegen van links naar rechts door de coater. De weergave kan bv. een geanimeerde weergave zijn van bewegende staven en/of identificatienummers van de panelen. Tijdens gebruik kunnen de panelen bijvoorbeeld met een snelheid van 5m/min bewegen. Zoals getoond op de schermafbeelding, kan een enkel glazen paneel zich uitstrekken over meerdere compartimenten tegelijkertijd. De verschillende compartimenten of coatzones worden ook weergegeven op de onderkant van het scherm. In dit voorbeeld zijn coatzones 2 tot en met 13 getoond. In dit voorbeeld wordt elk compartiment weergegeven door twee blokken. Dit kan bijvoorbeeld zo worden gedaan om de instellingen van afzonderlijke trefplaten in een dubbele AC-configuratie in een compartiment te scheiden. Deze coatzones worden afgewisseld met sensorelementen (sense 1-4) en met pompelementen 610.

BE2017/5374

Met behulp van de sensorelementen is het mogelijk om substraatparameters te verkrijgen, die een fysieke eigenschap van een tussenliggende stapel van lagen weergeven. Een sensorelement kan naast een pompelement worden gepositioneerd om een schonere omgeving voor het sensorelement toe te staan.

Aan de linkerkant van het scherm staat een ingezoomde versie van de coatzones, sensorelementen en pompelementen onder op het scherm.

Het midden van het scherm toont meer details van procesparameters (procesbesturingsmiddelen/aandrijvingen en procesomstandigheden). In dit voorbeeld worden in het midden van het scherm procesparameters van aandrijving 1 in coatzone 11 (CMP 67) en substraatparameters van sensorelement 4 (CMP 68) weergegeven. Het midden van het scherm toont ook substraatparameters. Een vertraagde versie van de substraatparameters kan worden weergegeven zodanig dat de invloed van de procesparameters op de substraatparameter wordt geïllustreerd. De weergave kan daarbij zodanig zijn dat een correlatie en significantie tussen enerzijds procesbesturingsmiddelen of procesparameters en anderzijds substraatparameters wordt geïllustreerd. De substraatparameter kan bv. een vertraagde respons hebben op een wijziging in de procesparameter. In dit voorbeeld toont de substraatparameter een spectrale transmissiemeting van het paneel dat wordt gemeten door sensor 4. In dit voorbeeld wordt de spectrale transmissie gemeten over de breedte van een paneel. De substraatparameters die worden getoond kunnen directe metingen van een sensor zijn of kunnen afgeleide laageigenschappen zijn.

De gebruikersinterface kan zodanig zijn ontworpen dat gedetailleerde informatie beschikbaar wordt bij het klikken op een bepaalde parameter. Bijvoorbeeld bij het klikken op een specifieke positie op de grafiek die de transmissiemeting toont, kan de grafiek omschakelen naar een spectrale transmittantierespons die overeenkomt met die locatie op het substraat.

De gebruikersinterface kan het mogelijk maken om een aandrijving in te stellen. Dit kan afzonderlijk of op basis van een recept worden gedaan. De procesparameters die overeenkomen met deze instellingen kunnen worden opgeslagen of geladen. De procesparameters kunnen worden onderscheiden in procesparameters die de middelen weergeven en procesparameters weergeven die de omstandigheden weergeven. Een gasstroom kan bijvoorbeeld worden ingesteld op de MFC (massastroomregelaar). Dit kan bijvoorbeeld gebeuren in sccm (standaard kubieke centimeter per minuut). In dat geval komt de gasstroom overeen met de middelen. Door het instellen van de gasstroom veranderen de omstandigheden. Dit kan bv. de partiële gasdruk zijn die bv. met een drukmeter kan worden gemeten. De drukmeter kan procesomstandigheden

BE2017/5374 detecteren die niet direct gekoppeld zijn aan de procesbesturingsmiddelen. Dit kan bijvoorbeeld voorkomen als er een lek in de vacuümkamer optreedt of als een vacuümpomp stopt met werken.

De substraatparameters en de stuurparameters kunnen in verschillende formaten worden weergegeven (bv. waarden, afstemschalen, schuifbalken, keuzerondjes, keuzehokjes enzovoort).

De rechterkant van het scherm toont een weergave in tijd van ten minste één substraatparameter die een fysieke eigenschap weergeeft van een tussenliggende stapel van lagen (dit kan bv. een directe meting of een afgeleide laageigenschap zijn), samen met een weergave van ten minste één procesparameter. De substraatparameters kunnen bv. globale laagprestatieparameters of lokale laagprestatieparameters zijn. De rechterkolom toont een paneelnummer in functie van tijd, de middelste kolom toont een procesparameter van aandrijving 1 in coatzone 11 (CMP 67) in functie van tijd en de rechterkolom toont een substraatparameter die is gemeten door sensorelement 4 (CMP 68) in functie van tijd. De gemiddelde spectrale transmissie over de breedte van het paneel wordt getoond. Deze grafieken tonen een vertraagde respons van de substraatparameter van sensorelement 4 op een wijziging van de procesparameter van aandrijving 1. Zoals geïllustreerd, kunnen de procesparameters en substraatparameters op verschillende manieren worden weergegeven. Ze kunnen bijvoorbeeld worden weergegeven als een grafiek (bv. als een staafdiagram), als numerieke waarden, als kleuren (bv. er kan een andere kleur worden gebruikt als een parameter een drempel overschrijdt). De parameters kunnen ook worden getoond versus een aanvaardbaar tolerantievenster of grenswaarden (bv. de verticale stippellijn in het rechter staafdiagram die de substraatparameter weergeeft in functie van tijd).

De timing van de ten minste een substraatparameter kan worden verschoven ten opzichte van de timing van de ten minste een procesparameter om de parameters met elkaar in verband te brengen. Het verschuiven van de timing kan worden gedaan door rekening te houden met de snelheid van het substraat (bv. glazen panelen) in het vacuümdepositiesysteem. Stuurparameters en procesparameters kunnen bv. worden gecorreleerd per glazen paneel. Er kan een verschillende tijdschaal worden gebruikt voor de verschillende parameters.

Op basis van de respons van de ten minste een substraatparameter kan een indicatie voor ten minste één aanpassing van een instelling van procesbesturingsmiddellen worden weergegeven. Dit kan bv. gebeuren door een werkelijke stuurparameter te tonen en door de voorgestelde waarde van de stuurparameter te tonen. Het kan ook worden gedaan door te suggereren hoe een bepaald procesbesturingsmiddel kan worden gewijzigd (bv. door een pijl naast een stuurparameter te tonen waarbij de pijl een bepaalde richting en grootte heeft).

BE2017/5374

FIG. 7 toont een gebruikersinterface 243 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding waarbij stuurparameters en substraatparameters zijn gekoppeld. Deze voorbeeldige gebruikersinterface is onderverdeeld in verschillende rijen 710, 720, 730, 740, die elk verschillende soorten informatie tonen. FIG. 7 is uitsluitend als een voorbeeld voor illustratieve doeleinden getoond, en is op geen enkele wijze bedoeld als beperkend voor de onderhavige uitvinding. Zowel het aantal rijen als de getoonde informatie per rij kunnen in grote mate verschillen van wat is geïllustreerd op FIG. 7.

In een eerste rij 710 wordt een procesparameter per knooppunt (corresponderend met een sputterdoelpositie) geïllustreerd in een staafdiagram. In dit staafdiagram worden de werkelijke waarde van de procesparameter, de gewenste waarde van de procesparameter en de richting waarin de procesparameter moet worden gestuurd of aangepast weergegeven. Andere stuurparameters (zoals het aantal en de stand van de aanpassingsposities (gedetecteerde knooppunttelling en gedetecteerde knooppuntstaat), of er een magneetstaaffout optreedt, de activiteitsstatus van de aandrijving, of de motor afslaat, of er een Eeprom-fout optreedt, of een motorfout optreedt of een optische fout optreedt) voor elk knooppunt worden geïllustreerd door symbolen.

Een tweede rij 720 is onderverdeeld in verschillende subvensters, die elk verschillende procesparameters tonen. In een eerste subvenster wordt de vochtigheid getoond in functie van tijd (grafiek), in een tweede subvenster wordt de temperatuur getoond in functie van tijd (tabel), in een derde subvenster wordt de transmissiesnelheid getoond (staafdiagram), in een vierde subvenster wordt het gelijkstroomkanaal getoond (staafdiagram), in een vijfde subvenster wordt de ingangsspanning getoond (staafdiagram), in een zesde subvenster wordt de stroom getoond (staafdiagram). Dit is alleen voor illustratieve doeleinden en andere of meer parameters uit een specifieke kathode kunnen worden afgebeeld; zowel werkelijke instellingen (vanaf het derde subvenster) als historische of trendgegevens (voor de eerste twee subvensters). De uitvinding is niet beperkt tot deze procesparameters. Andere procesparameters zoals bv. de externe en interne druk van een compartiment kunnen ook worden getoond.

In een derde rij 730 worden ook procesparameters per knooppunt getoond. Dit komt overeen met wat in de eerste rij 710 wordt getoond. Een compartiment bevat gewoonlijk een dubbele magnetronconfiguratie en heeft 2 trefplaten; bv. door wisselstroom toe te staan om van voeding om te schakelen tussen beide trefplaten voor bepaald voordelig procesgedrag. Waar, in de geïllustreerde uitvoeringsvorm, rij 710 een procesparameter per knooppunt voor het eerste sputterdoel toont, toont rij 730 de afzonderlijke instellingen voor het tweede sputterdoel.

BE2017/5374

In de vierde rij 740 worden substraatparameters getoond die een fysieke eigenschap van een tussenliggende stapel van lagen weergeven. In deze grafiek wordt de dikteafwijking getoond van een enkele laag, die wordt afgezet door de dubbele kathode in functie van de positie. De verschillende curven komen overeen met diktemetingen op verschillende momenten in tijd.

De procesparameters kunnen zodanig worden getoond dat een trend in het bedienen van besturingsmiddelen zichtbaar is (door pijlen op een schuifbalk of door een histogram). De gebruikersinterface kan ruimtelijk corresponderende substraatparameters tonen.

Een vacuümdepositiesysteem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een feedback systeem en/of een bewakingsinrichting omvatten in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Het feedback systeem sluit de stuurlus voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel. De weergave-inrichting maakt het mogelijk visueel kennis te nemen van wat gebeurt in de gesloten stuurlus, zowel wat betreft de instelling van stuurparameters als wat betreft resulterende substraatparameters. In bepaalde uitvoeringsvormen, helpt de weergave-inrichting de bediener bij het sluiten van de stuurlus. De bediener kan bv. in de gesloten lus ingrijpen door bepaalde instellingen te herroepen. Dit kan bv. worden gebruikt in geval van nood, wanneer de bediener opmerkt dat het systeem evolueert in een ongecontroleerde richting, of wanneer de bediener opmerkt dat de evolutie naar een aanvaardbare en stabiele instelling te langzaam verloopt. In alle gevallen, wordt de stuurlus gesloten door rekening te houden met ten minste één substraatparameter die een eigenschap weergeeft van een tussenliggende stapel van lagen. Het feedback systeem en de weergaveinrichting kunnen zelfs in parallel worden gebruikt. De weergave-inrichting kan bv. worden gebruikt bij het opstarten en/of voor grove afstemming van de stuurparameters, het feedback systeem kan dan worden gebruikt voor fijne afstemming van de stuurparameters. Deze stuurparameters kunnen worden gebruikt voor het genereren van verdere stuursignalen.

Claims

Conclusies

1, - Een feedback systeem (210) voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat (10) door middel van een vacuümcoatingproces dat wordt gestuurd door een veelheid aan procesbesturingsmiddelen, het feedback systeem (210) omvattend

- Ten minste één bewakingsinrichting (220) voor het uitvoeren van ten minste twee verschillende meettechnieken voor het bepalen van meetsignalen op elk van een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat (11), waarbij een eerste meettechniek is ingericht om tegelijkertijd op de veelheid aan locaties te worden toegepast, en een tweede meettechniek is ingericht om op ten minste één locatie te worden toegepast, waarbij één van de eerste en tweede meettechnieken een spectrale transmissiemeting is,

- Ten minste één verwerkingseenheid (230) die is ingericht voor het ontvangen van de meetsignalen, die is geconfigureerd voor het bepalen, uit de ontvangen meetsignalen, van werkelijke waarden van een eigenschap van een eerste laag op de veelheid aan locaties, en van een eigenschap van een tweede laag die verschillend is van de eigenschap van de eerste laag op de ten minste één locatie, en/of voor het bepalen van afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de eigenschap van de eerste en tweede laag en de gewenste waarden van de laageigenschappen, en waarbij het verwerken van het dynamische systeemmodel het toepassen van de opgeslagen filterfunctie omvat,

- Een regelaar (240) voor het verschaffen van bedieningssignalen voor het bedienen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen, en voor het genereren van verdere stuursignalen voor het verder sturen van ten minste één van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen in het coatingproces op basis van de bepaalde waarden en/of afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de laageigenschappen en de gewenste waarden van de laageigenschappen en op basis van kennis van een laagmodel dat laagparameters uitdrukt als een functie van instellingen en/of variaties van ten minste twee van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen, zodanig dat de eigenschappen van de laagstapel binnen voorafbepaalde tolerantiewaarden liggen.
2, - Een feedback systeem (210) volgens conclusie 1, waarbij de ten minste één verwerkingseenheid (230) is ingericht voor het ontvangen van kalibratiegegevens van een nominaal werkpunt op het blanke of gecoate substraat (10), en om hiermee rekening te

BE2017/5374 houden bij het bepalen van werkelijke waarden van de eigenschap van de eerste laag en de eigenschap van de tweede laag.
3, - Een feedback systeem (210) volgens conclusie 2, verder omvattend eerste opslagmiddelen (231) voor het opslaan van kalibratiegegevens van het nominale werkpunt op het blanke of gecoate substraat (10).
4, - Een feedback systeem (210) volgens een van de voorgaande conclusies, verder omvattend tweede opslagmiddelen (232) voor het opslaan van het laagmodel van de laag die wordt toegepast op het substraat (10).
5, - Een feedback systeem (210) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de bewakingsinrichting (220) is geconfigureerd voor het uitvoeren van, zoals de andere eerste en tweede meettechnieken, elk van een spectrale transmissiemeting die ten minste een significante band van het visuele spectrum bedekt, een spectrale transmissiemeting in het infraroodspectrum, een niet-contactmeettechniek, een speculatieve of diffuse reflectiemeting, een ellipsometriemeting, een visuele inspectie.
6, - Een feedback systeem (210) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste een bewakingsinrichting (220) een veelheid aan eerste sensorelementen (221) omvat voor het bepalen van meetsignalen op elk van de veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat (11).
7, - Een feedback systeem (210) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste een bewakingsinrichting (220) een veelheid aan tweede sensorelementen (222) omvat voor het bepalen van meetsignalen op een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat (11).
8, - Een feedback systeem (210) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste een bewakingsinrichting (220) is uitgevoerd als een in-situ meetsysteem.
9, - Een feedback systeem (210) volgens een van de voorgaande conclusies, dat is uitgevoerd in een vacuümcoatingproces dat een in-line proces is.
10, - Een feedback systeem (210) volgens een van de voorgaande conclusies, verder omvattend een weergave-inrichting (241) voor het bewaken van parameters van het systeem (210), de weergave-inrichting (241) omvattend:

- een invoerinterface (242) die is geconfigureerd voor het ontvangen van ten minste één procesparameter, waarvoor het vacuümcoatingproces een invoer vereist, en ten minste één substraatparameter die een fysieke eigenschap van een tussenliggende stapel van lagen weergeeft, en

BE2017/5374

- een gebruikersinterface (243) die is ingericht voor het weergeven op een weergaveinrichting van de ten minste een procesparameter en de ten minste een substraatparameter, zodanig dat de invloed van de ten minste een procesparameter op de ten minste een substraatparameter wordt geïllustreerd.
11, - Een werkwijze voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat (10) door middel van een vacuümcoatingproces dat wordt gestuurd door een veelheid aan procesbesturingsmiddelen, de werkwijze omvattend

- Het verschaffen van een model van een laag die wordt aangebracht op het substraat, waarbij het model laagparameters uitdrukt als een functie van instellingen en/of variaties van ten minste twee van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen,

- Het initiëren van het coatingproces van de enkel- of meerlaagse stapel, door het sturen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen,

- Het meten van meetsignalen op een veelheid aan locaties die ruimtelijk zijn verdeeld over het gecoate substraat, waardoor ten minste één meetsignaal op elk van de meetlocaties wordt bepaald, waarbij de meting door ten minste twee verschillende meettechnieken wordt uitgevoerd, waarbij een eerste meettechniek gelijktijdig wordt toegepast op de veelheid aan locaties, en een tweede meettechniek wordt toegepast op ten minste één locatie, waarbij één van de eerste en tweede meettechnieken een spectrale transmissiemeting is,

- Het gebruiken van de meetsignalen en de kennis van het laagmodel voor het bepalen van werkelijke waarden van ten minste twee verschillende laageigenschappen op de veelheid aan locaties, en/of voor het bepalen van afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de laageigenschappen en gewenste waarden van de laageigenschappen,

- Het verder sturen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen in het coatingproces op basis van de bepaalde waarden en/of afwijkingen tussen de werkelijke waarden van de laageigenschappen en de gewenste waarden van de laageigenschappen op de veelheid aan locaties en op basis van kennis van het laagmodel, zodanig dat eigenschappen van de enkel- of meervoudige laagstapel die aangebracht wordt binnen voorafbepaalde tolerantiewaarden liggen.
12, - Een werkwijze volgens conclusie 11, verder omvattend het kalibreren van een nominaal werkpunt op het blanke of gecoate substraat.

BE2017/5374
13, - Een werkwijze volgens conclusie 12, waarbij bij het bepalen van ten minste twee verschillende dunne-filmeigenschappen op de veelheid aan locaties rekening wordt gehouden met kennis van het gekalibreerde nominale werkpunt.
14, - Een werkwijze volgens één van de conclusies 11 tot 13, waarbij zowel de eerste meettechniek als de tweede meettechniek in-situ wordt toegepast terwijl het substraat het vacuümdepositieproces doorloopt.
15, - Een werkwijze volgens één van de conclusies 11 tot 14, waarbij het meten van meetsignalen volgens de andere van de meettechnieken kan omvatten het uitvoeren van een nietcontactmeettechniek.
16, - Een werkwijze volgens conclusie 15, waarbij het meten van meetsignalen volgens de andere van de meettechnieken omvat het uitvoeren van één van een spectrale transmissiemeting in infrarood, een niet-contactmeettechniek, een speculatieve of diffuse reflectiemeting, een ellipsometrische meting, een visuele inspectie.
17, - Een werkwijze volgens één van de conclusies 11 tot 16, waarbij het sturen van de veelheid aan procesbesturingsmiddelen in het coatingproces omvat het sturen van procesbesturingsmiddelen die een andere ruimtelijke impact hebben op de laag die wordt aangebracht.
18, - Gebruik van een werkwijze volgens één van de conclusies 11 tot 17 voor het sturen van eigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat (10) in een in-line vacuümcoatingproces.
19, - Gebruik van een werkwijze volgens één van de conclusies 11 tot 17 voor het sturen van ten minste twee laageigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat (10).
20, - Gebruik van een werkwijze volgens conclusie 19, voor het verkrijgen van eenvormigheid van ten minste twee laageigenschappen van een enkel- of meerlaagse stapel die wordt aangebracht op een blank of gecoat substraat (10).
21, - Een vacuümdepositiesysteem voor het afzetten van een laagstapel op een substraat, het vacuümdepositiesysteem omvattend:

- middelen voor het afzetten van een opeenvolging van lagen waarbij deze middelen zijn ingericht om te worden gestuurd met behulp van een veelheid aan procesparameters,

- middelen voor het meten van ten minste één substraatparameter van een tussenliggende laagstapel voorafgaand aan het afzetten van de volgende laag van de laagstapel,

BE2017/5374

- een feedback systeem (210) volgens één van de conclusies 1 tot en met 9, waarbij de middelen voor het meten van ten minste één substraatparameter ten minste de bewakingsinrichting en de verwerkingseenheid omvatten.