KR102478575B1 - 기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원을 위치결정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원을 위치결정하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 격실의 연속체를 포함하는 침착 라인 내에서, 격실 내에서 기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원을 위치결정하는 이러한 방법은: 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 획득하는 단계(E10)로서, 적어도 하나의 화상은 침착 라인의 단부에 배치된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템에 의해서 획득되는, 단계; 적어도 하나의 화상으로부터, 결함의 사인(signature)을 결정하는 단계(E20)로서, 이러한 사인은 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는, 단계; 및 결함의 사인으로부터 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 적어도 하나의 격실을 식별하고 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하는 단계(E40)를 포함한다.

Description

기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원을 위치결정하기 위한 방법 및 장치
본 발명은, 얇은 층의 적층체로 적어도 하나의 면 상에 코팅된, 기재, 특히 유리 또는 유기 중합체 재료로 제조된 투명 기재의 제조에 관한 것이다.
기재, 특히 유리 또는 유기 중합체 재료로 제조된 기재가, 그러한 기재에 특별한 성질, 특히 광학적 성질, 예를 들어 주어진 파장의 도메인(domain) 내의 복사선의 반사 또는 흡수, 전기 전도 성질, 또는 심지어 용이한 세정 또는 기재의 자가-세정 능력과 관련된 성질을 제공하는 코팅을 구비하는 것은 통상적이다. 이러한 코팅은 일반적으로 무기 화합물, 특히 금속, 산화물, 질화물 또는 탄화물을 기초로 하는 얇은 층의 적층체이다. 본 발명의 맥락에서, "얇은 층"이라는 표현은, 두께가 1 미크론 미만이고 일반적으로 몇 나노미터 내지 몇백 나노미터이고, 그에 따라 "얇은" 이라는 용어의 층을 의미하는 것으로 이해된다.
얇은 층의 적층체는 일반적으로 침착 라인의 복수의 격실(compartment)(전형적으로 20 내지 30개의 격실) 내에서 실행되는 얇은 층의 연속적인 침착을 통해서 제조되고, 이러한 침착은, 특히 마그네트론 음극 스퍼터링, 이온-빔 보조 침착(IBAD), 증발, 화학기상증착(CVD), 플라즈마-증강 화학기상증착(PECVD), 및/또는 저압 화학기상증착(LPCVD)과 같은, 하나 이상의 침착 방법을 이용하여 다양한 격실 내에서 실행된다.
불행하게도, 침착 라인의 격실은 종종 지저분하고, 기재가 이러한 격실을 통과할 때 특정 격실 내에 존재하는 분진 또는 파편의 조각이 기재 상으로 불규칙적으로 낙하할 수 있다. 파편의 일부 조각이 기재의 표면 상에 (보다 정확하게 해당 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에) 잔류할 수 있고, 이어서 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용할 수 있다. 이러한 파편의 조각은 기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체의 품질에 영향을 미치는 결함의 기원이고, 이는 그렇게 제조된 코팅된 기재의 의도된 적용예에 따라 용인될 수 없는 것으로 입증될 수 있다.
제조된 코팅된 기재의 품질을 제어하기 위해서, 침착 라인의 단부에 배치되도록 의도되고 이러한 기재의 표면에 침착된 얇은 층의 적층체의 다양한 화상을 전달하도록 구성된 광학적 검사 시스템이, 현재의 기술 수준에서 이용된다. 이러한 광학적 검사 시스템은 일반적으로, 복수의 광학적 센서(비디오 카메라) 및 복수의 상이한 파장의 복사선의 공급원을 포함하여, 다양한 구성의 화상(예를 들어, 반사, 투과, 등에서 취해진 화상)이 얻어질 수 있게 하는, 뱅크(bank)를 구비한다. 이러한 화상의 분석은 침착 라인 내에서 생성된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 임의 결함이 검출될 수 있게 한다.
비록 오늘날의 검사 시스템이 결함을 검출할 수 있게 하나, 이들은 이러한 결함의 기원에 관한 어떠한 정보도 제공하지 않는다. 그러나, 이러한 기원에 관해서 아는 것은, 침착 라인에서의 신속하고 목적화된 유지보수 동작의 실행의 관점에서 큰 가치가 있을 수 있다.
본 발명은 특히, 재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 격실의 연속체를 포함하는 침착 라인 내에서, 격실 내에서 기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원을 위치결정하는 방법을 제공함으로써, 종래 기술의 단점을 완화시킬 수 있게 하고, 그러한 방법은:
- 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 획득하는 단계로서, 적어도 하나의 화상은 침착 라인의 단부에 배치된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템에 의해서 획득되는 단계;
- 적어도 하나의 화상으로부터, 결함의 사인(signature)을 결정하는 단계로서, 이러한 사인은 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는, 단계; 및
- 결함의 사인으로부터 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 적어도 하나의 격실을 식별하고 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하는 단계를 포함한다.
정확하게, 본 발명은 또한, 재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 침착 라인 내에서 서로 연속되는 복수의 격실 내에서 기재 상에 침착되는 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원을 위치결정하기 위한 장치에 관한 것이고, 이러한 장치는:
- 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 획득하기 위한 모듈로서, 적어도 하나의 화상은 침착 라인의 단부에 배치된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템에 의해서 획득되는, 모듈;
- 적어도 하나의 화상으로부터, 결함의 사인을 결정하기 위한 모듈로서, 이러한 사인은 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는, 모듈; 및
- 결함의 사인으로부터 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 적어도 하나의 격실을 식별하고 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하기 위한 모듈을 포함한다.
따라서, 본 발명은 기재 상에 침착되는 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 침착 라인 내의 기원을 위치결정하는 단순하고 효과적인 방식을 제공한다.
본 발명의 맥락에서, 기재 상의 얇은 층의 적층체의 침착은, 환경이 제어되는 침착 라인의 여러 격실을 통해서 기재가 연속적으로 이동되는 동안, 실행된다. 특히, 얇은 층의 완전한 적층체는, 개방 공기에 대한 기재의 노출 또는 2개의 격실들 사이의 기재의 세정이 없이, 기재 상에 침착된다. 따라서, 침착 라인의 하나의 격실 내에서 기재 상에 낙하되는 파편의 조각이 이러한 격실 내에 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하고 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로 작용하며, 그에 의해서 결함을 생성한다. 이어서, 본 발명은, 침착 라인의 단부에서 검출된 결함의 기원이 될 수 있는, 침착 라인의 격실 중 적은 수의 격실, 또는 심지어 단일 격실이 식별될 수 있게 한다.
이를 위해서, 침착 라인의 주어진 격실과 연관된 기준 사인은, 주어진 격실에 의해서 생성된 적어도 하나의 파편의 조각의 존재 하에서 침착 라인의 모든 격실을 통해서 기재를 통과시킴으로써 실행되는 얇은 층의 적층체의 침착을 기초로 평가된다. 다시 말해서, 본 발명의 맥락에서, 주어진 격실과 연관된 기준 사인은 얇은 층의 완전한 적층체의 생성 조건 하에서 얻어지고, 주어진 격실에 의해서 생성된 파편의 조각의 존재로 인해서, 특정의 얇은 층이 적층체 내에서 국소적으로 상실될 수 있다. 파편의 조각의 위치 외측에서, 기준 사인의 결정을 위해서, 적층체의 모든 얇은 층이 기재 상에 존재한다.
본 발명의 일 실시예에서, 얇은 층은 침착 라인 내에서 마그네트론 음극 스퍼터링 프로세스를 이용하여 기재 상에 침착된다. 이어서, 침착 라인의 각각의 격실은, 침착시키고자 하는 화학적 원소를 포함하고 근접부 내에 고진공 하에서 플라즈마가 생성되는, "음극" 전위로 지칭되는, 음의 전위까지 낮아진, 스퍼터링 표적을 포함한다. 표적 폭격(bombarding)에 의해서, 플라즈마의 활성 종이 화학적 원소를 표적으로부터 분리하고, 그러한 원소는 기재 상에 침착되고, 그에 의해서 침착된 얇은 층을 형성한다. 이러한 프로세스는, 표적으로부터 분리된 원소와 플라즈마 내에 포함된 가스 사이의 화학 반응으로부터 초래되는 재료로 얇은 층이 구성될 때, 반응성이라 지칭된다. 이러한 마그네트론 음극 스퍼터링 프로세스의 하나의 장점은, 여러 표적 하에서 연속적으로 기재를 이동시킴으로써, 동일 침착 라인 상에서, 매우 복잡한 층의 적층체를 침착시킬 수 있다는 사실에 있다.
본 발명의 맥락에서, 침착 라인의 복수의 연속적인 격실은, 미리 규정된 비율로, 주어진 재료의 얇은 층을 침착시키는데 참여할 수 있다. 유리하게, 침착 라인의 복수의 연소적인 격실 내에서 침착된 주어진 재료의 얇은 층 내에 존재하는 결함의 경우에, 본 발명은, 이러한 얇은 층의 침착에 참여한 모든 격실 중에서 결함의 기원이었던 하나 이상의 격실이 식별될 수 있게 한다.
마그네트론 음극 스퍼터링 침착 라인의 경우에, 얇은 층의 적층이 내부에서 발생되는 다양한 격실의 구성은 마그네트론 음극 스퍼터링의 여러 가지 매개변수, 그리고 특히, 가스의 압력 및 그 조성, 음극에 인가되는 전력, 폭격 입자의 입사각, 침착의 두께 등을 조정하는 것을 포함한다.
기재는 바람직하게 광물 유리로 제조된 또는 유기 중합체 재료로 제조된 시트이다. 기재는 바람직하게 투명하고 착색되거나 착색되지 않을 수 있다. 유리는 바람직하게 소다-라임-실리카 유리이나, 이는 또한, 예를 들어, 보로실리케이트 또는 알루미노-보로실리케이트 유리일 수 있다. 바람직한 유기 중합체 재료는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 또는 심지어 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE)과 같은 플루오로중합체이다. 기재는 강성 또는 가요성을 가질 수 있다. 기재는 편평형이거나 곡선형일 수 있다.
본 발명에 따른 해결책은 침착 라인의 단부에서 통상적으로 실행되는 광학적 검사로부터 얻어진 디지털 화상의 이용을 기초로 한다. 본 발명에 따라, 이러한 화상은, 결함을 나타내는, 하나 이상의 미리 설정된 특성을 포함하는 결함의 사인의 추출, 및 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 격실이 식별될 수 있게 하는 관찰을 위해서 분석된다. 이를 위해서, 결함의 사인은, 결함의 사인과 동일한 특성을 포함하는, 침착 라인의 격실의 각각에 대해서 생성된, 다양한 기준 사인에 (예를 들어, 하나 이상의 결정 트리(decision tree)에 의해서) 직접적으로 또는 간접적으로 비교된다. 격실과 연관된 기준 사인은 이러한 격실에서 기원하는 결함의 미리 설정된 특성의 값을 나타낸다. 이는, 예를 들어, 각각의 격실 내에서 두드림(knocking)으로부터 초래되는 파편 조각을 생성하기 위해서, 격실의 벽을 두드리는 것에 의해서; 시뮬레이션에 의해서; 또는 계산에 의해서 실험적으로 얻어질 수 있다. 복수의 기준 사인이 침착 라인의 격실의 각각과 연관될 수 있다는 것이 주목될 것이다. 마찬가지로, 각각의 기준 사인은 단일 지점과 반드시 상응하지는 않고, 기준 사인 내에 포함된 성분의 수에 따라, 값들 사이의 간격, 곡선의 섹션, 표면의 섹션 등에 상응할 수 있다.
침착 라인의 다양한 격실과 연관된 기준 사인을 고려하는 결함의 사인의 분석은, 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 격실 중 적은 수의 격실, 또는 심지어 단일 격실이 식별될 수 있게 한다.
따라서, 예를 들어, 하나의 특별한 실시예에서, 식별 단계는, 결함의 사인을 침착 라인의 각각의 격실과 연관된 복수의 기준 사인과 비교하는 단계를 포함하고, 결함의 기원이 될 수 있는 것으로 식별된 적어도 하나의 격실은 결함의 사인에 상응하는 기준 사인과 연관된다. 다시 말해서, 결함의 기원이 될 수 있는 것으로 식별된 하나 이상의 격실은, 이러한 경우에, 예를 들어 미리 규정된 거리 또는, 마찬가지로, 미리 규정된 예측 오류의 의미에서, 기준 사인이 결함의 사인과 가장 유사한 격실이다.
본 발명은 기재, 특히 투명 기재 상에 침착될 수 있는 다양한 얇은 층의 적층체에, 그리고 특히 간섭계를 형성하는 얇은 층의 적층체에 유리하게 적용될 수 있다. 결함의 사인, 즉 본 발명의 맥락에서 사용되는 사인의 하나 이상의 특성은, 해당되는 얇은 층의 적층체의 광학적 성질, 특히 복사선의 반사 또는 투과에 대한 그 성질, 그리고 광학적 검사 시스템에 의해서 전달되는 화상의 유형(반사에서 취해진 화상, 투과에서 취해진 화상, 다양한 파장 도메인에서 방출할 수 있는 복사선의 공급원으로 얻어진 화상 등)에 따라서, 선택될 수 있다.
기재 상에 침착시킬 수 있고 본 발명에 따라 분석될 수 있는 얇은 층의 적층체의 예로서, 비제한적으로 이하를 언급할 수 있다:
- 거울을 형성하기 위해서 이용되는, 반사 금속 층, 특히 은 금속을 기초로 하는 반사 금속 층, 또는 심지어, 공기-기재 계면에서 복사선의 반사를 줄이기 위한, 반사방지 코팅과 같은, 가시광선 파장 도메인 내의 기재의 반사 성질을 변경하는 얇은 층의 적층체. 반사방지 코팅은, 특히, 공기-기재 계면에서 간섭 필터의 역할을 하는, 대안예에서, 더 작고 더 큰, 굴절률을 갖는 얇은 층의 적층체에 의해서, 또는 심지어 공기의 굴절률과 기재의 굴절률 사이에서 연속적인 또는 단차형의 굴절률 구배를 생성하는 얇은 층의 적층체에 의해서 형성될 수 있다;
- 적어도 하나의 얇은 금속 층을 포함하는 투명 적층체 또는 투명 전도성 산화물(TCO)을 기초로 하는 적어도 하나의 얇은 층, 즉 기능성 층(들), 특히 은, 니오븀, 크롬, 니켈-크롬 합금(NiCr), 인듐 주석 산화물(ITO)을 기초로 하는 적어도 하나의 얇은 층, 및 간섭계를 형성하기 위해서 각각의 기능 층의 양 측면에 위치된 코팅으로 지칭되는 것과 같이, 적외선에서 기재 반사 성질을 부여하는 얇은 층의 적층체. 적외선에서 반사 성질을 갖는 이러한 투명 적층체는, 건물 또는 차량에 진입하는 태양광선 에너지의 양을 줄이기 위한, 태양광선-제어 그리고 특히 태양광선-방지 글레이징, 또는 건물이나 차량으로부터 소산되는 에너지의 양을 줄이기 위한, 저-방사율 글레이징을 형성하기 위해서 이용된다;
- 적어도 하나의 얇은 금속 층, 특히 적어도 하나의 얇은 은-기반의 층, 또는 투명 전도성 산화물(TCO) 기반의, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO) 기반의, 인듐 아연 산화물(IZO) 기반의, 알루미늄- 또는 갈륨-도핑된 아연 산화물 기반의, 니오븀-도핑된 티타늄 산화물 기반의, 아연 또는 카드뮴 주석산화물 기반의, 및/또는 안티몬- 및/또는 불소-도핑된 주석 산화물 기반의, 적어도 하나의 얇은 층을 포함하는 투명 적층체와 같이, 기재에 전기 전도성 성질을 부여하는 얇은 층의 적층체. 전기 전도성 성질을 갖는 이러한 코팅은 특히 가열형 글레이징에서 이용되고, 여기에서 전류는 코팅을 통해서 유동되고 그에 따라 주울 가열을 통해서, 또는 심지어 층상형 전극 장치 내의 전극에 의해서, 그리고 특히 유기 발광 다이오드(OLED) 장치, 광발전 장치, 전기변색 장치 등의 전방 면에 위치된 투명 전극에 의해서, 열을 생성한다;
- 자외선 복사선의 작용 하에서 유기 화합물을 분해하는 것 그리고 물의 흐름의 작용 하에서 무기질 분진을 제거하는 것을 촉진하는, 티타늄 산화물을 기초로 하는 투명 적층체와 같은, 자가-세정 성질을 기재에 부여하는 얇은 층의 적층체;
- 응축방지 성질, 소수성 성질 등을 기재에 부여하는 얇은 층의 적층체.
결함의 사인을 형성하기 위해서 선택된 하나 이상의 특성은 바람직하게, 얇은 층의 적층체의 침착에 참여하는 격실의 함수로서 달라지는 값을 가지며, 그에 따라 이러한 적층체 내의 결함의 기원이 되는 격실을 용이하게 식별할 수 있게 한다. 예를 들어, 특성의 값이 기재 상의 침착 두께의 엄격하게 단조로운 (즉, 증가 또는 감소하는) 함수가 되는 특성이 선택될 수 있고, 그에 따라 결함의 사인에서의 이러한 특성의 값은, 결함이 나타나는 침착 두께가 식별될 수 있다. 이러한 두께, 및 이러한 두께에 상응하는 얇은 층의 침착을 담당한 격실에 대한 지식으로부터, 결함의 기원이 되는 격실을 용이하게 추정할 수 있다. 기재 상의 침착 두께의 함수로서 엄격하게 단조로운 이러한 특성의 선택이 특히 유리한데, 이는, 하나의 잘-선택된 특성을 포함하는 사인으로부터, 결함의 기원이었던 단일 격실을 식별할 수 있기 때문이다.
그러나, 사인의 각각의 특성의 값과 침착 라인의 격실 사이의 분명한 관계는 본 발명의 본질적인 조건이 아니고; 다시 말해서, 각각의 격실은 각각의 특성의 고유한 값에 반드시 상응하지는 않는다. 구체적으로, 하나의 주어진 특성이 고려될 때, 둘 이상의 격실들 사이의 모호함, 또는 퇴행(degeneracy)이 남아 있을 수 있다. 특히, 주어진 특성의 값이 침착 라인의 2개의 구분된 격실에 상응할 수 있다.
구체적으로, 첫 번째로, 모호함이 남아 있는 경우를 포함하여, 본 발명은 결함의 기원으로서 의심되는 격실의 수가 크게 감소될 수 있게 한다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 기재 상의 얇은 층의 적층체의 침착의 경우에, 침착 라인은 20개 또는 심지어 30개의 격실을 용이하게 포함할 수 있다. 본 발명은 모호함이 남아 있는 격실의 수를 몇 개로 제한할 수 있게 하고, 다시 말해서 특성을 잘 선택함으로써 기껏해야 2개 또는 3개의 객실로 제한할 수 있게 한다. 또한, 결함의 사인 내의 복수의 특성을 고려함으로써, 이러한 숫자를 더 감소시킬 수 있고, 다수의 특성은 나머지 불명확함을 제거할 수 있게 한다.
결함의 사인을 형성하기 위해서 고려되는 특성이 광학적 시스템에 의해서 획득되고 전달되는 화상의 특질(예를 들어, 반사 또는 투과에서 취해진 화상, 화상을 생성하기 위해서 이용되는 복사선 공급원의 유형 등)에 따라 달라질 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 상이한 특질의 화상의 이용은 유리하게, 결함의 사인을 형성하기 위해서 각각의 유형의 화상으로부터 추출된 여러 가지 보완적인 특성을 이용함으로써, 전술한 불명료함이 제거되게 할 수 있다.
결함을 보여주는 적어도 하나의 화상은, 특히, 그레이스케일-인코딩된 화상, RGB-인코딩된 화상, 및/또는 초분광(hyperspectral) 화상일 수 있다.
따라서, 설명으로서, 하나의 특별한 실시예에서, 적어도 하나의 화상은, 반사에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상 및 투과에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상을 포함할 수 있다.
이러한 실시예는 바람직하게, 그러나 비제한적으로, 얇은 층의 적층체가 저방사율의 복수의 층을 포함할 때 적용될 수 있다. 반사에서 취해진 화상으로부터 추출된 정보에 더하여 투과에서 취해진 화상으로부터 추출된 정보를 이용하는 것은, 보다 많은 특성을 포함하는 사인을 획득할 수 있게 하고, 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원이 보다 정확하게 위치결정될 수 있게 한다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 화상은, 2개의 적어도 부분적으로 구분되는 파장 도메인 내에서 방출하는 2개의 복사선 공급원, 특히 가시광선 파장 도메인 내에서 방출하는 복사선 공급원 및 적외선 파장 도메인 내에서 방출하는 복사선 공급원을 이용하는 적어도 하나의 광학적 시스템에 의해서 획득된 (반사 및/또는 투과에서 취해진) 2개의 그레이스케일-인코딩된 화상을 포함할 수 있다. 합리적으로 선택된 상이한 파장에서 방출하는 2개의 복사선 공급원을 이용하여 얻어진 화상의 조합은, 모호함이 제거되게 할 수 있다.
구체적으로, 특정 적층체는, 이러한 실시예가 유리하게 활용할 수 있게 하는, 적외선 도메인 내의 침착 두께의 함수로서 엄격하게 단조로운 특성을 가질 수 있다.
그에 따라, 본 발명은 목표로 하는 유지보수가 침착 라인 상에서 실행될 수 있게 하고, 유지보수 동작(그리고 특히 세정 동작) 또는 더 일반적으로 교정 작용이, 식별된 몇 개의 격실에 또는 심지어 하나의 단일 격실에 집중된다. 그러한 교정 작용은 전형적으로, 벽을 덮고 있고 이러한 격실 내에서 침착되는 얇은 층의 침착 중에 기재 상에 침착되기 쉬운, 임의의 분진 및 파편의 조각을 벽으로부터 제거하기 위해서, 각각의 식별된 격실의 벽을 두드리는 것으로 구성된다. 이러한 유지보수 동작은 생산 중에, 또는 생산의 종료 시에 발생될 수 있다.
그에 따라, 본 발명은, 연관된 비용을 제한하면서, 침착 라인에 보다 즉각적으로 그리고 보다 효율적으로 개입할 수 있게 한다. 본 발명으로 인해서, 결함의 기원이었던 하나 이상의 격실의 식별이 추가적으로 매우 신속하게 이루어진다. 결과적으로, 침착 라인으로부터 출력된, 코팅된 기재 상의 결함의 출현이 검출될 때, 기본적인 문제를 해결하는데 필요한 시간이 실질적으로 감소된다.
하나의 특별한 실시예에서:
- 적어도 하나의 화상은 반사에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상을 포함하고, 결함의 사인은, 반사에서 취해진 화상으로부터 결정된, 결함의 반사 계수와 관련하여 규정된 특성을 포함하고; 및/또는
- 적어도 하나의 화상은 투과에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상을 포함하고, 결함의 사인은, 투과에서 취해진 화상으로부터 결정된, 결함의 투과 계수와 관련하여 규정된 특성을 포함한다.
이러한 반사 및/또는 투과 계수는 예를 들어 그레이스케일-인코딩된 화상에서 보여지는 결함에 적용된 연속 침식 방법(successive erosion method)을 이용하여 결정될 수 있고, 그러한 연속 침식 방법 도중에, 각각의 단계에서, 반사 및/또는 투과 계수의 값이 결정된다. 그 대신, 다른 방법이 물론 예상될 수 있다.
구체적으로, 발명자는 현명하게도, 이러한 화상으로부터 결정된, 결함의 반사에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상 또는 결함의 투과에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상으로부터, 그리고 보다 특히 결함의 반사 또는 투과에서의 콘트라스트 레벨로부터, 이러한 결함이 생성되었을 수 있는 격실(들)을 식별할 수 있다는 것을 발견하였다. 보다 특히, 발명자는 결함의 반사 또는 투과에서의 콘트라스트 레벨과 적층체가 분진 또는 파편의 조각의 낙하 이후에 정지되었던 두께, 다시 말해서 결함이 나타난 두께 사이의 상관 관계를 구축하였다. 이러한 두께는 얇은 층의 적층체의 침착에 참여한 침착 라인의 격실과 용이하게 연관될 수 있다. 화상이 초분광적이 아닐 때, 본 발명은, 광학적 검사 시스템에 의해서 전달된 화상으로부터 추출된 해당 콘트라스트 값이 "진정한" 통합된 (반사 또는 투과에서의) 콘트라스트 값, 즉 (반사 또는 투과) 스펙트럼으로부터 계산될 수 있는 값을 나타낸다는 가정을 기초로 한다는 것에 주목할 수 있을 것이다. "나타낸다"는 것은, 해당 콘트라스트 값이, 절대적 또는 상대적으로, 이러한 진정한 값을 대표한다는 것을 의미한다(즉, 이는 이러한 진정한 값에 비례할 수 있거나, 그 단조로운 함수일 수 있다).
예시로서, 간섭계를 형성하기 위해서, 하나 이상의 얇은 층을 각각 포함하는 2개의 코팅이 측면에 위치된(flanked) 얇은 은 층을 포함하는, 전술한 바와 같은 적외선 내에서 반사 성질을 갖는 투명한 얇은 층의 적층체의 경우에, 반사에서 취해진 화상 내에서 관찰되는 (선택적으로, 정규화된(normalized)) 평균 광 반사 계수가, 적층체의 두께의 함수로서 변경되는 것이 관찰될 수 있고, 이러한 변동은 반전된 V의 형상(즉, ^-형상)이고, 얇은 은 층을 갖는 최대 레벨을 갖는다. 은 층을 갖는 이러한 최대 레벨은 은 층의 저방사율 때문이고, 이는 최대 광 반사도를 초래한다. 다시 말해서, 두께의 함수로서의 광 반사 계수의 변동은, 은 층 이전에 증가 함수이고, 이어서 은 층 이후에 감소 함수이다. 그에 따라, 이러한 표상 및 침착 라인의 격실의 각각을 특성화하는 기준 광 반사 계수로 지칭되는 것에 대해 알고 있는 것을 기초로, 은 층 이전에 침착된 제1 코팅의 침착에 참여한 제1 시리즈 격실 중의 격실로부터, 결함의 기원이 될 수 있는 격실을 용이하게 선별할 수 있고, 또는 은 층 이후에 침착된 제2 코팅의 침착에 참여한 제2 시리즈 격실 중의 격실로부터, 결함의 기원이 될 수 있는 격실을 용이하게 선별할 수 있다.
따라서, 전술한 예에서, 결함의 사인이 결함의 평균 광 반사 계수와 관련하여 규정된 하나의 특성을 포함하는 경우에, 본 발명에 따른 방법의 종료에서, 얇은 층의 적층체 내에서 관찰되는 결함의 기원이 될 수 있는 2개의 격실이 식별된다.
관찰된 결함의 기원이었던 격실이 제1 또는 제2 시리즈의 격실에 속하는지의 여부를 결정하기 위해서, 발명자는, 유리하게, 결함의 제2 특성을 활용하는 것, 즉, 전술한 예에서, 반사에서 취해진 화상 내의 결함을 둘러싸는 밝은 링(light ring)(즉, 반사 최대에 상응하는 링)의 존재 또는 부재를 활용하는 것을 제안한다.
본 발명의 하나의 특별한 실시예에서, 그에 따라, 위치결정 방법은, 적어도 하나의 화상 내에서 보여지는 결함의 둘레 상의 밝은 링의 존재를 검출하는 단계를 더 포함하고, 특성을 포함하는 결함의 사인은 이러한 존재를 나타낸다.
구체적으로, 발명자는, 은 층의 침착 전에, 즉, 은 층 전에 침착된 제1 코팅의 침착에 참여한 제1 시리즈 격실 중의 격실에서, 그러한 밝은 링의 존재를 결함의 도입에 연계시켰고, 그러한 밝은 링의 부재는, 대조적으로, 결함이 은 층의 침착 이후에, 즉 은 층 이후에 침착된 제2 코팅의 침착에 참여한 제2 시리즈 격실 중의 격실에서, 도입되었다는 것을 의미한다. 그러한 밝은 링의 존재는, 침식 방법의 여러 번의 반복에서, 그리고 특히 제1 반복에서 얻어진 광 반사 계수의 값을 관찰함으로써, 전술한 침식 방법의 이용에 의해서 용이하게 검출될 수 있다는 것이 주목될 것이다.
이는 또한, 광학적 시스템이 결함의 투과에서 취해진 화상을 전달할 때 그리고 결함의 사인의 특성이 결함의 광 투과 계수로부터 결정될 때, 적용된다. 본 발명의 하나의 특별한 실시예에서, 방법은 추가적으로:
- (반사 또는 투과) 계수의 변동의 구배를 결정하는 단계; 및
- 결정된 변동 구배를 기초로 결함의 형상을 검출하는 단계를 포함한다.
이러한 실시예는 결함에 관한 보완적인 정보, 특히 이러한 것이 편평한 또는 3-차원적인 결함의 문제인지의 여부와 관련된 정보가 얻어질 수 있게 한다. 그러한 정보는, 격실의 요소가 기재에 침착된 분진 및/또는 파편의 조각의 기원이 되었던, 주어진 격실 내에서, 식별하는데 유용할 수 있다.
본 발명은, 전술한 바와 같이, 그레이스케일-인코딩된 화상(예를 들어, 반사 및/또는 투과에서 취해진, 가시광선 파장 도메인 및/또는 적외선 파장 도메인 에서 방출하는 복사선 공급원에 의해서 획득된, 화상 등)에 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 가정은 비제한적이고, 본 발명은 또한 다른 유형의 화상을 이용하여 구현될 수 있다. 이어서, 고려되는 사인은 이러한 화상으로부터 추출될 수 있는 정보에 맞춰 구성된다.
따라서, 하나의 특별한 실시예에서, 적어도 하나의 화상은 반사 또는 투과에서 취해진 적색-녹색-청색(RGB) 인코딩된 화상을 포함하고, 방법은 RGB 화상을 L*a*b* 컬러 공간(color space)으로 변환하는 단계를 더 포함하고, 결함의 사인은 결함의 기본 표면의 a* 및 b* 성분을 포함하며, 그러한 성분은 변환된 화상으로부터 결정된다. 결함의 사인은 또한, 변환된 화상으로부터 결정되는, 결함의 L* 성분을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 화상은 초분광 화상을 포함하고, 결함의 사인은 파장의 함수로서 결함의 기본적인 표면의 투과 계수의 반사 계수의 값을 나타내는 스펙트럼을 포함한다. 또한, 침착 라인의 격실과 연관된 각각의 기준 사인은, 이러한 실시예에서, 격실 내에서 침착된 층의 다양한 두께에 상응하는 복수의 스펙트럼을 포함할 수 있다.
이러한 다양한 유형의 RGB-인코딩된 또는 초분광 화상은 그레이스케일-인코딩된 화상보다 더 많은 결함에 관한 정보를 포함한다. 그러나, 이들은 보다 복잡하고 종종 보다 고가인 광학적 검사 시스템의 사용을 요구한다. 본 발명은, 침착 라인의 단부에 배치되는 다양한 유형의 광학적 검사 시스템에 맞춰 구성될 수 있다.
전술한 실시예에서, 결함을 나타내는 적은 수의 특성이 이러한 결함의 화상으로부터 추출되고 활용된다. 이러한 적은 수의 특성은 식별 단계의 복잡성을 제한하는데, 이는 이러한 단계에서 적은 특성 만이 격실의 기준 사인에 비교될 필요가 있기 때문이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 식별 단계는 기계 학습 방법을 결함의 사인에 적용하는 것을 포함하고, 그러한 학습 방법은 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하여 훈련된 모델을 기초로 한다.
그러한 모델은 바람직하게, 기원이 식별될 수 있는 또는 기원을 알고 있는 결함을 나타내는 많은 수의 화상에서 훈련되고, 이러한 화상은 많은 수의 생산 일자에 걸쳐 획득된다. 그러한 모델은 예를 들어, 많은 수의 화상으로부터 추출된 격실 기준 사인을 이용하여 훈련된 하나 이상의 결정 트리로 이루어진다. 따라서, 식별 단계에서 이용되는 기계 학습 방법은 예를 들어 그러한 결정 트리를 이용할 수 있는 무작위 결정 포레스트 알고리즘(random decision forest algorithm)일 수 있다. 그러나, 요소들이 함께 분류될 수 있게 하고 기준 값을 이용하여 훈련된 모델을 기초로 하는 임의의 다른 알고리즘이 변형예(예를 들어, 가장 가까운 이웃 알고리즘, 지지 벡터 기계(SVM) 알고리즘, 신경망 알고리즘 등)로서 이용될 수 있다.
이러한 실시예에서, 전술한 것 이외의 결함의 가치 있는 특성이 디지털 화상으로부터 용이하게 추출될 수 있고 결함이 기원된 격실을 식별하기 위해서 활용될 수 있다. 바람직하게, 결함의 사인 즉, 적어도 하나의 화상으로부터 결정된 사인은, 결함의 광도와 관련된 적어도 하나의 특성 및/또는 결함의 형상과 관련된 하나의 특성을 포함한다.
예로서, 결함의 광도와 관련된 적어도 하나의 특성은:
- 결함의 반경방향 광도 프로파일(luminous-intensity profile)을 나타내는 특성; 및/또는
- 결함의 반경방향 광도 프로파일의 기울기를 나타내는 특성; 및/또는
- 결함의 평균 광도를 나타내는 특성; 및/또는
- 결함의 중심에서의 광도를 나타내는 특성을 포함할 수 있다.
유사하게, 결함의 형상과 관련된 적어도 하나의 특성은:
- 결함의 면적을 나타내는 특성; 및/또는
- 결함의 둘레 때 결함의 면적의 비율을 나타내는 특성; 및/또는
- 결함의 종횡비를 나타내는 특성을 포함할 수 있다.
전술한 특성은, 그 모두 또는 일부가 이용될 때, 결함의 기원이었던 격실을 매우 신뢰 가능하게 식별할 수 있게 하는 것으로, 발명자에 의해서 확인되었다. 기계 학습 방법의 이용은 많은 수의 결함 특성이 보다 용이하게 고려될 수 있게 한다는 것을 주목하여야 한다.
전술한 발명의 모든 실시예에서, 기준 사인과 격실 사이의 상응성은, 얇은 층을 기재 상에 침착하는 동안, 변경되기 쉽고, 특히 침착 라인의 구성에 따라 달라질 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 구체적으로, 특히 음극에 인가되는 전력의 변화, 음극에 대면되는 기재의 이동 속도, 음극의 격실 내에서 이용되는 가스의 압력 및 가스의 조성 등에 의해서, 적층체의 두께에 대한 각각의 음극의 기여가 변화될 수 있다. 침착 매개변수에 대한 이러한 의존성은, 실험적으로 또는 분석적으로, 그리고 특히 침착 매개변수를 각각의 격실 내의 상응 적층체의 두께에 관련시키는 수학적 모델을 이용하여, 용이하게 고려될 수 있다.
하나의 특별한 실시예에서, 위치결정 방법의 다양한 단계가 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해서 결정된다.
그에 따라, 본 발명은 또한 기록 또는 정보 매체 상의 컴퓨터 프로그램에 관한 것이고, 이러한 프로그램을 위치결정 장치에서 또는 보다 일반적으로 컴퓨터 내에서 구현할 수 있고, 이러한 프로그램은 전술한 바와 같은 위치결정 방법의 단계를 구현하기에 적합한 명령어를 포함한다.
이러한 프로그램은 임의의 프로그래밍 언어를 이용할 수 있고, 부분적으로 컴파일링된 형태, 또는 임의의 다른 바람직한 형태와 같은, 소스 코드, 목적 코드의 형태, 또는 소스 코드와 목적 코드 사이의 중간의 코드일 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램의 명령어를 포함하는 컴퓨터-판독 가능 기록 또는 정보 매체에 관한 것이다.
기록 또는 정보 매체는 프로그램을 저장할 수 있는 임의의 개체 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 매체는, ROM, 예를 들어 CD-ROM 또는 미세전자-회로 ROM, 또는 심지어 자기 기록 매체, 예를 들어 플로피 디스크 또는 하드 디스크와 같은, 저장 매체를 포함할 수 있다.
삭제
대안적으로, 기록 매체 또는 정보 매체는, 프로그램이 포함되는 집적 회로일 수 있고, 그러한 회로는 해당 방법의 실행에 적합하거나 그러한 실행에서 이용하기에 적합하다.
본 발명은 또한 시스템에 관한 것으로서, 시스템은:
- 재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 기재 상에 얇은 층의 적층체를 침착시킬 수 있는 격실의 연속체를 포함하는 침착 라인;
- 침착 라인의 단부에 배치되고 기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템; 및
- 침착 라인의 격실의 연속체 중에서, 결함의 기원이 될 수 있는 적어도 하나의 격실을 식별할 수 있는, 본 발명에 따른 위치결정 장치를 포함한다.
또한, 다른 실시예에서, 전술한 특징의 전부 또는 일부를, 조합으로, 가지는 본 발명에 따른 위치결정 방법, 위치결정 장치, 및 시스템을 생각할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은, 순전히 비제한적인 하나의 예시적인 실시예를 도시하는, 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은, 하나의 특별한 실시예에서, 본 발명에 따른 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 얇은 층의 적층체의 침착 라인을 도시하며, 그러한 라인은 도 1의 시스템의 일부이다.
도 3은 도 1의 시스템 내에서 침착 라인의 단부에 배치된 광학적 검사 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 위치결정 장치의 하드웨어 아키텍처를 개략적으로 도시하고, 하나의 특별한 실시예에서, 그러한 장치는 도 1의 시스템의 일부이다
도 5, 도 11, 도 14 및 도 16은 본 발명에 따른 위치결정 방법의 4개의 실시예를, 흐름도 형태로 도시한다.
도 6은 하나의 특별한 실시예에서, 이러한 결함의 사인을 결정하기 위해서 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 화상에 적용될 수 있는 연속 침식 방법을 도시한다.
도 7, 도 9a 내지 도 9c, 도 10, 도 12, 도 13 및 도 15는, 본 발명에 따라 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원이었던 격실을 식별하기 위해서 이용될 수 있는 기준 사인의 다양한 예를 도시한다.
도 8은 음극, 및 이러한 음극을 보호하는 다양한 요소를 포함하는 격실을 도시한다.
도 1은, 하나의 특별한 실시예에서, 본 발명에 따른 시스템(1)을, 그 환경 내에서, 도시한다.
시스템(1)은:
- 얇은 층의 적층체가 투명 기재(3) 상에 침착되게 하는 침착 라인(2);
- 침착 라인(2)의 단부에 배치되고, 얇은 층의 적층체로 코팅된 투명 기재(그러한 기재는 참조 부호 5로 표시되었다)의 다양한 디지털 화상을 획득할 수 있고, 이러한 화상으로부터 코팅된 기재(5)에 영향을 미치는 결함의 존재를 검출하는 광학적 검사 시스템(4); 및
- 침착 라인(2) 내의 결함의 기원을 위치결정하기 위해서 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 검출된 결함의 디지털 화상(IM)을 분석할 수 있는, 본 발명에 따른 위치결정 장치(6)를 포함한다.
이하에서 계획되는 예에서, 얇은 층의 적층체가 유리 기재(3) 상에 침착되고 간섭계를 형성한다. 이러한 예에서, 얇은 층의 적층체는 적외선 반사 성질을 갖는 하나 이상의 기능성 층(즉, 예 1 및 예 2에서 하나 또는 2개의 은 층, 및 예 3에서 인듐 주석 산화물(ITO) 층), 및 각각의 기능성 층의 양 측면 상에 위치되고 간섭계를 형성하는, 하나 이상의 얇은 층으로 형성된 코팅을 포함한다. 이하에서, "모듈"(M1, M2, M3)이라는 용어는 하나 이상의 은 또는 ITO 기능성 층의 측면에 위치된 코팅의 각각을 나타내고, 모듈이 단일의 얇은 층 또는 복수의 얇은 층으로 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
물론, 이하에서 설명되는 예는 자체적으로 제한적인 것이 아니고, 다른 얇은 층의 적층체 및 다른 특별한 투명 기재(예를 들어, 유기 중합체 재료로 제조된 강성 또는 가요성 기재)가 생각될 수 있다.
이하의 예에서, 하나 이상의 기능성 층의 측면에 위치되는 코팅 또는 "모듈"은 유전체 재료를 기초로 하는 얇은 층(예를 들어, 산화물, 질화물 또는 산질화물의 얇은 층)으로 구성된다. 변형예로서, 특히 얇은 금속 층이 기능성 층에 의해서 사용되는 경우에, 적층체의 침착 방향으로, 얇은 금속 층 위에 배치되는 각각의 모듈은, 얇은 금속 층의 아래에 있는 층을 통해서, 선택적으로 산화될 수 있는 얇은 금속 오버-블록커 층(over-blocker layer)을 포함하고, 그러한 얇은 금속 오버-블록커 층은, 예를 들어, 후속 층이 질화 또는 산화 대기 하에서 침착되는 경우에 후속 층의 침착 중에 그리고 임의의 후속 열처리 중에 얇은 금속 층을 보호하기 위한 것이다. 각각의 얇은 금속 층은 또한 얇은 금속 언더-블록커 층 상에 침착되고 그와 접촉될 수 있다. 그에 따라, 얇은 층의 적층체는 얇은 금속 층 또는 각각의 얇은 금속 층의 측면에 위치되는 오버-블록커 층 및/또는 언더-블록커 층을 포함할 수 있다. 적층체의 광 투과도에 영향을 미치지 않기 위해서 일반적으로 두께가 1 nm 미만의, 매우 얇은 층인, 이러한 블록커 층은 특히 산소를 포획할 수 있는, 희생 층의 역할을 한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 얇은 층의 침착은 침착 라인(2)에 의해서 마그네트론 음극 스퍼터링 기술에 의해 유리 기재(3) 상에서 실행된다.
알려진 바와 같이, 음극 스퍼터링 기술은 스퍼터링 공급원으로부터 방출되는 표적 재료의 증기의 희박 대기(rarefied atmosphere) 내의 기재 상의 응축을 기초로 한다. 더 정확하게, (표적으로 또한 지칭되는) 공급원의 원자가 특정 압력에서 유지되는 진공 챔버 내에서, 예를 들어 이온화된 아르곤과 같은, 이온화된 가스 내로 사출된다. 전기장이 생성되어 가스의 이온화를 유도하고 그에 따라 플라즈마를 형성한다. 표적은 음의(음극) 전위로 강하되고, 그에 따라 플라즈마 내에 존재하는 이온이 표적에 의해서 끌어 당겨지고 그로부터 원자를 사출한다. 그에 따라 스퍼터링된 입자는 챔버를 통해서 산란되고 그 중 일부가 특히 기재 상에서 수집되어, 기재 상에서 얇은 층을 형성한다. 마그네트론 음극의 경우에, 전기장에 수직으로 배향된 자기장이, 전자를 음극의 근접부 내에서 한정하기 위해서 음극에 근접하여 배치된 자석에 의해서 더 생성된다. 이는 가스의 이온화 정도를 높일 수 있게 하고, 그에 따라 통상적인 음극 스퍼터링 기술에 비해서 침착 수득(deposition yield)을 실질적으로 개선할 수 있게 한다. 음극 스퍼터링 기술이 당업자에게 잘 알려져 있기 때문에, 여기에서 더 구체적으로 설명하지 않을 것이다.
도 2는 음극 스퍼터링에 의해서 얇은 층을 유리 기재(3) 상에 침착하기 위해서 사용된 침착 라인(2)을 개략적으로 도시한다. 침착 라인은 여기에서 진입 챔버(7), 제1 버퍼 챔버(8), 제1 전달 섹션(9) 및 제2 전달 섹션(11)을 포함하는 마그네트론 음극 스퍼터링 챔버(10), 제2 버퍼 챔버(12) 및 출구 챔버(13)를 포함한다.
음극 스퍼터링 챔버(10)는, 2개의 전달 섹션(9 및 11)과 별개로, 요소의 연속체(Ei, i=1,…,N 여기에서 N은 정수이다)를 포함한다. 각각의 요소(Ei)는 마그네트론 음극 스퍼터링 중에 표적으로서 사용되는 음극을 포함하는 침착 챔버 또는 격실(15-i), 및 펌프를 구비한 1개 또는 2개의 펌핑 챔버 또는 격실을 포함하고, 그러한 펌핑 챔버 또는 격실은, 필요한 경우에, 침착 챔버의 양 측면에 위치되어 그 내부에서 진공을 생성한다. 유리 기재(3)는 컨베이어 또는 컨베이어 벨트(16)에 의해서 음극 스퍼터링 챔버(10)의 여러 연속적 격실을 통과한다.
여러 요소(Ei, i=1,…,N)의 연속체는 얇은 층의 적층체가 유리 기재(3) 상에 침착될 수 있게 한다. 복수의 연속적인 격실(15-i), 미리 규정된 비율로, 주어진 재료의 하나의 층을 침착시키는데 참여할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 얇은 층의 적층이 내부에서 발생되는 다양한 격실(15-i)의 구성은 마그네트론 음극 스퍼터링의 여러 가지 매개변수, 그리고 특히, 가스의 압력 및 그 조성, 음극에 인가되는 전력, 폭격 입자의 입사각, 침착의 두께 등을 조정하는 것으로 구성된다.
광학적 검사 시스템(4)은 침착 라인(2)의 단부에 배치된다. 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이는 침착 라인(2)으로부터 출력된 코팅 기재(5)의 다양한 유형의 디지털 화상이 획득 및 생성될 수 있게 하는, 하나 이상의 비디오 카메라(17) 및 복수의 복사선 공급원(18)을 구비한다. 도 3에서 계획된 예에서, 광학적 검사 시스템(4)은 3개의 복사선 공급원(18), 즉 반사 암시야(RDF) 광원(18-1), 반사 명시야(RBF) 광원(18-2) 및 투과 명시야(TBF) 광원(18-3)을 포함한다. 이러한 광원은, 얇은 층의 적층체를 포함하는 코팅된 기재(5)에 영향을 미치는 잠재적인 결함을 보여주는, (코팅된 기재로부터의 광원의 반사에 상응하는) 반사로 및/또는 (광원에 의해서 생성되고 코팅된 기재를 통해서 투과된 광에 상응하는) 투과로 취해진, 다양한 디지털 화상의 구성을 획득하기 위해서 교번적으로 턴 온되고 이어서 턴 오프된다.
결과적인 디지털 화상의, 비디오 카메라(17)의 특질 및 복사선 공급원의 구성은 제한적이 아니다. 따라서, 그 특질 및 그 용량에 따라, 비디오 카메라(17)는 예를 들어 그레이스케일-인코딩된 디지털 화상, 적색-녹색-청색(RGB) 인코딩된 3색 화상을 전달할 수 있거나, 이는 심지어 초분광 화상 등을 전달할 수 있는 초분광 비디오 카메라의 문제일 수 있다. 또한, 가시광선 도메인 또는 다른 파장 도메인, 예를 들어 적외선 도메인 내에서 동작하는 복사선 공급원이 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 이용될 수 있다. 이러한 복사선 공급원은, 결함의 기원이었던 하나 이상의 격실을 위치결정하기 위해서 획득하고 이용하고자 하는 화상에 따라 다양한 각도로 배향될 수 있다.
도 6의 하단 부분은, 예시로서, 반사로 취해진 그레이스케일-인코딩된 디지털 화상을 도시하고, 그러한 화상은 가시광선 도메인 내에서 동작되는 RBF 광원을 이용하여 획득되었다. 이러한 화상에서 보여지는 오점은 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 검출된 결함을 반영한다. 이러한 화상에서, 광학적 검사 시스템(4)의 비디오 카메라에 의해서 측정된 콘트라스트는 결함의 광 반사에 비례한다. 여기에서와 같이, 화상이 초분광적이 아닐 때, 본 발명은, 고려되는 즉, 광학적 검사 시스템에 의해서 전달된 화상으로부터 추출된 해당 콘트라스트 값이, (절대적 또는 상대적으로) 스펙트럼 응답으로부터 추출될 수 있는 통합된 품질(RL 또는 TL)의 진정한 값을 나타낸다는 가정을 기초로 한다는 것에 주목할 수 있을 것이다.
그러한 광학적 검사 시스템은 자체적으로 알려져 있고, 침착 라인(2)과 같은 침착 라인 내에서 실행되는 침착에 영향을 미치는 결함을 검출하기 위해서 통상적으로 이용된다. 그에 따라, 광학적 검사 시스템을 여기에서 더 구체적으로 설명하지 않는다. 본 발명이 단일 광학적 검사 시스템의 이용으로 제한되지 않는다는 것에 주목할 수 있을 것이고, 본 발명에 따른 위치결정 장치에 의해서 프로세스되는 화상이 침착 라인의 단부에 배치된 복수의 광학적 검사 시스템으로부터 전달되는 것을 생각할 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 코팅된 기재에 영향을 미치는 결함이, 음극 스퍼터링 챔버(10)의 특정 격실(15-i) 내에 존재하고 기재가 이러한 격실을 통과할 때 기재 상으로 불규칙적으로 낙하되는 특히 분진 또는 파편의 조각에 기인할 수 있다. 매우 유리하게, 침착 라인(2)으로부터 출력된 코팅된 기재(5) 상에서 검출된 결함의 화상을 활용함으로써, 본 발명에 따른 위치결정 장치(6)는, 결함의 기원이 되는 침착 라인(2)의 격실(15-i)을 위치결정할 수 있다.
여기에서 설명된 실시예에서, 위치결정 장치(6)는, 하드웨어 아키텍처가 도 4에 개략적으로 도시된, 컴퓨터이다. 컴퓨터는 프로세서(19), 랜덤-액세스 메모리(20), 리드-온리 메모리(21), 비휘발성 메모리(22), 통신 모듈(23) 및 다양한 입/출력 모듈(24)을 포함한다.
통신 모듈(23)은, 위치결정 장치(6)가 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 획득된 결함의 화상을 얻을 수 있게 한다. 통신 모듈은 특히, 광학적 검사 시스템(4) 및 위치결정 장치(6)가 서로 연결되는 방식에 따라, 디지털 데이터 버스 및/또는 예를 들어 네트워크 카드 등과 같은 네트워크에 걸친 (근거리 또는 원거리) 통신을 위한 수단을 포함할 수 있다.
위치결정 장치(6)의 입/출력 모듈(24)은 특히, 위치결정 장치(6)가 구성될 수 있게 하고 제공된 결함의 화상에서 실시되는 분석의 결과에 접속할 수 있게 하는, 키보드, 마우스, 화면, 및/또는 임의의 다른 수단(예를 들어, 그래픽 인터페이스)을 포함한다.
위치결정 장치(6)의 리드-온리 메모리(21)는 프로세서(19)에 의해서 판독 가능한 본 발명에 따른 기록 매체이고, 그러한 기록 매체 상에는 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램(PROG)이 기록되고, 이러한 프로그램은 본 발명에 따른 위치결정 방법의 단계를 실행하기 위한 명령어를 포함한다.
이러한 컴퓨터 프로그램(PROG)은, 여기에서 본 발명에 따른 위치결정 방법의 단계를 실시하도록 구성된, 소프트웨어 및 기능적 모듈을 동등하게 형성한다. 이러한 기능적 모듈은 전술한 하드웨어 요소(19 내지 24)를 이용 또는 제어한다. 그러한 모듈은 특히 여기에서:
- 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 획득하기 위한 모듈(6A)로서, 화상은 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 획득되고, 이러한 모듈(6A)은 통신 모듈(23)과 통신하고 이를 제어할 수 있는, 모듈;
- 적어도 하나의 화상으로부터, 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는 결함의 사인을 결정하기 위한 모듈(6B); 및
- 결함의 사인 및 침착 라인의 격실과 연관된 복수의 기준 사인을 이용하도록 구성된, 결함의 기원이 될 수 있는 적어도 하나의 격실을 식별하기 위한 모듈(6C)을 포함한다.
이러한 모듈의 기능은, 본 발명의 4개의 구분된 실시예로, 도 5 내지 도 16을 참조하여 이하에서 더 구체적으로 설명된다. 3개의 제1 실시예는, 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 전달되고 결함의 기원을 위치결정하기 위해서 위치결정 장치(6)에 의해서 분석되는 디지털 화상의 특질에서 상이하다. 따라서, 제1 실시예에서, 위치결정 장치(6)에 의해서 이용되는 화상은 그레이스케일-인코딩된 디지털 화상이고; 제2 실시예에서, 이는 3색(또는 적색-녹색-청색에 대한 RGB) 디지털 화상이고; 제3 실시예에서, 광학적 검사 시스템에 의해서 전달되는 화상은 초분광 화상이다. 제4 실시예에서, 위치결정 장치(6)는 침착 라인(2) 내의 결함을 위치결정하기 위해서 대안적인 유형의 프로세싱을 3개의 제1 실시예에 대해서 실시한다. 그러나, 이러한 본 발명의 4개의 실시예는 결함을 위치결정하기 위해서 동일한 주요 단계, 즉;
- 결함을 보여주고 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 획득된 하나 이상의 화상을 획득하는 단계;
- 이러한 화상으로부터, 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는, 결함의 사인을 결정하는 단계; 및
- 결함의 사인으로부터, 침착 라인의 격실(15-i, i=1,…,N) 중에서, 결함의 기원이 될 수 있는 적어도 하나의 격실을 식별하고 격실(15-i, i=1,…,N)과 연관된 기준 사인을 이용하는 단계를 포함한다.
이제, 각각의 실시예에서 이러한 단계를 더 구체적으로 설명할 것이다. 이러한 다양한 실시예를 설명하기 위해서, 얇은 층의 적층체의 3개의 이하의 예를 고려할 것이다.
- 예 1: 적층체는 소다-라임-실리카 유리로 제조된 기재 상에 침착되고, 기재 상에서 적층체의 침착 방향으로,
o 유전체 재료를 기초로 하는 복수의 얇은 층(예를 들어, 산화물, 질화물, 또는 산질화물의 층)에 의해서 형성된 제1 코팅 또는 모듈(M1);
o 얇은 은 층; 및
o 유전체 재료를 기초로 하는 복수의 얇은 층(예를 들어, 산화물, 질화물, 또는 산질화물의 층)에 의해서 형성된 제2 코팅 또는 모듈(M2)을 포함하고;
적층체의 각각의 층은 요구되는 두께를 획득하기 위해서 복수의 구분된 음극에 의해서 침착될 수 있고, 전체 적층체가 간섭계를 형성하도록 적층체의 얇은 층의 기하형태적 두께가 선택된다.
- 예 2: 적층체는 소다-라임-실리카 유리로 제조된 기재 상에 침착되고, Si3N4의 얇은 층이 측면에 위치된 2개의 얇은 은 층을 포함하고, 이하의 두께를 갖는다:
Figure 112019005451942-pct00001
전체 적층체가 간섭계를 형성하도록, 적층체의 얇은 층의 기하형태적 두께가 선택된다. 예 2에서, 주어진 재료(Si3N4 또는 Ag)의 여러 얇은 층이 다양한 두께로 기재 상에 침착된다. 언급된 이러한 층은 이어서 괄호 사이에 표시되고, 예를 들어 Ag(L1)는 침착된 제1 은 층을 나타내고, Ag(L2)는 제2 은 층을 나타낸다. 예 2에서, "모듈(M1)"은 제1 은 층(Ag(L1)) 이전에 기재 상에 침착된 Si3N4의 얇은 층을 지칭하고, "모듈(M2)"은 제1 은 층(Ag(L1))과 제2 은 층(Ag(L2)) 사이에 침착된 Si3N4의 얇은 층을 지칭하고, "모듈(M3)"은 제2 은 층(Ag(L2)) 이후에 침착된 Si3N4의 얇은 층을 지칭한다.
- 예 3: 적층체는 소다-라임-실리카 유리로 제조된 기재 상에 침착되고, 유전체 재료를 기초로 하는 코팅 또는 모듈(M1, M2)이 측면에 위치된 얇은 인듐 주석 산화물(ITO) 층을 포함하고, 이하의 두께를 갖는다:
Figure 112019005451942-pct00002
전체 적층체가 간섭계를 형성하도록, 적층체의 얇은 층의 기하형태적 두께가 선택된다. 예 3에서, 주어진 재료의 여러 얇은 층이 다양한 두께로 기재 상에 침착된다. 지칭된 층은 이어서 괄호 사이에 표시된다. 예 3에서, "모듈(M1)"은 ITO 층 이전에 기재 상에 침착된 SiN 및 SiO2(L1)의 얇은 층에 의해서 형성된 코팅을 지칭하고, "모듈(M2)"은 ITO 층 이후에 기재 상에 침착된 SiO2(L2) 및 TiO2의 얇은 층에 의해서 형성된 코팅을 지칭한다.
물론, 이러한 예는 단지 예시적인 것으로 주어진 것이고, 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 기재 상에 침착될 수 있는 다양한 얇은 층의 적층체에, 특히 간섭계를 형성하는 적층체에 적용될 수 있다.
이하에서 설명되는 실시예에서, 결함이 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 획득된 화상에 의해서 검출된 것으로 가정한다. 이러한 결함이 검출되는 방식은 자체적으로 알려져 있고, 여기에서 설명하지 않는다.
도 5는, 예를 들어 제1 실시예에서 위치결정 장치(6)에 의해서 실시되는, 본 발명에 따른 위치결정 방법의 주요 단계를 도시한다.
본 발명의 이러한 제1 실시예에서, 광학적 검사 시스템(4)은 검출된 결함의 그레이스케일-인코딩된 디지털 화상(IM)을 전달하기에 적합한 디지털 비디오 카메라를 구비하고, 그러한 화상은 광학적 검사 시스템(4)의 다양한 복사선 공급원의 전부 또는 일부를 활성화시키는 것에 의해서 획득된다. 그러한 화상은 복수의 화소로 구성되고, 각각의 화소는 그 밝기를 나타내는 그레이스케일 값과 연관된다.
여기에서, 이하의 2가지 유형의 화상이 이용된다: 반사에서 취해진 결함의 디지털 화상으로서, 그러한 화상은, RBF 광원(18-2)의 활성화에 의해서 획득되고 결함의 반사 계수를 나타내는, 참조 부호 IMR에 의해서 표시되는, 화상; 및 결함의 투과에서 취해진 디지털 화상으로서, 그러한 화상은 TBF 광원(18-3)의 활성화에 의해서 획득되고 결함의 투과 계수를 나타내는, 참조 부호 IMT에 의해서 표시되는, 화상. 간결함을 위해서, 이하의 설명에서, 고려 사항은 반사에서 취해진 하나의 화상(IMR), 및 적절한 경우에, 투과에서 취해진 하나의 화상(IMT)으로 제한된다.
이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 해당되는 얇은 층의 적층체의 구성에 따라, 위치결정 장치(6)가 반드시 계통적으로 2가지 유형의 화상을 제공할 수 있어야 할 필요가 없다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
구체적으로, 단일 은 층(또는 다른 저-방사율 재료의 단일 층)을 포함하는, 예 1과 유사한 적층체의 경우에, 반사에서 취해진 단일 화상(IMR)이 결함의 기원을 정확하게 위치결정하는데 충분할 수 있다.
복수의 은 층을 포함하는 예 2에서, 반사에서 취해진 단일 화상(IMR)의 이용은 결함의 기원이 될 수 있는 적은 수의 격실이 격리되게 할 수 있으나, 이러한 적은 수의 격실 중에서 단일 격실이 식별될 수 있게 하는데 있어서 항상 충분한 것은 아니다. 이러한 나머지 불명확함을 제거하기 위해서, 반사에서 취해진 화상 이외의 화상, 예를 들어 적외선 파장 도메인에서 동작되는 복사선 공급원에 의해서 획득된 투과에서 취해진 화상이 이용될 수 있거나, 결함의 복수의 화상, 예를 들어 반사에서 취해진 하나의 화상(IMR) 및 투과에서 취해진 하나의 화상(IMT)이 이용될 수 있고, 이러한 2개의 화상 모두는 가시광선 파장 도메인 내에서 동작되는 복사선 공급원에 의해서 획득된다.
가시광선 파장 도메인 내의 복사선 공급원에 의해서 및/또는 적외선 도메인 내의 파장과 같은 다른 파장으로 획득된, 반사에서 취해진 화상 및/또는 투과에서 취해진 화상은, 특히 고려되는 얇은 층의 적층체의 흡수 및 반사 성질에 따라, 그리고 본 발명의 실시를 위해서 이용되는 결함을 나타내는 특성에 따라 이용된다. 이러한 것은 주어진 예를 참조하여 이하에서 더 설명된다.
위치결정 장치(6)가 광학적 검사 시스템(4)으로부터 유리 기재(3) 상에 침착된 얇은 층의 적층체 내에서 검출된 결함의 적어도 하나의 그레이스케일-인코딩된 화상(IM)을 획득하는 것(단계(E10))이 가정된다. 이러한 화상(IM) 또는 이러한 화상들(IM)은 그 통신 모듈(23) 및 그 획득 모듈(6A)을 통해서 위치결정 장치(6)에 의해서 수신된다.
이어서, 위치결정 장치(6)는, 그 결정 모듈(6B)을 통해서, 하나 이상의 화상(IM)으로부터 결함의 사인(SIG(DEF))을 결정한다(단계(E20)). 결함의 사인은, 본 발명의 맥락에서 결함을 나타내는 하나 이상의 특성을 의미하고, 침착 라인의 각각의 격실(15)과 연관된 기준 사인에 대한 비교에 의해서 침착 라인(2) 내의 결함의 기원이 위치결정될 수 있게 한다. 이러한 특성은 특히 위치결정 장치(6)에 의해서 활동되는 화상(IM)의 특질 및 이러한 화상 내에 포함된 결함에 관한 정보, 기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체의 반사 및 흡수 성질, 결함의 형상 등 에 따라 달라질 수 있다.
이러한 단계를 보다 잘 설명하기 위해서, 전술한 그리고 유전체 재료를 기초로 하는 복수의 얇은 층(예를 들어, 산화물, 질화물 또는 산질화물의 층)에 의해서 각각 형성된 2개의 모듈(M1 및 M2)이 측면에 위치되는 얇은 은 층을 포함하는 예 1의 얇은 층의 적층체가 고려될 것이다. 또한, 광학적 검사 시스템(4)이 반사에서 취해진 단일 그레이스케일-인코딩된 화상(IM=IMR)을 전달하고, 그러한 화상이 가시광선 파장 도메인에서 동작되는 광원(18-2)에 의해서 획득되는 것으로 가정한다.
여기에서 설명되는 실시예에서, 결정 모듈(6B)은 반사에서 취해진 이러한 화상(IMR)으로부터 결함의 광 반사 계수와 관련된 여러 특성을 추출한다. 이를 위해서, 결정 모듈은 여기에서 연속 침식 방법을 반사에서 취해진 화상(IMR)에 적용하고, 그러한 방법은, 복수의 반복 중에, 결함의 반사 계수의 여러 값이 추출될 수 있게 한다.
도 6은 반사에서 취해진 화상(IMR)에서 보이는 결함(DEF)에 대한 이러한 방법의 적용을 개략적으로 도시한다. 이러한 방법은, 반사에서 취해진 결함의 화상(IMR)을 이용하여, 윤곽선으로부터 결함을 연속적으로 "침식" 또는 "제거" 하는 것(즉, 각각의 반복(iter)에서, 결함의 윤곽선의 얇은 두께가 제거되고, 이러한 두께는 반드시 하나의 반복으로부터 다음 반복까지 균일할 필요는 없다) 그리고 결함의 제거된 지역 내에서 화소의 그레이스케일 값의 평균을 계산하는 것으로 이루어지고, 화소의 그레이스케일 값은 화소에 의해서 표시되는 위치 내의 결함의 광 반사 계수를 나타낸다. 각각의 침식 이후에 남아 있는 지역이, 예시로서, 각각의 반복(iter=1, iter=2,…, iter=7)과 연관된 상자 내에서, 도 6에 도시되어 있다. 이러한 연속 침식 방법을 실시하기 위해서 이용된 반복의 수 및 각각의 반복에서 적용된 침식 증분(예를 들어, 1 화소)은, 관련 정보가 이러한 결함으로부터 추출될 수 있도록, 결함의 형상과 일치되게 선택된다.
도 6에 도시된 예에서, 도시된 결함은 밝은 링에 의해서 둘러싸인 오점이다. 제1 반복(iter=1)에서, 화소의 그레이스케일 값의 평균을 계산하기 위해서 이용된 침식된 표면은, 결함을 넘어서 위치되고 결함을 둘러싸는, 화상의 배경의 "검은색" 부분 만을 의도적으로 포함한다. 결과적으로, (결함을 둘러싸는 검은색 지역을 나타내는 매우 작은 그레이스케일 값만이 고려되기 때문에) 비교적 작은 평균 그레이스케일 값이 얻어진다.
제2 반복(iter=2)에서, 결함의 침식된 부분은 결함을 둘러싸는 밝은 링에 상응한다. 이러한 밝은 링이 큰 그레이스케일 값에 상응하기 때문에, 결과적인 광 반사 계수는 최대치이다.
다음에, 침식이 계속되고, 이어지는 제4 반복(iter=4)으로부터 보여지는 예에서의 안정화 이전에, 광 반사 계수의 평균이 감소된다. 마지막 반복에서의 평균의 "안정화된" 값은, RL(DEF)로 표시되는, 결함의 광 반사 계수의 값을 제공한다. 여기에서 제2 반복에서, RLmax(DEF)로 표시되는, 최대치의 존재 및 그레이스케일 값의 평균의 피크 형상은 결함 주위의 명확한 링(clear ring)의 존재를 나타낸다. 그에 따라, 그렇게 설명된 침식 방법은 결함의 둘레 상의 밝은 링의 존재가 용이하게 식별될 수 있게 한다. 밝은 링의 부재에서, RLmax(DEF) 및 RL(DEF)의 값이 실질적으로 동일하다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
여기에서 설명된 제1 실시예에서, 광 반사 계수(RL(DEF))의 값은, 결함의 사인을 결정하기 위해서 결정 모듈(6B)이 사용하는 특성이다. 사인에서 고려되는 광 반사 계수(RL(DEF))는 바람직하게, 예를 들어 침착 라인(2)으로부터 출력된 코팅된 기재(5)(최종 제품)의 광 반사 계수에 의해서 또는 나 유리(bare glass)의 광 반사 계수(평균 콘트라스트)에 의해서 정규화된다. 그러한 정규화는 유리하게, 광학적 검사 시스템의 다양한 비디오 카메라의 보정의 편차가 수용될 수 있게 한다. 그러나, 이는 선택적이다. 설명의 나머지에서, 그에 따라, 정규화된 또는 정규화되지 않은 반사 및/또는 투과 계수가 고려되는지의 여부는 중요하지 않은데, 이는 본 발명이 이러한 경우 모두에 동일한 방식으로 적용되기 때문이다.
결정 모듈(6B)은 또한, 전술한 바와 같이, 값(RLmax(DEF))을 기초로, 결함 주위의 검출된 밝은 링의 존재 또는 부재에 관한 표시자를 결함의 사인에 부가한다.
변형예로서, 연속 침식 방법 이외의 기술이 결정 모듈(6B)에 의해서 이용되어, 결함의 사인을 결정할 수 있고 결함 주위의 밝은 링의 존재 또는 부재를 검출할 수 있다. 예를 들어, 결정 모듈(6B)은 결함의 대각선(예를 들어, 가장 큰 대각선 또는 대조적으로 가장 작은 대각선)의 여러 지점에서 광 반사 계수를 평가함으로써 결함의 광도 프로파일을 결정할 수 있다. 결함의 광도 프로파일의 그렇게 얻어진 여러 값의 분석은, 결정 모듈(6B)이 결함 주위의 밝은 링의 가능한 존재를 검출할 수 있게 하고 결함의 광 반사 계수의 평균 값을 평가할 수 있게 한다.
또 다른 변형예에 따라, 세기 프로파일(intensity profile)은 결정 모듈(6B)에 의해서 결함의 복수의 반경에서 결정될 수 있고, 이어서 결함의 사인을 그로부터 추출하기 위해서 평균화될 수 있다.
다음에, 그렇게 얻어진 결함의 사인은, 결함의 기원이 될 수 있는 하나 이상의 격실을 식별하기 위해서, 위치결정 장치(6)의 식별 모듈(6C)에 의해서, 복수의 기준 사인에 대해서 비교된다(단계(E30)).
여기에서 설명된 실시예에서, 식별 모듈(6C)은 침착 라인(2)의 각각의 구분된 격실(15-i, i=1,…,N)에 대해서 기준 사인(SIGref(i))을 이용한다. 이러한 기준 사인은 결함의 사인과 동일한 특성(즉, 동일한 유형의 특성)을 포함한다. 기준 사인은 각각의 특성에 대해서 하나의 값(즉, 단일 지점)을 포함할 수 있거나, 대조적으로, 각각의 특성에 대해서 값들의 간격을 포함할 수 있거나, 그러한 값들의 간격 중 몇 개의 중요 값 또는 한계만을 포함할 수 있다.
변형예로서, 복수의 기준 사인은 주어진 격실과 연관될 수 있다.
여기에서 설명된 제1 실시예에서, 기준 사인은 미리 생성되고(단계(E00)) 예를 들어 위치결정 장치(6)의 비휘발성 메모리(22) 내에 저장된다. 변형예로서, 기준 사인은 원격 저장 공간 내에 저장될 수 있고, 예를 들어 위치결정 장치(6)의 통신 모듈(23)을 통해서 요청 시에 획득될 수 있다.
기준 사인은, 침착 라인(2)의 격실(15-i, i=1,…,N)의 각각을 두드리는 것에 의해서, 예를 들어 실험적으로 생성된다. 이러한 과정은 각각의 격실의 벽 및 요소를 두드리는 것 그리고 이러한 두드림으로부터 초래된 파편의 조각을 수집하는 것으로 구성된다. 광학적 검사 시스템(4)을 이용한, 격실에 대해서 그렇게 얻어진 결함의 관찰 및 이러한 관찰로부터 초래된 화상의 분석은, 격실과 연관되고 결함으로부터 추출된 특성과 동일한 특성(광 반사 계수, 여기에서 고려되는 예 내의 밝은 링의 존재 또는 부재)을 포함하는 평균 기준 사인을 추정할 수 있게 한다. 다시 말해서, 단계(E00)의 종료에서, 위치결정 장치(6)는 침착 라인의 격실(15-i)의 각각에 대한 기준 사인을 메모리 내에서 가지며, 이러한 기준 사인은 각각의 격실(15-i)에, 기준 계수로서 지칭되는, 격실(15-i)을 두드리는 것에 의해서 생성된 복수의 결함과 함께 계산된 평균인, 평균(그리고 적절한 경우에 정규화된) 광 반사 계수, 및 평균적으로, 이러한 격실로부터 기원하는 결함의 둘레로부터 밝은 링이 존재하는지 또는 없는지의 여부를 반영하는 표시자를 제공한다.
변형예로서, 각각의 격실(15-i)의 기준 사인 내에 포함된 분명한 링의 존재 또는 부재에 관한 표시자는, 은 층의 침착에 관련된 격실들에 대한 격실(15-i)의 위치의 함수일 수 있다. 구체적으로, 발명자는 현명하게 이러한 위치와 결함 주위의 분명한 링의 존재 또는 부재 사이의 관계를 구축하였다: 은 층의 큰 방사율로 인해서, 단일 은 층을 포함하는 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 반사에서 취해진 화상 내의 결함 주위의 밝은 링의 존재는, 결함이 아마도 은 층의 침착 전에(즉, 모듈(M1)의 침착에 참여한 격실 내에서) 나타났다는 사실을 나타낸다. 역으로, 그러한 링의 부재는, 이러한 결함이 아마도 은 층의 침착 후에(즉, 모듈(M2)의 침착에 참여한 격실 내에서) 나타난 것임을 의미한다. 기준 사인의 결정에서, 그에 따라, 모듈(M1)을 형성하는 층의 침착에 참여한 격실에, 밝은 링의 존재를 반영하는 표시자를, 그리고 모듈(M2)을 형성하는 층의 침착에 참여한 격실에, 밝은 링의 부재를 반영하는 표시자를 직접적으로 할당할 수 있다.
그렇게 생성된 기준 사인이 침착 라인(2)의 그리고 특히 다양한 격실(15-i)의 음극으로 실시되는 음극 스퍼터링 프로세스의 구성에 따라 달라진다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 사인은 특히, 각각의 음극에 인가된 전력, 각각의 음극에 의해서 침착될 필요가 있는 침착 두께, 격실 내의 가스 혼합물 등에 따라 달라진다. 기준 사인은, 이러한 다양한 조건 하에서 두드림 실험을 실행함으로써, 침착 조건의 각각의 세트(각각의 침착 구성)에 대해서 실험적으로 결정될 수 있다.
변형예로서, 하나의 구성이 다른 구성으로 변환될 수 있게 하는 수학적 모델을 이용하는 것을 생각할 수 있다.
그러한 수학적 모델은, 예를 들어, 기준 사인이 값들의 간격에 상응할 때, 이하와 같다. 단일 값에 적용될 수 있는 방식이 당업자에게 자명할 것이고 여기에서 설명되지 않는다.
모듈(y) 내에서 기재 상에 재료(x)를 침착하는 음극(k)의 기여는 e(k,x,y)이다. 이러한 기여는 여기에서, P(k,x,y)인, 이러한 음극 내로 주입되는 전력에 비례하는 것으로 가정된다. 또한, 모듈(y) 내의 재료(x)의 층의 총 두께는 E(x,y)이다.
음극(k)에 상응하는 사인의 범위를 계산하기 위해서, (즉, 음극(k)의 기준 사인의 한계에 상응하는) 음극(k)의 기여와 결합되는 제한 누적 두께가 계산될 수 있고, 다시 말해서:
Figure 112019005451942-pct00003
- 하한선에 대해서; 그리고
Figure 112019005451942-pct00004
- 상한선에 대해서,
여기에서,
Figure 112019005451942-pct00005
는 재료(x)의 층 전에 침착된 층의 두께의 합이다.
만약 F가, 누적 두께로부터, 격실의 기준 사인이 추정될 수 있게 하는 함수라면(F는 예를 들어 기준 사인을 형성하는 곡선의 섹션의 한계를 규정하는 벡터 함수, 또는 곡선의 이러한 섹션의 평균을 규정하는 함수이다), 새로운 구성에 상응하는 기준 사인은 함수(F)를 전술한 하한선 및 상한선(e(k-1,x,y) 및 e(k,x,y))에 적용함으로써 얻어진다.
하나의 변형 실시예에서, 기준 사인은 시뮬레이션 또는 계산에 의해서 생성된다.
도 7은 적층체의 측면에서 측정되고 두드림에 의해서 획득된 그리고 예 1에 따른 얇은 층의 적층체의 침착에 상응하는 기준 반사 계수(Rref)의 예를 도시하고, 그러한 침착에서 x-축 상에서 식별된 복수의 음극(음극(K1, K3, K4, 등))이 참여하고, 이러한 음극은 동일한 수의 격실 내에 포함된다(즉, 그에 따라, x-축 상에 표시된 음극과 침착 라인의 격실 사이에는 명확한 관계가 있다).
이러한 예에서, 기준 반사 계수(Rref)는 광학적 검사 시스템(4)의 4개의 구분된 비디오 카메라에 의해서 획득된 화상으로부터 생성되었고, 그러한 비디오 카메라는 코팅된 기재의 여러 구역을 모니터링하도록 배치되었다. 기준 반사 계수(Rref)의 생성에서, 비디오 카메라 별로 또는 코팅된 기재의 구역 별로 하나의 기준 계수를 추정할 수 있거나, 예를 들어 각각의 비디오 카메라에 의해서 얻어진 기준 계수의 평균을 취하는 것으로 인해서, 각각의 비디오 카메라에 의해서 얻어진 기준 계수로부터 하이브리드 기준 계수를 추정할 수 있다.
도 7에 도시된 예에서, 단일 기준 반사 계수(Rref)가 각각의 음극에 대해서 결정되었다. 변형예로서, 각각의 음극에 대해서, 단일 기준 반사 계수 값이 아니라 기준 반사 계수의 복수의 가능한 값들을 포함하는 간격을 결정할 수 있거나, 또 다른 변형예에서, 기준 반사 계수의 가능한 값들의 간격의 한계를 결정할 수 있다.
도 7에서, 음극(K9, K9B 및 K10A)이 은 층의 침착에 관련된 음극에 상응한다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 이러한 음극은 파편의 조각을 생성하지 않는 것으로 (또는 거의 생성하지 않는 것으로) 알려져 있다. 다시 말해서, 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함이 이러한 음극 중 하나를 포함하는 격실 내에서 기원할 가능성이 거의 없다. 또한, 도 7에 도시된 예에서, 특정 음극(또는 균등하게 특정 격실)이 동일한 반사 계수 값과 연관되는 것(예를 들어, 음극(K4 및 K23))을 주목할 수 있을 것이다.
변형예로서, 기준 반사 계수(Rref)가, 연관된 격실의 함수가 아니라 적층체 내의 침착 두께의 함수로서 표시될 수 있다. 이러한 경우에, 침착의 두께와 이러한 두께에 상응하는 침착에 참여한 격실 사이의 상응성이 구축되고 위치결정 장치(6) 내에, 예를 들어 그 비휘발성 메모리(22) 내에 저장된다. 이어서, 주어진 격실은 하나 이상의 침착 두께와 연관될 수 있거나, 다시 말해서, 하나 이상의 기준 사인과 연관될 수 있다.
여기에서 설명된 제1 실시예에서, 결함의 사인은 식별 모듈(6C)에 의해서 2개의 하위 단계에서 침착 라인(2)의 여러 격실과 연관된 기준 사인과 비교된다.
더 정확하게, 제1 하위 단계에서, 식별 모듈(6C)은, 결함의 사인(SIG(DEF))으로부터, 결함이 그 둘레에서 밝은 링을 갖는지의 여부를 결정한다.
전술한 이유로, 여기에서, 은 층의 침착을 위한 음극을 포함하는 격실 전에 위치된 침착 라인(2)의 그러한 격실(즉, 모듈(M1)을 형성하는 얇은 층을 침착하기 위한 격실, 즉 도 7에 도시된 예에서 음극(K1, K3, K4, K5, K5B, K6, K7 및 K8)을 포함하는 격실)과 연관된 기준 사인이, 그 특성들 중에서, 이러한 격실 내에서 기원하는 결함의 둘레 상의 밝은 링의 존재를 반영하는 표시자를 포함한다는 것이 가정된다.
식별 모듈(6C)이 결함의 사인(SIG(DEF)) 내에서 결함의 둘레 상의 밝은 링의 존재를 검출하는 경우에, 그에 따라 식별 모듈(6C)은 결함을 모듈(M1)의 포메이션에 참여하는 (그리고 도 7에 도시된 예에서 음극(K1, K3, K4, K5, K5B, K6, K7 및 K8) 중 하나에 상응하는) 격실 중 하나와 연관시킨다.
대조적으로, 결함의 사인(SIG(DEF))이 결함의 둘레 상의 밝은 링의 부재를 나타내는 경우에, 식별 모듈(6C)은 결함을, 은 층의 침착에 참여한 음극을 포함하는 격실 이후에 위치되는 침착 라인의 그러한 격실 중 하나와 연관시키고, 즉 모듈(M2)의 침착에 참여하고 음극(K11, K12, K13, K19, K21, K27B, K28 및 K30) 중으로부터의 음극을 포함하는 격실 중 하나와 연관시킨다.
다음에, 제2 하위 단계에서, 식별 모듈(6C)은 결함(DEF)의 반사 계수 즉, 그 사인(SIG(DEF)) 내에 포함된 계수를 미리 선택된 격실의 기준 사인 내에 포함된 기준 반사 계수(Rref)(또는 기준 반사 계수를 규정하는 값들의 간격 또는 심지어 간격의 한계들)와 비교한다. 이어서, 이는, 기준 반사 계수(Rref)가 결함의 사인에 포함된 반사 계수(또는 간격 또는 한계)에 상응하는 격실을 선택하고, 즉 이는, 기준 사인이 결함의 사인에 상응하는 격실을 선택한다. "상응하는"은 여기에서, 기준 사인이, 예를 들어 소위 미리 규정된 거리 내의, 결함의 사인과 가장 유사한 격실을 의미한다.
이를 위해서, 단일 기준 반사 계수 값이 각각의 기준 사인 내에 포함되는 도 7에 도시된 예에서, 식별 모듈(6C)은, (또한 "L2-유형 거리"로 지칭되는) 유클리드 거리(Euclidean distance) 또는 (또한 "L1-유형 거리"로 지칭되는) 절대 값의 거리와 같은, 미리 규정된 거리를 최소화하는, 침착 라인(2)의, 모든 격실(15-i, i=1,…,N) 중의, 격실을 선택한다. 이러한 거리는 결함의 사인(SIG(DEF)) 내에 포함된 반사 계수와 해당 격실과 연관된 기준 사인(SIGref) 내에 포함된 기준 반사 계수(Rref) 사이에서 계산된다.
기준 사인이 단일 값을 포함하지 않고 값들의 간격 또는 그러한 간격의 한계를 포함할 때, 식별 모듈(6C)은, 이러한 간격 또는 이러한 한계까지의 결함의 사인의 거리를 균등하게 평가할 수 있고, 이러한 거리를 최소화하는 격실을 선택할 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
그렇게 선택된 격실은, 식별 모듈(6C)에 의해서, 코팅된 기재(5)에 영향을 미치는 결함(DEF)이 기원된 격실로서 식별된다(단계(E40)).
이러한 식별에 이어서, 유지보수 동작이 식별된 격실에 대해서 실시될 수 있다. 이러한 동작은 특히, 예를 들어 위에 침착되는 파편의 조각이 탈착될 수 있도록 격실의 벽을 두드리는 것에 의해서, 이러한 격실을 세정하는 것으로 구성될 수 있다.
광학적 검사 시스템(4)에 의해서 위치결정 장치(6)에 전달된 결함의 디지털 화상의 분석이 결함에 관한 다른 유용한 정보가 식별되게 할 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
예를 들어, 결함의 사인을 결정하는 단계(E20)에서, 결정 모듈(6B)은 결함의 반사 계수 내의 변동의 구배를 결정할 수 있다. 이러한 구배는 연속 침식 방법의 실시에서 얻어진 침식 곡선으로부터 또는, 적절한 경우에, 결함의 대각선 또는 반경에서 얻어진 반사 계수 값으로부터 용이하게 결정될 수 있다.
이러한 구배 및 그 변동에 관한 지식을 기초로, 결정 모듈(6B)은 결함의 형상에 관한 정보를 추정할 수 있다. 이는 특히, 구배가 적은 수의 화소(전형적으로 하나의 화소)에 걸쳐 최대인 경우에 결함이 편평하다는 것(또는 비교적 편평하다는 것), 또는 구배가 많은 수의 화소에 걸쳐 거의 일정하게 유지되는 경우에 결함이 3-차원적인 돌출부를 포함한다는 것을 식별할 수 있다.
결함의 형상에 관한 이러한 정보에 관련된 지식은, 결함을 생성한 파편의 조각의 기원이었던 요소의, 실제 격실 내의, 식별을 돕고, 격실에서 실행되는 유지보수 동작이 최적화될 수 있게 한다. 구체적으로, 각각의 격실에, 참조 부호 25에 의해서, 도 8에 도시된 바와 같이, 음극 주위에 배치된 다양한 보호 차폐부가 존재한다. 파편의 조각이 이러한 차폐부의 거친 또는 편평한 구역으로부터 기원하는지의 여부에 따라, 그 형상이 상이하고, 이는 상이한 형상의 결함을, 기재 상에서, 생성한다. 예시로서, 격실의 천장에 배치된 그릴이 없는 차폐부로부터 기원하는 파편의 조각은 편평한 형상의 결함을 생성할 것이다. 대조적으로, 돌출부를 포함하고 격실의 하단에 위치되는 금속 그릴을 포함하는 수평 차폐부로부터 기원하는 파편의 조각은 3-차원적인 결함을 생성할 것이다.
비록 반사에서 취해지고 가시광선 파장 도메인 내의 복사선을 방출하는 복사선 공급원을 이용하여 획득된 그레이스케일-인코딩된 화상을 참조하여 설명되었지만, 바로 앞서서 설명된 제1 실시예가 또한, 반사에서 취해지고 다른 파장 도메인(예를 들어, 적외선)에서 동작되는 복사선 공급원을 이용하여 획득된 그레이스케일-인코딩된 화상을 이용하여, 또는 투과에서 취해지고 해당 얇은 층의 적층체의 반사 및 흡수 성질에 적합한 파장 도메인 내의 복사선을 방출하는 복사선 공급원을 이용하여 획득된 그레이스케일-인코딩된 화상을 이용하여, 실시될 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
도 7에 도시된 예에서, 예 1에 따른 얇은 층의 적층체에서, 위치결정 장치(6)가 결함의 반사에서 취해진 화상(IMR)을 분석하는 것으로 충분히 이러한 결함이 기원된 격실을 식별할 수 있고, 격실이 모듈(M1)의 형성에 참여한 일련의 격실 내에 또는 모듈(M2)의 형성에 참여한 일련의 격실 내에 위치되는지의 여부에 관한 불확실성은 결함의 둘레 상의 밝은 링의 존재 또는 부재의 검출의 결과로서 전술한 바와 같이 용이하게 제거될 수 있다.
비록 예 1에 따른 적층체를 참조하여 설명되었지만, 이러한 제1 실시예는 간섭계를 형성하는 얇은 층의 다른 적층체에, 특히 예 3의 적층체에, 그리고 단일 기능성 층을 포함하는 다른 적층체에 적용될 수 있다.
이는 또한, 얇은 층의 적층체가 복수의 기능성 층, 예를 들어, 앞서서 도입되었던, 예 2에서와 같은 2개의 얇은 은 층을 포함할 때 적용될 수 있다.
그러나, 그러한 적층체에서, 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함이 기원된 격실을 보다 정확하게 식별하고자 하는 경우에, 결함의 복수의 화상(예를 들어, 반사에서 취해진 하나의 화상 및 투과에서 취해진 하나의 화상)을 고려하는 것이 필수적일 수 있을 것이다.
도 9a는 예 2에 따른 얇은 층의 적층체의 침착에 참여하는 격실의 기준 반사 계수(Rref)의 예를 도시한다. 기준 반사 계수(Rref)는 적층체의 측면 상에서 측정되고 침착 라인(2)의 단부에서 획득된 코팅된 유리 기재(5)의 반사 계수에 의해서 정규화된다. 이들은 유리 기재(3) 상의 침착 두께의 함수로서 도시되어 있고, 이러한 두께는 나노미터(nm)로 표현된다. 전술한 바와 같이, 침착의 두께와 이러한 두께와 연관된 얇은 층의 침착에 참여한 격실 사이의 상응성이 미리 구축될 수 있고 위치결정 장치(6)의 비휘발성 메모리(22) 내에 저장될 수 있으며, 그에 따라 결함이 기원되는 격실을 그로부터 식별할 수 있게 한다.
적은 수의 파편의 조각을 생성하는, 은 층의 침착에 참여한 격실의 기준 반사 계수(Rref)가, 도 9a에서, 참조 부호 Ag1(41 nm 내지 48 nm의 기재 상의 침착 두께에 상응하는 제1 은 층) 및 참조 부호 Ag2(123 nm 내지 143 nm의 기재 상의 침착 두께에 상응하는 제2 은 층)에 의해서 각각 식별된다.
이러한 도면으로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 0.1과 동일한 반사 계수 값은 여러(즉, 3개) 상이한 침착 두께에 그에 따라 침착 라인(2)의 여러 격실에 상응할 수 있다. 결과적으로, 예 2에 따른 적층체에서의 본 발명의 실시가 결함의 반사 계수에 상응하는 단일 특성으로 이루어진 결함 사인을 고려하는 것으로 제한되는 경우에, 식별 단계(E40)는, 이러한 반사 계수의 값에 따라, 식별되는 복수의 격실을 초래할 수 있다. 도 9a에 도시된 이러한 예에서, 식별은 3개의 격실을 식별한다. 이러한 수가, 비록 1과 동일하지는 않지만, 침착 라인에 속하는 모든 격실과 관련하여 비교적 적은 수의 격실에 상응하고, 이는 침착 라인(2)에서 실행되는 유지보수가 단순화될 수 있게 한다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
결함의 사인 내의, 전술한 바와 같은, 결함 주위의 밝은 링의 존재를 고려하는 것은, 모듈(M1)의 얇은 층의 침착에 참여한 격실로부터 기원되는 결함이, 모듈(M2)의 얇은 층의 침착에 참여한 격실로부터 구분되게 할 수 있다. 그러나, 이러한 존재 또는 부재의 고려는, 동일 모듈(본 경우에, 도 9a에 도시된 예의 M2)에 속하는 얇은 층의 침착에 참여한 2개의 격실 사이의 구별을 위해서 충분하지 않은 것으로 확인될 수 있다.
이러한 불충분성의 완화를 위해서, 예를 들어 2개의, 반사에서 취한 화상(IMR)에 더하여, 투과에서 취해지고 적외선 파장 도메인(예를 들어, 850 nm의 파장)에서 방출하는 복사선 공급원에 의해서 획득된 화상(IMT)을 이용할 수 있다. 이러한 복사선 공급원은, 예를 들어 광원(18-3)과 교체함으로써, 광학적 검사 시스템(4) 내에 배치될 수 있거나, 침착 라인(2)의 단부에 배치된 다른 광학적 검사 시스템에 속할 수 있다. 이는 적외선 파장 도메인의 적어도 일부를 커버하는 광대역 공급원일 수 있고, 이 경우 광학적 검사 시스템이 바람직하게 적외선 내에서 화상이 획득될 수 있게 하는 스펙트럼 분해된 비디오 카메라를 구비하고, 또는 스펙트럼 분해된 복사선 공급원일 수 있고, 이 경우 광학적 검사 시스템이 광대역 비디오 카메라 또는 적외선 도메인 내에서 스펙트럼 분해된 비디오 카메라를 구비할 수 있다.
이어서, 결정 모듈(6B)은, 반사에서 취해진 화상(IMR)로부터의 결함의 반사 계수의 추출과 관련하여 전술한 것과 유사한 또는 동일한 방식으로, 적외선 도메인 내의 투과에서 취해진 이러한 화상(IMT)으로부터, 결함의 투과 계수(T(DEF))를 추출할 수 있다. 이러한 선택적으로 정규화된 투과 계수는, 화상(IMR)으로부터 추출된 정규화된 반사 계수에 더하여, 결함의 사인의 특성으로서 이용된다. 그에 따라, 결함의 사인(SIG(DEF))은, 한편으로, 화상(IMR)으로부터 결정된 결함의 반사 계수 그리고, 다른 한편으로, 화상(IMT)으로부터 결정된 결함의 투과 계수로 구성된다. 여기에서, 결함의 사인이 밝은 링의 존재 또는 부재의 표시자를 포함하는 것은 생각되지 않는다.
도 9b는 예 2에 따른 얇은 층의 적층체의 침착에 참여하는 도 9a의 격실의 기준 투과 계수(Tref)를 도시한다. 이러한 기준 투과 계수(Tref)는, 침착 라인(2)의 격실의 각각을 두드리는 것에 의해서 기준 반사 계수(Rref)에 대해서 전술한 바와 같이 얻어질 수 있다. 도 9b에 도시된 예에서, 기준 투과 계수(Tref)는 침착 라인(2)의 단부에서 획득된 코팅된 유리 기재(5)의 투과 계수에 의해서 정규화된다. 이들은 유리 기재(3) 상의 침착 두께의 함수로서 도시되어 있고, 그 두께는 나노미터(nm)로 표현된다. 은 층의 침착에 참여한 격실의 기준 투과 계수(Tref)가, 도 9b에서, 참조 부호 Ag1(41 nm 내지 48 nm의 기재 상의 침착 두께에 상응하는 제1 은 층) 및 참조 부호 Ag2(123 nm 내지 143 nm의 기재 상의 침착 두께에 상응하는 제2 은 층)에 의해서 각각 식별된다.
이러한 도면으로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 0.71과 동일한 기준 투과 계수(Tref)는 2개의 가능한 침착 두께를 초래한다. 다시 말해서, 결함의 사인이 투과 계수만을 포함하는 경우에, 이러한 계수의 값에 따라, 2개의 격실이 결함의 기원이 될 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다.
결함의 기원이 된 격실의 위치에 대한 보다 정확한 추정을 획득할 수 있도록, 식별 모듈(6C)은 결함의 반사 계수 및 결함의 투과 계수 모두, 즉 결정 모듈(6B)에 의해서 결정된 결함의 사인 내에 포함된 계수들을 고려한다. 이어서, 각각의 기준 사인은, 유사하게, 기준 반사 계수 값(Rref) 및 기준 투과 계수 값(Tref)으로 구성된다.
도 9c는, (도 9a 및 도 9b에서 고려된 것과 동일한) 여러 침착 두께에 대한, 동일한 기준 사인에 속하는 기준 투과 계수(Tref)의 함수로서 (x-축 상의) 기준 반사 계수(Rref)를 도시한다. 도 9c로부터, 다양한 고려되는 침착 두께에 상응하는 모든 기준 사인이 구분된다는 것을 확인할 수 있을 것이다.
다시 말해서, 결함의 반사 계수 및 결함의 투과 계수로 구성된 결함 사인(SIG(DEF))을 격실과 연관된 기준 사인과 비교하는 것은, 식별 모듈(6C)이, 결함의 기원이 되는 단일 격실을 식별할 수 있게 한다. 이러한 격실은 결함의 사인에 가장 근접한 기준 사인, 즉 예를 들어 비교되는 사인에 상응하는 2개의 벡터 사이의 유클리드 거리와 같은 미리 규정된 거리를 최소화하는 기준 사인과 연관되고, 각각의 벡터는 성분으로서 반사 계수 및 투과 계수를 갖는다.
그러나, 결함의 사인 및 기준 사인이 예 2의 적층체와 같은 적층체의 경우에 복수의 특성을 필수적으로 포함하여야 하는 것은 아니다. 구체적으로, 발명자는, 투과에서 취해지고 적층체의 반사 및 흡수 성질과 관련하여 적외선 도메인 내에서 현명하게 선택된 파장에서 획득된 화상을 이용하여, 이러한 화상으로부터 추출된, 결함의, 투과 계수로부터 규정된 단일 특성을 포함하는 사인을 기초로, 결함의 기원이 되는 격실을 정확하게 식별할 수 있다는 것을 관찰하였다.
도 10은, 예 2에 따른 얇은 층의 적층체의 침착에 참여한 그리고 격실을 두드리는 것으로부터 초래된 결함에 관한 투과에서 취해진 화상으로부터 추출된, 정규화된 기준 투과 계수(Tref)의 예를 도시한다. 도 10의 예에서, 해당 투과에서 취해진 화상은 1050 nm의 파장에서 동작되고 그에 따라 적외선 도메인에 속하는 복사선 공급원에 의해서 획득되었다.
이러한 도면으로부터, 이러한 기준 투과 계수(Tref)가 침착 두께의 함수로서 모두 구분된다는 것을 확인할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 1050 nm의 동일 파장에서 획득된 투과에서 취해진 화상으로부터 추출된 단일 투과 계수로 구성된 유효 사인과 비교하는 것은, 결함의 기원이 되는 격실이 고유하게 식별될 수 있게 한다.
바로 앞에서 설명한 제1 실시예에서, 광학적 검사 시스템(4)은 그레이스케일-인코딩된 디지털 화상을 위치결정 장치(6)에 전달하고, 위치결정 장치(6)는, 침착 라인(2)에 의해서 생산된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원을 결정하기 위해서, 이러한 화상 내에 포함된 여러 정보의 조각을 활용한다. 그러나, 본 발명은, 이제 제2 및 제3 실시예에서 설명되는 것과 같은, 다른 유형의 화상에 적용된다.
도 11은, 예를 들어 제2 실시예에서 위치결정 장치(6)에 의해서 실시되는, 본 발명에 따른 위치결정 방법의 주요 단계를 도시한다.
본 발명의 이러한 제2 실시예에서, 광학적 검사 시스템(4)은 컬러 비디오 카메라를 구비하고, 적색-녹색-청색(RGB) 인코딩된 3색 디지털 화상을 전달한다. RGB 화상은, 여기에서 바람직하게 sRGB 표준에 따라 인코딩된 화상을 의미한다. 자체적으로 알려진 바와 같이, RGB 인코딩에서, 화상의 각각의 지점 또는 화소가, 이러한 지점에서 일차적인 컬러인 적색, 녹색 및 청색의 각각의 세기를 각각 나타내는 3개의 양에 의해서 인코딩된다.
제2 실시예는, RBF 광원(18-2)을 활성화시킴으로써 검사 시스템(4)에 의해서 획득되는 결함의 RGB-인코딩된 화상을 이용하고; 이러한 화상은, 적층체의 측면으로부터 보이는, 코팅된 기재(5) 상에서 검출되는 결함의 반사 계수를 도시한다. 간결함을 위해서, 이하의 설명에서, 반사에서 취해진, 결함의 하나의 화상(IMR)으로 제한하여 고려한다. 그러나, 유사한 접근방식이 투과에서 취해진 화상에 적용될 수 있다.
위치결정 장치(6)는, 광학적 검사 시스템(4)으로부터, 유리 기재(3) 상에 침착된 얇은 층의 적층체 상에서 검출된 결함의 반사에서 취한 RGB-인코딩된 화상(IMR)을 획득한다(단계(F10)). 이러한 화상(IMR)은 그 통신 모듈(23) 및 그 획득 모듈(6A)을 통해서 위치결정 장치(6)에 의해서 수신된다.
여기에서 설명되는 제2 실시예에서, 결함(DEF)의 기준 사인이 수신된 화상(IMR)으로부터 추출되기 전에, 위치결정 장치(6)는 이러한 화상을 RGB 공간 이외의 컬러 공간으로 변환한다(단계(F20)). 더 정확하게, 위치결정 장치는 화상(IMR)을, 당업자에게 알려진 a*b*L* 컬러 공간으로 변환한다. 이러한 컬러 공간에서, L*은 밝기를 나타내고, a* 및 b* 성분은, 해당 지점의 컬러가 동일한 밝기의 회색 표면의 컬러와 얼마나 상이한지를 특성화한다. 이러한 컬러 공간에서, L*는 결함에 의해서 반사된 광의 양에 다소 상응한다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
여기에서, 화상은 위치결정 장치(6)에 의해서 2개의 하위 단계에서 변환되고; 제1 하위 단계에서, 위치결정 장치는, 예를 들어 웹사이트 http://www.brucelindbloom.com/index.html?Equations.html에 구체적으로 설명된 바와 같이, RGB-인코딩된 화상(IMR)을 X,Y,Z 컬러 공간으로 변환한다. 위치결정 장치는 이어서, 전술한 웹사이트 또는 사이트 https://fr.wikipedia.org/wiki/CIE L*a*b* Conversions CIE XYZ vers CIE L.2Aa.2Ab.2A에서 구체적으로 기재된 바와 같이, (X, Y, Z) 컬러 공간 내에서 획득된 화상을 (L*,a*,b*) 컬러 공간으로 변환한다.
이러한 변환에 이어서, 위치결정 장치(6)는, 그 결정 모듈(6B)을 통해서, (IMR'로 지칭된) 변환된 화상으로부터, 결함의 사인(SIG(DEF))을 결정한다(단계(F30)). 이를 위해서, 위치결정 장치는 변환된 화상(IMR')으로부터, 결함의 기본 표면의 a* 및 b* 성분의 좌표를 추출한다. 이를 위해서, 전술한 바와 같이 연속 침식 방법을 이용할 수 있다. 이러한 좌표는 aDEF* 및 bDEF*로 지칭될 것이다.
다음에, 성분(aDEF* 및 bDEF*)을 포함하는, 그렇게 얻어진 결함의 사인은, 위치결정 장치(6)의 식별 모듈(6C)에 의해서, 복수의 기준 사인에 비교되고(단계(F40)), 각각의 기준 사인(SIGref(i))은, 결함의 사인과 동일한 특성을 기초로 하고 그리고 침착 라인(2)의 하나의 격실(15-i, i=1,…,N)과 또는 하나의 격실과 자체적으로 연관된 침착 두께와 연관된다.
기준 사인은 미리 생성될 수 있고 예를 들어 위치결정 장치(6)의 비휘발성 메모리(22) 내에 저장될 수 있다. 변형예로서, 기준 사인은 원격 저장 공간 내에 저장될 수 있고, 예를 들어 위치결정 장치(6)의 통신 모듈(23)을 통해서 요청 시에 획득될 수 있다.
제1 실시예에서와 같이, 기준 사인은, 침착 라인(2)의 격실에서 미리 실행되는, 두드림 실험으로부터 생성될 수 있다(단계(F00)). 광학적 검사 시스템(4)을 이용한, 각각의 격실 내에서 생성된 파편의 조각의, 그리고 특히 이러한 파편의 조각의 반사에서 취한 RGB-인코딩된 화상의 관찰은, 각각의 격실(15-i, i=1,…,N)에 대해서 또는 여러 격실과 연관된 여러 침착 두께에 대해서, 평균 기준 좌표(aref*(i) 및 bref*(i))가 얻어질 수 있게 한다. 제1 실시예에 대해서 전술한 바와 같이, 기준 사인과 여러 격실 사이의 상응도가, 침착 라인(2)의 구성 그리고 특히 여러 격실(15-i) 내의 음극 스퍼터링 매개변수에 따라 달라진다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
도 12는 침착 라인(2)의 여러 격실(15-i, i=1,…,N) 내에서 침착된 그리고 전술한 예 3에 따른 얇은 층의 적층체를 초래하는 얇은 층의 여러 두께에 대해서 획득된 기준 좌표(aref*, bref*)의 예를 도시한다. 이러한 도면에서, x-축은 성분(aref*)을 나타내고, y-축은 성분(bref*)을 나타낸다. 격실 중 하나의 격실의 하나의 음극에 의해서 생성된 침착에 상응하는 각각의 두께가 하나의 유형의 심볼에 의해서 도시되고, 심볼의 형상은, 이러한 음극에 의해서 침착된 재료에 따라 다르다(예를 들어, TiO2 층의 침착에 상응하는 두께에 대해서는 다이아몬드, SiO2 층(L2)의 침착에 상응하는 두께에 대해서는 정사각형, 등). 판독성을 위해서, 도면에 도시된 각각의 지점에 상응하는 침착 두께는 생략하였다.
또한, 간결함을 위해서, 여기에서, 두께와 연관된 각각의 기준 사인이 성분(aref* 및 bref*)의 단일 값으로 구성되는 것으로 가정한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 변형예로서, 각각의 두께가 aref* 값들의 간격 및 bref* 값들의 간격과, 또는 그러한 간격을 규정하는 한계와 연관되는 것을 생각할 수 있다.
결함의 사인(SIG(DEF))은, 기준 사인이 결함의 사인에 가장 근접한 적층체 두께를 찾는 것에 의해서 단계(F40)에서 매우 단순하게 기준 사인(SIGref(i), i=1,…,N)과 비교된다. 이어서, 이러한 두께는 전술한 바와 같이 격실과 또는 이러한 두께를 갖는 침착에 상응하는 음극과 관련된다. 다시 말해서, 식별 모듈(6C)은, 도 12에 도시된 기준 곡선 상에, (도 12에 십자가로 도시된) 지점(aDEF*, bDEF*)에 가장 근접한 지점(aref*, bref*)을 찾고, 그로부터 침착 두께를, 이어서 연관된 격실을 추정한다.
변형예로서, 기준 사인이 aref* 및 bref*에 대한 값들의 간격 또는 그러한 간격의 한계를 포함할 때, 식별 모듈(6C)은, 지점(aDEF*, bDEF*)까지의 미리 규정된 거리와 관련하여, 가장 근접한 기준 사인을 찾고, 그로부터 침착 두께를, 이어서 연관된 격실을 추정한다. 임의 유형의 거리가 고려될 수 있다: 이는 특히 aref* 및 bref*에 대해서 고려되고 지점(aDEF*, bDEF*)을 통과하는 기준 간격에 의해서 규정되는 곡선에 대한 수직선을 따라 측정된 거리의 문제일 수 있다.
그렇게 결정된 격실은, 위치결정 장치(6)의 식별 모듈(6C)에 의해서, 코팅된 기재(5)에 영향을 미치는 결함(DEF)의 기원이 될 수 있는 격실로서 식별된다(단계(F50)).
이러한 식별에 이어서, 유지보수 동작이 그렇게 식별된 격실에서 실시될 수 있다.
이러한 제2 실시예가 또한, 예를 들어, 2개의 은 층을 포함하는, 예 2와 유사한 구성과 같은, 다른 적층체 구성에 적용될 수 있다는 것이 주목될 것이다.
그러한 구성에서, 격실의 정확한 위치에 관한 불명료함이 남아 있는 경우에, 결함의 사인을 결정하기 위한 모듈(6B)은 결함의 기본 표면의 성분(LDEF*)을 결함의 사인에 부가할 수 있고, 격실의 기준 사인 내에서 균등한 성분(Lref*)을 생성할 수 있다. 이어서, 2개의 은 층을 포함하는 다른 예시적인 얇은 층의 적층체에 대해서 도 13에 도시된 바와 같은, 격실(15-i, i=1,…,N)의 기준 사인(또는 이러한 격실에 상응하는 침착 두께)을 도시하는 3-차원적인 곡선이 얻어진다.
비교 단계(F40)에서, 식별 모듈(6C)은 (도 13에서 십자가로 표시된) 결함(LDEF*,aDEF*,bDEF*)의 사인에 가장 근접한 이러한 곡선 상의 기준 사인(지점(Lref*,aref*,bref*))을 찾는다. 이어서, 식별 모듈(6C)은, 그렇게 결정된 기준 사인에 상응하는 격실을, 결함(DEF)이 기원된 격실로서 식별한다.
도 14는, 예를 들어 제3 실시예에서 위치결정 장치(6)에 의해서 실시되는, 본 발명에 따른 위치결정 방법의 주요 단계를 도시한다.
본 발명의 이러한 제3 실시예에서, 광학적 검사 시스템(4)은 초분광 비디오 카메라를 구비하고, 코팅된 기재(5) 상에서 검출된 결함의 초분광 디지털 화상을 전달한다. 이러한 초분광 화상은, 그들이 주어진 파장 범위(해당 복사선 공급원의 구성에 따라 반사 또는 투과 스펙트럼)에 걸친 스펙트럼을 화상의 각각의 화소와 연관시킨다는 점에서 주목할 가치가 있다. 각각의 스펙트럼은 K 성분(Sp(λk), k = 1,…,K)의 벡터로서 규정되고, K는 1보다 큰 정수이고, 각각의 성분(Sp(λk))은 파장(λk)에서의 결함의 반사도 또는 투과도의 값이다.
그에 따라, 위치결정 장치(6)는, 광학적 검사 시스템(4)으로부터, 유리 기재(3) 상에 침착된 얇은 층의 적층체 상에서 검출된 결함의 반사에서 취한 초분광 화상(IMR)을 획득한다(단계(G10)). 이러한 화상(IMR)은 그 통신 모듈(23) 및 그 획득 모듈(6A)을 통해서 위치결정 장치(6)에 의해서 수신된다.
이어서, 위치결정 장치(6)는, 그 결정 모듈(6B)을 통해서, 초분광 화상(IMR)으로부터 결함의 사인(SIG(DEF))을 결정한다(단계(G20)). 이를 위해서, 위치결정 장치는, 예를 들어 본 발명의 제1 실시예에서 앞서 제시되고 각각의 화소의 반사 스펙트럼에 적용된 바와 같은 연속 침식 방법을 이용하여, 화상(IMR)으로부터, 결함의 기본 표면의 반사 스펙트럼을 추출한다(반사 계수 값은 제1 실시예에서와 같이 화소별 단일 반사 계수 값 대신 각각의 화소와 연관된 반사 스펙트럼의 각각의 파장에 대해서 추출된다).
그에 따라 결정 모듈(6B)에 의해서 결정된 사인(SIG(DEF))은 그렇게 추출된 K 스펙트럼 성분(SpDEF(λk), k=1,…,K)으로 구성된다.
다음에, 그렇게 얻어진 결함의 사인SIG(DEF)은, 위치결정 장치(6)의 식별 모듈(6C)에 의해서, 복수의 기준 사인에 비교되고(단계(G30)), 각각의 기준 사인(SIGref(i))은, 결함의 사인과 동일한 특성을 기초로 하고 그리고 침착 라인(2)의 하나의 격실(15-i, i=1,…,N)과 연관된다.
2개의 제1 실시예에서와 같이, 기준 사인은 미리 생성될 수 있고 예를 들어 위치결정 장치(6)의 비휘발성 메모리(22) 내에 저장될 수 있다. 변형예로서, 기준 사인은 원격 저장 공간에 저장될 수 있고, 예를 들어 위치결정 장치(6)의 통신 모듈(23)을 통해서 요청 시에 획득될 수 있다.
제1 및 제2 실시예에서 설명된 바와 같이, 기준 사인은, 침착 라인(2)의 격실에서 미리 실행되는, 두드림 실험으로부터 생성될 수 있다(단계(G00)). 광학적 검사 시스템(4)을 이용한, 각각의 격실 내에서 생성된 파편의 조각의, 그리고 특히 이러한 파편의 조각의 반사에서 취해진 초분광 화상의 관찰은, 각각의 격실(15-i, i=1,…,N)에 대해서 또는 격실(15-i, i=1,…,N)과 연관된 여러 침착 두께에 대해서, 기준 스펙트럼(Spref)이 얻어질 수 있게 한다.
제1 및 제2 실시예에 대해서 전술한 바와 같이, 기준 사인과 여러 격실 사이의 상응도가, 침착 라인(2)의 구성 그리고 특히 여러 격실(15-i) 내의 음극 스퍼터링 프로세스에 따라 달라진다는 것을 더 주목할 수 있을 것이다.
도 15는, 전술한 예 3에 따른 얇은 층의 적층체에 대한, 침착 라인(2)의 여러 격실(15-i, i=1,…,N)에 의해서 침착된 얇은 층의 여러 두께에 대해서 획득된 기준 스펙트럼의 예를 도시한다. 이러한 도면에서, 여러 스펙트럼은 기재 상의 침착의 두께의 함수로서 주어진다. 다시 말해서, 주어진 격실(15-i)에 대해서, 기준 스펙트럼(Spref(j), j=J1(i),…J2(i))의 세트에 상응하고, 여기에서 J1(i) 및 J2(i)는 인덱스(i)에 따라 달라지는 2개의 정수를 나타내고, 스펙트럼의 이러한 세트는, 주어진 격실(15-i)이 담당하는 침착의 두께로부터 용이하게 식별될 수 있다.
그에 따라, 격실(15-i)과 연관된 각각의 기준 사인(SIGref(i))은 복수의 스펙트럼(Spref(J1(i))…Spref(J2(i)))을 포함하고, 스펙트럼(J2(i)-J1(i)+1)의 수는, 격실에 의해서 침착되는 얇은 층의 두께 및 고려되는 이산화 증분(discretization increment)에 따라, 격실마다 다를 수 있고, 각각의 스펙트럼(Spref(j),j=J1(i),…,J2(i))은 K-성분 벡터에 의해서 규정된다.
결함의 사인(SIG(DEF))은, 결함의 사인(SIG(DEF))과 각각의 기준 사인(SIGref(i)) 사이의 (예를 들어, L2-유형 수직선을 따라 측정된) 거리를 계산함으로써 식별 모듈(6C)에 의해서 단계(G30)에서, 기준 사인(SIGref(i), i=1,…,N)과 비교된다. 이러한 거리는, 여기에서 설명된 제3 실시예에서, 이하에 의해서 규정되고:
Figure 112019005451942-pct00006
여기에서, j=1,…,J1(1),J1(2),…J2(N)이다.
변형예로서, 격실(15-i)과 연관된 각각의 기준 사인이, 양 측면 상에서, 이러한 격실과 연관된 스펙트럼을 규정하는 표면의 섹션과 결합된 2개의 한계 스펙트럼만을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 식별 모듈(6C)은 2개의 하위 단계를 실시할 수 있고, 그러한 하위 단계는 첫 번째로 결함의 사인에 가장 근접한 스펙트럼에 상응하는 기준 사인들 중에서 제1 한계 스펙트럼을 식별한다. 2개의 이웃하는 격실이 각각의 주어진 한계 스펙트럼을 공유하기 때문에, 식별 모듈(6C)은, 결함의 사인에 상응하는 이러한 2개의 이웃하는 격실들 사이에서 충분히 식별한다.
변형예로서, 결함의 사인을 기준 사인에 비교하기 위해서 다른 거리가 이용될 수 있고, 예를 들어 전술한 바와 같지만 자외선 도메인에 속하는 (k로 인덱스된) 파장에 대한 상이한 가중 인자를 적용하는 L2 수직선을 이용하여 측정된 거리가 이용될 수 있다.
식별 모듈(6C)은 이러한 거리를 최소화하는 인덱스(j)와 연관된 격실을, 코팅된 기재(5)에 영향을 미치는 결함의 기원이 되는 침착 라인(2)의 격실로서, 식별한다(단계(G40)).
이러한 식별에 이어서, 유지보수 동작이 그렇게 식별된 격실에서 실시될 수 있다.
이러한 제3 실시예가, 예를 들어, 예 2의 구성과 유사하고 2개의 은 층을 포함하는 구성과 같은, 다른 적층체 구성에 동일하게 적용될 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
전술한 3개의 제1 실시예에서, 위치결정 장치(6)는 결함의 반사 및/또는 흡수 성질을 나타내는 하나 이상의 특성으로부터, 즉 특히 반사에서 취해진 화상으로부터 추출된 반사 계수 및/또는 투과에서 취해진 화상으로부터 추출된 투과 계수로부터, 결함의 사인을 결정하고, 이러한 결함 사인을, 예를 들어 두드림 실험을 통해서 얻어진, 침착 라인(2)의 각각의 격실과 연관된 기준 사인에 비교한다. 코팅된 기재(5)의 흡수 및/또는 반사 성질 그리고 광학적 검사 시스템에 의해서 전달되는 화상(가시광선 또는 적외선 파장 도메인 등에서 방출하는 복사선 공급원에 의해서 획득된, 반사, 투과에서 취해진 화상)의 유형에 따라, 사인은, 결함의 기원이 될 수 있는 단일 격실이 식별될 수 있게 하기 위한 단일 특성만을 포함할 필요가 있을 수 있거나, 대조적으로, 복수의 특성이 하나의 단일 격실을 식별하기 위해서 필요할 수 있다. 그러나, 그러한 맥락에서, 침착 라인 내에 포함된 격실의 총 수와 관련하여, 결함의 기원일 수 있는 격실의 수를 크게 감소시키기 위해서 결함의 단지 하나의 잘-선택된 특성을 고려하는 것으로 충분하다는 것을 회상할 수 있을 것이다.
일부 측면에서, 이러한 3개의 실시예와 결함의 기원이 될 수 있는 하나 이상의 격실이 식별될 수 있게 하는 결정 트리 사이의 병렬 작업이 이루어질 수 있다.
결함의 기원이 되는 격실의 식별이 학습 방법을 이용하여 실시되는 제4 실시예를 이제 설명할 것이다. 여기에서 설명되는 제4 실시예에서, 이러한 학습 방법은 복수의 결정 트리가 용이하게 고려될 수 있게 한다.
도 16은 이러한 제4 실시예에서 위치결정 장치(6)에 의해서 실시되는 위치결정 방법의 주요 단계를 도시한다.
여기에서, 제1 실시예에서와 같이, 광학적 검사 시스템(4)이, 침착 라인(2)의 단부에서 검출된 각각의 결함에 대래서, 반사 및/또는 투과에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 디지털 화상을 생성하는 것으로 가정한다. 간결함을 위해서, 설명의 나머지에서, 각각의 검출된 결함에 대한, 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 전달된 반사에서 취한 그레이스케일-인코딩된 화상(IMR)으로 제한하여 고려할 것이다. 이러한 제4 실시예는 또한, 광학적 검사 시스템(4)이 RGB-인코딩된 디지털 화상 또는 초분광 화상을 생성하고 전달하는 경우에도 적용될 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
그에 따라, 위치결정 장치(6)는, 광학적 검사 시스템(4)으로부터, 유리 기재(3) 상에 침착된 얇은 층의 적층체 상에서 검출된 결함의 그레이스케일-인코딩된 화상(IMR)을 획득한다(단계(H10)). 이러한 화상(IMR)은 그 통신 모듈(23) 및 그 획득 모듈(6A)을 통해서 위치결정 장치(6)에 의해서 수신된다.
이어서, 위치결정 장치(6)는, 그 결정 모듈(6B)을 통해서, 화상(IMR)으로부터, 결함의 사인(SIG(DEF))을 결정한다(단계(H20)). 바람직하게, 결함의 사인(SIG(DEF))은 결함의 광도와 관련된 하나 이상의 특성 및/또는 결함의 형상과 관련된 하나 이상의 특성을 포함한다.
더 정확하게, 여기에서 설명되는 제4 실시예에서, 결함의 사인(SIG(DEF))은 이하를 포함한다:
- 결함의 반사에서 (또는, 수신된 화상이 투과에서 취해진 화상인 경우에, 투과에서) 반경방향 광도 프로파일을 나타내는 특성. 그러한 프로파일은 결함의 가장 긴 대각선 상에서 측정된 복수의 세기 값(예를 들어, 8개의 값, 도는 다시 말해서 8개의 특성)을 포함할 수 있다;
- 결함의 반사에서 (또는, 수신된 화상이 투과에서 취해진 화상인 경우에, 투과에서) 반경방향 광도 프로파일의 구배(기울기)를 나타내는 특성. 그러한 특성은, 본 발명의 제1 실시예에서 설명된 밝은 링의 존재의 검출에 대해서 비교된다.
- 결함의 면적을 나타내는 특성;
- 결함의 둘레 때 결함의 면적의 비율을 나타내는 특성;
- 결함의 종횡비를 나타내는 특성;
- 결함의 반사에서 (또는, 수신된 화상이 투과에서 취해진 화상인 경우에, 투과에서) 평균 광도를 나타내는 특성; 및
- 결함의 중심에서의, 반사에서 (또는, 수신된 화상이 투과에서 취해진 화상인 경우에, 투과에서) 광도를 나타내는 특성.
이러한 특성의 추출 자체는 당업자에게 어렵지 않을 것이고, 여기에서 구체적으로 설명하지 않는다.
물론, 이러한 목록은 포괄적인 것이 아니고, 결함(DEF)을 나타내기 위해서 다른 특성이 화상(IMR)으로부터 용이하게 추출될 수 있다.
다음에, 그렇게 얻어진 결함의 사인SIG(DEF)은, 위치결정 장치(6)의 식별 모듈(6C)에 의해서, 기준 사인에 비교되고(단계(H30)), 각각의 기준 사인(SIGref(i))은, 결함의 사인과 동일한 특성을 기초로 하고 그리고 침착 라인(2)의 하나의 구분된 격실(15-i, i=1,…,N)과 연관된다.
여기에서 설명된 제4 실시예에서, 기준 사인은, 침착 라인(2)의 단부에서 검출된 복수의 결함 화상으로 구성된 소위 훈련 세트로부터 미리 생성되고, 그러한 화상은 복수의 생산 일수에 걸쳐 광학적 검사 시스템(4)에 의해서 획득된다. 이러한 화상의 각각에서, 결함의 사인은 단계(H20)에서 선택된 동일한 특성 및 결함의 기원이 되는 격실을 기초로 결정되거나, 상응하는 침착 두께가 (기준으로 지칭되는) 이러한 사인과 연관된다. 이러한 격실 또는 이러한 침착 두께는, 예를 들어 각각의 검출된 결함을 위해서 침착 라인(2)의 격실을 탭핑(tapping)하는 것에 의해서 실험적으로, 또는 전술한 제1 실시예에서의 본 발명에 따른 위치결정 방법을 이용하여 결정된다.
이어서, 이러한 기준 사인은, 여기에서 설명되는 제4 실시예에서, 결정 트리를 생성하기 위해서 이용된다(단계(H00)). 알려진 바와 같이, 그러한 트리는, 시스템의 특성의 값이 동일 시스템의 다른 특성의 관찰로부터 평가될 수 있게 하는, 예측 모델에 의해서 이용될 수 있다. 다시 말해서, 여기에서 고려되는 경우에, 이는, 결함의 기원이 되는 격실을 그 사인으로부터 예측하기 위해서, 침착 라인(2)의 격실의 기준 사인을 이용하여 훈련된 이러한 결정 트리를 이용하는 문제이다. 그에 따라, 결정 트리는 여기에서 훈련 세트의 화상으로부터 추출된 기준 사인 및 이러한 신호와 연관된 격실 정보로부터 생성된다. 그에 따라, 이러한 결정 트리는 격실(15-i)의 각각의 기준 사인 자체를 모델링한다.
이러한 결정 트리 및 그러한 트리를 기초로 하는 학습 알고리즘, 예를 들어 무작위 결정 포레스트 알고리즘을 이용할 때, 식별 모듈(6C)은 결함의 사인(SIG(DEF))을 자동적으로 "분류"할 수 있고, 다시 말해서, 기준 사인과 또는 심지어 직접적으로 기준 사인이 결함의 사인에 상응하는 침착 라인(2)의 격실과 연관시킬 수 있다. 그러한 학습 알고리즘 자체는 알려져 있고, 여기에서 더 구체적으로 설명하지 않는다. 이는, 예를 들어, T. Hastie 등의 "The elements of statistical learning - Data Mining, Inference and Prediction", second edition, Springer라는 명칭의 문헌에서 설명되어 있다.
변형예로서, 요소들(여기에서 요소들은 격실과 연관된 사인이다)이 서로에 대해서 분류될 수 있게 하는 다른 알고리즘이 고려될 수 있고, 예를 들어 가장 근접 이웃 알고리즘(nearest neighbor algorithm), 지원 벡터 기계(support vector machine)(SVM) 알고리즘 또는 신경망을 기초로 하는 알고리즘이 고려될 수 있다.
식별 모듈(6C)은, 학습 알고리즘에 의해서 그렇게 결정되고 결함의 사인에 상응하는 격실을, 결함의 기원이 되는 격실로서 식별한다(단계(H40)).
이러한 식별에 이어서, 유지보수 동작이 그렇게 식별된 격실에서 실시될 수 있다.
전술한 제4 실시예는, 침착 라인에 의해서 생성된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원이었던 침착 라인의 해당 격실의 신속하고 효과적인 식별을 가능하게 한다. 이러한 실시예가, 마그네트론 음극 스퍼터링에 의해서 침착된 침착 라인을 참조하여 설명되었다는 것을 주목하여야 한다. 그러나, 본 발명은 (파편 또는 생성된 결함의 유형이 어떠하든 간에) 유사한 문제에 의해서 영향을 받기 쉬운 다른 침착 방법, 예를 들어 이온 빔 스퍼터링(IBS) 또는 이온 빔 보조 침착(IBAD)과 같은 다른 스퍼터링 방법, 또는 심지어 증발, 화학기상증착(CVD), 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD), 저압 화학기상증착(LPCVD)과 같은 침착 방법 등에 적용될 수 있다.

Claims (24)

  1. 재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실(15-i) 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 격실(15-i)의 연속체를 포함하는 침착 라인(2) 내에서, 격실 내에서 기재(3) 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원이 되는 격실을 결정하는 방법이며:
    - 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 획득하는 단계(E10, F10, G10, H10)로서, 적어도 하나의 화상은 침착 라인의 단부에 배치된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템에 의해서 획득되는, 단계(E10, F10, G10, H10);
    - 적어도 하나의 화상으로부터, 결함의 사인을 결정하는 단계(E20, F30, G20, H20)로서, 이러한 사인은 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는, 단계(E20, F30, G20, H20); 및
    - 결함의 사인으로부터 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 적어도 하나의 격실을 식별하고 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하는 단계(E40, F50, G40, H40)를 포함하고,
    적어도 하나의 화상은 2개의 적어도 부분적으로 구분된 파장 도메인에서 방출하는 2개의 복사선 공급원을 이용하여 적어도 하나의 광학적 시스템에 의해서 획득된 2개의 그레이스케일-인코딩된 화상을 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    얇은 층의 침착이 침착 라인(2)에 의해서 마그네트론 음극 스퍼터링에 의해 기재(3) 상에서 실행되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기재(3)는 광물 유리로 제조된 또는 중합체 유기 재료로 제조된 투명 기재인, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    식별 단계는 결함의 사인을 침착 라인의 격실과 각각 연관된 복수의 기준 사인과 비교하는 단계를 포함하고, 결함의 기원이 될 수 있는 것으로 식별된 적어도 하나의 격실은 결함의 사인에 상응하는 기준 사인과 연관되는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 적어도 하나의 화상은 반사에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상(IMR)을 포함하고 결함의 사인은, 반사에서 취해진 화상으로부터 결정된, 결함의 반사 계수와 관련하여 규정된 특성을 포함하고; 및/또는
    - 적어도 하나의 화상은 투과에서 취해진 그레이스케일-인코딩된 화상(IMT)을 포함하고, 결함의 사인은, 투과에서 취해진 화상으로부터 결정된, 결함의 투과 계수와 관련하여 규정된 특성을 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사 계수 및 투과 계수 중 하나 또는 둘 다는 그레이스케일-인코딩된 화상 내에서 보여지는 결함에 적용된 연속 침식 방법을 이용하여 결정되는, 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    - 상기 반사 계수 및 투과 계수 중 하나 또는 둘 다의 변동의 구배를 결정하는 단계; 및
    - 결정된 변동 구배를 기초로 결함의 형상을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    적어도 하나의 화상 내에서 보여지는 결함의 둘레 상의 밝은 링의 존재를 검출하는 단계를 포함하고, 특성을 포함하는 결함의 사인은 이러한 존재를 나타내는, 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 적어도 하나의 화상은 반사 또는 투과에서 취해진 적색-녹색-청색(RGB) 인코딩된 화상을 포함하고;
    - 방법은 RGB 화상을 L*a*b* 컬러 공간으로 변환하는 단계(F10)를 더 포함하고; 그리고
    - 결함의 사인은, 변환된 화상으로부터 결정되는, 결함의 기본 표면의 a* 및 b* 성분을 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    결함의 사인은, 변환된 화상으로부터 결정되는, 결함의 L* 성분을 더 포함하는, 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 화상은 초분광 화상을 포함하고, 결함의 사인은 파장의 함수로서 결함의 기본적인 표면의 반사 계수 또는 투과 계수의 값을 나타내는 스펙트럼을 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    침착 라인의 격실과 연관된 각각의 기준 사인이, 격실 내에서 침착된 층의 다양한 두께에 상응하는 복수의 스펙트럼을 포함하는, 방법.
  14. 재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실(15-i) 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 격실(15-i)의 연속체를 포함하는 침착 라인(2) 내에서, 격실 내에서 기재(3) 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원이 되는 격실을 결정하는 방법이며:
    - 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 획득하는 단계(E10, F10, G10, H10)로서, 적어도 하나의 화상은 침착 라인의 단부에 배치된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템에 의해서 획득되는, 단계(E10, F10, G10, H10);
    - 적어도 하나의 화상으로부터, 결함의 사인을 결정하는 단계(E20, F30, G20, H20)로서, 이러한 사인은 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는, 단계(E20, F30, G20, H20); 및
    - 결함의 사인으로부터 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 적어도 하나의 격실을 식별하고 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하는 단계(E40, F50, G40, H40)를 포함하고,
    침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인이, 두드림으로부터 초래되는 파편의 조각을 각각의 격실 내에서 생성하기 위해서 격실의 각각을 두드리는 것에 의해서 실험적으로 결정되는(E00, F00, G00), 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    식별 단계(H40)는 기계 학습 방법을 결함의 사인에 적용하는 것(H30)을 포함하고, 학습 방법은 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하여 훈련된 모델을 기초로 하는(H00), 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    결함의 사인 즉, 적어도 하나의 화상으로부터 결정된 사인은, 결함의 광도와 관련된 적어도 하나의 특성 및/또는 결함의 형상과 관련된 하나의 특성을 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    결함의 광도와 관련된 적어도 하나의 특성은:
    - 결함의 반경방향 광도 프로파일을 나타내는 특성; 및/또는
    - 결함의 반경방향 광도 프로파일의 기울기를 나타내는 특성; 및/또는
    - 결함의 평균 광도를 나타내는 특성; 및/또는
    - 결함의 중심에서의 광도를 나타내는 특성을 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    결함의 형상과 관련된 적어도 하나의 특성은:
    - 결함의 면적을 나타내는 특성; 및/또는
    - 결함의 둘레 대 결함의 면적의 비율을 나타내는 특성; 및/또는
    - 결함의 종횡비를 나타내는 특성을 포함하는, 방법.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    얇은 층의 적층체는 광학적 간섭계를 형성하는, 방법.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인은, 기재 상의 얇은 층의 침착 중에, 침착 라인의 구성에 따라 달라지는, 방법.
  21. 프로그램이 컴퓨터에 의해서 실행될 때 제1항 또는 제2항의 방법의 단계를 실행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  22. 제21항의 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터-판독 가능 기록 매체.
  23. 재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실(15-i) 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 침착 라인(2) 내에서 서로 연속되는 복수의 격실 내에서 기재(3) 상에 침착되는 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함의 기원이 되는 격실을 결정하기 위한 장치(6)이며:
    - 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 획득하기 위한 모듈(6A)로서, 적어도 하나의 화상이 침착 라인의 단부에 배치된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템에 의해서 획득되는, 모듈(6A);
    - 적어도 하나의 화상으로부터, 결함의 사인을 결정하기 위한 모듈(6B)로서, 이러한 사인은 결함을 나타내는 적어도 하나의 특성을 포함하는, 모듈(6B); 및
    - 결함의 사인으로부터 결함의 기원이 될 수 있는 침착 라인의 적어도 하나의 격실을 식별하고 침착 라인의 격실과 연관된 기준 사인을 이용하기 위한 모듈(6C)을 포함하고,
    적어도 하나의 화상은 2개의 적어도 부분적으로 구분된 파장 도메인에서 방출하는 2개의 복사선 공급원을 이용하여 적어도 하나의 광학적 시스템에 의해서 획득된 2개의 그레이스케일-인코딩된 화상을 포함하는, 장치(6).
  24. 시스템(1)이며:
    - 재료의 각각의 얇은 층이 침착 라인의 하나 이상의 연속적인 격실(15-i) 내에서 침착되고 격실 내에서 침착된 얇은 층의 표면 상에 잔류하는 파편의 조각이 얇은 층의 후속 침착에서 마스크로서 작용하고 결함의 기원이 되는, 기재(3) 상에 얇은 층의 적층체를 침착시킬 수 있는 격실(15-i)의 연속체를 포함하는 침착 라인(2);
    - 침착 라인의 단부에 배치되고 기재 상에 침착된 얇은 층의 적층체에 영향을 미치는 결함을 보여주는 적어도 하나의 화상을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 광학적 검사 시스템(4); 및
    - 침착 라인의 격실의 연속체 중에서, 결함의 기원이 될 수 있는 적어도 하나의 격실을 식별할 수 있는, 제23항의 장치(6)를 포함하는, 시스템.
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