CN106460165A - 用于处理基板上的材料的设备以及用于测量在基板上处理的材料的光学性质的方法 - Google Patents

用于处理基板上的材料的设备以及用于测量在基板上处理的材料的光学性质的方法 Download PDF

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Abstract

根据本公开的一个方面，提供一种用于处理基板(15)上的材料的设备(40)。所述设备(40)包括真空腔室和测量布置，所述测量布置被配置成用于测量所述基板和/或在所述基板上处理的材料的一或多个光学性质，所述测量布置包括位于所述真空腔室中的至少一个球体结构。

Description

用于处理基板上的材料的设备以及用于测量在基板上处理的 材料的光学性质的方法
技术领域
本公开的实施方式涉及一种用于处理基板上的材料的设备以及一种用于通过处理设备测量在基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法。本公开的实施方式具体涉及一种用于处理基板以及测量在所述基板上处理的材料的一或多个光学性质的设备。
背景技术
基板(诸如，塑料膜)上的光学涂层可由特定光谱反射率和透射率值以及所得的颜色值表征。在涂层制造过程中，对透射率和反射率(T/R)的可靠直列(inline)测量可以是需要为沉积工艺的控制和所涂覆的产品的光学质量的控制而考虑的方面。T/R测量的较复杂的部分是反射率的测量。反射率的测量可为具有挑战性的，因为膜平坦度的小偏差导致通向检测器的反射束的路径的几何形状改变，从而导致错误测量结果。在沉积设备中，可在塑料膜与设备的引导辊机械接触的位置处测量反射率以确保塑料膜与辊表面的平坦接触。
然而，入射光束不仅在塑料膜的前表面和背表面上反射，而且在引导辊的与塑料膜接触的表面上反射。由于例如金属引导辊的反射率是相当高的(例如，R>50％)，因此具有低的或减小的反射率的辊表面是有益的。引导辊可具有提供低的或减小的反射率的黑色表面或黑化表面。然而，这些黑色表面或黑化表面的反射率尤其是遭受不均匀反射率。绝对反射率的可靠性是相当低的。此外，这种测量方法受限于沿膜宽度的固定测量装置位置。出于成本原因，在卷对卷(roll-to-roll，R2R)溅射机器中固定的测量装置或测量头的数量可限制在一个与五个之间。甚至有五个测量装置的***也无法传递关于层均匀性以及沿基板宽度的光学规格符合情况的足够信息。
因此，存在对可用来实现对基板的改善质量检测的设备的需求。也存在着对测量基板和/或在基板上处理的材料的光学性质的改善方法的需求，这种方法尤其适于具有高输出容量的处理***。
发明内容
鉴于上述内容，提供一种用于处理基板上的材料的设备以及一种用于通过处理设备测量基板和/或在基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法。通过权利要求书、说明书和附图，本公开的另外方面、益处和特征是明显的。
根据本公开的一个方面，提供一种用于处理基板上的材料的设备。所述设备包括真空腔室和测量布置，所述测量布置被配置成用于测量基板和/或在基板上处理的材料的一或多个光学性质，所述测量布置包括位于所述真空腔室中的至少一个球体结构。
根据本公开的另一方面，提供一种用于处理基板上的材料的设备。所述设备包括：真空腔室；测量布置，所述测量布置被配置成用于测量基板和/或在基板上处理的材料的反射率和透射中的至少一者，所述测量布置包括位于真空腔室中的至少一个球体结构；以及传送装置，所述传送装置被配置成用于在所述真空腔室内、在测量位置与至少一个校准位置之间移动至少所述球体结构。
根据本公开的又一方面，提供一种用于通过处理设备测量基板和/或在基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法。所述处理设备包括真空腔室。所述方法包括：使用具有位于所述真空腔室中的至少一个球体结构的测量布置来测量所述一或多个光学性质。
本公开还涉及用于执行所公开的方法的设备，并且所述设备包括用于执行每个所述方法步骤的设备部分。这些方法步骤可通过硬件部件、通过合适软件编程的计算机、或这两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外，本公开还涉及用于操作所述设备的方法。它包括了用于执行设备的各个功能的方法步骤。
通过从属权利要求、说明书和附图，本公开的另外方面、优点和特征是明显的。
附图说明
因此，为了可详细地理解本公开的上述特征的方式，可通过参照实施方式来进行对上文所简要概述的本公开的更特定的描述。附图涉及本公开的实施方式，并且在下文中描述：典型实施方式在附图中描绘，并且在以下描述中详述。在附图中：
图1示出光学涂层的反射率和透射率测量的示意性透视图；
图2示出根据本文所述实施方式的测量布置的球体结构的示意图；
图3示出根据本文所述实施方式的用于处理基板上的材料的设备的示意图；
图4示出图3的用于处理基板上的材料的设备的部分的示意图，并且所述球体结构在真空腔室内的一个测量位置和两个校准位置；
图5示出根据本文所述实施方式的用于处理基板上的材料的又一设备的示意图；
图6示出用于评估厚度分布的测量位置的示意图；
图7示出用于评估厚度分布的测量位置的另一个示意图；以及
图8示出根据本文所述实施方式的用于通过处理设备测量基板和/或在所述基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参照各实施方式，在每一个附图中阐释实施方式的一或多个示例。每一个示例通过解释的方式提供，并且不旨在作为限制。例如，阐释或描述为一个实施方式的部分的特征可用于任何其他实施方式或与任何其他实施方式结合，以取得更进一步的实施方式。本公开旨在包括此类修改和变型。
在以下对附图的描述中，相同的参考编号是指相同或类似的部件。一般来说，仅描述相对于个别实施方式的不同之处。除非有另外说明，否则对一个实施方式中的部分或方面的描述也适用于另一实施方式中的对应部分或方面。
图1示出光学涂层的反射率和透射率测量的示意性透视图。
在沉积设备中，可在基板(例如，塑料膜)与设备的辊(例如，引导辊)机械接触的位置中测量镜面反射，以确保塑料膜与辊的表面之间的平坦接触，如下文中参照图1更详细地所解释。
如图1中所示，基板15由涂覆滚筒11、第一辊12和/或第二辊13载运和运送。第一辊12和第二辊13可以是引导辊。在第一辊12与第二辊13之间的位置中设有透射测量装置16。在第一辊12与第二辊13之间的位置或区域也可称为“自由跨距(free span)”或“自由跨距位置”。此外，在基板15(例如，塑料膜)与第二辊13机械接触的另一位置处设有反射测量装置14。
然而，入射光束不仅在基板15的前表面和背表面上被反射，而且也在第二辊13的表面上被反射。由于例如金属辊的反射率R是相当高的(例如，R>50％)，因此具有低的或减小的反射率的辊表面是有益的。第二辊13可具有黑表面或黑化表面，使得第二辊13的表面具有低的或减小的反射率。然而，这些黑表面或黑化表面的反射率遭受不足够的低的和不均匀的反射率。绝对反射率的测量的可靠性是相当低的。
本公开提供一种用于处理基板上的材料的设备以及一种用于测量基板和/或在所述基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法，此方法使用测量布置，所述测量布置具有球体结构(sphere structure)，以便特别是在相同的位置处允许同时的反射测量和透射测量，所述相同的位置例如在两个辊之间的基板或塑料膜的自由跨距位置。即便膜的表面不是平坦的，反射光在球体结构中也几乎完全被收集。
球体结构提供在此球体结构内均匀的光散射(scattering)和漫射(diffusing)。入射在球体结构的内表面上的光均等地分布在球内。入射光的方向效应(directionaleffect)被最小化。这允许以高度的准确性和可靠性来测量入射光(例如，从基板和/或在所述基板上处理的材料反射或透射通过基板和/或在所述基板上处理的材料的光)。
如本文中所使用的术语“基板(substrate)”应特别涵盖柔性基板，诸如，塑料膜、辐材(web)或箔。然而，本公开并不以此为限，并且术语“基板”也可涵盖非柔性基板，例如，晶片、透明晶体(诸如，蓝宝石等)的薄片或玻璃板材。根据一些实施方式，基板可以是透明基板。如本文中所使用的术语“透明(transparent)”应特别包括结构以相对低的散射透射光使得例如以能以实质上清楚的方式看见透射过其的能力。一般来说，基板包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)。
根据一些实施方式，球体结构是积分球(integrating sphere)或包括积分球。积分球(或乌布里喜球(Ulbricht sphere))是包括中空球腔的光学装置，所述中空球腔具有至少一个端口(port)(例如，至少一个入口端口和/或至少一个出口端口)。中空球腔的内部能以反射涂层(例如，扩散白色反射涂层)覆盖。积分球提供在球内的均匀的光散射或漫射。入射在内表面的光均等地分布在球内。入射光的方向效应被最小化。可认为积分球是保存功率但破坏空间信息的扩散体。
图2示出根据本文所述实施方式的具有球体结构的测量布置20的示意图。
测量布置20布置在真空腔室(未示出)内。真空腔室可以是或可包括待涂覆的基板15所位于的工艺腔室。根据本文所述实施方式的设备可以是沉积设备，特别是溅射设备、物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)设备、化学气相沉积(chemical vapordeposition，CVD)设备、等离子体增强型化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapordeposition，PECVD)设备，等等。
如图2中示意性地所示，根据本文所述实施方式的测量布置20配置成用于测量基板15和/或在所述基板15上处理的材料的一或多个光学性质，所述一或多个光学性质特别是反射和/或透射。如贯穿本申请所使用的术语“反射率(reflectance)”是指入射在表面上的全部辐射通量的被反射的比例。所述表面可包括以下至少一者：在基板上处理的材料的表面、基板的前表面以及基板的背表面。值得注意的是，术语“反射率(reflectance)”和”反射比(reflectivity)”可同义地使用。贯穿本申请所使用的术语“透射(transmission)”是指入射光(电磁辐射)的通过基板(例如，具有在其上处理的材料或层的基板)的比例。术语“透射(transmission)”和“透射率(transmittance)”可同义地使用。
测量布置20包括球体结构21，所述球体结构21具有腔22。根据一些实施方式，腔22可以是中空球腔。在典型实现方式中，腔22的表面是至少部分地以反射涂层(例如，白色反射涂层)覆盖。球体结构21提供在球体结构21内均匀的光散射或漫射。入射在腔22的表面上的光在腔22内均等地分散。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，球体结构21是积分球或包括积分球。根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，球体结构21且特别是球体结构21的腔22具有以下内径：150mm或更小，特别地，100mm或小的内直径，更特别地，75mm或更小。
为了测量一或多个光学性质，测量布置可包括具有至少一个光源和至少一个检测器的配置。在下文中描述至少一个光源和至少一个检测器的可能的配置。然而，其他配置是可能的。
在典型的实现方式中，测量布置20包括光源23。光源23配置成用于将光发射到球体结构21的腔22中。根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，光源23配置成用于发射在以下范围内的光：在380-780nm的可见辐射范围内和/或在780nm至3000nm的红外线辐射范围内和/或在200nm至380nm的紫外光辐射范围内。
根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，光源23布置成使得光可发射到腔22中。光源23可布置在腔22中，或可附接至腔22的内壁或表面。根据实施方式，光源23可布置在球体结构21外部，其中球体结构21的壁可包括开孔，所述开孔配置成使得从光源23发射的光可照射到球体结构21的内部，特别是照射到腔22中。
在一些实施方式中，光源23可设在远离球体结构21的位置处。光纤可用于将光引导到球体结构21中，特别是引导到腔22中。
根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，光源23可配置为例如灯丝灯泡(filament bulb)、卤钨灯(tungsten halogen bulb)、发光二极管(LED)、高功率LEDs或氙弧灯(Xe-Arc-Lamp)。光源23可配置成使得光源23可短时间开启或关闭。为了达到切换的目的，光源23可连接至控制单元(未示出)。
在典型实施方式中，球体结构21具有至少一个端口26。端口26可配置成入口端口和/或出口端口。作为示例，从基板15和/或在基板15上处理的材料的反射的光或透射过基板15和/或在基板15上处理的材料的光可通过端口26进入球体结构21。在另一示例中，由光源23提供的光可通过端口26离开，例如，以进行反射率测量。端口26能以覆盖元件(例如，防护玻璃)覆盖。在其他示例中，端口26可以是未经覆盖或敞开的。
根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，端口26可具有以下直径：25mm或更小，特别地，15mm或更小，更特别地，10mm或更小。通过增加端口26的直径，可照亮基板15的更大的部分，以便执行对基板15和/或在基板15上处理的材料的至少一个光学性质的测量。
在典型实现方式中，从球体结构21通过端口26发射出的漫射光可照射到基板15上，以便测量基板15和/或在基板15上处理的材料的至少一个光学性质。通过以漫射光照亮基板15，照射到基板15上的光遍及基板15的被照亮部分具有相同的强度。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，可通过以多个角度、特别是以具有均匀的光强度角度分布发射光来表征所发射的漫射光。例如，这可通过在球体结构(例如，积分球或乌布里喜球)中的漫反射来产生，其中选择球中的材料来提供漫反射。
如图2中的示例性所阐释，光束(示出为具有指示光的方向的箭头的实线)在射束离开端口26之前在球体结构21的内部表面上具有原点位置P。如图2中示例性地所示，射束可从基板15和/或在基板15上处理的材料被反射并且在反射的情况下，射束以反射角进入端口26。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，测量布置20包括在球体结构出的第一检测器，所述第一检测器配置成用于测量基板15和/或在基板15上处理的材料的反射率。在典型实现方式中，第一检测器包括第一检测装置24和第二检测装置27。
第一检测装置24可配置成用于接收通过端口26进入的光(如由具有指示光的方向的箭头的实线指示)，特别是从基板15和/或在基板15上处理的材料反射的光。根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，第一检测装置24配置和布置成使得没有从球体结构21的内部反射的光由第一检测装置24检测到。例如，第一检测装置24可布置成使得仅通过球体结构21的端口26进入的光(例如，由于在基板15和/或在基板15上处理的材料上的反射)可由第一检测装置24检测到。
第二检测装置27可配置成用于接收从腔22的内壁散射或反射的光。作为示例，第二检测装置27可提供参考测量。在典型实现方式中，基于由第一检测装置24接收或测量的第一光强度和由第二检测装置27接收或测量的第二光强度来确定反射率。第一光强度可包括从基板15和/或在基板15上处理的材料的、直接直接到达第一检测装置24不被反射在球体结构21的内部的光。第二光强度可以是参考光强度，所述参考光强度实质上不包括从基板15和/或在基板15上处理的材料反射的此类直接光。
根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，第一光检测装置(即，第一检测装置24)和/或第二光检测装置(即，第二检测装置27)配置和布置成使得没有来自光源23的直接光由第一光检测装置和/或第二光检测装置检测到。例如，屏蔽件(screening means)(未示出)可设在球体结构21内，所述屏蔽件防止由光源23发射的光直接地射至第一光检测装置和/或第二光检测装置。此类屏蔽件可例如由遮蔽物、光阑(aperture)或透镜实现，所述遮蔽物、光阑或透镜配置和布置成使得没有由光源23发射的直接光可射入第一光检测装置和/或第二光检测装置。
根据实施方式，第一数据处理或数据分析单元25连接至第一检测装置24，并且第二数据处理或数据分析单元28连接至第二检测装置27。根据实施方式，第一检测装置24可经由缆线或无线连接而连接至第一数据处理或数据分析单元25，和/或第二检测装置27可经由缆线或无线连接而连接至第二数据处理或数据分析单元28。
数据处理或数据分析单元25和28可分别适用于检查并分析第一检测装置24和第二检测装置27的信号。根据一些实施方式，如果测量到基板15和/或在基板15上处理的材料的被定义为不正常的任何特性，则数据处理或数据分析单元25和28可检测到改变并触发(trigger)反应，所述反应诸如，停止对基板15的处理。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，在第一数据处理或数据分析单元25与第一检测装置24之间的连接以及在第二数据处理或数据分析单元28与第二检测装置27之间的连接中的至少一者可包括光纤连接或可以是光纤连接。作为示例，当在真空腔室中移动测量布置20以便例如改变测量位置时，光纤连接不移动，因为数据处理或数据分析单元25和28以及检测装置24和27同时被移动。这可改善测量准确性，因为光学玻璃纤维的光强度在光纤弯曲时会改变。在一些实现方式中，可通过使用例如参考通道对光源强度进行的附加测量来稳定光学测量。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，测量布置20包括第二检测器29，用于基板15和/或在基板15上处理的材料的透射测量。第二检测器29可配置成用于测量特别是基板15和/或在基板15上处理的材料的透射。在典型实现方式中，如上文中参照第一检测器所描述，第二检测器29连接至数据处理或数据分析单元。
第二检测器29可配置成用于接收通过端口26而离开的光、特别是透射过基板15和/或在基板15上处理的材料的光。根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，第二检测器29以第二检测器29与球体结构21之间的间隙布置在球体结构21外部或对面。基板15可定位在此间隙中，用于测量透射率，例如，透射过基板15和/或在基板15上处理的材料的光。
在上述示例中描述了测量布置的配置，所述测量布置具有光源23、第一检测器和第二检测器29，所述第一检测器具有第一检测装置24和第二检测装置29。然而，其他配置是可能的。作为示例，可提供两个球体结构，其中第一球体结构可配置成用于反射率测量，而第二球体结构可配置成用于透射测量。第一光源和第一检测器可设在第一球体结构处，用于反射率测量。第二检测器可设在第二球体结构处，并且第二光源能以第二光源与第二球体结构之间的间隙设在第二球体结构外部或对面，所述第二检测器配置成用于接收通过球体结构的端口而进入的光、特别是透射过基板和/或在基板上处理的材料的光。基板可定位在此间隙中，用于测量透射率，例如，透射过基板和/或在基板上处理的材料的光。
通过提供具有第一检测器和第二检测器的测量布置，在相同位置处测量基板和/或在基板上处理的材料的透射率和反射率两者是可能的。可取得更多关于基板的特性的信息。
本公开的测量布置通过使用球体结构来提供反射率和/或透射率测量的改善。作为示例，可例如在自由跨距位置中测量柔性基板(诸如，塑料膜)的反射率和/或透射率。当柔性基板不是平坦的时(例如，在柔性基板具有皱褶的情况下)，此测量布置也起作用。
图3和图4示出根据本文所述实施方式的用于处理基板15上的材料的设备40的示意图。待处理的基板15放置在真空腔室41中。根据本文所述的实施方式的一或多个测量布置设在真空腔室41中。测量布置配置成在真空腔室41中是可移动的，特别是在至少三个位置30、31与32之间是可移动的。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空腔室41可具有用于连接真空***的凸缘，所述真空***例如是用于对真空腔室41排气的真空泵等。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空腔室41可以是从由以下各项组成的组中选择的腔室：缓冲腔室、加热腔室、移送腔室、循环时间调整腔室、沉积腔室、处理腔室，等等。根据可与本文所述其他实施方式结合的实施方式，真空腔室41可以是处理腔室。根据本公开，“处理腔室(processing chamber)”可理解为用于处理基板的处理装置布置在其中的腔室。处理装置可理解为用于处理基板的任何装置。例如，处理装置可包括用于将层沉积到基板上的沉积源。因此，包括沉积源的真空腔室或处理腔室也可称为沉积腔室。沉积腔室可以是化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)腔室或物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)腔室。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，设备可配置成用于沉积从由以下各项组成的组的材料：低折射率材料，诸如，SiO2、MgF；中折射率材料，诸如，SiN、Al2O3、AlN、ITO、IZO、SiOxNy、AlOxNy；以及稿折射率材料，诸如，Nb2O5、TiO2、TaO2或其他高折射率材料。
根据可与本文所述其他实施方式结合的典型实施方式，设备40包括至少一个装载-锁定腔室，所述装载-锁定腔室用于引导基板15进入和/或离开设备40，特别是进入和/或离开真空腔室41。至少一个装载-锁定腔室可配置成用于将内部压力从大气压力改变至真空(例如，改变至10mbar或更低的压力)，或者反之亦然。根据实施方式，提供包括入口端口的进入装载-锁定腔室与包括出口端口的离开装载-锁定腔室(未示出)。
根据本公开的一些实施方式，设备40包括传送装置，所述传送装置配置成用于在真空腔室41中移动至少球体结构21。作为示例，传送装置配置成用于在真空腔室41内移动至少球体结构21、第一检测器和第二检测器29。在一些实现方式中，传送装置可包括线性定位平台(linear positioning stage)。根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，传送装置可包括致动器。致动器可配置成用于沿轨迹(例如，线性轨迹)执行至少球体结构的移动。致动器可由能源操作，所述能源为将能量转换为运动的电流、液压流体压力或气动压力。根据一些实施方式，致动器可以是电性电机、线性电机、气动致动器、液压致动器或压电致动器。
在典型实现方式中，传送装置配置成用于将至少球体结构21移动到反射率校准位置和/或透射校准位置。反射率校准位置和透射校准也分别被称为反射率参考位置和透射参考位置。作为示例，传送装置可配置成用于移动球体结构21，特别地，移动球体结构21、第一检测器和第二检测器29，更特别地，在至少三个位置30、31与32之间移动测量布置。第一位置30可以是透射校准位置，第二位置31可以是测量位置，并且第三位置32可以是反射率校准位置。所述至少三个位置30、31和32可以是自由跨距位置。作为示例，透射校准位置为可以是开放位置。测量位置可以是自由跨距位置，特别是在两个引导辊之间。一般来说，提供多于一个的测量位置，例如，至少五个，特别是6个、7个、8个、9个或10个。根据一些实施方式，反射率参考元件33可设在反射率校准位置处。反射率参考元件33可提供已知的反射标准。作为示例，反射率参考元件33可包括硅(Si)或可以是硅(Si)。
作为示例，可在自由跨距位置中执行对透射测量和反射率测量的校准。球体结构、第一检测器(反射率传感器)和第二检测器(透射检测器)可装配在可移动的线性定位平台上，用于同步的移动。对于透射校准，检测器(传感器)被移动到透射校准位置以进行100％校准。透射校准位置可以是开放位置。对于反射校准，检测器(传感器)被移动到反射率校准位置，在所述反射率校准位置提供了已知的反射标准(例如，Si)。一般来说，可利用传送装置将检测器移动到校准位置，所述传送装置也可称为驱动机构。在一些实施方式中，可在例如生产运行(production run)期间改变测量位置。
如上文所解释，根据一些实施方式，设备40可利用在基板15外部的两个参考位置。在一个位置中，反射率可由已知的参考(例如，校准的铝镜(Al-mirror)或抛光的硅表面)来校准，并且透射率可在球体结构21与第二检测器29之间没有任何物品的情况下在另一位置中校准。可在基板15外部的多个校准位置中周期性地重复反射率和透射校准，以便例如补偿漂移(drift)。这可以是持续例如若干小时的长涂覆运行中的一方面。
图5示出根据本文所述实施方式的用于处理基板上的材料的又一设备的示意图。
设备包括真空腔室41、测量布置20和基板支撑件。基板支撑件配置成用于支撑基板15。基板可以是柔性基板，诸如，塑料膜、辐材(web)、薄的柔性玻璃或箔。在一些实施方式中，基板支撑件可至少包括第一辊12和第二辊13，并且特别可包括涂覆滚筒11、第一辊12和第二辊13。一般来说，由涂覆滚筒11、第一辊12和第二辊13载运并传送基板15。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，第一辊12和第二辊13可伴随着所述第一辊12与第二辊13之间形成的间隙平行地设置，以便传送基板、特别是柔性基板。根据可与本文所述其他实施方式结合的典型实施方式特别是在测量基板15和/或在基板15上处理的材料的一或多个光学性质期间，至少球体结构定位在第一辊12与第二辊13之间的区域中。在一些实施方式中，测量布置20、特别是球体结构、第一检测器和第二检测器设在第一辊12与第二辊13之间的位置中。第一辊12与第二辊13之间的位置也可称为“自由跨距位置”。在第一辊12与第二辊13之间的位置或区域可对应于第一辊12与第二辊13之间的间隙中的或接近第一辊12与第二辊13之间的间隙的位置。
图5中所示的测量布置20可配置为上文中参照图2至图4所描述的测量布置中的任一者。
根据一些实施方式，对于在真空环境内的测量布置的串联式操作，可提供用于测量布置的供应(provision)。作为示例，设备、特别是测量布置的机械和/或电子部件可配置成使真空相容的。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，测量布置进一步包括冷却装置(未示出)。冷却装置可配置成用于冷却测量布置的元件中的至少一些(例如，球体结构)。例如测量布置的电子部件的温度可以是需要为测量的稳定性和准确性的一方面。电子部件的温度可由冷却装置来稳定。根据一些实施方式，冷却装置使用水冷却。水冷却管可被引导通过多个柔性软管(hose)。在这些柔性软管中，可提供大气压。如果在水回路的塑料管内存在泄漏，则这水直接泄漏到真空腔室41中。
根据本公开的一方面，提供一种用于处理基板上的材料的设备。所述设备包括真空腔室、测量布置以及传送装置，所述测量布置配置成用于测量在基板上处理的材料的反射率和透射率中的至少一者，所述测量布置包括位于真空腔室中的至少一个球体结构。所述传送装置配置成用于在真空腔室内、在测量位置与至少一个校准位置之间移动至少球体结构。在典型实现方式中，所述设备、特别是测量布置可配置为上述测量布置中的任一者。
图6和图7示出例如用于评估在基板上处理或涂覆的材料的厚度分布的测量位置的示意图。
图6和图7示出测量布置的扫描模式。测量布置也可称为反射率/透射率(R/T)头。图6示出在无需基板15运动的情况下用于评估在基板15上处理或涂覆的材料的厚度分布的静态测量。以参考编号50指示多个扫描位置，并且以参考编号51指示扫描方向。这些扫描位置50可对应于上文中参照图3和图4所描述的第二位置。图7示出伴随着基板15在传送方向52上的运动的情况下用于评估在基板15上处理或涂覆的材料的厚度分布的动态测量。以参考编号50指示多个扫描位置，并且以参考编号51指示扫描方向。这些扫描位置50可对应于上文中参照图3和图4所描述的第二位置。
图8示出根据本文所述实施方式的用于通过设备来测量基板和/或在基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法100的流程图。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，提供用于通过处理设备来测量基板和/或在基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法100。处理设备包括真空腔室，并且可配置成上述设备中的任一者。所述方法包括以下步骤：使用具有位于真空腔室中的至少一个球体结构的测量布置来测量一或多个光学性质。
在一些实施方式中，方法100可包括以下步骤：将至少球体结构移动到真空腔室中的第一校准位置，特别是移动到反射率校准位置(框101)；以及校准(102)测量布置。在典型实现方式中，方法100可包括以下步骤：将至少球体结构移动到真空腔室中的第二校准位置，特别是移动到透射校准位置(框103)；以及校准(104)测量布置。
根据可与本文所述其他实施方式结合的一些实施方式，周期性地或非周期性地重复以下至少一者：在第一校准位置处的校准(框101和102)；以及在第二校准位置处的校准(框103和104)。作为示例，在处理周期之后、在处理周期期间等，能以预定的时间间隔重复校准。可在多个校准位置中周期性地重复反射率和透射率校准，以便例如补偿漂移。这可以是持续例如若干小时的长涂覆运行中的一方面。
根据本文所述的实施方式，可利用以下各项来执行用于测量基板和/或在基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法：计算机程序、软件、计算机软件产品以及互相关联的控制器来执行，所述互相关联的控制器可具有CPU(中央处理单元)、存储器、用户接口以及与用于处理大面积基板的设备的对应部件通信的输入和输出装置。
本公开将真空腔室内的球体结构用于例如在两个辊之间的基板(诸如，塑料膜)的自由跨距位置中的反射率和/或透射率。根据一些实施方式，可在相同位置处执行反射率和透射率测量。即便膜的表面不是平坦的，反射光也几乎完全地被收集在球体结构中。根据一些实施方式，为了允许在沿基板宽度的任何所选择的位置上的测量，设备的测量布置可安装在线性定位平台上，所述线性定位平台例如由电机驱动。与用于透射率的检测器结合，根据本文所述实施方式的设备允许对在基板(例如，经涂覆的膜)上处理的材料的在预定位置处的反射和折射测量。特别是反射率测量对基板平面的改变(例如，褶皱)(例如，+/-5mm)是不敏感的。
如上文所述，本公开的设备允许例如在处理基板器件在用户定义的多个位置处对反射和透射的同时的测量。特别是可仅利用具有例如两个耦接的轴的一个线性定位平台，在相同的位置处执行透射和反射测量。使用球体结构提供了改善的反射率测量准确性。特别是没有由如上文参照图1所述的黑化辊的相干反射率(interfering)导致的反射率偏移(offset)发生。在工艺安装期间，所述设备可提供减少的机器设定时间，其中可在无需切割样品进行测量的情况下串联式地或原位地(in-situ)测量均匀性。可实现减少的工艺安装时间。例如，约30％-50％的工艺安装时间的减少是可能的。利用测量布置可取得可靠的光谱数据允许对于多层***的重新计算以进一步评估层厚度值。所述设备可例如用于检查光学层***(诸如，抗反射(antireflection)、不可见的ITO、窗膜(window film)，等等)。客户对于整个辐材宽度的光学质量控制可以是可能的。根据一些实施方式，设备、特别是测量布置具有电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)相容性，并且可容忍例如由溅射沉积源(DC(直流)、MF(中频)、RF(射频))诱发的强电场。
虽然上述内容针对本公开的实施方式，但是可设计本公开的其他和进一步的实施方式而不背离本公开的基本范围，并且本公开的范围由所附权利要求书来限定。

Claims (15)

1.一种用于处理基板上的材料的设备，所述设备包括：
真空腔室，以及
测量布置，所述测量布置被配置成用于测量所述基板和/或在所述基板上处理的所述材料的一或多个光学性质，所述测量布置包括位于所述真空腔室中的至少一个球体结构。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述一或多个光学性质选自由反射率和透射率组成的组。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述球体结构是积分球。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的设备，其进一步包括基板支撑件，所述基板支撑件在所述真空腔室中，其中所述基板支撑件被配置成用于支撑所述基板，并具体地其中所述基板是柔性基板。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述基板支撑件包括第一辊和第二辊，所述第一辊和所述第二辊设置成平行于所述第一辊与所述第二辊之间形成的间隙，用于传送所述基板，具体地是所述柔性基板。
6.如权利要求5所述的设备，其中具体地在测量所述基板和/或在所述基板上处理的所述材料的所述一或多个光学性质期间，所述球体结构定位在所述第一辊与所述第二辊之间的区域中。
7.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述测量布置包括位于所述球体结构处的光源、以及位于所述球体结构处的第一检测器，所述第一检测器用于测量所述基板和/或在所述基板上处理的所述材料的反射率。
8.如权利要求1至7中任一项所述的设备，其中所述测量布置包括位于所述球体结构处的光源、以及第二检测器，所述第二检测器用于测量所述基板和/或在所述基板上处理的所述材料的透射率。
9.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其进一步包括传送装置，所述传送装置被配置成用于移动至少所述球体结构，具体地在所述真空腔室内进行移动。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述传送装置被配置成用于将至少所述球体结构移动到反射率校准位置和/或透射率校准位置。
11.如权利要求1至10中任一项所述的设备，其中所述测量布置进一步包括冷却装置。
12.一种用于通过处理设备来测量基板和/或在所述基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法，其中所述处理设备包括真空腔室，所述方法包括：
使用具有设在所述真空腔室中的至少一个球体结构的测量布置来测量所述一或多个光学性质。
13.如权利要求12所述的方法，其进一步包括：
将至少所述球体结构移动到所述真空腔室中的第一校准位置，具体地是移动到反射率校准位置，并且校准所述测量布置，和/或
将至少所述球体结构移动到所述真空腔室中的第二校准位置；具体地是移动到透射率校准位置，并且校准所述测量布置。
14.如权利要求13所述方法，其中周期性地或非周期性地重复在所述第一校准位置处的校准和在所述第二校准位置处的校准。
15.一种用于处理基板上的材料的设备，所述设备包括：
真空腔室，
测量布置，所述测量布置包括在所述真空腔室中的至少一个球体结构，其中所述测量布置被配置成用于测量所述基板和/或在所述基板上处理的所述材料的反射率和透射率中的至少一者，以及
传送装置，所述传送装置被配置成用于在所述真空腔室内、在测量位置与至少一个校准位置之间移动至少所述球体结构。
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