CN105392914A - 串联式沉积控制设备和串联式沉积控制的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于真空沉积设备的串联式沉积控制设备，所述真空沉积设备具有用于在基板上沉积一个或多个沉积层的一个或多个沉积源，所述串联式沉积控制设备包括：一个或多个光源，适用于照射具有所述一个或多个沉积层的基板；检测布置，适用于对测量信号进行光谱解析检测，其中，所述测量信号选自以下各项中的至少一者：在具有所述一个或多个沉积层的基板处被反射的光，以及透射过具有所述一个或多个沉积层的基板的光；评估单元，用于基于所述测量信号来确定所述一个或多个层的相应的厚度；以及控制器，所述控制器连接至所述评估单元，并且可连接至所述沉积设备，以便基于所确定的厚度对所述一个或多个沉积层的沉积进行反馈控制。此外，提供了一种串联式沉积控制的方法。

Description

串联式沉积控制设备和串联式沉积控制的方法
技术领域
本公开的数个实施例涉及用于真空沉积设备的串联式沉积控制以及用于控制真空沉积设备的串联式沉积的设备。具体而言，数个实施例涉及控制向柔性基板(特别是用于光学多层系统的柔性基板)上的串联式沉积。
背景技术
在许多应用中，在柔性基板上沉积数个薄层是必需的。典型地，柔性基板在柔性基板涂覆设备的一个或多个腔室中涂覆。此外，一批柔性基板(例如，一卷柔性基板)可设置在基板涂覆设备的一个腔室中。典型地，使用真空沉积技术(例如，物理气相沉积或化学气相沉积)，在真空中涂覆柔性基板。
鉴于柔性基板可被引导通过沉积系统的高速度，卷到卷(rolltoroll)涂覆机一般允许高产量。此外，叠层柔性基板(诸如，膜等)可导致相比沉积在玻璃基板上的类似的层叠层更低的制造价格。应用的一个示例可以是用于触摸面板的层叠层。触摸面板是在显示区域内能够检测并定位触摸的电子视觉显示器的特定分类。一般而言，触摸面板包括设置在屏幕上方且配置成用于感测触摸的透明的主体。此类主体是基本透明的，使得由屏幕发射出的在可见光谱中的光可透射过所述主体。用于触摸面板应用的常见工艺可以是溅射工艺，其中，使用卷到卷溅射网涂覆机(roll-to-rollsputterwebcoater)将触摸面板涂层沉积在塑料膜上。在市场上有若干类型的触摸面板涂层。
在涂覆工艺中，期望能够监测并控制沉积到基板上的一层或多层的相应的厚度，以便实现层系统的所指定的性质。此类性质可包括光学性质(像防反射)、太阳能控制、不可见的氧化锡层、低发射率或其他性质。典型的层系统包括2至10层，其中，伴随着更高的层的数量，对于相应的层的厚度的正确的确定变得越来越困难。因此，期望能够改善对沉积工艺的控制，特别是对于多层沉积工艺的控制。
发明内容
鉴于上述内容，提供了根据独立权利要求1的用于真空沉积设备的串联式沉积控制设备，以及根据独立权利要求14的对用于真空沉积设备的串联式沉积控制的方法。通过从属权利要求、说明书和所附附图，本发明的其他方面、优点和特征是明显的。
根据一个实施例，提供一种用于真空沉积设备的串联式沉积控制设备，所述真空沉积设备具有用于在基板上沉积一个或多个沉积层的一个或多个沉积源。串联式沉积控制设备包括一个或多个光源，所述一个或多个光源适用于照射具有所述一个或多个沉积层的基板。串联式沉积控制设备进一步包括检测布置，所述检测布置适用于对测量信号进行光谱解析检测，其中，所述测量信号选自以下各项中的至少一者：在具有所述一个或多个沉积层的基板处被反射的光、以及透射过具有所述一个或多个沉积层的基板的光。此外，串联式沉积控制设备包括：评估单元，用于基于所述测量信号来确定所述一个或多个层的相应的厚度；以及控制器，所述控制器连接至所述评估单元，并且可连接至所述沉积设备，以便基于所确定的厚度对所述一个或多个沉积层的沉积进行反馈控制。
根据另一实施例，提供了一种用于对真空沉积设备的串联式沉积控制的方法。所述方法包括以下步骤：照射基板，在所述基板上已沉积了一个或多个沉积层；测量选自以下各项中的至少一者的光谱解析信号：在具有所述一个或多个沉积层的基板处被反射的光、以及透射过具有所述一个或多个沉积层的基板的光；基于测量信号以及所述一个或多个沉积层的沉积的一组设置点参数来确定所述一个或多个层的相应的厚度；以及基于所确定的厚度对所述一个或多个沉积层的沉积进行反馈控制。
实施例还涉及用于执行所公开的方法的设备，并且设备包括用于执行每一个所描述的方法步骤的设备零件。这些方法步骤可通过硬件组件、由合适的软件编程的计算机、通过这两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外，根据本发明的实施例还涉及所述设备通过其进行操作的方法。它包括用于执行设备的每一个功能的方法步骤。
附图说明
因此，为了可详细地理解本发明的上述特征的方式，可参照实施例进行对上文简要概述的本发明的更特定的描述。所附附图关于本发明的实施例，并且描述如下：
图1示出在800nm波长处的Al层与Au层的光密度(lightdensity)对层厚的对应关系；
图2示出氧化钛单层的光谱反射率；
图3示出根据本文中所述的实施例的、用于在柔性基板上沉积层且适用于串联式沉积控制的沉积设备；
图4示出根据本文中所述的实施例的、用于在柔性基板上沉积层且适用于串联式沉积控制的另一沉积设备；
图5示出根据本文中所述的实施例的跨基板的宽度而定位的若干测量头的布置；
图6示出根据本文中所述的实施例的可移动测量头；以及
图7示出根据本文中所述的实施例的、用于说明串联式沉积控制的方法的流程图；
图8示出可通过本文中所述的实施例来检查的示例性多层系统；
图9示出根据本文中所述的实施例的串联式沉积控制的流程图；
图10示出所需的与实际的光谱曲线之间的示例性比较。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的各种实施例，在附图中示出各种实施例的一个或多个示例。在以下对附图的描述中，相同的参考编号指示相同的部件。一般而言，仅描述相对于单个的实施例的区别。通过解释本发明的方式来提供每一个示例，并且每一个示例不旨在作为本发明的限制。此外，示出或描述为一个实施例的部分的特征可用于其他实施例或结合其他实施例来使用，从而获得进一步的实施例。说明书旨在包括此类修改和变型。
如在所述实施例中所使用的柔性基板或网典型地特征在于，所述柔性基板或网是可弯曲的。术语“柔性基板”或“网”可与术语“带strip”同义地使用。例如，如本文中的实施例中所述的网可以是箔(foil)、膜(film)等。
本文中所述的设备和方法的实施例涉及对沉积在基板上的数层的串联式沉积控制。在图1中示出对于Al单层和Au单层在单个波长(800nm)处的层厚度与光密度之间的关系。可通过测量在单个波长处的光密度OD(OD＝-ln(T/T0))来计算薄金属层(例如，Al层)的厚度，其中，T0是没有基板和层(或仅有基板)时的透射率，而T是在具有沉积在基板上的层时的透射率。对于金属的单层，物理厚度(physicalthickness)可因此从在单个波长处所测量到的光密度直接地导出。
沉积层(特别是光学层)可由它们的光谱反射率曲线和光谱透射率曲线来表征。然而，在非吸收性透明层的情况下，物理厚度D从在遵循等式D＝λ0/(4*n)的、所谓的1/4波长(lambda-quarter)处的反射(透射)峰的最大(最小)位置中导出，其中λ0表示(一阶)反射或透射峰的光谱位置，n表示层材料的折射率。在图2中示出此类光谱曲线的一个示例，图2显示具有2.49的折射率的氧化钛单层的光谱反射率。峰的最大值位于550nm的波长处，使得物理厚度计算为D＝550nm/(4*2.49)＝55nm。然而，在具有多于一层的光学多层系统的情况下，情况更加复杂。单个的层的物理厚度值无法简单地从层系统的光谱反射率曲线和/或光谱透射率曲线推算出，因为这些层一般通过干涉(interference)彼此相互作用。本文中所述的一些实施例提供了用于获取多层系统的层厚度的方法，在下文中将更详细地进行描述。
图3示出用于在柔性基板11上沉积一个或多个层的设备100。由此，可在放卷(unwinding)腔室102中的滚轮(roll)10上提供未经涂覆的柔性基板。柔性基板例如通过引导滚轮20被引导向处理滚筒30。当基板被引导通过沉积腔室或子腔室40时，可在柔性基板11上沉积一个或多个层。这些子腔室可以是沉积腔室104的部分。如图3中所示，沉积源50可例如是溅射靶材。当在沉积腔室104中沉积了一个或多个层之后，可进一步通过任选的相邻的退火腔室112中的引导滚轮20来引导基板11，所述退火腔室112包括三个加热元件130。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，退火腔室被省略。经涂覆的以及任选地经退火的基板被提供至收卷(winding)腔室106中，其中，在滚轮12上收卷基板。
在图3中所示的实施例中，收卷腔室106包括用于检查经涂覆的基板的串联式透过率测量装置140，，当基板11是至少逐渐地透明时尤其如此。串联式透射测量装置140包括光源142，所述光源142适用于照射基板11，所述基板11在其上具有经涂覆的层。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，可提供多于一个的光源142。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，可在跨基板11的宽度的不同位置处布置所述至少一个光源。此外，串联式传输测量装置140包括接收器144，所述接收器144适用于接收透射过经涂覆的基板的光。光源142与接收器144的组合也可称为测量头。接收器144被连接至检测布置160，所述检测布置160适用于对由接收器144提供的测量信号进行的光谱解析检测。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，检测布置140是光谱仪。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，光谱仪可适用于确定在约300至约1700nm(特别地，约380至约1100nm)的波长范围内的经涂覆的基板11的透射率。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的进一步的实施例，串联式透射测量装置可附加地或替代地位于沉积腔室104内的位置140’处。此类布置在省略了退火腔室112的实施例中是特别有用的。根据可与本文中所述的其他实施例结合的更进一步的实施例，串联式透射测量装置可附加地或替代地位于沉积腔室104内的位置140”处。此类布置在设备100能以逆模式操作的情况下是特别有用的，在逆模式中，在相反的方向上传输基板，例如，首先从滚轮10到滚轮12，并且随后从滚轮12往回逆行至滚轮10。
此外，设备100包括评估单元170，所述评估单元170适用于确定在基板11上涂覆的一层或多层的相应的厚度。典型地，评估单元170从检测布置160接收输入信号，并且评估在基板11上的实际涂层是否对应于所需的层厚度。评估单元170被连接到控制器180，所述控制器180转而直接或间接地可连接至沉积源50，以便进行对沉积源50的反馈控制。根据本文中所述的实施例，用于真空沉积设备的串联式沉积控制的工艺包括照射基板11，一个或多个沉积层已经沉积在所述基板11上。所述工艺进一步包括测量选自以下至少一项的光谱解析信号：在具有一个或多个沉积层的基板处被反射的光、以及透射过具有一个或多个沉积层的基板的光。此外，所述工艺包括：基于测量信号与一个或多个沉积层的沉积的一组设置点参数来确定这一个或多个层的相应的厚度。所述工艺还包括基于所确定的厚度对这一个或多个沉积层的沉积进行的反馈控制。
利用本文中构想的此类或类似的布置和/或工艺，可胜过当前用于调整沉积设备以实现正确的层厚度的试错校正机制(trial-and-errorcorrectionmechanism)。这也减少了对有经验的操作员的需求，因为串联式地且自动地进行此调整。此外，可减少没有根据所指定的设计而被涂覆的材料的量。另外，可减少给定工艺的启动时间，因为相比通过常规的试错调整更快地实现对沉积设备的校正调整。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，评估单元170具有所述一个或多个沉积层的沉积的一组设置点参数。在一些实施例中，这一组设置点参数包含以下一项或多项：基板的所需的材料组成、基板的所需厚度、基板的折射率、基板的消光系数(extinctioncoefficient)、沉积层的所需的材料组成、沉积层的所需厚度、基板上的沉积层的数目、沉积层的折射率以及沉积层的消光系数。此类设置点参数对应于最终应当形成在基板上的所需的涂层。设置点参数也可视为涂覆工艺的所需的值，实际的(即，测量到的)值可能偏离所述所需的值。因此，设置点参数可有助于定义涂覆工艺的所需结果。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，评估单元170适用于基于一组设置点参数来将光谱解析测量信号与一个或多个模拟的光谱曲线进行比较。例如，评估单元170可自身模拟光谱曲线，或能以来自数据源的模拟的光谱曲线来输入。模拟基于对应于所需的涂层的设置点参数，例如，涂层中诸层的相应的材料的光学参数n和k以及诸层的相应的厚度。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，评估单元170是进一步适用于从测量信号与模拟的光谱曲线之间的比较中确定所述一个或多个沉积层中的每一层的实际层厚。在下文中将更详细地描述此类确定方法的实施例。作为不应被解释为限制的说明，所需的涂层具有三层，所述三层具有8nm厚的第一层、40nm厚的第二层以及30nm厚的第三层。基于这些所需的值以及其他设置点参数(例如，每一层的相应的材料)，计算出用于光学测量的模拟的光谱曲线。随后，这些计算出的曲线与由测量头140和检测布置160确定的实际的光谱曲线比较以确定实际的光谱曲线与所需的光谱曲线的偏差。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，可拟合所述一个或多个模拟的光谱曲线的输入参数以匹配光谱解析的测量信号(即，实际的光谱曲线)。例如，可调整相应的层厚度的值，直到模拟的曲线匹配测量到的光谱曲线为止。通过这种拟合，可确定实际的层厚度。仅作为说明，所述拟合可揭示第一层6nm的层厚度、第二层45nm的层厚度以及第三层32nm的层厚度。相应地，第一层从所需的厚度偏离-2nm、第二层从所需的厚度偏离+5nm、而第三层从所需的的厚度偏离+2nm。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，控制器180适用于控制用于沉积所述的沉积层中的至少一层的至少一个溅射源50。在上述的特定示例中，控制器180可使用于第一层的溅射源的输出增加33％，使用于第二层的溅射源的输出减少11％，并且使用于第三层的溅射源的输出减少6.3％，从而将实际的层厚度调整至所需的值。例如，此类调整可通过控制溅射源的功率来完成。然而，在一些实施例中，可使用其他沉积源，在使用其他沉积源的情况下，能以不同的方式(例如，通过控制气相沉积源的气体流动)来控制源的输出。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，串联式沉积控制设备适用于对以约0.005至约0.5m/s的速度传输的基板的串联式检查。此类串联式沉积控制设备允许对涂层的连续监测，而不需要减慢沉积设备的生产量。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，串联式沉积控制设备适用于对具有约200至约2000mm的横向宽度的基板的串联式检查。此类串联式沉积控制设备允许对典型的基板的连续监测。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，串联式沉积控制设备适用于对在传输时处于20至800N的张力下的基板的串联式检查。此类张力会改变经涂覆的基板的光学性质，使得考虑所述张力减小了基板上的所需的涂层与实际的涂层之间的偏差。
根据典型的实施例，用于相应的层的沉积材料从以下各项中选出：Ag、Al、Au、Cr、Cu、Mo、Ni、NiCr、NiV、Si、不锈钢、Ti、TiO2、Ta、Al2O3、掺铝的氧化锌(AZO)、CrOxNy、掺铟的氧化锡(ITO)、MgO、Nb2O5、SiN,SiO2以及SiOxNy。相应的涂层材料可在为模拟的光谱曲线选择的设置点参数中反映出来。
根据典型的实施例，基板选自以下各项：聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚酰胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonates)、三醋酸纤维素(triacetylcellulose)以及金属箔。相应的基板可在为模拟的光谱曲线选择的设置点参数中反映出来。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，可在150℃或更高的加热元件的温度下执行加热(即，退火)。典型地，温度可以是150℃至180℃。对于一些类型的柔性基板，加热可在150℃至250℃的范围内，例如，150℃至210℃。相应的退火温度可在为模拟的光谱曲线选择的设置点参数中反映出来。
根据本文中所述的数个实施例，设备100包括：放卷模块，所述放卷模块具有放卷腔室102；沉积模块，所述沉积模块具有沉积腔室104；以及任选的退火模块，所述退火模块可例如具有退火腔室112；以及收卷模块，所述收卷模块具有收卷腔室106。这些模块和腔室一般按此顺序来提供。
如图3中所示，在第一方向上并且往回向基本上相反的方向来引导柔性基板11。在图3中，重复此蜿蜒形(serpentine-shaped)引导一次。根据可与本文中所述的其他实施例结合的不同实施例，可提供此蜿蜒形引导两次、三次、四次、五次或甚至更多次。
如图3中所示，腔室102、104、112和106中的每一个分别包括真空法兰103、105、113和107。由此，这些腔室中的每一个经配置以连接至具有一个或多个真空泵的真空布置。相应地，这些腔室中的每一个可独立于相邻的腔室而被排气。因此，根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，可在腔室102与腔室104之间提供密封元件，可在腔室104与腔室112之间提供密封元件，以及/或者可在腔室112与腔室106之间提供密封元件。具体而言，可在放卷腔室102与相邻的腔室之间以及在收卷腔室106与相邻的腔室之间提供相应的密封元件。由此，当在沉积设备100的其他腔室中维持真空时，通过分别对腔室102和106排气来交换滚轮10和/或滚轮12是可能的。根据典型的实施例，腔室之间的密封件可以是可膨胀(inflatable)密封件等，使得当提供柔性基板11以便从一个腔室引导至相邻的腔室时，可相对于彼此来密封这些腔室。
如上所述，在设备100中提供一个或多个沉积源50。典型地，这些沉积源可以是溅射靶材。然而，也可包括其他源，像蒸发器、CVD源以及PECVD源。由此，尤其是当在沉积模块中(即，在腔室104内)沉积层叠层的情况下，可提供两个或更多个源，其中，可分别从由以下各项组成的组中选择源：PVD源、溅射源、平面或可转动的溅射源、平面或可转动的双溅射源(twin-sputtersource)、CVD源、PECVD源以及蒸发器。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，在沉积模块中可提供一个或多个溅射靶材，例如，每一个子腔室40提供一个溅射靶材。如图3中所示，可提供靶材以作为具有第一沉积表面52和第二沉积表面54的双靶材。
术语“双靶材(twintarget)”是指一对两个靶材，其中，这两个靶材组合为双靶材。第一靶材部52和第二靶材部54可形成双靶材对。例如，双靶材对的两个靶材可同时用于相同的沉积工艺以涂覆相同的基板。双靶材可用于同时涂覆基板的相同区段。根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，双靶材的两个靶材包括相同的沉积材料。根据一些实施例，可使用上述的沉积设备和布置，使得在中频(middlefrequency，MF)下操作所述双靶材。根据本文中的实施例，中频是在5kHz至100kHz的范围内的频率，例如，10kHz到50kHz的范围内的频率。来自用于透明的导电氧化物膜的靶材的溅射一般作为DC(直流)溅射来执行。在一个实施例中，沉积设备和/或所述沉积设备的靶材支撑件可适用于将靶材中的一个用作阳极，并且将相应的另一个用作阴极。一般而言，沉积设备适用于使得可交替靶材作为阳极和阴极的操作。那意味着先前被用作阳极的靶材部52和54可被用作阴极，而先前被用作阴极的靶材可被操作成阳极。
根据参照图3示例性地描述的实施例，提供处理滚筒30。通常，可利用处理滚筒30以在沉积期间冷却柔性基板11(例如，用于接收沉积期间生生的热)，并且/或者能以用于待沉积的层或层叠层的最佳沉积特性的温度来提供处理滚筒。相应地，当引导基板经过沉积源50时，在处理滚筒的上方引导柔性基板11。
根据图4中所示且可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，能以一个或多个反射率测量头240来替换透射测量装置140。在一些实施例中，反射测量头240整合了用于照射经涂覆的基板的光源以及用于接收从经涂覆的基板反射的光的接收器。当基板11是不透明的和/或具有低透射率时，用于反射测量的此类布置是特别有用的。利用图4中所示的布置，反射光的测量信号由反射测量头240输出，并且被传输到检测布置160。对测量到的信号的评估与上文中针对透射测量的描述基本上相同，但是模拟的光谱曲线应当适用于反射测量。考虑测量方法将增加模拟的准确性。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的进一步的实施例，串联式反射测量装置可附加地或替代地位于沉积腔室104内的位置240’处。此类布置在省略了退火腔室112的实施例中可以是特别有用的。根据可与本文中所述的其他实施例结合的更进一步的实施例，串联式反射测量装置可附加地或替代地位于沉积腔室104内的位置240”处。此类布置在设备200能以逆模式操作的情况下是特别有用的，在逆模式中，在相反的方向上传输基板，例如，首先从滚轮10到滚轮12，并且接着从滚轮12往回逆行至滚轮10。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，可从基板的两侧(即，从经涂覆的侧和未经涂覆的侧)来测量反射。这在当涂覆层中的一层或多层包括吸收材料(例如，金属层或氧化铟锡层)时是特别有用的。可从任一侧进行反射测量，或者在一些实施例中，甚至可从两侧进行反射测量，由此获取独立的测量值。在一些实施例中，透射测量可结合一个或两个反射测量，以获取第三个独立的测量值。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，可提供用于反射测量的多于一个的测量单元，其中，每一个测量单元包括所述光源中的至少一个以及所述检测布置中的至少一个。例如，如图5中所示，可在跨基板的宽度的数个位置处提供反射测量单元242、244、246。因此，可监测跨基板的宽度的沉积是否是均匀的。仅在基板的某个部分发生的层厚度的偏差可因此被检测到，而如果仅在基板上的单个位置处监测层厚度，则这些偏差不被注意到。
根据可与本文中所述的其他实施例结合的一些实施例，测量单元(例如，图6中所示的反射测量头240)基本上垂直于基板11的传输方向可以是可移动的。因此，可监测跨基板的宽度的沉积是否是均匀的。因此，可监测跨基板的宽度的沉积是否是均匀的。仅在基板的某个部分发生的层厚度的偏差可因此被检测到，而如果仅在基板上的单个位置处监测层厚，则这些偏差不被注意到。
在图7中示出一种用于真空沉积设备的串联式沉积控制的方法。在步骤502中，照射已经在其上沉积了一个或多个沉积层的基板。在之后的步骤504中，测量光谱解析信号，其中，所述信号是在具有一个或多个沉积层的基板处被反射的光和/或透射过具有一个或多个沉积层的基板的光。随后，在步骤506中，基于测量信号以及一个或多个沉积层的沉积的一组设置点参数，确定这一个或多个层的相应的厚度。在后续的步骤508中，基于在设备中沉积在柔性基板上的所确定的厚度，反馈式控制这一个或多个沉积层的沉积。
现在参照图8和图9来解释对根据一些实施例的方法的更详细的描述。图8示出具有Nb2O5第一层、SiO2第二层以及Nb2O5最终层I的示例性多层系统。对于所有的层，它们的所需厚度dk、折射率nk以及消光系数kk是已知的。在图9中所示的方法900的第一个步骤902中，这些值用作此方法开始时的初始值。
在第二步骤904中，例如使用特征矩阵正规化(characteristicmatrixformalism)来计算反射率和透射率。在此正规化中，每一层由包含前述的层参数厚度d、折射率n以及消光系数k的2×2矩阵来表示。此类正规化的细节是公知的，并且例如在以下文献中描述：英国物理学会出版物(1986年第三版)中作者为H.A.Macleod的“薄膜光学滤光器(ThinFilmOpticalFilters)”中，所述文献的完整内容(特别是第35-39页)(尤其是特征矩阵正规化)通过引用被包括在此。虽然在当前实施例的上下文中进行描述，但是特征矩阵正规化也可应用于其他实施例中。此外，应理解的是，其他正规化可用于确定单独的层厚度。
在之后的步骤906中，将反射率和/或透射率的测量到的值与对应的计算出的值进行比较。在图10中示出此类比较，下文中将更详细地描述图10。基于所述比较，确定了初始的评价函数(meritfunction)M0。应理解的是，本文中所述的实施例不限于任何特定形式的评价函数，相反，只要评价函数足以反应测量到的光谱数据与计算出的光谱数据之间的偏差程度，就可采用各种评价函数。
在之后的步骤908中，例如利用非线性优化算法来改变多层系统的层厚度dk。虽然在当前的实施例的上下文中进行描述，但是此类非线性优化算法也可应用于其他实施例中。此外，应理解的是，其他优化算法可用于确定单独的层厚度。
随后，在步骤910中，例如使用与步骤904中相同的特征矩阵正规化来计算改变的层厚度的反射率和/或透射率值。
在后续的步骤912中，基于在步骤910中确定的新的反射率和/或透射率值，计算新的评价函数M1。之后，在步骤914中，将新的评价函数M1与初始的评价函数M0进行比较。因此，可确定变化的层厚度是否产生更接近地匹配测量到的数据的光谱数据。如果是这样的情况，则新的评价函数M1将小于初始的评价函数M0。在这种情况下，在步骤916中，初始的评价函数M0将由新的评价函数M1取代，并且所述方法以步骤908中的进一步改变层厚度来继续。在新的评价函数M1不小于旧的评价函数M0的情况下，迭代式优化过程终止，并且当前的层厚d1N、…、dNN被维持为拟合测量到的光谱曲线的厚度值的最佳集合。
基于这些最佳的厚度值，在步骤918中可确定每一个层厚度与工艺的所需的层厚度的偏差。基于所确定的厚度误差，在步骤920中，将调整沉积设备的操作参数，使得实际的层厚度更接近所需的层厚度。具有改变沉积工艺的机器设置的若干选项。例如，在溅射工艺中，用于调整沉积率的典型的方法是减少或增加对溅射源的馈送功率。在非限制性示例中，第一层(例如，Nb2O5)缺少所需厚度的5％，使得将使溅射源的馈送功率增加5％(例如，从10kW至10,5kW)。在已调整了沉积设备之后，在步骤922中，执行对光谱数据的新测量，并且在步骤924中，所述新测量用作对控制方法的新输入。基于新的测量数据，所述方法从步骤906重复。
鉴于上述内容，已描述了多个实施例。根据一个实施例，提供了一种用于处理柔性基板的设备。所述设备包括：放卷模块，配置成用于提供柔性基板；沉积模块，配置成用于在所述柔性基板上沉积一个或多个层；收卷模块，配置成用于收卷具有经涂覆的层的基板；以及串联式沉积控制设备，其中，在所述沉积之后并且在所述收卷之前提供所述串联式沉积控制设备。通过在其他实施例、从属权利要求和附图中描述的细节、特征和方面的组合，可获得进一步的实施例，其中，所述细节、特征和方面在它们不会彼此不一致的程度上可被提供作为彼此的替代或附加。
可利用本文中所述的实施例以省略或减少对基板处理设备(即，层沉积设备)的人工调整的需求。使用试错法来替代由有经验的操作者进行的人工调整为卷到卷涂覆机的拥有者节省了时间、材料和成本，使得将改进CoO(持有成本)。
虽然上述内容针对本发明的实施例，但是可设计本发明的其他和进一步的实施例而不背离本发明的基本范围，并且本发明的基本范围由所附权利要求书来确定。

Claims (15)

1.一种用于真空沉积设备(100)的串联式沉积控制设备(140)，所述真空沉积设备(100)具有用于在基板(11)上沉积一个或多个沉积层的一个或多个沉积源(50)，所述串联式沉积控制设备(140)包括：
一个或多个光源(142)，适用于照射具有所述一个或多个沉积层的所述基板；
检测布置(160)，适用对测量信号进行光谱解析检测，其中，所述测量信号选自以下各项中的至少一者：在具有所述一个或多个沉积层的所述基板处被反射的光、以及透射过具有所述一个或多个沉积层的所述基板的光；
评估单元(170)，用于基于所述测量信号来确定所述一个或多个层的相应的厚度；以及
控制器(180)，所述控制器(180)连接至所述评估单元，并且可连接至所述沉积设备，以便基于所确定的厚度对所述一个或多个沉积层的沉积进行反馈控制。
2.如权利要求1所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，进一步包括用于反射测量的一个或多个测量单元(242、244、246)，每一个测量单元包括所述光源中的至少一个以及所述检测布置中的至少一个。
3.如权利要求2所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，所述一个或多个测量单元中的至少一个基本上垂直于所述基板的传输方向是可移动的。
4.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，所述评估单元(170)包括所述一个或多个沉积层的沉积的一组设置点参数，所述一组设置点参数包含下述参数中的一个或多个：所述基板的所需的材料组成、所述基板的所需的厚度、所述基板的折射率、所述基板的消光系数、沉积层的所需的材料组成、沉积层的所需的厚度、所述基板上的沉积层的数量、沉积层的折射率以及沉积层的消光系数。
5.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，所述评估单元(170)适用于基于所述一组设置点参数来将光谱解析测量信号与一个或多个模拟的光谱曲线进行比较。
6.如权利要求5所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，所述评估单元(170)进一步适用于通过所述测量信号与所述模拟的光谱曲线之间的所述比较来确定所述一个或多个沉积层中的每一个沉积层的实际的层厚度。
7.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，所述控制器(180)适用于控制用于沉积所述沉积层中的至少一个沉积层的至少一个溅射源(50)。
8.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，所述检测布置(160)进一步包括至少一个光谱仪，所述至少一个光谱仪适用于确定具有所述一个或多个沉积层的所述基板在以下波长范围内的反射率和/或透射率：约300至约1700nm的波长范围内，特别地，约380至约1100nm的波长范围内。
9.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，进一步适用于对以约0.005至约0.5m/s的速度传输的基板进行串联式检查。
10.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，进一步适用于对具有约200至约2000mm的横向宽度的基板进行串联式检查。
11.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，进一步适用于对在被传输时处于20至800N的张力下的基板进行串联式检查。
12.如前述权利要求中的任一项所述的串联式沉积控制设备(140)，其特征在于，沉积材料选自由以下各项组成的组：Ag、Al、Au、Cr、Cu、Mo、Ni、NiCr、NiV、Si、不锈钢、Ti、TiO2、Ta、Al2O3、掺铝的氧化锌、CrOxNy、掺铟的氧化锡、MgO、Nb2O5、SiN、SiO2、SiOxNy，并且/或者
其特征在于，所述基板选自由以下各项组成的组：聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚碳酸脂、三醋酸纤维素以及金属箔。
13.一种对用于真空沉积设备进行串联式沉积控制的方法，包括以下步骤：
照射(502)基板，在所述基板上已沉积了一个或多个沉积层；
测量(504)选自以下各项中的至少一者的光谱解析信号：在具有所述一个或多个沉积层的所述基板处被反射的光、以及透射过具有所述一个或多个沉积层的所述基板的光；
基于所述测量信号以及所述一个或多个沉积层的沉积的一组设置点参数来确定(506)所述一个或多个层的相应的厚度；以及
基于所确定的厚度对所述一个或多个沉积层的沉积进行反馈控制(508)。
14.如权利要求13所述之方法，其特征在于，确定所述相应的厚度包括以下步骤：
拟合所述一个或多数个模拟的光谱曲线的输入参数以匹配所述光谱解析测量信号。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，确定所述相应的厚度包括以下步骤：
利用特征矩阵正规化与非线性优化算法以从所述测量信号中确定所述层厚度。
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