BE1022682A1

BE1022682A1 - Een deksel met een sensorsysteem voor een configureerbaar meetsysteem voor een configureerbaar sputtersysteem

Info

Publication number: BE1022682A1
Application number: BE20155011A
Authority: BE
Inventors: De Putte Ivan Van; Niek Dewilde; Guy Gobin; Bosscher Wilmert De
Original assignee: Soleras Advanced Coatings Bvba
Priority date: 2015-01-11
Filing date: 2015-01-11
Publication date: 2016-07-14
Also published as: BE1022682B1; DK3146087T3; US20160362780A1; WO2016110407A1; EP3146087B1; HUE039502T2; PL3146087T3; EP3146087A1; ES2686877T3

Abstract

Een deksel (420, 430; 440; 520, 530; 620, 630) voor een configureerbaar meetsysteem van een configureerbaar sputtersysteem (400; 500; 600) dat voorzien is voor het sputteren van meerlagige coatings met een wisselende samenstelling en dat een veelheid van sputterzones (401) omvat en een veelheid van openingen heeft waarop het deksel losmaakbaar bevestigbaar is, en waarbij het deksel een sensorsysteem (Ml) omvat voor het in-situ detecteren van een eigenschap van de meerlagige coating op een substraat, waarbij het minstens één sensorsysteem bevestigd is aan het deksel

Description

Een deksel met een sensorsysteem voor een configureerbaar meetsysteem voor een configureerbaar sputtersysteem

Domein van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het domein van sputterinrichtingen en werkwijzen van sputteren, vooral met betrekking tot sputteren van coatings met meerdere lagen, bv. minstens drie, minstens zes of zelfs minstens tien lagen of meer. Meer specifiek heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een verplaatsbaar, bv. demonteerbaar deksel met daaraan gemonteerd een sensorsysteem met minstens één sensor, op een configureerbaar meetsysteem dat zulk deksel met sensorsysteem omvat, en op een configureerbaar sputtersysteem dat een dergelijk meetsysteem omvat. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het configureren van een configureerbaar meetsysteem en op een werkwijze voor het aanbrengen van een meerlagige coating op een substraat, en op een computerprogramma product voor het meten en analyseren van een meerlagige coating.

Achtergrond van de uitvinding

De techniek van materiaaldepositie door middel van sputteren is reeds vele decennia bekend, en dient derhalve niet nader te worden toegelicht. Het volstaat om te zeggen dat typisch een plasma wordt opgewekt in een lagedruk kamer waarin een inert gas zoals Argon, of een actief gas zoals zuurstof of stikstof aanwezig is, en dat een hoge spanning wordt aangelegd tussen een zogenaamde "sputtertarget" of "magnetron" (die het materiaal bevat dat gesputterd dient te worden) en een "substraat" waarop een laag van het sputtermateriaal dient aangebracht te worden. De Argon atomen worden geïoniseerd en de sputtertarget wordt gebombardeerd met Argon ionen, waardoor atomen van de sputtertarget losgemaakt worden, en zich neerzetten op het substraat.

Coatings kunnen uit één laag gedeponeerd materiaal bestaan, of uit meerdere lagen, bv. drie of zes of tien of veertien, of zelfs meer dan veertien lagen van diverse materialen die op elkaar gedeponeerd worden. Door een gepaste keuze van de dikte van iedere laag, en door gepaste materiaalkeuze, kunnen zeer interessante opeenstapelingen van lagen (Engels: "coating stacks") bekomen worden, met zeer specifieke eigenschappen. Het is echter een technische uitdaging om de vooropgestelde eigenschap, bv. dikte van iedere laag te bekomen voor elk individueel product van een productie-reeks (Engels: "batch"). Het is des te meer een uitdaging om daarenboven ook nog uniforme eigenschappen te verkrijgen over relatief grote oppervlakken, zoals bv. beeldschermen of voorruiten van auto's, of glas voor ramen voor een woning of kantoorgebouw. FIG. l(b) tot (d) toont een voorbeeld van een bepaalde categorie van gekende coating Stacks met zeer interessante eigenschappen, gekend onder de naam "low-E Stacks" (lage emissiviteit opeenstapeling), die gebruikt worden voor ramen van woningen. Er zijn verschillende configuraties gangbaar; (b) een stack met zes lagen omvattende één enkele zilverlaag ("SLE" genaamd, wat staat voor "Single Ag Low-E"), (c) een stack met tien lagen omvattende twee zilverlagen ("DLE" genaamd, wat staat voor "double Ag Low-E"), en (d) een stack met veertien lagen omvattende drie zilverlagen ("TLE", wat staat voor "Triple Ag Low-E"). Deze stacks bieden als voordeel dat ze het zichtbaar zonlicht grotendeels doorlaten, maar het infrarode licht (zowel het IR licht afkomstig van de zon, als het IR licht afkomstig van voorwerpen in de woonkamer of het kantoor) grotendeels reflecteren, zoals weergegeven in FIG. l(a). Op die manier kan de warmte in de zomer grotendeels buiten gehouden worden, en kan de warmte in de winter grotendeels binnen gehouden worden, en kan men toch door het raam kijken.

De eigenschap van de TLE-stack is daarbij gunstiger dan die van de DLE-stack, die op zijn beurt gunstiger is dan de SLE-stack, die op zijn beurt gunstiger is dan ongecoat glas, zoals weergegeven in FIG. 2, maar uiteraard is de TLE-stack moeilijker om te maken, en dus ook duurder. Het blijkt namelijk dat een kleine afwijking van de dikte van één enkele laag een significante afwijking van de reflectiekleur van de ganse low-E stack kan betekenen. Waar een maximale toegelaten afwijking van de individuele laagdiktes ongeveer 2,5% bedraagt voor de SLE stack, is dit amper ongeveer l% voor een DLE stack, en slechts ongeveer 0,5% voor een TLE stack. Het is een serieuze technische uitdaging om dergelijke toleranties te behalen, vooral wanneer de substraten relatief grote afmetingen hebben (bv. meer dan l m of zelfs meer dan 2 m breed en met een lengte groter dan de breedte), vooral wetende dat de typische installaties waar zulke stacks worden aangebracht zeer flexibel zijn ingericht, en bvb. wel 50 sputterstations kunnen hebben (die weliswaar niet allemaal voor ieder product effectief worden gebruikt), voor het sputteren van wel 20 verschillende materialen, geconfigureerd voor het produceren van een batch van producten met een coating stack volgens de specificaties van de klant.

In WO2014/105557A1 van First Solar Inc. wordt een sputterinstallatie beschreven die geoptimaliseerd is om één welbepaalde, vaste coating stack van 3 lagen voor photovoltaïsche inrichtingen te produceren. Deze sputterinstallatie 300 is schematisch weergegeven in FIG. 3 (replica van FIG. 2 uit WO2014/105557A1) en bevat een ex-situ sensorsysteem 310 op het einde van de productielijn om eigenschappen te meten van de complete coating, alsook twee in-situ meetsystemen 311, 312 voor het meten van de eigenschap van een partiële coating stack met respectievelijk één laag en twee lagen, na het aanbrengen van iedere laag. De meetgegevens worden verzameld door een computersysteem met een software pakket voor optische modellering, dat op basis van de spectrale meetgegevens van het ex-situ meetsysteem 310 en op basis van de in-situ sensorsystemen 311, 312, en op basis van de parameters van de te produceren coating stack (bv. de materialen en de vooropgestelde dikte van iedere laag), en uit gekende materiaaleigenschappen de meest waarschijnlijke werkelijke laagdikte kan berekenen van iedere gedeponeerde laag, gebruik makend van zgn. curve-fitting technieken. Op basis van de berekende gemiddelde laagdiktes, kan het vermogen van de sputtertargets aangepast worden. Deze oplossing is echter niet zonder meer toepasbaar, laat staan de meest geschikte, voor een configureerbare sputterinstallatie zoals hoger beschreven, die relatief kleine reeksen moet produceren van coating stacks met sterk verschillende samenstelling. Er is dus zeker ruimte voor alternatieven en/of verbeteringen.

Samenvatting van de uitvinding

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een goede oplossing of goede deeloplossing te bieden voor het sputteren van coatings met meerdere lagen op een substraat, bv. glas.

Het is een doel van specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een goede oplossing te bieden om op flexibele wijze een configureerbare coating stack met meerdere lagen te kunnen meten en/of te analyseren, in het bijzonder voor een (her)configureerbaar sputtersysteem.

Het is tevens een doel van specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een goed en flexibel meetsysteem, of onderdelen daarvan, aan te bieden voor het meten van een (her)configureerbare coating stack met meerdere lagen, in het bijzonder in een (her)configureerbaar sputtersysteem.

Het is tevens een doel van specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een goed en flexibel (her)configureerbaar sputtersysteem te verschaffen, waarmee diverse coating stacks van meerdere lagen (bv. minstens drie, of minstens zes of minstens tien lagen) kunnen geproduceerd worden binnen vooropgestelde toleranties, bv. van ongeveer +/- 0,5% variatie van de laagdiktes, op een economisch haalbare manier.

Het is tevens een doel van specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een goed en flexibel configureerbaar sputtersysteem te verschaffen waarmee coating stacks van meerdere lagen kunnen geproduceerd worden binnen vooropgestelde toleranties die gelden over de ganse afmeting van het substraat.

Het is tevens een doel van specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een goede werkwijze te verschaffen voor het configureren van een configureerbaar meetsysteem van een configureerbaar sputtersysteem.

Het is tevens een doel van specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een goede werkwijze te verschaffen voor het aanbrengen van een meerlagige coating in een configureerbaar sputtersysteem.

Het is tevens een doel van specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor het aanbrengen van een meerlagige coating op een substraat in een configureerbaar sputtersysteem, waarbij de toleranties van de lagen beter onder controle worden gehouden over de ganse afmeting van het substraat.

Dit doel wordt bereikt door uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding.

In een eerste aspect verschaft de onderhavige uitvinding een deksel voor een configureerbaar meetsysteem van een configureerbaar sputtersysteem, waarbij het configureerbaar sputtersysteem voorzien is voor het sputteren van meerlagige coatings op een substraat, en waarbij het configureerbaar sputtersysteem een veelheid van stations omvat en een veelheid van openingen heeft om toegang te verschaffen tot een ruimte binnen de stations; en waarbij het deksel losmaakbaar bevestigbaar is aan de openingen van de stations; en waarbij het deksel een sensorsysteem omvat dat toelaat een eigenschap van een partiële stack van de meerlagige coating op het substraat te bepalen, waarbij het sensorsysteem minstens één sensor omvat voorzien voor het detecteren of meten van een signaal representatief voor de eigenschap van de partiële stack, en minstens één eerste transmissiemiddel omvat voor het doorgeven of versturen van het gedetecteerde signaal of de gemeten eigenschap; en waarbij de minstens één sensor bevestigd is aan het deksel.

Het is een voordeel van zulk deksel dat het bijzonder geschikt is voor gebruik in configureerbare sputtersystemen, bv. sputtersystemen met minstens vijftien stations, voorzien voor het produceren van relatief kleine reeksen of voor het produceren van een variëteit aan producten, waarbij voor iedere reeks een andere coating stack kan aangebracht worden. De coating stacks kunnen bv. verschillen qua samenstelling en/of qua aantal lagen.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van een deksel volgens de onderhavige uitvinding dat het minstens één sensorsysteem bevat, bevestigd aan het deksel, omdat op die manier de positie van het sensorsysteem in het sputtersysteem eenvoudig kan gewijzigd worden in functie van de wisselende samenstelling van de meerlagige coating; bv. door het louter verplaatsen van het deksel. In de praktijk kan deze positie dus veranderen voor iedere nieuwe productie-run.

In modulaire uitvoeringsvormen van het deksel (bv. deksels waarbij de verwerkingseenheid losmaakbaar verbonden is aan de buitenkant van het deksel) hoeft zelfs niet altijd het ganse deksel verplaatst te worden, maar kan het volstaan om enkel een gedeelte ervan (bv. de verwerkingseenheid, en optioneel ook een bron). Dit biedt als voordeel dat het deksel niet verwijderd hoeft te worden, waardoor het vacuüm niet verbroken hoeft te worden, zodat veel tijd kan gewonnen worden, maar laat tegelijk toe het meetsysteem te herconfigureren met slechts een beperkt aantal verwerkingseenheden. Wanneer er minstens twee verwerkingseenheden (bv. uitleeseenheden) beschikbaar zijn, bv. één van lagere kwaliteit en één van hogere kwaliteit, dan biedt een modulair deksel verder te mogelijkheid om de meetnauwkeurigheid van het ene deksel te verwisselen met die van het andere deksel, zonder het deksel zelf te verplaatsen, maar enkel de verwerkingseenheid (en eventueel ook de bron).

Met "wisselende samenstelling" wordt onder meer bedoeld dat verschillende productie-runs een gedeeltelijk of totaal andere samenstelling kunnen hebben van de coating stack, zowel wat betreft het aantal lagen (bv. drie of zes of tien of veertien of twintig), als het materiaal van iedere laag, als de dikte van iedere laag.

Met de term "deksel" wordt ook een deur of een luik of een lid of een eenvoudig losmaakbaar paneel bedoeld (Engels: "lid" of "door"), maar bv. geen paneel dat vastgelast is aan het sputtersysteem.

Met "eenvoudig losmaakbaar" wordt bv. een flens-verbinding bedoeld, die bv. met moeren en bouten of klemmen of opspansystemen kan vastgemaakt of losgemaakt worden, maar andere verbindingen gekend bij de vakman zijn eveneens mogelijk. Bij een sputtersysteem waarbij het glas horizontaal getransporteerd wordt en waarbij de openingen boven op het systeem beschikbaar zijn (bv. bij een typisch sputtersysteem voor het coaten van architecturaal glas), kan het volstaan om het deksel gewoon op het sputtersysteem te plaatsen zonder bijkomende verankering. Gravitatie zorgt voor een initiële afdichting en verdere afdichting wordt automatisch bekomen van zodra het sputtersysteem onder vacuüm wordt gebracht. De verbinding moet luchtdicht afgesloten kunnen worden, bv. met O-ringen of dergelijke, zoals gekend is door de vakman.

Het is een voordeel om het minstens één sensorsysteem te bevestigen aan een verplaatsbaar deksel dat past op bestaande openingen van bestaande sputtersystemen, omdat zulk deksel onmiddellijk kan toegepast worden in bestaande systemen zonder dat deze hoeven aangepast te worden.

Het is een voordeel van een deksel met een sensorsysteem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, dat de operator van het configureerbaar sputtersysteem voortaan kan kiezen om op de opening van ieder station hetzij een deksel te voorzien met een sputtertarget, hetzij een deksel te voorzien met een pompeenheid, hetzij een deksel te voorzien met een sensoreenheid, of volgens bepaalde uitvoeringsvormen een deksel met een sensoreenheid en een pompsysteem, of een deksel met een sensoreenheid en een sputtereenheid, of een deksel met een sensoreenheid en een pompeenheid en een sputtereenheid. Op die manier wordt bepaald of de betrokken sectie een sputtersectie wordt, of een pompsectie, of een meetsectie of een combinatiesectie van een pompeenheid met een sensorsysteem, enz. Op die manier wordt de flexibiliteit van configureerbare sputtersystemen verder uitgebreid, zonder bijkomende stations te moeten toevoegen aan de sputterinstallatie.

Aangezien het deksel eenvoudig losmaakbaar en verplaatsbaar is van de ene opening naar een andere opening, (tussen twee productie-runs), kan een geschikte, bv. een optimale positie gekozen worden voor het deksel met het sensorsysteem, in functie van de specifieke coating stack die aangebracht dient te worden, en kan daarna eenvoudig verplaatst worden naar een andere positie voor het maken van een andere coating stack. Of de positie van de deksels kunnen gekozen worden in functie van meerdere opeenvolgende productie-runs, waarbij niet alle sensorsystemen effectief hoeven gebruikt te worden. Dit laatste aspect komt des te meer tot zijn recht wanneer het deksel verder ook nog een losmaakbare verwerkingseenheid heeft, omdat in zo'n geval niet alle deksels voor iedere productie-run een verwerkingseenheid hoeven te hebben, maar dat de verwerkingseenheid kan verplaatst worden tussen verschillende productie-runs.

Het is een voordeel om het sensorsysteem te voorzien op het deksel in plaats van een vaste positie in het sputtersysteem (bv. aan de wand), omdat het op deze manier zeer eenvoudig van plaats kan veranderd worden, en er geen massale hoeveelheid aan sensorsystemen dient aangeschaft te worden, bv. één sensorsysteem na ieder sputterstation, die overigens meestal niet altijd allemaal gebruikt zouden worden.

Het is een voordeel om een aantal (minstens één) deksel met een sensorsysteem volgens de onderhavige uitvinding te gebruiken in een sputtersysteem, omdat dit toelaat in-situ metingen uit te voeren op slechts een partiële coating stack (bv. een stack die slechts enkele maar niet alle lagen bevat). Door een gepaste keuze van de positie van dit ene deksel of van een aantal deksels (bv. minder dan 70%, bv. minder dan 1/2, bv. minder dan 1/3, bv. minder dan 1/4, bv. minder dan 1/5 van het aantal stations of sputterzones), kan het aantal deksels met een sensorsysteem drastisch minder zijn dan het aantal sputterzones, terwijl de eigenschappen (bv. laagdiktes) van de coating stack toch met een voldoende nauwkeurigheid kunnen bepaald worden, met een gereduceerde investeringskost.

Het is een voordeel van een dergelijk deksel dat het toelaat om het sputtersysteem eenvoudig te (her)configureren, omdat, afhankelijk van de specifieke opeenstapeling van lagen die geproduceerd moet worden, het deksel met het sensorsysteem (of enkele van dergelijke deksels) op de meest geschikte plaats(en) kan/kunnen aangebracht worden, bv. na de sputterzone(s) die het meest gevoelig is/zijn voor bepaalde eigenschappen van het eindproduct (bv. kleur). Tegelijk kan door gebruik van een dergelijk sensorsysteem de kwaliteit van het product aanzienlijk verhoogd worden, doordat op één of meerdere bijkomende plaatsen gemeten kan worden, zodat het systeem gepast kan bijgestuurd worden, zonder de kost van de installatie evenredig te verhogen, omdat dit deksel met de sensor eenvoudig verplaatsbaar is naar een andere plaats van het sputtersysteem, die bovendien optimaal kan gekozen worden afhankelijk van de te produceren stack, en/of het aantal beschikbare deksels met een dergelijk sensorsysteem.

Zulk een deksel is ideaal geschikt voor het produceren van glas met een zogenaamde "low-E-stack", die, op vraag van de klant, bv. één van drie varianten kan zijn: een "SLE" coating met typisch zes lagen waaronder één zilverlaag, een "DLE"-coating met typisch tien lagen waaronder twee zilverlagen, of een "TLE"-coating met typisch veertien lagen waaronder drie zilverlagen.

Het is een voordeel van de onderhavige uitvinding omdat ze toelaat om de kwaliteit van meerlagige coating drastisch te verbeteren, op een economisch verantwoorde manier, vooral op installaties die relatief kleine productieseries draaien of regelmatig van coating product wijzigen.

Het is een voordeel van een deksel volgens de onderhavige uitvinding, omdat het één van de bouwelementen bevat (naast bv. een software component), die toelaat om de volledige coating stack te ontleden qua eigenschappen, bvb. qua laagdiktes. Waar het voor een zes-lagen low-E-stack nog enigszins mogelijk is (binnen ruwe marges) de dikte van iedere laag te bepalen louter op basis van ex-situ optische metingen zonder in-situ meetgegevens, is het praktisch niet meer mogelijk om dit voor een tien-lagige of veertien-lagige low-E coating stack met voldoende nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te realiseren. Dit geldt eveneens voor andere meerlagige coating stacks. Wanneer iedere laagdikte gekend is, kan iedere overeenkomstige sputtertarget individueel bijgestuurd worden om de vooropgestelde laagdikte te bereiken ofte benaderen.

Waar configureerbare sputterstations vandaag de dag enkel een meting doen op het eindproduct, laat het deksel volgens de onderhavige uitvinding toe om ook tussentijdse (in-situ) metingen uit te voeren op een gedeeltelijk aangebrachte stack. De meetgegevens afkomstig van het sensorsysteem van het deksel, of van meerdere van dergelijke deksels, alsook eventueel bijkomend de meetgegevens van een ex-situ sensorsysteem kunnen ingevoerd worden in een softwarepakket zoals bv. BREIN of OptiRE, en op basis van al deze gegevens kan bv. de (meest waarschijnlijke) dikte van iedere laag bepaald worden. Indien enkel de ex-situ meetgegevens op het einde van de lijn beschikbaar zouden zijn, dan kan de dikte van iedere laag onvoldoende nauwkeurig bepaald worden. Door extra meetresultaten afkomstig van één of meerdere in-situ meetsystemen toe te voegen, kan de foutenmarge drastisch verlaagd worden, en daarmee de vooropgestelde karakteristieken van de totale coating beter benaderd worden.

In een uitvoeringsvorm omvat het deksel verder: een bron geplaatst aan een binnenzijde van het deksel, waarbij de bron voorzien is voor het genereren van een bronsignaal met een voorafbepaalde karakteristiek.

De bron kan bv. een optische stralingsbron zijn, of een andere elektromagnetische stralingsbron, of excitatiebron. De bron kan intern aanwezig zijn (onderaan het deksel, aan de binnenzijde van het station) voor een rechtstreekse blootstelling van de bron aan het substraat.

In een alternatieve uitvoeringsvorm omvat het deksel verder: een bron geplaatst aan een buitenzijde van het deksel, waarbij de bron voorzien is voor het genereren van een bronsignaal met een voorafbepaalde karakteristiek, en een tweede transmissiemiddel aansluitbaar op de bron, waarbij het tweede transmissiemiddel voorzien is voor het doorgeven of versturen van een signaal afkomstig van de bron naar het substraat.

Alternatief kan de bron aan de buitenkant van het deksel gemonteerd zijn, en kan het signaal van de bron overgebracht worden naar het substraat door middel van een transmissiemiddel (bv. een optische geleider, een glasvezel of elektrische draad).

In een alternatieve uitvoeringsvorm omvat het deksel verder: een tweede transmissiemiddel aansluitbaar op een externe bron, waarbij het tweede transmissiemiddel voorzien is voor het doorgeven of versturen van een signaal afkomstig van de bron naar het substraat.

Het is een voordeel om een dergelijk deksel dat het modulair samengesteld is voor wat betreft de bron. Dit biedt als voordeel dat de bron (bv. een kwalitatief hoogwaardige lichtbron) uitwisselbaar is tussen verschillende deksels, zonder dat daarbij het deksel zelf moet losgemaakt worden. De bron kan apart aangekocht worden van het deksel.

In een uitvoeringsvorm omvat het sensorsysteem een optische sensor, voorzien voor het meten of doorgeven van een optisch signaal afkomstig van de partiële coating stack.

In een voorkeursuitvoeringsvorm bevat het sensorsysteem onder meer een stralingsbron, bv. een lichtbron die een elektromagnetisch signaal uitzendt met een spectrum in het bereik van bv. 300 tot 2000 nm, en een sensor of detector voorzien om minstens een elektromagnetisch signaal met golflengtes in het bereik van bv. 300 tot 2000 nm te meten. Het is een voordeel om een eigenschap te meten over een relatief breed golflengtebereik (bv. minstens 500 nm breed), ten opzichte van één of meerdere discrete frequenties, omdat dit toelaat om de werkelijke laagdiktes te bepalen met een hogere nauwkeurigheid dan mogelijk zou zijn met enkel monochrome signalen, bv. door middel van curve-fitting.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat zulk sensorsysteem (dat zowel minstens een gedeelte van het zichtbare spectrum, liefst het volledige zichtbare spectrum, alsook een gedeelte van het Infrarood-gebied kan meten), dat het uitermate geschikt is voor het meten van een eigenschap van een zogenaamde low-E coating op een glas substraat, bv een low-E coating gekozen uit de groep bestaande uit: een low-E coating met één enkele zilverlaag (SLE), een low-E coating met twee zilverlagen (DLE), en een low-E coating met drie zilverlagen (TLE).

Maar de uitvinding is niet beperkt tot enkel optische metingen, en andere metingen zoals bv. elektrische metingen (bv. een meting voor het bepalen van een elektrische weerstand tussen twee punten), bvb. magnetische metingen of bvb. mechanische metingen of combinaties hiervan zoals thermo-optische metingen, of andere type metingen zijn eveneens mogelijk.

In een uitvoeringsvorm is het sensorsysteem voorzien voor het meten van een optisch transmissiesignaal.

Het is een voordeel van een sensorsysteem dat enkel transmissie-metingen moet uitvoeren, dat het relatief eenvoudig te monteren is op een deksel, en dat kleine afwijkingen op de montage nauwelijks invloed hebben op het resultaat van de meting, in tegenstelling tot bv. reflectiemetingen die zeer gevoelig zijn voor kleine afwijkingen in positie en/of oriëntatie.

Het is een voordeel van een sensorsysteem dat enkel transmissie-metingen moet uitvoeren, omdat de sensor die de normale metingen uitvoert doorheen het substraat en de (partiële) coating stack ook gebruikt kan worden om te kalibreren, bv. door de signaal van de stralingsbron rechtstreeks te meten op een moment dat er zich geen object (bv. substraat) tussen de stralingsbron en de detector bevindt.

In een voorbeeld wordt een lichtbron gemonteerd op een eerste rail die wordt ingebracht in de sputterzone in een gebied dat zich bevindt aan één zijde (bv. boven) de doorgang waar het substraat zal passeren, en kan een detector gemonteerd zijn op een tweede rail die wordt ingebracht in de sputterzone in een gebied dat zich bevindt aan een tweede zijde (bv. onder) de doorgang waar het substraat zal passeren, of omgekeerd. In het algemeen worden de lichtbron en de ontvanger aan overstaande zijden van het substraat geplaatst.

In een uitvoeringsvorm heeft de minstens één sensor een vaste positie ten opzichte van het deksel.

Het is een voordeel van zulk deksel dat de sensor eenvoudig kan gemonteerd worden door een vaste verbinding (bv. schroeven), en dat er geen bewegende delen zijn, zodat de kans op mechanisch falen, en/of de kans op positioneringsfouten minimaal is. Het is tevens een voordeel van zulk deksel dat de bron vast gemonteerd kan zijn, omdat er slechts op één positie wordt gemeten. In een eenvoudig voorbeeld met een optisch sensorsysteem, bevat zulk deksel bv. één enkele stralingsbron en één enkele detector.

In een alternatieve uitvoeringsvorm omvat het deksel verder minstens één rail, en is de minstens één sensor verplaatsbaar over de rail.

Dit biedt het voordeel dat een eigenschap (bv. optische transmissie-eigenschap of bv. optische reflectie-eigenschap) van het substraat met de partiële coating kan bepaald worden voor een veelheid van posities over de breedte van het substraat, zonder de kost van een groot aantal sensoren (bv. lichtbronnen en detectoren). Dit biedt op zijn beurt het voordeel dat niet alleen de gemiddelde dikte, maar ook een 1D- of 2D-dikteprofiel kan bepaald worden van de partiële coating stack, wat in sommige uitvoeringsvormen kan gebruikt worden voor lokale aanpassingen aan de sputtertarget. Het deksel kan bv. één langwerpige lichtbron bevatten, of meerdere lichtbronnen, overeenkomstig de gewenste meetposities.

In een uitvoeringsvorm omvat het deksel verder minstens één rail bevat, en bevat het sensorsysteem een veelheid van sensoren, verspreid over de rail.

Alternatief kan het deksel één langwerpige of meerdere discrete lichtbronnen bevatten, en meerdere discrete detectoren bevatten, allen met een vaste positie t.o.v. de rail en t.o.v. het deksel. Door de sensoren op een rail te bevestigen is het eenvoudiger om ze op een lijn te positioneren.

Een deksel met zulk sensorsysteem is uitermate geschikt om de uniformiteit van een bepaalde eigenschap van de coating te bepalen over de breedte-richting van een substraat. Het is bijzonder voordelig om een deksel met zulk sensorsysteem te plaatsen na een sputterstation met regelbare magneten, omdat het toelaat de magneten bij te sturen aan de hand van de gemeten waarden, om zo de uniformiteit te verbeteren in de laterale richting.

Het is een voordeel van een van zulk deksel dat het kan gebruikt worden om de uniformiteit van de gedeponeerde laag minder of ongevoelig te maken aan niet-uniformiteit van de erosie van de sputter-target. Dit is met name voordelig voor sputter-targets met afmetingen groter dan bv. 1 m, of groter dan 2 m, bv. groter dan 3 m, en in het bijzonder cilindrische sputter-targets.

In een uitvoeringsvorm bevat het deksel verder een pompeenheid.

Het is een voordeel van een dergelijk deksel dat het twee functionaliteiten kan bieden, namelijk zowel meten als pompen, maar slechts één positie inneemt in het sputtersysteem, waardoor geen extra compartimenten (stations) nodig zijn om de extra functionaliteit van in-situ metingen toe te voegen aan bestaande installaties en configuraties. Zulk deksel laat dus toe dat een bestaand compartiment of sectie kan geconfigureerd worden als een sputtersectie (zoals vroeger), of een pompsectie (zoals vroeger), of een meetsectie (zoals hierboven vermeld), of zowel een meet- als pompsectie. Hierdoor wordt de flexibiliteit van het configureerbaar sputtersysteem behouden (bestaande pomp-stations kunnen deze functionaliteit behouden), maar de functionaliteit wordt verhoogd (dit station kan nu tevens gebruikt worden om een in-situ meting uit te voeren), met minimale impact voor de bestaande infrastructuur en componenten, en configuraties van gekende coating-stacks. Dit voordeel mag niet onderschat worden.

In een uitvoeringsvorm omvat het deksel verder een sputtereenheid.

Het is een voordeel van dit deksel dat de functionaliteit kan toegevoegd worden omdat dit station niet meer louter kan sputteren, maar dankzij dit deksel ook een in-situ meting kan uitvoeren. In dit geval dienen wel de nodige maatregelen getroffen te worden (bv. voldoende afstand tussen de sputter-targets en het sensorsysteem, en/of geschikte afscherming van het sensorsysteem) om te voorkomen dat het sensorsysteem te snel bevuild wordt.

In een tweede aspect verschaft de onderhavige uitvinding een configureerbaar meetsysteem voor gebruik in een configureerbaar sputtersysteem voor het meten van een partiële stack van een meerlagige coating, omvattende: minstens één deksel volgens één der voorgaande conclusies; een signaalverwerkingseenheid voor het verwerken van minstens één signaal afkomstig van de minstens één sensor van het sensorsysteem van het minstens één deksel.

De signaalverwerkingseenheid kan bv. een fotospectrometer zijn, al dan niet voorafgegaan door een optische multiplexer. De signaalverwerkingseenheid kan voorzien zijn om het signaal te analyseren of op een andere manier te verwerken, teneinde een eigenschap of karakteristiek van de (partiële) coating stack te extraheren uit het signaal. De signaalverwerking kan in het optisch domein uitgevoerd worden, of elektrisch, analoog of digitaal, of combinaties hiervan. In een specifiek voorbeeld, kan de signaalverwerkingseenheid voorzien zijn voor het bepalen van de transmissiecoëfficiënt over een vooraf bepaald spectrumbereik voor golflengtes van bv. 350 tot 1000 nm.

Zulk meetsysteem heeft het voordeel t.o.v. bestaande meetsystemen dat het toegepast kan worden, en zelfs uitermate geschikt is voor (her)configureerbaar sputtersystemen. Dankzij zulk meetsysteem kan een eigenschap, bvb. de dikte van iedere laag van een meerlagige coating stack bepaald worden, of met een verhoogde nauwkeurigheid bepaald worden dan vroeger het geval was, en aan de hand van afwijkingen ten opzichte van de vooropgestelde laagdiktes, kan een operator bv. de nodige aanpassingen uitvoeren, bv. door het vermogen van een bepaalde sputtertarget bij te regelen of door de gasdruk in de sputterkamer bij te regelen.

Het is een voordeel van een dergelijk meetsysteem dat het niet noodzakelijk is dat na iedere sputterzone een in-situ meting gebeurt, maar dat een goede meting met nauwkeurige resultaten eveneens mogelijk is met een kleiner aantal in-situ sensorsystemen, door het monteren/verplaatsen van deksels met sensorsysteem op een aantal geschikte plaatsen, bv. op de meest gevoelige plaatsen in functie van de bepaalde coating stack(s) die geproduceerd dient/dienen te worden, en/of het aantal beschikbare deksels met sensorsysteem, en/of (vooral in het geval van modulaire deksels) het aantal beschikbare deksels met sensorsysteem en het aantal beschikbare signaalverwerkings-eenheden. Het is daarbij een voordeel dat het sensorsysteem zeer eenvoudig kan aangepast worden naargelang de behoefte, door het verplaatsen van de deksels (met sensorsysteem), en/of in het geval van modulaire deksels het verplaatsen van de verwerkingseenheden en/of de bronnen.

De verwerkingseenheid (bv. spectrofotometer) kan een aangepaste gevoeligheid hebben of meetbereik overeenkomstig met de behoefte voor meetnauwkeurigheid op die welbepaalde plaats voor die welbepaalde partiële stack van de meerlagige coating.

Het is een voordeel dat zulk configureerbaar meetsysteem zeer handig kan gebruikt worden in combinatie met een computersysteem voorzien van software voor het bepalen van de dikte van iedere laag van een partiële coating stack. Een basisversie van dergelijke software is commercieel verkrijgbaar, bv. onder de naam "BREIN" of "Optilayer".

In een uitvoeringsvorm van het configureerbaar meetsysteem is de signaalverwerkingseenheid losmaakbaar bevestigd is aan de buitenkant van het deksel, zodanig dat de signaalverwerkingseenheid uitwisselbaar is tussen deksels zonder het deksel hoeven te demonteren.

Dit heeft als voordeel dat het aantal deksels (zonder signaalverwerkingseenheid) groter kan zijn dan het aantal signaalverwerkingseenheden, en dat de positie van de deksels kan geoptimaliseerd worden over meerdere productie-runs van verschillende coating stacks, terwijl de positie van de signaalverwerkingseenheden geoptimaliseerd kan worden voor iedere individuele productie-run. Dit laat immers toe een deksel te voorzien op een plaats die in de huidige productie-run niet gemeten wordt, en dus geen signaalverwerkingseenheid behoeft, maar waar in een volgende productie-run wel gemeten zal worden. Doordat de signaalverwerkingseenheid uitwisselbaar is, hoeven de deksels niet verwisseld te worden, maar enkel de signaalverwerkingseenheid, zodat het vacuüm niet hoeft gebroken te worden tussen opeenvolgende productie-runs. Hierdoor kan de efficiëntie van een dergelijke sputterinstallatie verder verhoogd worden, alsook de kwaliteit van het product.

In een uitvoeringsvorm omvat het configureerbaar meetsysteem verder de bron, loskoppelbaar gemonteerd aan de buitenkant van het deksel en loskoppelbaar verbonden met het tweede transmissiemiddel.

Een dergelijk meetsysteem biedt als voordeel dat niet alleen het verwerkingssysteem, maar ook de bron uitwisselbaar is tussen deksels. Dit is vooral handig wanneer een bepaalde bron en verwerkingseenheid afgestemd zijn op elkaar, bv. een normale kwaliteitsbron hoort bij een normale kwaliteit signaalverwerking, terwijl een hoge kwaliteitsbron hoort bij een hoge kwaliteit signaalverwerking. Op deze manier wordt een bijzonder flexibele en modulaire oplossing verschaft.

In een derde aspect verschaft de onderhavige uitvinding een feedbacksysteem voor een configureerbare sputterinrichting, waarbij het feedbacksysteem omvat: een configureerbaar meetsysteem volgens het tweede aspect;een computersysteem voorzien van software voor het bepalen van een eigenschap van minstens één laag van de meerlagige coating op basis van meetgegevens afkomstig van het configureerbaar meetsysteem.

Een basisversie van dergelijke software is commercieel verkrijgbaar, bv. onder de naam "BREIN" of "Optilayer".

Het computersysteem krijgt van de één of meerdere verwerkingseenheden van het configureerbaar meetsysteem de nodige informatie (bv. één of meerdere spectrale transmissiecurve), op basis waarvan het de dikte van de lagen van de partiële coating stack kan bepalen.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van het feedbacksysteem dat het kan werken op basis van de gegevens afkomstig van één enkel deksel met zijn eigen sensorsysteem en bron en verwerkingseenheid, of van meerdere deksels, elk met hun eigen verwerkingseenheid, maar met eigen of uitwisselbare bron, en met eigen of verwisselbare verwerkingseenheid.

Het is een voordeel van bepaalde uitvoeringsvormen van het feedbacksysteem dat de diktes van de lagen kunnen berekend worden voor meerdere laterale posities.

Het is een voordeel dat deze diktes kunnen getoond worden aan een operator, die de nodige aanpassingen kan doen aan de sputterinstallatie.

Optioneel kan het feedbacksysteem volgens de onderhavige uitvinding ook gebruik maken van de meetgegevens van het ex-situ sensorsysteem. Dit biedt als voordeel dat de dikte van alle lagen van de ganse coating stack kunnen bepaald worden met slechts één terugkoppelsysteem. Alternatief kunnen deze waarden ook ingevoerd worden in het systeem dat de ex-situ metingen behandelt. Op die manier kan eveneens de dikte van alle lagen bepaald worden.

In een uitvoeringsvorm omvat het feedbacksysteem verder: een ex-situ sensorsysteem voorzien voor het meten van een eigenschap van de meerlagige coating; waarbij de software verder voorzien is voor het bepalen van een eigenschap van minstens één laag van de meerlagige coating op basis van gegevens afkomstig van het configureerbaar meetsysteem, en op basis van de gegevens afkomstig van het ex-situ sensorsysteem.

Het is een voordeel om de meetgegevens van de één of meerdere in-situ sensorsystemen en het ex-situ sensorsysteem te combineren, omdat op die manier de dikte van iedere laag van de coating stack kan bepaald worden met een voldoend hoge nauwkeurigheid, wat niet altijd mogelijk is op basis van ex-situ meetgegevens alleen. Het is een voordeel van een dergelijk gecombineerd of geïntegreerd systeem dat er slechts één enkel computersysteem nodig is, maar dat is niet strikt noodzakelijk voor de onderhavige uitvinding.

In een uitvoeringsvorm wordt tevens een feedbacksysteem verschaft voor gebruik in een configureerbaar sputtersysteem dat minstens één regelmechanisme omvat dat toelaat om het sputterproces dat plaatsvindt in het sputtersysteem, locaal te beïnvloeden; waarbij het computersysteem en de software verder voorzien zijn voor het verschaffen van een stuursignaal voor het bijregelen van het sputterproces op basis van gegevens afkomstig van het sensorsysteem.

In dit systeem gebeurt er een automatische bijregeling, op basis van (minstens) de gegevens van minstens één sensor afkomstig van een deksel met een sensorsysteem zoals hoger beschreven. De bijregeling kan een globale procesparameter zijn zoals bv. de gaspartieeldruk van een bepaald station, of de transportsnelheid van het substraat of een regelbare sputteropening van een bepaald station, en/of kan een locale procesparameter zijn (bv. het vermogen van één bepaalde sputtertarget), en/of kan zelfs een locale parameter zijn binnen één welbepaalde sputtertarget (bv. de positie van minstens één regelbare magneet), om op die manier de gedeponeerde laagdikte te beïnvloeden.

Deze automatische bijsturing heeft als voornaamste voordeel, het reduceren van de afwijking van de geproduceerde coating t.o.v. de vooropgestelde specificatie, en daardoor het verminderen van de kans dat een product niet aan de vooropgestelde specificatie(s) voldoet.

In een uitvoeringsvorm wordt tevens een feedbacksysteem verschaft voor gebruik in een configureerbaar sputtersysteem dat minstens één cilindrische sputtertarget met minstens twee online regelbare magneten omvat; en waarin het sensorsysteem voorzien is voor het meten van een eigenschap van de laag aangebracht door de genoemde cilindrische sputtertarget op minstens twee lateraal verschillende posities op het substraat; en waarbij het computersysteem en de software verder voorzien zijn voor het verschaffen van minstens één stuursignaal voor het on-line bijregelen van de on-line regelbare magneten op basis van gegevens afkomstig van het sensorsysteem.

Dergelijke sputtertargets zijn op zichzelf reeds beschreven in W02013120920A1, maar niet in combinatie met een regelsysteem, laat staan met een in-situ sensorsysteem bevestigd op een deksel zoals hierboven beschreven. Desalniettemin is een dergelijke sputtertarget uitermate geschikt voor toepassing in een configureerbaar meetsysteem zoals hierboven beschreven. Wanneer immers een afwijking wordt vastgesteld in een eigenschap (bvb. de laagdikte) op verschillende transversale posities van het substraat, dan kan deze afwijking niet alleen gedetecteerd worden, maar ook gecorrigeerd worden, door een corrigerende on-line aanpassing van de regelbare magneten.

Zulk meetsysteem bevat dus een deksel met een sensorsysteem dat "stroomafwaarts" gemonteerd is ten opzichte van de genoemde cilindrische sputtertarget met on-line regelbare magneten, d.w.z. dat het sensorsysteem zich "voorbij" de positie van de genoemde sputtertarget bevindt, in de richting waarin het substraat beweegt doorheen de sputterinstallatie.

Het sensorsysteem kan bv. minstens twee lichtbronnen en minstens twee detectoren bevatten, of kan bv. minstens één verplaatsbare lichtbron en twee detectoren bevatten, of bv. minstens twee lichtbronnen en minstens één verplaatsbare detector, of minstens één verplaatsbare lichtbron en minstens één verplaatsbare detector, maar meerdere lichtbronnen en/of meerdere detectoren kunnen eveneens gebruikt worden.

Het kan daarbij voordelig zijn dat de meetposities (d.w.z. de posities van de detectoren ten opzichte van het deksel) worden afgestemd op de posities van de regelbare magneten, omdat dit de berekeningen voor de nodige aanpassing van de magneten kan vereenvoudigen, maar dat is niet strikt noodzakelijk voor de onderhavige uitvinding. Alternatief kunnen bv. interpolatie-technieken of extrapolatie-technieken gebruikt worden voor het bijsturen van de on-line regelbare magneten.

Uiteraard kan de sputterinstallatie ook meerdere cilindrische sputtertargets met on-line regelbare magneten bevatten, en is het soms mogelijk (bv. wanneer de betreffende lagen niet te ver uit elkaar liggen), om eenzelfde sensorsysteem te gebruiken om de regelbare magneten van méér dan één sputtertarget aan te passen. Alternatief kan voor iedere sputtertarget met on-line regelbare magneten een bijhorend deksel met sensorsysteem voorzien worden voor het optimaal aanpassen van de on-line regelbare magneten. Het aantal on-line regelbare magneten van de sputtertargets kan uiteraard verschillend zijn voor verschillende sputter-targets.

Het bijsturen van de on-line regelbare magneten kan bv. het bijsturen zijn van een stroom voor het opwekken van een magneetveld, of kan bv. het aansturen van een actuator zijn die de positie van een permanente magneet bepaald, of kan een andere aansturing zijn.

Idealiter bevatten alle sputtertargets on-line regelbare magneten, maar dat is relatief duur, en ook niet strikt noodzakelijk, en de operator kan een geschikte afweging maken over welke sputtertargets wél, en welke sputtertargets geen on-line regelbare magneten hebben. De software dient op de hoogte gebracht van de mogelijkheden van iedere target. Zulke software is (voor zover bekend bij de uitvinders) niet bekend in de stand der techniek, althans niet in combinatie met de hierboven beschreven functionaliteit. Dit is wederom een voorbeeld van de hoge flexibiliteit geboden door de onderhavige uitvinding: in functie van de mogelijkheden van de elementen, bv. het aantal deksels met sensorsysteem voor in-situ metingen, het aantal targets met on-line regelbare magneten, enz., kan een optimale configuratie gekozen worden, die bv. een optimale positie omvat voor het plaatsen van de deksels-met-sensorsysteem en de sputtertargets met on-line regelbare magneten, opdat een goed, bv. optimaal resultaat wordt bekomen op een economisch verantwoorde wijze.

In een uitvoeringsvorm van het feedbacksysteem zijn het computersysteem en de software verder voorzien voor het verschaffen van een stuursignaal voor het automatisch aanpassen van minstens één van de sputterparameters gekozen uit de groep bestaande uit: vermogen van een cilindrische sputtertarget, ruimtelijk verdeelde gaspartieeldruk in het sputtersysteem, positie van online instelbare magneten van minstens één sputtertarget, positie en opening van de schilden.

Het is een voordeel van een dergelijk sputtersysteem dat de aanpassingen automatisch gebeuren, bv. met behulp van één of meerdere actuatoren, en al dan niet met supervisie van de operator, omdat automatische aansturing de kans op fouten minimaliseert, maar vooral omdat het complexe en dynamische regelingen toelaat, rekening houdend met bv. versterkingsfactoren van bijregeling, en eventueel rekening houdend met afwijkingen van andere lagen (bv. onderliggende lagen).

In een vierde aspect verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het configureren van een configureerbaar meetsysteem volgens het tweede aspect of een feedbacksysteem volgens het derde aspect, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: het verschaffen van minstens één deksel met een sensorsysteem; het kiezen van een geschikte positie voor het deksel in de sputterinrichting in functie van de vooropgestelde samenstelling van minstens één meerlagige coating; het losmaakbaar bevestigen van het deksel op een opening van de gekozen geschikte positie.

In een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze de stappen: het verschaffen van minstens twee deksels met een sensorsysteem; het verschaffen van minstens één signaalverwerkingseenheid; het kiezen van een geschikte positie voor de minstens twee deksels in de sputterinrichting, in functie van de vooropgestelde samenstelling van minstens twee te produceren meerlagige coatings; het losmaakbaar bevestigen van het deksel op de openingen van de gekozen geschikte posities; het kiezen van een geschikte positie voor de minstens één signaalverwerkingseenheid op één van de minstens twee deksels, in functie van de te produceren meerlagige coatings; het losmaakbaar bevestigen van de minstens één signaalverwerkingseenheid op het gekozen deksel.

Het is een voordeel van zulke werkwijze dat, nadat de eerste productie-run voor de eerste meerlagige coating beëindigd is, de minstens twee deksels ter plaatse kunnen blijven, en enkel de signaalverwerkingseenheid M2 hoeft verplaatst te worden, zonder het vacuüm te hoeven breken. Op die manier kan de proces-tijd, meerbepaald de tijd nodig om de sputterinrichting te herconfigureren, gereduceerd worden, en de efficiëntie verhoogd.

In een vijfde aspect omvat de onderhavige uitvinding een configureerbaar sputtersysteem voor het sputteren van meerlagige coatings met een wisselende samenstelling op een substraat; waarbij het sputtersysteem een veelheid van stations omvat, en een veelheid van openingen heeft om toegang te verschaffen tot een ruimte binnen de stations; en dat verder een configureerbaar meetsysteem volgens het tweede aspect omvat, of een feedbacksysteem volgens het derde aspect.

Dit sputtersysteem met minstens één verplaatsbaar deksel met daarop gemonteerd in-situ sensorsysteem biedt als voordeel t.o.v. bestaande configureerbare sputtersystemen zonder in-situ sensorsysteem dat het toelaat om tijdens de productie (in "real-time") te meten, de meest waarschijnlijke werkelijke laagdikte van iedere laag te bepalen, en parameters van het proces aan te passen. Op die manier kan de kwaliteit van het bekomen produkt verhoogd worden, kan een coating bekomen worden met kleinere afwijkingen t.o.v. de vooropgestelde specificaties, en kan het aantal producten dat niet voldoet aan de specificatie drastisch verminderd worden.

Het systeem laat zelfs toe om bepaalde afwijkingen in een eerder gedeponeerde laag minstens gedeeltelijk te compenseren door een opzettelijke afwijking t.o.v. de vooropgestelde laagdikte van minstens één later te deponeren laag, om de eigenschappen van de totale coating stack te optimaliseren. Bij voorbeeld, indien de dikte van een eerste zilverlaag 3% minder zou zijn dan gepland, dan kan het vermogen van de sputtertarget die de tweede zilverlaag moet aanbrengen tijdelijk verhoogd worden wanneer hetzelfde substraat voorbij deze sputtertarget passeert, om zo de totale dikte van de zilverlagen constant te houden. Uiteraard is dit slechts één concreet voorbeeld.

In een zesde aspect verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het aanbrengen van een meerlagige coating op een substraat, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: het configureren van een configureerbaar meetsysteem of een configureerbaar feedbacksysteem volgens het vierde aspect; het calibreren van het configureerbaar meetsysteem; het meten van een eigenschap van een partiële coating stack aangebracht op het substraat gebruik makend van het configureerbaar meetsysteem; het berekenen van een afwijking van de gemeten eigenschap ten opzichte van een vooropgestelde eigenschap van de partiële coating stack; het bijsturen van minstens één parameter van het sputtersysteem op basis van de berekende afwijking.

Het is een voordeel van de stap van het calibreren of ijken dat enige afwijking van het sensorsignaal ten gevolge van de verplaatsing van het deksel op deze manier kan gedetecteerd en gecorrigeerd worden vooraleer een nieuwe batch van substraten gestart wordt.

De werkwijze kan daarbij de stap bevatten van het bepalen van de laagdikte van minstens één, bv. alle lagen van de meerlagige coating op basis van de gemeten eigenschap.

Het bijsturen kan manueel of automatisch gebeuren.

In een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze verder de stap van het ijken van het meetsysteem tijdens de productie.

Het is een voordeel van het (bv. herhaaldelijk) ijken van het meetsignaal tijdens de productie, bv. telkens op het moment dat een opening tussen twee opeenvolgende substraten voorbij het sensorsysteem passeert, omdat op deze manier iedere afwijking ten gevolge van bv. drift of temperatuur of drukverandering, of vervuiling, enz. kunnen gedetecteerd en/of gecorrigeerd worden.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze omvat het sputtersysteem minstens één cilindrische sputtertarget met een veelheid van on-line regelbare magneten, en omvat de werkwijze verder een stap: voor het meten van een eigenschap op meerdere plaatsen over nagenoeg de ganse breedte van het substraat, en voor het automatisch bijregelen van de on-line regelbare magneten om afwijkingen van de gedeponeerde coating stack ten opzichte van de vooropgestelde coating stack te minimaliseren.

Het is een voordeel van deze werkwijze dat ze toelaat om afwijkingen van een bepaalde laagdikte vast te stellen op een substraat, en om de sputtertarget die dit veroorzaakte aan te passen zodat deze afwijking (voor toekomstige substraten) verminderd wordt, maar zonder andere sputtertargets aan te passen om de bestaande afwijking van de betreffende laag op het substraat dat gemeten werd, te compenseren. Dit voorkomt dat dezelfde afwijking in de toekomst, voor andere substraten opnieuw gebeurt. Dit biedt het voordeel dat de complexiteit van dit systeem beperkt is, en dat correcties kunnen uitgevoerd worden zonder rekening te houden met eigenschappen van andere lagen.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze omvat het sputtersysteem minstens één cilindrische sputtertarget met een veelheid van on-line regelbare magneten, en omvat de werkwijze een stap: van het meten of bepalen van een eigenschap van een partiële coating stack op een substraat, gedeponeerd in een eerste sputterzone van het sputtersysteem; en voor het berekenen van een afwijking van de gemeten of bepaalde eigenschap ten opzichte van vooropgestelde eigenschappen; en het automatisch aanpassen van de on-line regelbare magneten van een cilindrische sputtertarget in een tweede sputterzone, op een ogenblik waarop het genoemde substraat in de tweede sputterzone komt, waarbij de automatische aanpassing zodanig is dat de berekende afwijking van de partiële coating stack minstens gedeeltelijk gecompenseerd wordt door de laag die aangebracht zal worden in de tweede sputterzone met de aangepaste on-line geregelde magneten.

Het is een voordeel van deze uitvoeringsvorm dat afwijkingen in een eerder stadium van het sputtersysteem minstens gedeeltelijk gecompenseerd kunnen worden door aanpassingen van een later stadium van het sputtersysteem (die eenzelfde materiaal deponeert). Hierdoor kan de kwaliteit van het eindproduct gegarandeerd blijven, ondanks bepaalde afwijkingen in bepaalde individuele lagen.

In een zesde aspect verschaft de onderhavige uitvinding een computerprogramma product voor, wanneer het wordt uitgevoerd op een computersysteem van een feedbacksysteem volgens het derde aspect, het uitvoeren van een werkwijze volgens het vijfde aspect, alsook een machinaal leesbaar data opslag medium dat zulk computerprogramma product bevat, alsook een werkwijze van het versturen van zulk computerprogrammaproduct over een lokaal of wijd telecommunicatie netwerk.

Korte beschrijving van de figuren

De figuren zijn enkel schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige onderdelen overdreven en niet op schaal zijn voorgesteld voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen soms niet overeen met de actuele praktische uitvoering van de uitvinding.

Referentienummers in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd om de beschermingsomvang te beperken.

In de verschillende figuren verwijzen dezelfde referentienummers naar dezelfde of gelijkaardige elementen. FIG. 1 toont enkele aspecten van een zgn. "low-E stack" als voorbeeld van een meerlagige coating stack op glas, gekend in de stand der techniek. FIG. 1(a) toont een typische transmissie- of reflectie-eigenschap van een low-E stack met meerdere Ag-lagen van 5 tot 20 nm dik, die redelijk transparant is voor zichtbaar licht (bv. 400-700 nm), en die functioneert als spiegel voor infrarood licht. FIG. 1(b) toont een voorbeeld van een low-E stack met één enkele zilverlaag, FIG. 1(c) toont een voorbeeld van een low-E stack met precies twee zilverlagen, FIG. 1(d) toont een voorbeeld van een low-E stack met precies drie zilverlagen, FIG. 2 toont de toenemende selectiviteit voor een low-E coating stack met één, twee of drie zilverlagen, gekend in de stand der techniek. FIG. 3 toont een sputtersysteem met een ex-situ meetsysteem en twee in-situ meetsystemen, gekend in de stand der techniek. FIG. 4(a) is een schematische voorstelling (bv. in zijaanzicht) van een configureerbaar sputtersysteem uit de stand der techniek voor het produceren van een configureerbare coating stack, met een ex-situ sensorsysteem aan het einde van het sputtersysteem. FIG. 4(b) is een schematische voorstelling (bv. in zijaanzicht) van een configureerbaar sputtersysteem volgens de onderhavige uitvinding met een verplaatsbaar, bv. demonteerbaar deksel volgens de onderhavige uitvinding, met daaraan bevestigd een sensorsysteem voor het in-situ meten van minstens één eigenschap van een partiële coating stack die één of meerdere lagen bevat van de totale coating stack. FIG. 4(c) is een schematische voorstelling (bv. in zijaanzicht) van een configureerbaar sputtersysteem volgens de onderhavige uitvinding met een verplaatsbaar, bv. demonteerbaar deksel volgens de onderhavige uitvinding, met daaraan bevestigd zowel een sensorsysteem voor het in-situ meten van een eigenschap van een partiële coating stack die één of meerdere lagen bevat van de totale coating stack, alsook een pompsysteem. FIG. 4(d) is een schematische voorstelling (bv. in bovenaanzicht) van een configureerbaar sputtersysteem volgens de onderhavige uitvinding met een verplaatsbaar, bv. demonteerbaar deksel volgens de onderhavige uitvinding, met daaraan bevestigd een in-situ sensorssysteem voor het meten, op meerdere laterale posities van het substraat, van minstens één eigenschap van een partiële coating stack. FIG. 5 is een schematische voorstelling van een uitvoeringsvorm van een configureerbaar feedbacksysteem volgens de onderhavige uitvinding. Het feedbacksysteem omvat een configureerbaar meetsysteem, alsook een computersysteem met een software programma voor het berekenen van de laagdiktes en/of bepaalde laageigenschappen (bv. spectrale doorlaatkarakteristiek en/of spectrale reflectie-karakteristiek) van de partiële coating stack. In het voorbeeld van FIG. 5 wordt ten minste één resultaat van de berekening of analyse getoond op een scherm aan een operator, die op basis van de getoonde informatie gepaste manuele aanpassingen kan uitvoeren. FIG. 6 is een variant van het configureerbaar feedbacksysteem van FIG. 5, waarbij het computersysteem automatisch minstens één parameter van het sputtersysteem aanstuurt, bv. een globale parameter zoals sputter vermogen, en/of lokale parameters, zoals bvb. de positie(s) van één of meerdere magneten van minstens één cilindrische sputtertarget met on-line regelbare magneten. FIG. 7 toont een voorbeeld van een optisch sensorsysteem dat kan gebruikt worden in uitvoeringsvormen van een deksel volgens de onderhavige uitvinding, waarbij het sensorsysteem ingericht is voor het uitvoeren van een optische transmissie-meting doorheen het partieel gecoat substraat. FIG. 8 toont een voorbeeld van een optisch sensorsysteem dat kan gebruikt worden in uitvoeringsvormen van een deksel volgens de onderhavige uitvinding, waarbij het sensorsysteem ingericht is voor het uitvoeren van een optische reflectie-meting. FIG. 9 toont een voorbeeld van een signaalverwerkingseenheid, (die in dit voorbeeld bestaat uit een spectrofotometer en een optische multiplexer), die gebruikt kan worden in uitvoeringsvormen van een configureerbaar meetsysteem volgens de onderhavige uitvinding. FIG. 10(a) tot 10(c) tonen enkele schematische voorbeelden van verschillende configuraties van sensorsystemen, zoals die kunnen gebruikt worden in een deksel volgens de onderhavige uitvinding. FIG 10(a) toont een voorbeeld van een sensorsysteem met één enkele sensor (schematisch weergegeven met een zwarte stip) die op een vaste positie gemonteerd is aan het deksel. FIG. 10(b) toont een voorbeeld van een sensorsysteem met vijf sensoren die op een vaste positie gemonteerd zijn aan het deksel. FIG. 10(c) toont een voorbeeld van een sensorsysteem met één enkele sensor die verplaatsbaar is in laterale richting ten opzichte van het deksel (en tijdens gebruik dus ook ten opzichte van het substraat). FIG. ll(a) toont een voorbeeld van een configureerbaar meetsysteem volgens de onderhavige uitvinding, waarbij het deksel een sensorsysteem Ml en een signaalverwerkingseenheid M2 omvat, bevestigd aan het deksel. FIG. ll(b) toont een voorbeeld van een configureerbaar meetsysteem volgens de onderhavige uitvinding, waarbij het deksel een sensorsysteem Ml en een signaalverwerkingseenheid M2 omvat, waarbij het sensorsysteem Ml vast bevestigd is aan het deksel, maar waarbij de verwerkingseenheid M2 losmaakbaar bevestigd is aan het deksel, en dus bijgevolg uitwisselbaar is tussen meerdere deksels. FIG. 12 is een schematische voorstelling van de voornaamste begrippen gebruikt in de onderhavige uitvinding, en illustreert onder meer de begrippen deksel, sensorsysteem Ml, signaalverwerkingssysteem M2, een meetsysteem en een feedbacksysteem, alsook hun onderlinge samenhang. FIG. 13 is een schematische weergave van de sputterinrichting van FIG. 3, gebruik makend van de symbolen Ml en M2 zoals gedefinieerd in FIG. 12. In deze gekende sputterinrichting is zowel het sensorsysteem Ml als het signaalverwerkingssysteem M2 aanwezig in een station, niet uitwisselbaar, en niet gemonteerd aan het deksel. FIG. 14(a) tot FIG. 14(d) tonen enkele voorbeelden van deksels met een sensorsysteem, zoals die gebruikt kunnen worden in een meetsysteem en/of in een feedbacksysteem en/of in een sputtersysteem volgens de onderhavige uitvinding. FIG. 14(a) toont (in station 3) een deksel met daaraan bevestigd een sensorsysteem Ml en een signaalverwerkingseenheid M2. FIG. 14(b) toont (in station 3) een variant van het deksel van FIG. l4(a), dat verder ook nog een pompeenheid P bevat. FIG. 14(c) toont een variant van het deksel van FIG. l4(a) waarbij de signaalverwerkingseenheid M2 losmaakbaar bevestigd is aan de sensoreenheid Ml, maar afneembaar is, en uitwisselbaar is met andere deksels. FIG. 14(d) toont een voorbeeld van een sputterinrichting met twee deksels volgens FIG. l4(c) en één signaalverwerkingseenheid M2 die uitwisselbaar is met andere deksels.

Gedetailleerde beschrijving van uitvoeringsvormen van de uitvinding

De huidige uitvinding zal beschreven worden met betrekking tot bijzondere uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, echter de uitvinding wordt daartoe niet beperkt maar is enkel beperkt door de conclusies.

Het dient opgemerkt te worden dat de term "omvat", zoals gebruikt in de conclusies, niet als beperkt tot de erna beschreven middelen dient geïnterpreteerd te worden; deze term sluit geen andere elementen of stappen uit. Hij is zodoende te interpreteren als het specificeren van de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, waarden, stappen of componenten waarnaar verwezen wordt, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van één of meerdere andere kenmerken, waarden, stappen of componenten, of groepen daarvan niet uit. Dus, de omvang van de uitdrukking "een inrichting omvattende middelen A en B" dient niet beperkt te worden tot inrichtingen die slechts uit componenten A en B bestaan. Het betekent dat met betrekking tot de huidige uitvinding, A en B de enige relevante componenten van de inrichting zijn.

Verwijzing doorheen deze specificatie naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" betekent dat een specifiek kenmerk, structuur of eigenschap beschreven in verband met de uitvoeringsvorm is opgenomen in tenminste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Dus, voorkomen van de uitdrukkingen "in één uitvoeringsvorm" of "in een uitvoeringsvorm" op diverse plaatsen doorheen deze specificatie hoeven niet noodzakelijk allemaal naar dezelfde uitvoeringsvorm te refereren, maar kunnen dit wel doen. Voorts, de specifieke kenmerken, structuren of eigenschapen kunnen gecombineerd worden op eender welke geschikte manier, zoals duidelijk zou zijn voor een gemiddelde vakman op basis van deze bekendmaking, in één of meerdere uitvoeringsvormen.

Vergelijkbaar dient het geapprecieerd te worden dat in de beschrijving van voorbeeldmatige uitvoeringsvormen van de uitvinding verscheidene kenmerken van de uitvinding soms samen gegroepeerd worden in één enkele uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan met als doel het stroomlijnen van de openbaarmaking en het helpen in het begrijpen van één of meerdere van de verscheidene inventieve aspecten. Deze methode van openbaarmaking dient hoe dan ook niet geïnterpreteerd te worden als een weerspiegeling van een intentie dat de uitvinding meer kenmerken vereist dan expliciet vernoemd in iedere conclusie. Eerder, zoals de volgende conclusies weerspiegelen, inventieve aspecten liggen in minder dan alle kenmerken van één enkele voorafgaande openbaar gemaakte uitvoeringsvorm. Dus, de conclusies volgend op de gedetailleerde beschrijving zijn hierbij expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, met iedere op zichzelf staande conclusie als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.

Voorts, terwijl sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige, maar niet andere, in andere uitvoeringsvormen inbegrepen kenmerken bevatten, zijn combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld als gelegen binnen de reikwijdte van de uitvinding, en vormen deze verschillende uitvoeringsvormen, zoals zou begrepen worden door de vakman. Bijvoorbeeld, in de volgende conclusies kunnen eender welke van de beschreven uitvoeringsvormen gebruikt worden in eender welke combinatie.

Met "coating stack" wordt bedoeld een opeenstapeling van meerdere lagen, die kunnen verschillen van samenstelling, en waarbij iedere laag een dikte heeft van 1 nm tot 10 pm, en typisch van 3 nm tot 200 nm.

Waar in dit document wordt verwezen naar "binnenkant van een deksel", wordt verwezen naar die zijde van het deksel die tijdens normaal gebruik inwaarts gekeerd is (naar de zone met het vacuüm).

Waar in dit document wordt verwezen naar "buitenkant van een deksel", wordt verwezen naar die zijde van het deksel die tijdens normaal gebruik naar buiten gekeerd is (naar de zone met atmosferische druk). FIG. 1 en FIG. 2 werden reeds besproken in de achtergrondsectie. FIG. 3 toont een niet-flexibel sputtersysteem 300 met drie sputterzones 301, waarbij na de eerste sputterzone 301a een eerste in-situ sensorsysteem 311 is geïnstalleerd, na de tweede sputterzone 301b een tweede in-situ sensorsysteem 312, en na de derde en laatste sputterzone 301c een ex-situ sensorsysteem 310. Hoewel niet expliciet vermeld in W02014/105557A1 is het gebruikelijk in de stand der techniek om in-situ sensorsystemen vast te bevestigen aan een vaste wand van de sputterkamer, op een vaste plek waar lokaal niet gesputterd wordt, zodanig dat de sensoren niet meteen bevuild en onbruikbaar worden. Aangezien dit sputtersysteem 300 amper drie lagen dient te sputteren, en bovendien altijd met dezelfde materialen en dezelfde laagdiktes, en omdat er geen sputterstations "ongebruikt" of "overgeslagen" dienen te worden, zullen de twee in-situ sensorsystemen 311, 312 in de praktijk vast gemonteerd worden aan een wand van de sputterinrichting, want er is geen enkele reden om ze te verplaatsen. Integendeel, de vakman zal proberen om de sensorsystemen zo vast mogelijk te zetten om mogelijke toleranties op de metingen zo laag mogelijk te houden, en om frequente (re)calibratie te vermijden. Zulke lijn is uitermate geschikt voor het coaten van stacks met een klein aantal lagen en enorme reeksgroottes, zoals typisch het geval is voor coaters voor PV-inrichtingen. De prijs van twee in-situ sensorsystemen 311, 312 is voor zulke sputtersysteem verantwoord om de kwaliteit te waarborgen, maar deze oplossing laat zich niet zonder meer schalen naar een installatie met bv. vijftig sputter stations. W02014/105557A1 lijkt te suggereren dat het ex-situ sensorsysteem metingen kan uitvoeren op meerdere laterale posities, maar zegt dat niet over de in-situ sensorsystemen. In het kader van W02014/105557A1 lijkt het ook niet erg zinvol om een dergelijke meting uit te voeren op meerdere laterale plaatsen, aangezien de enige parameters die in dit systeem on-line aangepast kunnen worden, de individuele vermogens van de sputtertargets zijn, en de snelheid van de transportband van het ganse systeem. Dit impliceert dat, wanneer er in dit systeem systematisch laterale afwijkingen zouden optreden, bv. een lokale verdikking van een bepaalde laag, dat de installatie dient stilgelegd te worden, en dat er off-line lokale aanpassingen aan de installatie dienen te gebeuren.

Waar FIG. 3 een opstelling toont van een sputtersysteem voor het coaten van een vaste coating stack met slechts een zeer beperkt aantal lagen, en zeer grote reeksen, toont FIG. 4(a) een schematische voorstelling van een configureerbaar sputtersysteem uit de stand der techniek, ingericht voor het produceren van een configureerbare coating stack. De onderhavige uitvinding richt zich met name op een dergelijk type van configureerbare sputtersystemen.

Typisch bevat zulk configureerbaar sputtersysteem minstens vijf, bv. minstens vijftien, bv. minstens dertig tot wel vijftig of zelfs meer zones 401 waar typisch hetzij een sputtertarget (schematisch voorgesteld door twee cirkels), gekozen uit wel twintig tot dertig verschillende materialen, ofwel een pompsysteem (schematisch voorgesteld door een cirkel met de letter "P") kan worden ingebracht via een deksel 402, die gepast geplaatst worden afhankelijk van de te produceren coating stack, op vraag van de klant. Zulk deksel 402 (schematisch voorgesteld door een rechthoekje) wordt ook wel "lid" of "deur" genoemd, en kan bv. aangebracht zijn bovenaan een sputtersysteem en/of aan een zijkant. Zulk flexibel instelbaar of configureerbaar sputtersysteem is uitermate geschikt voor het coaten van relatief kleine reeksen met telkens een specifieke maar veranderende coating stack die een relatief groot aantal lagen, bv. minstens drie, minstens zes, of bv. minstens tien, of bv. minstens veertien, of zelfs meer dan veertien coating-lagen bevat. Om een grote flexibiliteit toe te laten, kunnen de zones van een dergelijk systeem naar believen uitgerust worden met één of meerdere sputtertargets van bepaalde materialen, en in een vooraf te bepalen volgorde, om het gewenste stack-ontwerp te bekomen. Pompzones kunnen eveneens flexibel worden ingepast, typisch voor het scheiden van verschillende targetmaterialen of verschillende lagen of verschillende processen. Het is een voordeel van dergelijke systemen dat de onderdelen, bv. de deksels, de sputtertargets, en de pompeenheden uitwisselbaar zijn tussen de verschillende stations.

De bestaande configureerbare sputtersystemen 400 zoals getoond in FIG. 4(a) bevatten doorgaans enkel een ex-situ sensorsysteem 410 om eigenschappen van de ganse coating-laag te meten. Dit is doorgaans een travers systeem, waarbij een meetkop zich over de breedte van het substraat kan verplaatsen. In bekende systemen wordt typisch de reflectiegraad en kleur gemeten en gecontroleerd, maar zulk meetsysteem laat niet meteen toe om hieruit de individuele laagdiktes te bepalen. Mits gebruik te maken van spectrale meetgegevens van het ex-situ meetsysteem 410 en een computersysteem met een software pakket voor optische modellering kan, op basis van de parameters van de te produceren coating stack en op basis van gekende materiaaleigenschappen, de meest waarschijnlijke werkelijke laagdikte van iedere gedeponeerde laag slechts met benadering worden berekend. De onzekerheid neemt toe naarmate de coating stack meer lagen bevat en/of naarmate de meetnauwkeurigheid afneemt. Om een hogere nauwkeurigheid van eigenschappen van individuele lagen te bekomen, en dus van de complete stack, dienen dus andere technieken gebruikt te worden, zoals destructieve testen (bv. door het wegetsen van bepaalde lagen), met een grote tijdsvertraging tot gevolg, wat niet werkbaar is voor relatief kleine reeksen. Bijgevolg is ook de bijsturing van de sputterzones (bv. op basis van gasdruk of vermogen) niet eenvoudig. Indien men bijkomend de laageigenschappen en hun uniformiteit over het oppervlak van het substraat wenst na te gaan, neemt het aantal metingen en de voorbereiding van de monsters bijzonder snel toe.

Om de kwaliteit van de coating stack te verhogen zou de vakman, naar analogie met WO2014/105557A1, na ieder sputterstation 401 (ook sputterzone) genoemd, een in-situ sensorsysteem kunnen plaatsen, vast ingebouwd in de installatie, maar in de praktijk is dat niet haalbaar omdat: (1) het sputtersysteem bijzonder veel langer en daardoor duurder zou worden, (2) niet voor elk stack-ontwerp er noodzakelijk een meting moet gebeuren na elke sputterpositie omdat deze positie misschien helemaal niet actief is of omdat die specifieke laag helemaal niet kritisch is, en (3) omdat een sensorsysteem duur is in aanschaf en onderhoud vergt waardoor het geheel economisch niet haalbaar is.

De uitvinders waren daarom op zoek naar een meer flexibele oplossing, en hebben het volgende bedacht: in plaats van na ieder sputterstation 401 een in-situ sensorsysteem in te bouwen in het sputtersysteem 400, stellen ze voor om een deksel (of lid of deur) te verschaffen met daarop bevestigd of gemonteerd een in-situ sensorsysteem 421, zodanig dat dit deksel 420 met in-situ sensorsysteem 421 eenvoudig en flexibel kan verplaatst worden in het sputtersysteem 400, op een bestaande opening die vroeger voorzien was voor het inbrengen en monteren van een sputtertarget of een pompsysteem. Het idee is om niet na elk sputterstation 401 een deksel 420 met een in-situ sensorsysteem 421 te voorzien, maar om slechts een beperkt aantal van zulke deksels 420 met in-situ sensorsysteem 421 aan te schaffen (bv. twee tot vijf deksels voor een sputtersysteem van vijftig stations), en deze, afhankelijk van de specifieke coating stack die geproduceerd dient te worden, te plaatsen op de "meest geschikte" plaats(en), bv. de meest "gevoelige" plaats(en), bv. vlak vóór en vlak na de sputterzone waarvan variaties van de laagdikte het meeste invloed hebben op een essentiële eigenschap bv. de kleur of doorzichtigheid van de totale coating stack, of bijvoorbeeld om de drie of om de vijf of om de tien sputterstations, of bijvoorbeeld tussen twee sputterstations die beiden een materiaal sputteren met nagenoeg gelijkaardige eigenschappen. Door de partiële stack met slechts één van deze twee lagen met gelijkaardige eigenschappen te meten, is het mogelijk een onderscheid te maken tussen de invloed van de eerste en de tweede laag, hetgeen niet meer mogelijk is op het einde van de lijn (ex-situ), omdat dan enkel de gezamenlijke invloed kan gemeten worden.

Bepaalde uitvoeringsvormen van een dergelijk verplaatsbaar deksel met meetsysteem kunnen verder ontworpen worden om de gevoelige eigenschap te meten op meerdere plaatsen, bv. in een bepaald gebied van het substraat, (bv. over een gedeelte of over de ganse laterale breedte, en aangezien het substraat zich verplaatst in de lengterichting, dus over nagenoeg het ganse substraatoppervlak), zodat het mogelijk wordt om de uniformiteit van die eigenschap over het bepaald gebied na te gaan, en mogelijks bij te sturen. Zulke meting zal verder besproken worden aan de hand van FIG. 10, zulke bijsturing zal verder besproken worden aan de hand van FIG. 5 en FIG. 6.

Dankzij de eenvoudige monteerbaarheid en demonteerbaarheid van het deksel 420, (in tegenstelling tot typische in-situ meetsystemen die vast gemonteerd worden in installaties zoals die getoond in FIG. 3), kan deze keuze van de "meest geschikte" plaats(en) voor iedere specifieke coating stack voor ieder te produceren coating stack herzien en aangepast worden, zonder al te veel moeite, (vergelijkbaar met de inspanning nodig voor het aanbrengen van een andere sputtertarget op die plaats). Het is dus een enorm voordeel dat het deksel 420 met het in-situ sensorsysteem 421 op een relatief eenvoudige manier kan verplaatst worden naar andere (bestaande) openingen van de sputtermachine, uiteraard na verwijdering van bv. een sputtertarget of een pompsysteem dat reeds in die opening was aangebracht.

In FIG. 4(a) tot FIG. 4(d) zullen enkele voorbeelden van een configureerbaar sputtersysteem volgens de onderhavige uitvinding getoond worden, alsook voorbeelden van een deksel met een sensorsysteem. FIG. 4(b) toont een voorbeeld van zulk configureerbaar sputtersysteem 400 volgens de onderhavige uitvinding, waarbij de eerste twee stations sputterstations zijn, waar minstens een eerste en een tweede sputtertarget zijn ingebracht (er zijn twee cirkels getekend in de schematische tekening, maar er kunnen ook minder dan twee of meer dan twee sputtertargets aanwezig zijn in ieder station), en een derde zone waaraan een deksel 420 volgens de onderhavige uitvinding met een in-situ sensorsysteem 421 is bevestigd (schematisch voorgesteld door een cirkel met de tekst "Si".

Het sensorsysteem 421 kan bv. minstens één lichtbron en minstens één bijhorende spectrale detector omvatten, die verplaatsbaar zijn op een eerste resp. tweede rail, waarbij de rails zich bv. uitstrekken in een dwarsrichting, bv. loodrecht op de bewegingsrichting van het substraat, en die zich (tijdens de werking) aan overstaande zijden van het substraat bevinden, zoals getoond in FIG. 10(c). Het sensorsysteem 421 kan bijvoorbeeld voorzien zijn voor het meten van de spectrale transmissie-eigenschap in de dikterichting van het substraat, op meerdere meetposities verspreid over nagenoeg de ganse breedte van het substraat (loodrecht op de bewegingsrichting van het substraat). Andere voorbeelden van sensorsystemen zullen verder toegelicht worden, oa. bij de bespreking van FIG. 7, 8 en 10.

In het voorbeeld van FIG. 4(b) heeft het sputtersysteem 400 slechts één zulk deksel 420, en dus slechts één in-situ sensorsysteem 421, maar uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot sputtersystemen 400 met slechts één zulk deksel 420, en er kunnen ook meerdere stations voorzien zijn van een deksel 420 met een sensorsysteem 421 voor het uitvoeren van meerdere in-situ metingen. De sputterinrichting kan optioneel ook een ex-situ sensorsysteem 410 omvatten, met bv. gelijkaardige eigenschappen als het ex-situ sensorsysteem beschreven in W02014/105557A1.

Uiteraard zou het mogelijk zijn met een sputtersysteem 400 van bv. vijftig stations, waarvan er voor een bepaalde coating stack met bv. veertien lagen bv. slechts dertig stations gebruikt worden, om ook veertien deksels 420 met een in-situ sensorsysteem 421 te gebruiken, geplaatst na iedere laatste sputterstation van een individuele laag, maar zoals eerder gezegd is dat enerzijds zeer duur, en anderzijds ook niet nodig, vooral als de opeenvolgende lagen voldoende verschil vertonen qua te meten eigenschap, bv. spectrale transmissie-eigenschap, spectrale reflectie of andere eigenschap bv. elektrische of mechanische of thermische eigenschap, of combinaties hiervan, bv. thermo-optische eigenschap. Het toevoegen van één deksel 420 met sensorinrichting 421 na ieder sputterstation is zelfs niet meer mogelijk met dit sputtersysteem (met vijftig stations) wanneer een coating stack dient gemaakt te worden die bv. veertig lagen bevat. Dan is men verplicht om het aantal stations of zones met een deksel 420 met een sensorsysteem 421 volgens de onderhavige uitvinding te beperken tot maximaal tien deksels, en in zulke gevallen komen de voordelen van de onderhavige uitvinding nog méér tot hun recht. FIG. 4(c) stelt een verdere uitvoeringsvorm van een deksel volgens de onderhavige uitvinding voor, waarbij het deksel 430 met het in-situ sensorsysteem 421 verder ook nog een pompsysteem 432 omvat. Een deksel met een daaraan bevestigd pompsysteem op zich, is gekend, maar niet in combinatie met een in-situ sensorsysteem 421. Zulk deksel 430 dat een pompsysteem met een sensorsysteem combineert biedt het bijkomend voordeel dat één enkel deksel (dus één enkel station) kan gebruikt worden voor twee verschillende functionaliteiten (namelijk: meten en pompen), waardoor plaats kan gewonnen worden. Meer specifiek laat zulk deksel 430 met zowel een in-situ sensorsysteem 431 als een pompeenheid 432 toe om iedere zone waar vroeger enkel een pompeenheid werd voorzien, voortaan ook de functionaliteit te bieden om een in-situ meting uit te voeren, zonder extra stations 401 te hoeven gebruiken. Op die manier kan de kwaliteit van de coating stack aanzienlijk verhoogd worden, alsook het percentage van producten die voldoen aan de vooropgestelde specificaties van de complete coating stack, zonder de noodzaak om extra bijkomende posities (bv. stations) toe te voegen om een sensorsysteem te kunnen introduceren. Dit laat ook toe om de toleranties op de specificatie van zulke coating stacks te reduceren.

Zoals reeds vermeld, kan het sensorsysteem bv. een optisch sensorsysteem zijn, omvattende minstens één lichtbron en minstens één lichtdetector (bv. ingericht voor het uitvoeren van een transmissie-meting of een reflectie-meting), of een elektrisch sensorsysteem (bv. ingericht voor het meten van een elektrische weerstand tussen twee punten), of een ander sensorsysteem.

In een voorkeursuitvoeringsvorm bevat het eenvoudig verplaatsbaar deksel zonder pompeenheid 420, of met pompeenheid 430 een optisch sensorsysteem geschikt voor het meten van transmissie- en/of reflectie-eigenschappen. In andere uitvoeringsvormen kan het sensorsysteem geschikt zijn voor het uitvoeren van gepolariseerde metingen (bvb. ellipsometrie), en/of voorzien zijn voor het meten van mechanische, magnetische, thermische en/of elektrische eigenschappen, of combinaties van optische, gepolariseerde, mechanische, magnetische, thermische en elektrische meetsystemen.

Het meten van een optische transmissie-eigenschap stelt minder hoge eisen aan de plaatsing van de lichtbron en de detector dan bv. een optische reflectie-meting, en kan daarom relatief eenvoudig gemonteerd worden op een verplaatsbaar en demonteerbaar deksel. Het is evenwel voordelig om de nodige kalibratie en/of ijking van het sensorsysteem uit te voeren. Zulke ijking kan bv. plaatsvinden na het monteren van het deksel 420, 430 op een opening, maar kan ook (zij het kortstondig) plaatsvinden tijdens een productie-run tussen twee substraten (bv. tussen twee glasplaten), wanneer de ontvanger (detector) die zich normaal aan de ene zijde (bv. onderkant) van het substraat bevindt, rechtstreeks de straling (bv. het licht) kan zien dat uitgestraald wordt door de stralingsbron (bv. lichtbron) aan de andere zijde (bv. bovenkant) van het substraat, omdat er zich kortstondig geen substraat tussen de lichtbron en de detector bevindt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de lichtbron voorzien om een lichtsignaal te sturen met een relatief breed spectrum, bv. in het bereik van 300 tot 2000 nm, bv. in het bereik van 350 tot 1000 nm. Zulke lichtbronnen en detectoren zijn gekend bij de vakman. Het gebruik van zulk relatief breed spectrum laat toe om "curve fitting" toe te passen door de modelleringsoftware, waardoor de nauwkeurigheid van de diktebepaling van de lagen sterk verhoogd wordt.

In een uitvoeringsvorm kan het sensorsysteem 421, 431 van het deksel 420, 430 meerdere stralingsbronnen, bv. lichtbronnen en meerdere detectoren omvatten, waarbij minstens één stralingsbron voorzien is om te stralen naar minstens één detector doorheen het substraat en doorheen de partiële coating stack. De stralingsbronnen en de detectoren kunnen daarbij op een rail bevestigd zijn, waarbij de rail zich bij voorkeur uitstrekt in een richting loodrecht op de bewegingsrichting van het substraat in het sputtersysteem, maar dat is niet noodzakelijk.

In de hoger beschreven uitvoeringsvormen werd niet expliciet gesproken over de verwerkingseenheid of analyse-eenheid M2 voor het verwerken van de ontvangen of gemeten signalen, maar het zal duidelijk zijn dat zulke verwerkingseenheid aanwezig kan zijn aan de onderkant van het deksel (in het station), zoals in de stand der techniek.

Dankzij het feit dat het sensorsysteem van het deksel echter aan het deksel bevestigd is, (en niet aan een wand), is het ook mogelijk om de verwerkingseenheid bovenop het deksel te monteren, buiten het station. Dit is niet zonder meer mogelijk in de sputterinrichting van FIG. 3, omdat de vakman niet doelbewust openingen zal maken in de wand voor het doorvoeren van kabels of dergelijke, maar is perfect mogelijk met een deksel volgens de onderhavige uitvinding. Dit is een enorm voordeel, omdat de verwerkingseenheid meestal zeer dure en zeer gevoelige apparatuur kan zijn, die men met een deksel volgens de onderhavige uitvinding buiten het vacuüm kan plaatsen, wat tevens een eenvoudiger bediening toelaat (toegankelijkheid van knoppen bij voorbeeld).

Maar er is meer. De uitvinders hebben namelijk bedacht dat de flexibiliteit en modulariteit nog verder kan verhoogd worden, door de verwerkingseenheid of analyse-eenheid niet vast te monteren op het bijhorend sensorsysteem, maar om deze verplaatsbaar te maken, en dus uitwisselbaar tussen verschillende deksels van hetzelfde type. Dit wordt toegelicht aan de hand van FIG. 4(d), dat een configureerbaar sputtersysteem 400 toont volgens de onderhavige uitvinding, met twee stations waarop een deksel volgens de onderhavige uitvinding op gemonteerd is (in het voorbeeld station 3 en het voorlaatste station), en waarbij de verwerkingseenheid M2 losmaakbaar gemonteerd is op het deksel van het voorlaatste station. Omdat de verwerkingseenheid M2 losmaakbaar verbonden is met dit deksel, kan deze verwerkingseenheid gemakkelijke verplaatst worden naar het deksel van station 3, zowel tijdens een productie-run, als tussen twee productie-runs. Het is een belangrijk voordeel dat deze verplaatsing mogelijk is zonder het vacuüm te hoeven breken (aangezien alleen de verwerkingseenheid hoeft verplaatst te worden, en niet de deksels met het sensorsysteem). Dit voordeel mag niet onderschat worden. Het laat bv. onder meer toe om meerdere batches van verschillende coating stacks te produceren, zonder het deksel van (in dit voorbeeld) het derde en voorlaatste station te hoeven verwisselen, wat een tijdswinst oplevert. Men hoeft enkel de verwerkingseenheid M2 te verwisselen, wat veel eenvoudiger en sneller is. En indien er toch sputtertargets dienen vervangen te worden, en het vacuüm toch gebroken dient te worden, dan biedt de modulaire oplossing van de onderhavige uitvinding nog steeds een voordeel, omdat de verwerkingseenheid pas verwisseld hoeft te worden nadat het vacuüm pompen begonnen is, wat wederom een tijdswinst oplevert.

In andere uitvoeringsvormen van configureerbare sputterinrichtingen met bv. twintig stations, en drie deksels met een sensorsysteem Ml volgens de onderhavige uitvinding, en twee verwerkingseenheden M2, bv. één van hoge kwaliteit (M2hq), en één van normale kwaliteit (M2nq), kan de operator kiezen om bv. de drie deksels te monteren op de sputterinstallatie, en één van de drie deksels te voorzien van de M2hq, en een tweede deksel te voorzien van de M2nq. Mocht tijdens de productie-run blijken dat de verwerkingseenheden beter op een ander deksel gemonteerd waren, dan kan dat zonder problemen aangepast worden, zonder de productie te hoeven onderbreken, en vooral zonder het vacuüm te hoeven verbreken.

Dankzij de flexibiliteit en modulariteit geboden door de onderhavige uitvinding kan zowel de kwaliteit van het eindproduct, als de efficiëntie van de installatie merkelijk verhoogd worden, en blijven de kosten beheersbaar.

In FIG. 5 en FIG. 6 zullen voorbeelden van een feedbacksysteem volgens de onderhavige uitvinding toegelicht worden. FIG. 5 toont een sputtersysteem 500 zoals dat getoond in FIG. 4(b) tot FIG. 4(d), dat verder een computersysteem 540 bevat, voorzien van de nodige software voor het verwerken van de signalen afkomstig van de één of meerdere in-situ sensorsystemen zoals hierboven besproken, die gemonteerd zijn op de één of meerdere deksels , al dan niet samen met een pompsysteem. De software is voorzien voor het berekenen van de meest waarschijnlijke dikte van de verschillende lagen van de partiële coating stack, op basis van de gemeten waarden of eigenschappen of karakteristieken, bv. op basis van de gemeten spectrale reflectie- en/of transmissie curves.

Optioneel is het computersysteem 540 verder voorzien voor het verwerken van het ex-situ sensorsignaal 510 en optioneel is de software verder voorzien voor het berekenen van de verschillende laagdiktes van de ganse coating stack, maar dat is niet strikt noodzakelijk voor de onderhavige uitvinding.

In een variant van het systeem getoond in FIG. 5, is er een eerste computersysteem dat enkel de signalen verwerkt van de in-situ sensorsystemen, en is er een tweede computersysteem dat enkel de signalen verwerkt van het ex-situ sensorsysteem. De waarden berekend door het eerste computersysteem kunnen dan gebruikt worden als "gekende" gegevens voor het tweede systeem, maar ook dat is niet strikt noodzakelijk. Het tweede systeem kan desgewenst volledig onafhankelijke werken. Op die manier kan het tweede systeem bv. gebruikt worden als verificatie (redundantie) van het eerste systeem, zij het met doorgaans een lagere nauwkeurigheid.

Gelijkaardige software pakketten als vermeld in WO2014105557A1, zijnde "OptiRE" van OptiLayer, of "BREIN" van W. Theiss Hard- en Software, of "TFCalc" van Software Spectra Inc. kunnen eveneens gebruikt worden in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, en naast de sensorsignalen zelf, kan de software ook hier gekende materiaaleigenschappen gebruiken, zoals spectrale transmissiecoëfficiënt van een bepaald materiaal voor een bepaalde golflengte. Maar zoals verder beschreven, kan extra functionaliteit wenselijk zijn.

In voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het softwarepakket verder ook een software-module, zoals bv. voor het bepalen van de meest gevoelige laag van een bepaalde coating stack, en/of een software-module voor het bepalen van de geschikte plaatsen (bv. de meest gevoelige plaatsen) voor het plaatsen van een gegeven aantal deksels met sensorsysteem Ml en met daaraan gekoppelde verwerkingseenheid M2 (zoals besproken in FIG. 4(b) en (c), in functie van één of meerdere te produceren coating stacks. Optimalisatie over meerdere productie-runs van verschillende stacks kan de ombouwtijd van de installatie verder verkorten. Verwijzend naar FIG. 4(d) kan de software-module ook voorzien zijn voor het bepalen van de meest geschikte posities voor het plaatsen van deksels met sensorsysteem Ml, en de meest geschikte posities van een vooraf bepaald aantal daarop monteerbare verwerkingseenheden M2. Het kan voordelig zijn om deksels met een sensoreenheid Ml maar zonder verwerkingseenheid M2 te plaatsen, zelfs indien ze niet altijd functioneel gebruikt worden, met het oog op optimalisatie over meerdere productie-runs met verschillende coating stacks, om de totale ombouwtijd te verkorten.

De software kan ook voorzien zijn voor het berekenen van de werkelijke diktes van de verschillende lagen van de coating stack, alsook de afwijking ten opzichte van de vooropgestelde diktes, en eventueel voor het weergeven ervan op een scherm 54l, zodat een operator desgewenst de nodige aanpassingen kan doen aan bv. de gasdruk van de installatie, of het vermogen van één of meerdere sputtertargets, of desnoods het stilzetten van de machine, en het manueel bijregelen van manueel regelbare magneten van een sputtertarget met zulke voorziening.

De software kan ook voorzien zijn voor het berekenen van de werkelijke optische eigenschappen van de verschillende lagen van de coating stack, alsook de afwijking met de vooropgestelde waarden van de brekingsindex en absorptiecoëfficiënt, en eventueel voor het weergeven ervan op een scherm 54l, zodat een operator desgewenst de nodige aanpassingen kan doen aan bv. de gasdruk van de installatie, of het vermogen van één of meerdere sputtertargets, of desnoods het stilzetten van de machine, en het manueel bijregelen van manueel regelbare magneten van een sputtertarget met zulke voorziening.

De onderhavige uitvinding richt zich eveneens op het meetsysteem omvattende het deksel 530 met het in-situ sensorsysteem 53l en het computersysteem 540 met de software, zonder het ex-situ sensorsysteem 5l0 en zonder de rest van de sputterinstallatie (met name de stations en de sputtertargets). Merk op dat de pompeenheid "P" is weergegeven in gestippelde lijn, om aan te geven dat de pompeenheid een optioneel onderdeel is van het deksel volgens de onderhavige uitvinding.

De onderhavige uitvinding richt zich eveneens op het meetsysteem omvattende het deksel 530 met het in-situ sensorsysteem 531 en het ex-situ sensorsysteem 510 en het computersysteem 540 met de software zoals hoger beschreven, zonder de rest van de sputterinstallatie (met name de stations en de sputtertargets).

In een specifieke uitvoeringsvorm van het sputtersysteem 500 volgens FIG. 5 omvat het sputtersysteem minstens één sputtertarget met minstens één on-line regelbare magneet, zoals beschreven in W02013120920A1, en is de software verder voorzien voor het berekenen van een profiel van bv. de laagdikte over de breedterichting, op basis van de één- of twee-dimensionale informatie afkomstig van het in-situ sensorsysteem 531, en optioneel ook op basis van de één- of twee-dimensionale informatie afkomstig van het ex-situ sensorsysteem 510. Afwijkingen kunnen bv. getoond worden op een scherm 541, en een operator kan desgewenst bv. manueel maar wel on-line (d.w.z. zonder de sputter-installatie stil te leggen) aanpassingen uitvoeren met betrekking tot de regelbare magneten. De extra functionaliteit van het lokaal en on-line kunnen bijsturen op diverse plaatsen in de laterale richting is onmogelijk met het gekend systeem van FIG. 3. Dit systeem biedt echter enorme voordelen. Zo kan bv. de opbrengst van producten die aan de vooropgestelde specificaties moet voldoen sterk verhoogd worden, wat des te belangrijker is bij de productie van relatief kleine reeksen (waarbij de aanlooptijd klein moet zijn t.o.v. de werkelijke productie). Verder is een dergelijke installatie in staat om coatings te produceren met steeds strengere eisen (lagere toleranties). Bovendien laat een dergelijk systeem toe om een cilindrische sputtertarget langer te gebruiken dan tot nog toe het geval was, aangezien er altijd een zekere mate van niet-uniforme erosie van het sputter-materiaal optreedt, wat zorgt voor een niet-uniforme depositie op het substraat, maar door het meten op diverse plaatsen in de laterale richting van het substraat, en het overeenkomstig aanpassen van de magneten, kunnen de negatieve effecten van de niet-uniforme erosie grotendeels gecompenseerd worden.

Het sputtersysteem 600 van FIG. 6 gaat nog een stap verder, en bevat niet alleen minstens één sputtertarget 660 met minstens één on-line regelbare magneet, bij voorkeur een veelheid van sputtertargets met ieder een veelheid van on-line regelbare magneten, maar bevat verder ook minstens één actuator 650 voor het automatisch bijregelen van deze magneten. Het computersysteem 640 bevat in dit geval bij voorkeur verder een software-module voor het aansturen van de minstens één actuator 650 van de minstens één on-line regelbare sputtertarget 660, voor het bekomen van bvb. een meer uniforme dikte overeenkomstig de vooropgestelde specificatie van de betreffende productie-run. Uiteraard kunnen de gegevens eveneens getoond worden op een scherm 641, om een operator toe te laten om toezicht te houden op het proces. De software kan desgewenst voorzien zijn om volledig automatisch te werken zonder tussenkomst van de operator, of kan aanpassingen voorstellen aan de operator, maar ze pas doorvoeren na goedkeuring door de operator, enz. Naast het automatisch bijregelen van de positie van de minstens één, bij voorkeur de veelheid van on-line regelbare magneten van de sputtertarget(s) kunnen uiteraard ook andere parameters van de sputterinstallatie aangepast worden, zoals bv. het vermogen van één of meer sputtertargets, of de partiële druk van de individuele gassen in de sputterinstallatie, zowel lokaal als globaal over het targetoppervlak.

De specifieke uitvoeringsvorm van het sputtersysteem 600 getoond in FIG. 6 omvat dus minstens één sputtertarget met minstens één on-line regelbare magneet, bij voorkeur meerdere online regelbare magneten, zoals beschreven in W02013120920A1, en minstens één deksel 630 voorzien van een sensorsysteem 631 voor het in-situ meten van een eigenschap van de coating stack (bv. een optische of mechanische of magnetische of andere karakteristiek) op minstens één plaats, bij voorkeur op meerdere plaatsen in de breedterichting van het substraat, en omvat verder een computersysteem 640 met een software-pakket (bv. "BREIN") voor het berekenen van minstens één eigenschap van de laag bvb. de laagdikte afkomstig van de één of meerdere sputtertargets met minstens één, bij voorkeur meerdere on-line regelbare magneet/magneten op minstens een aantal discrete posities over de breedte van de sputtertarget, en is het computersysteem 640 verder voorzien van een software-module voor het automatisch aanpassen van de on-line regelbare magneet/magneten van de sputtertarget 660 teneinde de vooropgestelde dikte te verkrijgen van de overeenkomstige depositie-laag.

Optioneel kunnen daarbij ook de gegevens afkomstig van het ex-situ sensorsysteem 610 verwerkt worden, maar dat is niet strikt noodzakelijk voor de onderhavige uitvinding.

Het zal duidelijk zijn dat een sputtersysteem 500, 600 volgens FIG. 5 of FIG. 6 met één of meerdere on-line regelbare magneet/magneten beter in staat zal zijn om een uniforme dikte af te leveren over de ganse breedte van het substraat, gezien de vele vrijheidsgraden om lokaal te kunnen meten en bijregelen, in tegenstelling tot de sputterinstallatie getoond in FIG. 3, waar zulke meetresultaten gebruikt worden om een gemiddelde dikte te berekenen, en op basis daarvan een globale sputter-parameter bij te regelen, bv. het vermogen van de sputtertarget of snelheid van de transportband van het ganse sputtersysteem. Dit is des te meer het geval voor cilindrische sputtertargets met een lengte van minstens 2 m, bv. minstens 3 m, bv. minstens 4 m, waarbij nietuniforme erosie van het sputter-materiaal kan leiden tot niet-uniforme depositie op het substraat. Met de huidige uitvinding kan zulke niet-uniforme depositie ten gevolge van niet-uniforme erosie (of om iedere andere reden) minstens gedeeltelijk gecompenseerd worden, hetzij manueel (zie FIG. 5), hetzij semi-automatisch, hetzij vol-automatisch (zie FIG. 6).

In bepaalde uitvoeringsvormen kan de software naast het louter meten van eigenschappen van de coating stack, en het daaruit berekenen van de laagdiktes, en het bijsturen van de sputter-targets om de vooropgestelde eigenschappen en/of laagdiktes te bereiken, verder ook voorzien zijn om, tijdens het productie-proces, voor ieder substraat bij te houden of er eventuele afwijkingen opgelopen zijn in eerdere stations (bv. een 3% dunnere eerste zilverlaag dan vooropgesteld), en deze afwijking geheel of gedeeltelijk te compenseren door bijsturing van verdere stations (bv. een 3% dikkere tweede zilverlaag dan vooropgesteld).

In FIG. 7 en FIG. 8 zullen enkele voorbeelden van optische sensorsystemen die gebruikt kunnen worden als onderdeel van een deksel volgens de onderhavige uitvinding, in meer detail worden toegelicht. FIG. 7 toont een lineaire lichtbron 761, die zich bv. lokaal maar evenzeer over een groter gebied van het substraat 762 kan uitstrekken. Dit kan bv. (a) een fluorescent lamp zijn of (b) bestaan uit meerdere kleinere lichtbronnen (bv. LED, boogontladingslamp, ...) met een diffusiescherm of licht geleidingssystemen of (c) een electroluminescente lamp of een andere bron om uniform licht te verspreiden. Deze bron 761 kan statisch zijn of bewegen met de sensor of detector 763. FIG. 7 kan ook een sensorsysteem weergeven waarbij de lichtbron 761 beweegbaar is, en de detector statisch, of omgekeerd, of waarbij meerdere lichtbronnen 763 of detectoren aanwezig zijn, bv. vast of beweegbaar gemonteerd op een rail die zich uitstrekt in een dwarsrichting ten opzichte van de verplaatsingsrichting van het substraat (zoals weergegeven door de pijl).

In de context van de onderhavige uitvinding wordt met "sensor" of "detector" hetzelfde bedoeld. De sensor kan een zeer complexe sensor zijn, bv. een geïntegreerde chip voorzien van optische elementen en geïntegreerde schakelingen voor het bepalen van spectrale componenten van invallend licht, of kan een eenvoudige passieve component zijn zoals een lens, of elke andere geschikte sensor. De intelligente sensor kan het resultaat dan onder elektrische vorm (bv analoog of digitaal) versturen, bv. naar een computer die zich buiten de vacuümkamer bevindt, gebruik makend van een transmissiemedium, bv. een elektrische kabel, of zelfs een draadloze verbinding. De eenvoudige sensor (bv. de lens) kan het optisch signaal detecteren en doorgeven via een transmissiemedium (bv. een optische vezel), zodat het signaal buiten het deksel kan verwerkt worden. FIG. 7 toont dus voorbeelden van een optisch sensorsysteem 721 dat kan gemonteerd worden aan een deksel, en kan gebruikt worden als in-situ sensorsysteem in een station van een sputtersysteem. Het getoonde sensorsysteem omvat een stralingsbron 761, bv. een lichtbron en een stralingsdetector 763. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zijn de lichtbron en de detector beiden bevestigd aan het lid of deksel, en wel op een zodanige manier dat, wanneer het sensorsysteem wordt ingebracht in de opening van een station, en wanneer het deksel wordt bevestigd op de opening, dat het substraat 762 zich tijdens de werking van de sputter-installatie zal verplaatsen tussen de lichtbron en de detector. Deze opstelling is bv. zeer geschikt voor het meten van optische transmissie-karakteristieken doorheen het substraat en doorheen de reeds aangebrachte coating-lagen (d.w.z. partiële coating). Het substraat 762 met de coating 764 is in stippellijn weergegeven omdat het niet tot het lid of deksel behoort.

In de uitvoeringsvorm getoond in FIG. 7 kan de lichtbron 761 zich (tijdens gebruik) in de vacuümkamer bevinden, maar dat is niet strikt noodzakelijk, en het is eveneens mogelijk om de lichtbron 761 buiten het deksel te plaatsen, en het uitgestraalde licht door te geven via een transmissiemedium, bv. een optisch kanaal, bv. een optische vezel. Veralgemeend naar andere karakteristieken, bv. elektrische, magnetische, thermische enz. hoeft de excitatiebron zich niet noodzakelijk binnen het station (aan de onderkant van het deksel) te bevinden, maar kan dus eveneens buiten het deksel geplaatst worden, mits het bronsignaal dan op een andere wijze naar binnen gevoerd wordt. De bron kan ofwel vast gemonteerd zijn op ieder deksel, of kan demonteerbaar en verplaatsbaar bevestigd zijn aan het deksel. Op deze manier kan wederom de flexibiliteit en modulariteit van het sputtersysteem verhoogd worden. Zo kan een sputtersysteem bv. drie deksels omvatten, allen voorzien met één optische vezel voor het toevoeren van een bronsignaal, en voorzien met één optische vezels voor het afvoeren van het gemeten signaal, en hoeft bv. slechts één enkele stralingsbron gebruikt te worden, die gemonteerd kan worden op één van de drie deksels, en die desgewenst verplaatst kan worden naar één van de andere twee deksels, zonder de drie deksels hoeven te verplaatsen, dus zonder het vacuüm te verbreken. FIG. 8 toont een ander voorbeeld van een optisch sensorsysteem 821 als onderdeel van een deksel 420, 430 volgens de onderhavige uitvinding, dat kan gebruikt worden als in-situ sensorsysteem in een station 401. Het getoonde sensorsysteem omvat een stralingsbron 861, bv. een lichtbron en meerdere stralingsdetectoren 866, 868, die bv. door middel van optische vezels met een externe verwerkingseenheid, bv. een uitleeseenheid kunnen verbonden worden (zoals getoond in FIG. 9). Dit sensorsysteem is geschikt om zowel een reflectie-karakteristiek te meten alsook een transmissie-karakteristiek, maar dat is niet noodzakelijk voor de onderhavige uitvinding, en alleen een reflectie-meting kan eveneens volstaan. Hierboven werd reeds toegelicht hoe een transmissie-meting kan uitgevoerd worden, waarbij de lichtbron en de detector aan overstaande zijden van het substraat worden geplaatst. En ook hier is het mogelijk om ofwel de lichtbron 861 onderaan het deksel te monteren (in de kamer), of erbuiten. FIG. 8 toont een benadering waarbij gebruik wordt gemaakt van een integrerende sfeer of Ulbricht sfeer 870 die het licht van een lichtbron gelijkmatig verdeelt. Het sensorpunt als voorgesteld in FIG. 8 kan op drie plaatsen een detectie uitvoeren: een calibratiesignaal (detector 868), een reflectiesignaal (reflector 866) en een transmissiesignaal (detector 863). Ook hier hoeft de verwerking van de gedetecteerde signalen niet noodzakelijk in het sensorsysteem zelf te gebeuren maar kan bv. via optische vezels 867a, 867b, zoals bv. glasvezels, naar buiten worden geleid. Ook hier kan de lichtbron 861 in de kamer (onderaan het deksel) gemonteerd worden, of buiten het deksel (bv. onder atmosferische druk), waarbij in het laatste geval het lichtsignaal via een optische vezel of een andere lichtgeleider (niet getoond) binnen de sfeer 870 verdeeld wordt. Het gebruik van een Ulbricht sfeer 870 laat toe om uitlijningsproblemen of effecten van lichte verplaatsingen van het substraat 862 t.o.v. het meetsysteem (bv. door vibratie, transport, doorbuiging, variabele dikte, ...) te reduceren of te minimaliseren. Andere technieken kunnen eveneens worden toegepast om mogelijks afwijkende lichtdoorgangen op te vangen, bvb. door het gebruik van lenzen te monteren op bv. bron en/of de detectoren.

Zoals getoond in FIG. 9, kunnen meerdere optische vezels 967 buiten de vacuümkamer worden gebracht, en aangesloten worden op een optische multiplexer die de signalen één voor één doorstuurt naar een optische detector, bv. een spectrofotometer 982 als voorbeeld of als onderdeel van een verwerkingseenheid M2. De grootte van de multiplexer 981 (bv. drie-kanaals, bv. 15-kanaals, bv. 42-kanaals of meer dan 42-kanaals) wordt bepaald door het aantal signalen dat door het sensorsysteem M1 (zie FIG. 8) worden gecapteerd. Het optisch sensorsysteem M1 en de verwerkingseenheid M2 (omvattende bv. 981, 982) kunnen eventueel voorzien zijn om eenvoudig gemonteerd en gedemonteerd te kunnen worden op het deksel, zodat een modulaire oplossing wordt bekomen. Op deze manier kan bv. in eenzelfde sputtersysteem zowel een lage-resolutie spectrofotometer als een hoge-resolutie spectrofotometer gebruikt worden, en zijn deze eenvoudig verwisselbaar, zonder de deksels zelf hoeven te verwisselen. Op die manier kan bv. de gewenste nauwkeurigheid of bandbreedte (bvb. golflengtebereik) eenvoudig aangepast worden, afhankelijk van de te produceren coating stack(s), om de benodigde nauwkeurigheid te bekomen. Alternatief kan dit systeem van detectie en verwerking eenvoudig gehouden worden indien het coating-laagsysteem dit toelaat.

Voor de opstelling van FIG. 8 kan wederom overwogen worden om te werken met een bewegende bron en detector, (bv. de ganse sfeer 870 kan verplaatst worden), of met een bewegende bron en meerdere vaste detectoren, met meerdere bronnen en een bewegende detector of met meerdere discrete meetpunten, ieder bestaande uit bron en detector. Het systeem kan modulair worden samengesteld, bv. aantal meetputen, bronkwaliteit en detectiekwaliteit overeenkomstig met de gewenste nauwkeurigheid die men op die positie in het sputtersysteem wenst te bereiken.

Hoewel de voorbeelden van FIG. 7 tot FIG. 9 optische sensorsystemen tonen, zal het duidelijk zijn dat ook andere sensorsystemen kunnen gebruikt worden, bv. voor het meten van mechanische eigenschappen (bv. dikte, doorbuiging, enz.), of magnetische eigenschappen (bv. door gebruik te maken van een Hall sensor) of elektrische eigenschappen (bv. resistief, capacitief, enz.) of thermische eigenschappen, of combinaties van deze (bv. thermo-optische eigenschappen) en niet noodzakelijk beperkt is tot puur optische metingen. Uiteraard genieten contactloze metingen de voorkeur.

In plaats van een detector met een relatief breed spectrum (bv. minstens 500 nm spectrum-bandbreedte), kan voor specifieke toepassingen uiteraard ook een detector gebruikt worden met een smaller, bv. een specifiek spectrum-bereik. Dit kan betekenen dat de detector met een hogere nauwkeurigheid kan meten en/of met een hogere snelheid. Hierdoor kan ook de gegevensstroom gelimiteerd worden. FIG. 10 geeft enkele van de hierboven beschreven meetopstellingen weer in bovenaanzicht. FIG. 10(a) toont bv. een éénpunts meting, met één lokale lichtbron die zich bv. boven het substraat bevindt, en één detector die zich onder de detector bevindt, of omgekeerd. De lichtbron en de detector zijn op een vaste plaats gemonteerd, schematisch weergegeven door een zwarte stip. FIG. 10(b) toont een meerpunts-meting, met vijf lichtbronnen die zich boven het substraat bevinden en vijf detectoren die zich onder het substraat bevinden, of omgekeerd, maar uiteraard kan het aantal detectoren ook minder dan vijf, of meer dan vijf zijn. FIG. 10(c) toont een bewegend punt, ook wel "scanning punt" genoemd, waarbij één lichtbron en/of één sensor verplaatsbaar opgesteld zijn, bv. op één rail of op twee rails, voor het uitvoeren van metingen op verschillende laterale posities. Het substraat is enkel getoond in FIG. 10(a), om illustratieve redenen, om de relatieve posities van het sensorsysteem en het substraat weer te geven. In de getoonde opstelling van FIG. 10(a) wordt bv. in het midden van het substraat gemeten. Het substraat 1062 verplaatst zich in de richting van de pijl. Wanneer het substraat zich niet tussen de lichtbron en de detector bevindt (zoals getoond), kan bv. een kalibratie-meting plaatsvinden. Het systeem van FIG. 10(c) laat een meting toe op iedere willekeurige laterale positie, waar de configuratie van FIG. 10(b) slechts een meting toelaat op enkele discrete posities. De vakman kan diverse aspecten in rekening brengen bij het bepalen van het meest geschikte systeem, onder meer: de aankoopprijs, mogelijke kans op defecten, gevoeligheid van de meting aan verplaatsing van de sensor (bv. in de hoogte-richting), performantie van het systeem nodig voor het verwerken van de meet-gegevens, enz. Zo kan bv. het systeem van FIG. 10(c) goedkoper zijn dan een groot aantal, bv. twintig discrete sensoren, maar zouden de meetresultaten bv. onnauwkeuriger kunnen zijn vanwege trillingen ten gevolge van de verplaatsing.

De vakman kan het meetsysteem configureren, m.a.w. een (bv. meest) geschikt in-situ sensorsysteem en een (bv. het meest) geschikt verwerkingssysteem kiezen voor de beoogde toepassing(en), meerbepaald in functie van de te meten coating stack, en zelfs in functie van de positie in het systeem, of zelfs in functie van meerdere coating stacks die achtereenvolgens zullen geproduceerd worden, bv. met het oog op kwaliteit, en/of met het oog op een zo kort mogelijke ombouwtijd. Hij kan ook verschillende systemen combineren. Zo zou kan bv. het sensorsysteem van FIG. 10(a) handig gebruikt worden voor het meten van een karakteristiek van het blanke substraat (d.w.z. voordat één laag wordt gedeponeerd), of na een sputterstation met een sputtertarget waarvan enkel het vermogen kan gestuurd worden, en kan het bv. interessant zijn om het sensorsysteem van FIG. 10(b) te gebruiken na een sputterstation met een sputtertarget met off-line of on-line regelbare magneten. In dit geval kan het bv. zeer gunstig zijn om het aantal en de positie van de meetpunten af te stemmen op het aantal en de posities van de regelbare magneten. Het sensorsysteem van FIG. 10(c) kan bv. handig gebruikt worden na een sputterstation dat een zeer gevoelige laag moet deponeren, bv. een laag die grotendeels bepalend is voor de lichtdoorlaatbaarheid, bv. om te detecteren of er lichtere of donkere "strepen" optreden. FIG. ll(a) geeft schematisch een star opgebouwd en en FIG. ll(b) geeft schematisch een modulair opgebouwd deksel volgens de onderhavige uitvinding weer. FIG. ll(a) geeft een deksel weer waarbij het sensorsysteem M1 vast gemonteerd is aan het deksel (bv. onderaan), en bv. een lichtbron bevat gemonteerd onderaan het deksel, en een gesofistikeerde sensor bevat die de lichtsignalen analyseert en verwerkt, en het resultaat van de analyse naar buiten voert als een elektrisch signaal, analoog of digitaal, bv. gebruik makend van een elektrische draad of draadloos, bv. naar het computersysteem 540 van FIG. 5 of 640 van FIG. 6. In dit geval maakt de verwerkingseenheid M2 deel uit van de gesofistikeerde sensor. De notatie "M1+M2" betekent in dit geval dat de sensoreenheid en de verwerkingseenheid niet losmaakbaar zijn. FIG. ll(b) geeft een deksel weer dat modulair opgebouwd is, en waarbij het sensorsysteem M1 enerzijds, en de verwerkingseenheid M2 anderzijds wel losmaakbaar zijn, waardoor de verwerkingseenheid M2 eenvoudig kan uitgewisseld worden tussen verschillende deksels. M2 kan bv. de multiplexer 981 en de spectrofotometer 982 van FIG. 9 zijn of omvatten. Eventueel kan de excitatiebron (bv. stralingsbron) zich eveneens aan de buitenkant van het deksel bevinden, en eveneens losmaakbaar zijn, en dus uitwisselbaar tussen verschillende deksels.

Hoewel niet getoond, zal het duidelijk zijn voor de vakman dat ook tussenvormen mogelijk zijn. Hoewel de deksels van FIG. 11(b) een hogere flexibiliteit biden, zijn ook de deksels van FIG. 11(a) zeer voordelig, omdat ze toelaten een zeer goede meetconfiguratie te configureren met slechts een beperkt aantal deksels, zonder hiervoor telkens de meest complexe configuratie te moeten voorzien. Inderdaad, afhankelijk van wat (bv. welke karakteristiek) en hoe nauwkeurig men de partiële coating stack precies wenst te meten op een bepaalde plaats (station) in de sputterinrichting, kan men het gewenste stuursignaal (bvb. lichtbron) of gemeten signaal (bvb. lichtspectrum) aanpassen om de gewenste nauwkeurigheid te bereiken. FIG. 12 is een schematische voorstelling van de voornaamste begrippen gebruikt in de onderhavige uitvinding. FIG. 12 toont: - een deksel die bv. een metalen plaat met een flens en afdichtingsringen of dergelijke kan bevatten, voor hermetische afsluiting wanneer hij op een station wordt geplaatst, zoals gekend in de stand der techniek. Het deksel bevat ook een sensor of detector, die een gesofistikeerde sensor kan zijn (zoals bv. de transmissiedetector 763 van FIG. 7) of een eenvoudige detector (bv. de reflectiedetector 866 van FIG. 8). Het deksel bevat verder een transmissie-middel, bv. een elektrische draad of een optische vezel of een RF zender voor draadloze communicatie, voor het doorgeven van een geheel of gedeeltelijk verwerkt signaal (bv. spectrale transmissiecoëfficiënten), of een niet-verwerkt signaal (bv. een optisch transmissie-signaal). Optioneel kan de bron (bv. lichtbron) deel uitmaken van het deksel, zoals bv. getoond in FIG. 10(a). - het geheel van de sensor en het transmissiemiddel en optioneel de bron (bv. in het voorbeeld van FIG. 10(a)) wordt het "sensorsysteem" M1 genoemd. - een "signaalverwerkingssysteem" M2 dat minstens een signaalverwerkingseenheid bevat (bv. een spectrofotometer 982, optioneel voorafgegaan door een optische multipler). In bepaalde gevallen kan de signaalverwerkingseenheid onderdeel zijn van de sensor (bv. in het geval van een geïntegreerd IC dat zowel de detectie uitvoert als de spectrale analyse). Indien de bron zich buiten het deksel bevindt, en losmaakbaar bevestigbaar is, kan de bron ook beschouwd worden als onderdeel van de signaalverwerkingseenheid, omdat een hoge-kwaliteits bron (bv. high-end bron met een breed spectrum) en een hoge-kwaliteit analyse (bv. high-end spectrofotometer) meestal samen verplaatst worden. - het geheel van het sensorsysteem M1 en het signaalverwerkingssysteem M2 wordt hierin "meetsysteem" genoemd. - een computersysteem (bv. 540 van FIG. 5 of 640 van FIG. 6), die software bevat voor het analyseren van de coating stack, bv. voor het berekenen van één of meerdere of alle laagdiktes van de coating stack, zoals hoger beschreven. Het resultaat kan getoond worden aan een operator (zoals bv. getoond in FIG. 5), of kan gebruikt worden om het sputtersysteem semi-automatisch of volautomatisch bij te sturen (zoals bv. getoond in FIG. 6). - het geheel van het meetsysteem en het computersysteem wordt "feedbacksysteem" genoemd.

Hoewel niet getoond in FIG. 12, kan het computersysteem optioneel ook voorzien zijn om signalen afkomstig van een ex-situ sensorsysteem te verwerken, maar dat is niet essentieel.

In FIG. 13 en FIG. 14 zal flexibiliteit en de modulariteit geboden door uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding verder toegelicht worden. FIG. 13 is een schematische weergave van de sputterinrichting van FIG. 3, gebruik makend van de symbolen M1 en M2 zoals gedefinieerd in FIG. 12. In deze gekende sputterinrichting is zowel het sensorsysteem M1 als het signaalverwerkingssysteem M2 aanwezig in een station. Het is (voor zover bekend) vastgemaakt aan een wand, niet uitwisselbaar, en niet gemonteerd aan een deksel. Na ieder sputterstation is een station met een in-situ sensorsysteem aanwezig, behalve na het laatste, waarna zich een ex-situ sensorsysteem bevindt. FIG. 14(a) tot FIG. 14(d) tonen enkele voorbeelden van configureerbare meetsystemen volgens de onderhavige uitvinding, uitermate geschikt voor configureerbare sputterinrichtingen met bv. minstens vijftien sputterstations, maar slechts enkele stations worden getoond. (het computersysteem is niet getoond in deze figuren). FIG. 14(a) toont (in station 3) een deksel met daaraan bevestigd een sensorsysteem M1 en een signaalverwerkingseenheid M2. Dit zou bv. het sensorsysteem zoals dat van FIG. 13 kunnen zijn, maar nu gemonteerd onderaan een deksel. Het grote voordeel van deze oplossing (t.o.v. FIG. 13) is dat dit deksel verplaatsbaar is naar andere stations, bv. naar de meest geschikte (bv. meest gevoelige) plaats, zodat het meetsysteem configureerbaar is. Hierdoor kan zelfs een zeer klein aantal deksels met sensorsysteem volstaan om een goede kwaliteit van de coating stack te bekomen. FIG. 14(b) toont (in station 3) een variant van het deksel van FIG. 14(a), dat verder ook nog een pompeenheid "P" bevat. FIG. 14(c) toont een variant van het deksel van FIG. 14(a) waarbij de signaalverwerkingseenheid M2 losmaakbaar bevestigd is aan de sensoreenheid M1. Het deksel in zijn geheel is verplaatsbaar naar andere posities (zoals in FIG. 14(a)), maar bovendien kan de signaalverwerkingseenheid M2 vervangen of verwisseld worden (bv. een eenvoudige versus een gesofistikeerde verwerkingseenheid), eventueel samen met de bron. FIG. 14(d) toont een voorbeeld van een sputterinrichting met twee deksels volgens de onderhavige uitvinding, waarvan één deksel (in de getoonde configuratie) niet functioneel opgesteld is (ze bevat geen verwerkingseenheid M2), en één deksel wel functioneel opgesteld is. Deze figuur dient om aan te tonen dat het deksel (met sensorsysteem M1) kan aanwezig zijn en blijven (dus het vacuüm hoeft niet gebroken) op deze positie gedurende twee verschillende productie-runs, maar de gesofistikeerde verwerkingseenheid M2 kan verplaatst worden van het ene naar het andere deksel.

In een typisch voorbeeld kunnen beide deksels een lichtbron hebben, gemonteerd in de vacuümkamer, en een eenvoudige detector die het signaal naar buiten brengt via een glasvezel. De module M2 kan dan gekoppeld worden bovenop het deksel.

Alternatief bevatten beide deksels geen lichtbron onderaan het deksel, maar een transmissiekanaal om een lichtsignaal te kunnen aanleggen van buiten het deksel. In dit geval wordt niet alleen de signaalverwerkingseenheid verplaatst, maar ook de lichtbron, terwijl beide deksels ter plaatse kunnen blijven gedurende de twee (of meer) productie-runs.

Uiteraard kunnen configureerbare sputtersystemen een configureerbaar meetsysteem of een configureerbaar feedbacksysteem volgens de onderhavige uitvinding, met meer dan twee deksels met sensorsysteem Ml omvatten, bv. minstens vijf deksels met sensorsysteem Ml, en bv. vier losmaakbare verwerkingseenheden M2, bv. drie van normale kwaliteit, en één van hoge kwaliteit. REFERENTIES: 300, 400, 500, 600: sputtersysteem 301, 40l: station (afh. van het deksel: sputterstation, pompstation of meetstation) 3ll, 312: in-situ sensorsysteem 310, 4l0, 5l0, 6l0: ex-situ sensorsysteem 402: deksel (lid, deur) 403 : sputtertarget 405: pompsysteem 420, 520, 620: deksel met sensorsysteem (zonder pompsysteem) 421, 43l, 53l, 72l, 82l, l02l: sensorsysteem 430, 530, 630: deksel met sensorsysteem en pompsysteem 440: modulair deksel, met sensorsysteem en uitwisselbaar verwerkingssysteem 432: pompsysteem 540, 640: computersysteem 541, 64l: scherm 650: actuator 660: sputtertarget met on-line regelbare magneet/magneten 761, 86l: stralingsbron, bv. lichtbron 762, 862, l062: substraat 763, 863: transmissie-detector 764, 864: coating 765, 865: elektrische (analoge of digitale) gegevens 866: reflectie-detector 867: optische vezel 868: calibratie-detector 902: deksel 981: optische multiplexer 982: spectrofotometer

Se: ex-situ sensor

Si: in-situ sensor M1: sensorsysteem M2: signaalverwerkingseenheid P: pompsysteem

Claims

Conclusies

1. Een deksel (420, 430; 440; 520, 530; 620, 630) voor een configureerbaar meetsysteem van een configureerbaar sputtersysteem (400; 500; 600), waarbij het configureerbaar sputtersysteem voorzien is voor het sputteren van meerlagige coatings op een substraat, en waarbij het configureerbaar sputtersysteem een veelheid van stations (401) omvat en een veelheid van openingen heeft om toegang te verschaffen tot een ruimte binnen de stations (401); - en waarbij het deksel losmaakbaar bevestigbaar is aan de openingen van de stations; - en waarbij het deksel een sensorsysteem (M1) omvat dat toelaat een eigenschap van een partiële stack van de meerlagige coating op het substraat te bepalen, waarbij het sensorsysteem minstens één sensor (763; 866, 868, 863) omvat voorzien voor het detecteren of meten van een signaal representatief voor de eigenschap van de partiële stack, en minstens één eerste transmissiemiddel (765; 865, 867) omvat voor het doorgeven of versturen van het gedetecteerde signaal of de gemeten eigenschap; - en waarbij de minstens één sensor bevestigd is aan het deksel.
2. Het deksel volgens conclusie 1, verder omvattende: - een bron geplaatst aan een binnenzijde van het deksel, waarbij de bron voorzien is voor het genereren van een bronsignaal met een voorafbepaalde karakteristiek.
3. Het deksel volgens conclusie 1, verder omvattende: - een bron geplaatst aan een buitenzijde van het deksel, waarbij de bron voorzien is voor het genereren van een bronsignaal met een voorafbepaalde karakteristiek, en - een tweede transmissiemiddel aansluitbaar op de bron, waarbij het tweede transmissiemiddel voorzien is voor het doorgeven of versturen van een signaal afkomstig van de bron naar het substraat.
4. Het deksel volgens conclusie 1, verder omvattende: - een tweede transmissiemiddel aansluitbaar op een externe bron, waarbij het tweede transmissiemiddel voorzien is voor het doorgeven of versturen van een signaal afkomstig van de bron naar het substraat.
5. Het deksel volgens één der voorgaande conclusies, waarin het sensorsysteem een optische sensor omvat, voorzien voor het meten of doorgeven van een optisch signaal afkomstig van de partiële coating stack.
6. Het deksel volgens conclusie 5, waarbij het sensorsysteem voorzien is voor het meten van een optisch transmissiesignaal.
7. Het deksel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de minstens één sensor een vaste positie heeft ten opzichte van het deksel.
8. Het deksel volgens één der conclusies 1 tot 6, waarbij het deksel verder minstens één rail bevat, en waarbij de minstens één sensor verplaatsbaar is over de rail.
9. Het deksel volgens één der conclusies 1 tot 6, waarbij het deksel verder minstens één rail bevat, en waarbij het sensorsysteem een veelheid van sensoren bevat, verspreid over de rail.
10. Het deksel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het deksel verder een pompeenheid bevat.
11. Het deksel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het deksel verder een sputtereenheid bevat.
12. Een configureerbaar meetsysteem voor gebruik in een configureerbaar sputtersysteem (400; 500; 600) voor het meten van een partiële stack van een meerlagige coating, omvattende: - minstens één deksel volgens één der voorgaande conclusies; - een signaalverwerkingseenheid (982) voor het verwerken van minstens één signaal afkomstig van de minstens één sensor van het sensorsysteem van het minstens één deksel.
13. Een configureerbaar meetsysteem volgens conclusie 12 , waarin de signaalverwerkingseenheid (982) losmaakbaar bevestigd is aan de buitenkant van het deksel, zodanig dat de signaalverwerkingseenheid (982) uitwisselbaar is tussen deksels zonder het deksel hoeven te demonteren.
14. Een configureerbaar meetsysteem volgens conclusie 12 of 13, en afhankelijk van conclusie 3, dat verder de bron omvat, loskoppelbaar gemonteerd aan de buitenkant van het deksel en loskoppelbaar verbonden met het tweede transmissiemiddel.
15. Een feedbacksysteem (500, 600) omvattende: - een configureerbaar meetsysteem volgens één der conclusies 12 tot 14; - een computersysteem (540; 640) voorzien van software voor het bepalen van een eigenschap van minstens één laag van de meerlagige coating op basis van meetgegevens afkomstig van het configureerbaar meetsysteem.
16. Een feedbacksysteem volgens conclusie 15, verder omvattende: - een ex-situ sensorsysteem (510; 610) voorzien voor het meten van een eigenschap van de meerlagige coating; waarbij de software verder voorzien is voor het bepalen van een eigenschap van minstens één laag van de meerlagige coating op basis van gegevens afkomstig van het configureerbaar meetsysteem, en op basis van de gegevens afkomstig van het ex-situ sensorsysteem (510; 610).
17. Een feedbacksysteem volgens conclusie 15 tot 16, voor gebruik in een configureerbaar sputtersysteem (500; 600) dat minstens één regelmechanisme omvat dat toelaat om het sputterproces dat plaatsvindt in het sputtersysteem, locaal te beïnvloeden; - waarbij het computersysteem en de software verder voorzien zijn voor het verschaffen van een stuursignaal voor het bijregelen van het sputterproces op basis van gegevens afkomstig van het sensorsysteem.
18. Een feedbacksysteem volgens conclusie 17, voor gebruik in een configureerbaar sputtersysteem (500; 600) dat minstens één cilindrische sputtertarget (660) met minstens twee on-line regelbare magneten omvat; - en waarin het sensorsysteem voorzien is voor het meten van een eigenschap van de laag aangebracht door de genoemde cilindrische sputtertarget op minstens twee lateraal verschillende posities op het substraat; - en waarbij het computersysteem en de software verder voorzien zijn voor het verschaffen van minstens één stuursignaal voor het on-line bijregelen van de on-line regelbare magneten op basis van gegevens afkomstig van het sensorsysteem.
19. Een feedbacksysteem volgens één der conclusies 15 tot 18, waarbij het computersysteem en de software verder voorzien zijn voor het verschaffen van een stuursignaal voor het automatisch aanpassen van minstens één van de sputterparameters gekozen uit de groep bestaande uit: vermogen van een cilindrische sputtertarget, ruimtelijk verdeelde gaspartieeldruk in het sputtersysteem, positie van on-line instelbare magneten van minstens één sputtertarget, positie en opening van de schilden.
20. Een werkwijze voor het configureren van een configureerbaar meetsysteem volgens één der conclusies 12 tot 14 of een feedbacksysteem volgens één der conclusies 15 tot 19, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: - het verschaffen van minstens één deksel met een sensorsysteem; - het kiezen van een geschikte positie voor het deksel in de sputterinrichting, in functie van de vooropgestelde samenstelling van minstens één meerlagige coating; - het losmaakbaar bevestigen van het deksel op een opening van de gekozen geschikte positie.
21. Een werkwijze voor het configureren van een configureerbaar meetsysteem volgens conclusie 20, in zoverre dat deze ook afhankelijk is van conclusie 13, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: - het verschaffen van minstens twee deksels met een sensorsysteem (M1); - het verschaffen van minstens één signaalverwerkingseenheid (M2); - het kiezen van een geschikte positie voor de minstens twee deksels in de sputterinrichting, in functie van de vooropgestelde samenstelling van minstens twee te produceren meerlagige coatings; - het losmaakbaar bevestigen van het deksel op de openingen van de gekozen geschikte posities; - het kiezen van een geschikte positie voor de minstens één signaalverwerkingseenheid (M2) op één van de minstens twee deksels, in functie van de te produceren meerlagige coatings; - het losmaakbaar bevestigen van de minstens één signaalverwerkingseenheid (M2) op het gekozen deksel.
22. Een configureerbaar sputtersysteem voor het sputteren van meerlagige coatings met een wisselende samenstelling op een substraat; - waarbij het sputtersysteem een veelheid van stations (401) omvat, en een veelheid van openingen heeft om toegang te verschaffen tot een ruimte binnen de stations (401); - en dat verder een configureerbaar meetsysteem volgens één der conclusies 12 tot 14 omvat, of een feedbacksysteem volgens één der conclusies 15 tot 19.
23. Een werkwijze voor het aanbrengen van een meerlagige coating op een substraat, die de stappen omvat van: - het configureren van een configureerbaar meetsysteem of een configureerbaar feedbacksysteem (500, 600) volgens conclusie 20 of 21; - het calibreren van het configureerbaar meetsysteem; - het meten van een eigenschap van een partiële coating stack aangebracht op het substraat gebruik makend van het configureerbaar meetsysteem; - het berekenen van een afwijking van de gemeten eigenschap ten opzichte van een vooropgestelde eigenschap van de partiële coating stack; - het bijsturen van minstens één parameter van het sputtersysteem op basis van de berekende afwijking.
24. Een werkwijze volgens conclusie 23, verder omvattend een stap: - van het ijken van het meetsysteem tijdens de productie.
25. Een werkwijze volgens conclusie 23 of 24, waarin het sputtersysteem (600) minstens één cilindrische sputtertarget (660) omvat met een veelheid van on-line regelbare magneten, en waarbij de werkwijze verder een stap omvat: - voor het meten van een eigenschap op meerdere plaatsen over nagenoeg de ganse breedte van het substraat, en - voor het automatisch bijregelen van de on-line regelbare magneten om afwijkingen van de gedeponeerde coating stack ten opzichte van de vooropgestelde coating stack te minimaliseren.
26. Een werkwijze volgens één der conclusies 23 tot 25, waarin het sputtersysteem (600) minstens één cilindrische sputtertarget (660) omvat met een veelheid van on-line regelbare magneten, en waarin de werkwijze een stap omvat: - van het meten of bepalen van een eigenschap van een partiële coating stack op een substraat, gedeponeerd in een eerste sputterzone van het sputtersysteem, en - voor het berekenen van een afwijking van de gemeten of bepaalde eigenschap ten opzichte van vooropgestelde eigenschappen, en - het automatisch aanpassen van de on-line regelbare magneten van een cilindrische sputtertarget in een tweede sputterzone, op een ogenblik waarop het genoemde substraat in de tweede sputterzone komt, waarbij de automatische aanpassing zodanig is dat de berekende afwijking van de partiële coating stack minstens gedeeltelijk gecompenseerd wordt door de laag die aangebracht zal worden in de tweede sputterzone met de aangepaste on-line geregelde magneten.
27. Een computerprogramma product voor, wanneer het wordt uitgevoerd op een computersysteem (540; 640) van een feedbacksysteem (500; 600) volgens één der conclusies 15 tot 19, het uitvoeren van een werkwijze volgens één der conclusies 23 tot 26.
28. Een machinaal leesbaar data opslag medium waarop het computerprogramma product overeenkomstig conclusie 27 is opgeslagen.
29. Het versturen van een computer programma product overeenkomstig conclusie 27 over een lokaal of wijd telecommunicatie netwerk.