DE102013219781A1

DE102013219781A1 - Measuring arrangement and method for measuring a layer thickness

Info

Publication number: DE102013219781A1
Application number: DE201310219781
Authority: DE
Inventors: Martin Ross-Messemer; Christina Alvarez Diez; Ersun Kartal; Frank Widulle
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung und ein Verfahren zur Messung einer Schichtdickenverteilung eines tafel- oder bandförmigen Substrats. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Produktionseinheit für tafel- oder bandförmige Substrate, bei welcher mindestens eine erfindungsgemäße Messanordnung eingesetzt wird.The invention relates to a measuring arrangement and a method for measuring a layer thickness distribution of a panel-shaped or strip-shaped substrate. The invention further relates to a production unit for panel or belt-shaped substrates, in which at least one measuring arrangement according to the invention is used.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Messung einer Schichtdicke eines linear bewegten tafel- oder bandförmigen Substrats, ein entsprechendes Verfahren und eine Produktionseinheit zur Prozessierung eines tafel- oder bandförmigen Substrats, die mindestens eine Messanordnung zur Messung einer Schichtdicke aufweist.The invention relates to a measuring arrangement for measuring a layer thickness of a linearly moving panel or ribbon-shaped substrate, to a corresponding method and to a production unit for processing a panel-shaped or strip-shaped substrate which has at least one measuring arrangement for measuring a layer thickness.

Bei der Herstellung dünner Schichten, die einlagig oder als Schicht-Stapel großflächig auf ein Substrat aufgebracht werden, erlangt die Bestimmung der elektrischen, optischen und mechanischen Eigenschaften des Substrates und der aufgebrachten Schichten eine immer größere Bedeutung. Die Messung der Schichteigenschaften soll auch Rückschlüsse auf deren stoffliche Zusammensetzung und deren Strukturaufbau zulassen. Es wird zunehmend angestrebt, Messungen im laufenden Produktionsprozess vornehmen zu können, um aus den gewonnenen Messwerten eine Steuerung des Produktionsprozesses zu ermöglichen.In the production of thin layers, which are applied to a substrate over a large area in one layer or as a layer stack, the determination of the electrical, optical and mechanical properties of the substrate and the applied layers is becoming increasingly important. The measurement of the layer properties should also allow conclusions about their material composition and their structure structure. It is increasingly desirable to be able to make measurements in the ongoing production process, in order to enable control of the production process from the measured values obtained.

In der US 20045/0246493 A1 wird eine Anordnung zur Bestimmung der Schichtdicke und der Brechungsindex-Verteilung einer Schicht oder mehrerer übereinander liegender Schichten beschrieben. Eine Lichtquelle, die sichtbares, infrarotes oder ultraviolettes Licht aussendet, beleuchtet eine kleine Fläche der Schicht oder des Schichtstapels. Von dort reflektiertes Licht wird einem zwei-dimensional ausgebildeten CCD-Empfänger zugeführt und von diesem registriert. Aus den Messergebnissen wird der spektrale Verlauf der Reflektivität bestimmt. Die Messung wird für mehrere Punkte der Schichtoberfläche vorgenommen, wodurch ein Schichtdickenprofil sowie die Brechungsindex-Verteilung bestimmt werden können.In the US 20045/0246493 A1 An arrangement for determining the layer thickness and the refractive index distribution of one or more superimposed layers is described. A light source emitting visible, infrared or ultraviolet light illuminates a small area of the layer or layer stack. Reflected there light is fed to a two-dimensional CCD receiver and registered by this. The spectral course of the reflectivity is determined from the measurement results. The measurement is made for several points of the layer surface, whereby a layer thickness profile and the refractive index distribution can be determined.

Die in der WO 20110/106533 A2 beschriebene Lösung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung von optischen Parametern von Schichten, die übereinander angeordnet sind. Analog zu der Lösung in der US 2004/0246493 werden eine polychromatische Lichtquelle zur Beleuchtung des Schichtstapels und ein Spektrometer zur Registrierung des reflektierten und zurückgestreuten sowie des transmittierten Lichts verwendet. Die Beleuchtung und die Messung kann – durch einen Rechner gesteuert – von beiden Seiten der Oberfläche heraus erfolgen. Aus den gemessenen Spektren sollen die Dicke, der Brechungsindex, die Extinktion, die Oberflächenrauheit, die Bandlücke, die Kristallisation, die Phasen-zusammensetzung und/oder die Stöchiometrie bestimmt werden. The in the WO 20110/106533 A2 described solution relates to a method and an arrangement for determining optical parameters of layers which are arranged one above the other. Analogous to the solution in the US 2004/0246493 For example, a polychromatic light source for illuminating the layer stack and a spectrometer for registering the reflected and the backscattered as well as the transmitted light are used. The lighting and the measurement can - controlled by a computer - take place from both sides of the surface. From the measured spectra, the thickness, the refractive index, the extinction, the surface roughness, the band gap, the crystallization, the phase composition and / or the stoichiometry are to be determined.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Messanordnung und ein Verfahren anzugeben, mit denen eine Vermessung einer Schichtdicke eines tafel- oder bandförmigen Substrats, insbesondere während der Prozessierung des Substrates in einer Produktionseinheit, einfach ermöglicht wird, und die Messstelle beispielsweise in einem späteren Prozessierungsschritt einfach wieder aufgefunden und die gewonnenen der Messstelle zugeordneten Messdaten beispielsweise dem späteren Prozessierungsschritt zugänglich gemacht werden kann.It is an object of the invention to specify a measuring arrangement and a method with which a measurement of a layer thickness of a panel or ribbon-shaped substrate, in particular during the processing of the substrate in a production unit, is made possible, and the measuring point is simple, for example in a later processing step be found again and the won the measuring point associated measurement data can be made available, for example, the later processing step.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Messanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 7 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Merkmale des Anspruchs 1. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch eine Produktionseinheit zur Prozessierung eines tafel- oder bandförmigen Substrats mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Die Unteransprüche 10 und 11 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen.The object is achieved with a measuring arrangement with the features of claim 1. The subclaims 2 to 7 are advantageous embodiments of the features of claim 1. The object is achieved according to the invention further with a method having the features of claim 8. The object is further achieved by a production unit for processing a panel or band-shaped substrate having the features of claim 9. The subclaims 10 and 11 describe advantageous embodiments.

Die erfindungsgemäß bereitgestellte Messanordnung zur Messung einer Schichtdickenverteilung eines tafel- oder bandförmigen Substrats umfasst eine Beleuchtungseinheit, einen Polarisationsstrahlteiler, einen Auffangschirm, eine Detektionseinheit, eine Auswerteeinheit sowie eine Schreibeinheit. Die Beleuchtungseinheit umfasst eine Lichtquelle und einen Strahlvervielfacher. Die Lichtquelle der Beleuchtungseinheit erzeugt monochromatisches, unpolarisiertes, räumlich kohärentes Beleuchtungslicht, mit dem der Strahlvervielfacher beaufschlagbar ist. Der Strahlvervielfacher erzeugt aus dem Beleuchtungslicht einen Lichtfächer, der so dimensioniert ist, dass das Substrat entlang einer Messlinie beleuchtet wird. Der Polarisationsstrahlteiler empfängt unter einem Einfallswinkel α von dem Substrat entlang der Messlinie reflektiertes Messlicht und ist eingerichtet, um das Messlicht in einen s-polarisierten Strahlungsanteil und einen p-polarisierten Strahlungsanteil aufzuspalten. Die Detektionseinheit ist eingerichtet, um die jeweiligen Strahlungsanteile in örtlich getrennten Detektionslinien zu empfangen und um lokale Intensitäten des jeweiligen Strahlungsanteils entlang der jeweiligen Detektionslinie zu detektieren. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, um aus den lokalen Intensitäten des jeweiligen Strahlungsanteils lokale Schichtdicken entlang der Messlinie zu bestimmen. Die der Anordnung zugeordnete Schreibeinheit ist eingerichtet, um einen beschreibbaren Teilbereich (18) des Substrates (4) in einem vorbestimmten Abstand zu der Messlinie mit einem unverwechselbaren Code zu beschreiben, wobei der Code eine Beziehung zu den gewonnenen Intensitätsdaten und/oder Schichtdickendaten enthält. The measuring arrangement provided according to the invention for measuring a layer thickness distribution of a panel-shaped or strip-shaped substrate comprises a lighting unit, a polarization beam splitter, a collecting screen, a detection unit, an evaluation unit and a writing unit. The lighting unit comprises a light source and a beam multiplier. The light source of the illumination unit generates monochromatic, unpolarized, spatially coherent illumination light, with which the beam multiplier can be acted upon. The beam multiplier generates from the illumination light a light fan, which is dimensioned such that the substrate is illuminated along a measurement line. The polarization beam splitter receives measurement light reflected at an angle of incidence α from the substrate along the measurement line and is set up to split the measurement light into an s-polarized radiation component and a p-polarized radiation component. The detection unit is set up to receive the respective radiation components in spatially separated detection lines and to detect local intensities of the respective radiation component along the respective detection line. The evaluation unit is set up to determine local layer thicknesses along the measurement line from the local intensities of the respective radiation component. The writing unit associated with the arrangement is set up to have a writable subarea ( 18 ) of the substrate ( 4 ) at a predetermined distance from the measurement line with a unique code, the code having a relation to the acquired intensity data and / or layer thickness data.

Die erfindungsgemäße Messanordnung ermöglicht es, während eines einzelnen Messvorganges die Verteilung einer Schichtdicke eines Substrats entlang einer Messlinie, die sich vorzugsweise über die überwiegende oder gesamte Breite des Substrats erstrecken kann, zu ermitteln. Weiterhin kann die Position der Messlinie, insbesondere in einem späteren Verarbeitungsschritt, durch Auslesen des Codes leicht wieder aufgefunden und die gewonnenen Messdaten können beispielsweise bei der Ausführung des späteren Verarbeitungsschrittes berücksichtigt werden.The measuring arrangement according to the invention makes it possible, during a single measuring operation, to distribute a layer thickness of a substrate along a measuring line which preferably extends over can extend the vast or entire width of the substrate to determine. Furthermore, the position of the measurement line, in particular in a later processing step, can easily be found again by reading the code, and the acquired measurement data can be taken into account, for example, during the execution of the later processing step.

Das Substrat weist einen beschreibbaren Bereich auf. Der Bereich kann sich vollständig oder teilweise über das Substrat erstrecken. Insbesondere kann der Bereich auf dem Substrat in Form einer schmalen, wenige Millimeter breiten, beispielsweise randständigen Spur ausgestaltet sein. Der Bereich kann durch Aufbringen einer beschreibbaren Schicht hergestellt sein. Die Schicht kann durch Aufkleben oder Aufsprühen auf das Substrat aufgebracht sein. Sofern die Schicht aufgesprüht wird, kann ein Härtungsschritt vorgesehen sein, durch den die Schicht ausgehärtet wird. Bei der Sprühschicht kann es sich um ein lichthärtbares Polymer oder um eine Zusammensetzung, umfassend ein lichthärtbares Polymer, handeln. Der Härtungsschritt kann die Bestrahlung mittels geeigneter elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise mittels IR-Strahlung oder UV-Strahlung geeigneter Intensität, umfassen.The substrate has a writable area. The region may extend completely or partially across the substrate. In particular, the region on the substrate may be designed in the form of a narrow, a few millimeters wide, for example marginal track. The area may be made by applying a writable layer. The layer may be applied by sticking or spraying onto the substrate. If the layer is sprayed on, a hardening step may be provided by which the layer is cured. The spray layer may be a photohardenable polymer or a composition comprising a photohardenable polymer. The curing step may comprise irradiation by means of suitable electromagnetic radiation, for example by means of IR radiation or UV radiation of suitable intensity.

Bei dem Substrat kann es sich bevorzugt um einen Kunststoff oder ein Glas handeln. Das Substrat kann flexibel sein. Mit der bereitgestellten Messanordnung können bevorzugt dünne Schichten oder Stapel dünner Schichten, die vor der Messung auf das Substrat aufgebracht worden sind, vermessen werden. Unter einer dünnen Schicht wird im Folgenden insbesondere eine Schicht mit einer Schichtdicke im Bereich 10 nm bis 500 nm verstanden. Ein Schichtstapel kann 2 bis 20 Schichten oder auch noch mehr Schichten aufweisen. Die Schicht kann funktional sein. Sie kann dazu dienen, die Oberflächeneigenschaften des Substrates zu ändern. Sie kann insbesondere dazu dienen, das Erscheinungsbild des Substrates zu verbessern, die Adhäsions, Benetzungs-, oder Korrosionseigenschaften, die optischen Eigenschaften, die Kratzfestigkeit oder dergleichen des Substrates zu verändern, insbesondere zu verbessern. Es kann sich bei der Schicht beispielsweise um eine reflektierende oder teilreflektierende Schicht, eine reflexmindernde Schicht zur Minderung unerwünschter Reflexe, eine Filterschicht zur Filterung vorbestimmter Wellenlängenbereiche, eine emittierende, insbesondere im sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende Schicht oder dergleichen handeln.The substrate may preferably be a plastic or a glass. The substrate can be flexible. With the measuring arrangement provided, it is possible to measure thin layers or stacks of thin layers, which have been applied to the substrate before the measurement. In the following, a thin layer is understood as meaning, in particular, a layer having a layer thickness in the range from 10 nm to 500 nm. A layer stack can have 2 to 20 layers or even more layers. The layer can be functional. It can serve to change the surface properties of the substrate. In particular, it can serve to improve the appearance of the substrate, to change, in particular to improve, the adhesion, wetting or corrosion properties, the optical properties, the scratch resistance or the like of the substrate. The layer may be, for example, a reflective or partially reflecting layer, an antireflective layer for reducing undesirable reflections, a filter layer for filtering predetermined wavelength ranges, an emitting layer that emits in particular in the visible wavelength range or the like.

Vorteilhaft wird durch die Lichtquelle eine Vielzahl monochromer Lichtbündel erzeugt, die sequentiell zuschaltbar sind, mit Repetitionsraten von deutlich kleiner einer Sekunde. Es kann weiterhin von Vorteil sein, dass der Polarisationsstrahlteiler unterschiedliche DOE, ausgelegt für die unterschiedlichen Wellenlängen der Lichtbündel, enthält, so dass das richtige DOE zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung stehen kann.Advantageously, a plurality of monochrome light beams are generated by the light source, which are sequentially switchable, with repetition rates of much less than one second. It may furthermore be advantageous for the polarization beam splitter to contain different DOEs, designed for the different wavelengths of the light bundles, so that the correct DOE can be available at the right time.

Bevorzugt ist die Beleuchtungseinheit eingerichtet, diskrete Punkte entlang der Messlinie zu beleuchten.Preferably, the illumination unit is set up to illuminate discrete points along the measurement line.

Bevorzugt entspricht der Einfallswinkel α dem Brewsterwinkel. Damit kann eine besonders zuverlässige räumliche Trennung der s- und p-Komponente der Strahlung in der Detektionsebene gewährleistet werden.The angle of incidence α preferably corresponds to the Brewster angle. This ensures a particularly reliable spatial separation of the s and p components of the radiation in the detection plane.

Der Strahlvervielfacher kann eine Zylinderlinse umfassen. Damit kann eine Linie als Beleuchtungslicht erzeugt werden.The beam multiplier may comprise a cylindrical lens. Thus, a line can be generated as illumination light.

Die Anordnung kann ein bewegliches Umlenkelement aufweisen, das der Beleuchtungseinheit nachgeordnet ist. Damit kann das Beleuchtungslicht beispielsweise mit einem einstellbaren Winkel auf das Substrat gerichtet werden. Bevorzugt kann das Beleuchtungslicht so auf das Substrat gerichtet werden, dass das Intensitätsverhältnis der polarisierten Strahlungsanteile s-polarisiert zu p-polarisiert im Bereich zwischen 1,5 und 4 liegt und besonders bevorzugt etwa 2 beträgt. Das Umlenkelement ist bevorzugt ein in einer Dimension oder auch in zwei Dimensionen bewegliches Spiegelelement. Der Spiegel des Spiegelelements ist plan oder gekrümmt und weist polarisationserhaltende Eigenschaften auf. Es kann sich bei dem Spiegel um einen metallischen Spiegel oder auch um eine rückseitenverspiegelte Linse handeln.The arrangement may comprise a movable deflecting element, which is arranged downstream of the lighting unit. Thus, the illumination light can be directed, for example, at an adjustable angle to the substrate. Preferably, the illumination light can be directed onto the substrate such that the intensity ratio of the polarized radiation components is s-polarized to p-polarized in the range between 1.5 and 4, and is particularly preferably about 2. The deflecting element is preferably a mirror element movable in one dimension or also in two dimensions. The mirror of the mirror element is flat or curved and has polarization-preserving properties. The mirror may be a metallic mirror or also a rear-side mirrored lens.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass dem Strahlvervielfacher ein Strahlparallelisierer nachgeordnet ist. Dieser Strahlparallelisierer kann entweder separat oder in den Umlenkspiegel integriert vorliegen, z.B. in Form eines Zylinderspiegels, dessen gegenstandsseitiger Brennpunkt im Zentrum des Strahlvervielfachers positioniert ist. Der Strahlparallelisierer kann auch in folgenden Varianten ausgeführt werden:

– Multifacettenspiegel (die Facetten sind entlang einer Parabel oder Kreislinie ausgerichtet),
– Fresnelzylinder oder -linse geeigneter Brennweite oder
– Prismenarray geeigneter Dispersion.

It may further be provided that the Strahlvervielfacher is arranged downstream of a Strahlparallelisierer. This beam parallelizer can be present either separately or integrated in the deflecting mirror, for example in the form of a cylindrical mirror whose object-side focal point is positioned in the center of the beam multiplier. The beam parallelizer can also be implemented in the following variants:

Multifaceted mirror (the facets are aligned along a parabola or circular line),
- Fresnel cylinder or lens of suitable focal length or
- Prism array suitable dispersion.

Bevorzugt kann ein Lagedetektor vorgesehen sein, der die Lage des Substrat relativ zu der Messanordnung erfasst. Damit wird es ermöglicht, beispielsweise durch Ansteuerung des beweglichen Umlenkelements und/oder des Polarisationsstrahlteilers, den Beleuchtungsstrahlengang und/oder den Messstrahlengang an die momentane Lage des Substrats relativ zu der Messanordnung anzupassen.Preferably, a position detector can be provided which detects the position of the substrate relative to the measuring arrangement. This makes it possible, for example by controlling the movable deflecting element and / or the polarization beam splitter, to adapt the illumination beam path and / or the measuring beam path to the instantaneous position of the substrate relative to the measuring arrangement.

Die Detektionseinheit kann einen Auffangschirm umfassen. Der Auffangschirm kann mit BaTiO₂ oder BaSO₄ beschichtet sein. Der Auffangschirm kann entweder selbst als Detektor ausgebildet sein oder das Schirmbild kann von einem separaten Detektor oder einer Kamera erfasst werden. Der Auffangschirm kann weiterhin als Quantenkonverter ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Auffangschirm in Transmission wirkt und beispielsweise als Streuscheibe ausgestaltet ist. The detection unit may comprise a collecting screen. The collecting screen can be coated with BaTiO ₂ or BaSO ₄ . The collecting screen can either itself be designed as a detector or the screen can be detected by a separate detector or a camera. The collecting screen can furthermore be designed as a quantum converter. It can also be provided that the collecting screen acts in transmission and is designed, for example, as a diffusing screen.

Es ist auch möglich, dass auf der der beleuchteten Seite des Substrates gegenüberliegenden Seite ein Detektor vorgesehen ist, um durch das Substrat hindurchtretendes Licht zu detektieren. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, falls die Schichtdickenverteilung eines transparenten Substrates gemessen werden soll.It is also possible for a detector to be provided on the side opposite the illuminated side of the substrate in order to detect light passing through the substrate. This is particularly useful if the layer thickness distribution of a transparent substrate to be measured.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn alle Komponenten vakuumtauglich sind, so dass auch Messungen im Vakuum durchgeführt werden können.It is particularly advantageous if all components are suitable for vacuum, so that it is also possible to carry out measurements in a vacuum.

Das Verfahren zur Vermessung einer Schichtdickenverteilung eines tafel- oder bandförmigen Substrats weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen des Substrates; Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Messanordnung; Beleuchten des Substrates mit Beleuchtungslicht entlang der Messlinie mittels der Beleuchtungseinheit; Aufspalten des von dem Substrat entlang der Messlinie reflektierten Messlichts in einen s-polarisierten Strahlungsanteil und einen p-polarisierte Strahlungsanteil; Detektieren lokaler Intensitäten des s-polarisierten Strahlungsanteils und des p-polarisierten Strahlungsanteils entlang der Messlinie mittels der Detektionseinheit; Bestimmen lokaler Schichtdicken entlang der Messlinie entsprechend der detektierten lokalen Intensitäten des jeweiligen Strahlungsanteils mittels der Auswerteeinheit; Beschreiben eines beschreibbaren Teilbereiches des Substrates in einem vorbestimmten zeitlichen oder räumlichen Abstand zu der Messlinie mittels der Schreibeinheit mit einem unverwechselbaren Code, wobei der Code eine Beziehung zu den gewonnenen Intensitätsdaten und/oder Schichtdickendaten enthält. The method for measuring a layer thickness distribution of a panel-shaped or strip-shaped substrate comprises the following steps: providing the substrate; Providing a measuring arrangement according to the invention; Illuminating the substrate with illumination light along the measurement line by means of the illumination unit; Splitting the measuring light reflected from the substrate along the measuring line into an s-polarized radiation component and a p-polarized radiation component; Detecting local intensities of the s-polarized radiation component and the p-polarized radiation component along the measurement line by means of the detection unit; Determining local layer thicknesses along the measurement line in accordance with the detected local intensities of the respective radiation component by means of the evaluation unit; Describing a writable portion of the substrate at a predetermined temporal or spatial distance from the measuring line by means of the writing unit with a unique code, the code having a relation to the obtained intensity data and / or layer thickness data.

Das Verfahren ermöglicht in es analoger Weise wie die Messanordnung, die Verteilung einer Schichtdicke eines Substrats entlang einer Messlinie, die sich vorzugsweise über die überwiegende oder gesamte Breite des Substrats erstrecken kann, während eines einzelnen Messvorganges zu ermitteln. Weiterhin ermöglicht es das Verfahren, die Position der Messlinie, insbesondere in einem späteren Verarbeitungsschritt, durch Auslesen des Codes leicht wieder aufzufinden und die gewonnenen Messdaten beispielsweise bei der Ausführung des späteren Verarbeitungsschrittes zu berücksichtigen.The method makes it possible, analogously to the measuring arrangement, to determine the distribution of a layer thickness of a substrate along a measuring line, which can preferably extend over the predominant or entire width of the substrate, during a single measuring operation. Furthermore, the method makes it possible to easily retrieve the position of the measurement line, in particular in a later processing step, by reading the code and to take the acquired measurement data into account, for example, during the execution of the later processing step.

Die Produktionseinheit zur Prozessierung eines tafel- oder bandförmigen Substrats weist eine Transporteinrichtung zum gerichteten Transport des Substrats sowie mindestens eine erfindungsgemäße Messanordnung auf.The production unit for processing a panel-shaped or strip-shaped substrate has a transport device for directional transport of the substrate and at least one measuring arrangement according to the invention.

Vorzugsweise ist die Transporteinrichtung eine Rolle, über die das Substrat mit einem Umschlingwinkel ϕ zwischen 0° und 270° geführt und parallel zur Rotationsachse der Rolle bewegt wird.Preferably, the transport device is a roller over which the substrate is guided at an angle of wrap φ between 0 ° and 270 ° and moved parallel to the axis of rotation of the roller.

Die Rolle kann auch als Welle bezeichnet werden. Wichtig ist, dass das Substrat über die Rolle/Welle geführt wird. Der Durchmesser der Rolle/Welle ist nicht wesentlich und kann vom Millimeter- bis in den Meter-Bereich variieren. Je nach dem Grad der Flexibilität des Substrates kann der Berührungsbereich des Substrates mit der Rolle/Welle variieren von linienförmig bis rechteckförmig und einen vorbestimmten Abschnitt der Mantelfläche der Rolle/Welle umfassen, wenn das Substrat die Rolle/Welle mit einem vorbestimmten Umschlingwinkel teilweise umschlingt.The role can also be called a wave. It is important that the substrate is passed over the roller / shaft. The diameter of the roller / shaft is not essential and can vary from the millimeter to the meter range. Depending on the degree of flexibility of the substrate, the contact area of the substrate with the roller may vary from linear to rectangular and include a predetermined portion of the roller / shaft surface when the substrate partially wraps around the roller at a predetermined wrap angle.

Bevorzugt ist die die Messanordnung in Bezug zu der Rolle so angeordnet, dass die linienförmige Beleuchtung des Substrates parallel zu der Rotationsachse der Rolle in dem durch den Umschlingwinkel ϕ vorgegebenen Berührungsbereich zwischen Rolle und Substrat erfolgt.Preferably, the measuring arrangement is arranged with respect to the roller so that the linear illumination of the substrate takes place parallel to the axis of rotation of the roller in the contact area between the roller and the substrate defined by the wrap angle φ.

Es kann vorgesehen sein, dass die Produktionseinheit mindestens eine zweite Messanordnung aufweist. In diesem Fall sind die erste und die zweite Messanordnung, in Transportrichtung des Substrates gesehen, hintereinander angeordnet. Der zweiten (und jeder eventuellen weiteren) Messanordnung ist anstelle oder zusätzlich zu der Schreibeinheit eine Leseeinheit oder eine Schreib/Leseeinheit zugeordnet. Die Leseeinheit oder Schreib/Leseeinheit ist jeweils eingerichtet, um den von der Schreibeinheit der, in Transportrichtung des Substrates gesehen, ersten Messanordnung in den beschreibbaren Teilbereich des Substrates eingeschriebenen Code auszulesen oder auszulesen und mit einem aktualisierten Code zu überschreiben.It can be provided that the production unit has at least one second measuring arrangement. In this case, the first and the second measuring arrangement, as seen in the transport direction of the substrate, arranged one behind the other. The second (and any further) measuring arrangement is assigned a reading unit or a read / write unit instead of or in addition to the writing unit. The reading unit or read / write unit is in each case configured to read out or read out the code written by the writing unit of the first measuring arrangement, as seen in the direction of transport of the substrate, into the writable partial area of the substrate and to overwrite it with an updated code.

Dadurch wird es ermöglicht, dass die in der ersten Messung mit der ersten Messanordnung gewonnenen Daten in die Auswertung der zweiten Messung mit der zweiten Messanordnung einfließen können.This makes it possible that the data obtained in the first measurement with the first measuring arrangement can be included in the evaluation of the second measurement with the second measuring arrangement.

Es kann vorgesehen sein, dass beim wiederholten Auslesen des Codes mittels der an der weiteren Messanordnung angeordneten Leseeinheit oder Schreib/Leseeinheit lediglich mit dem Code verknüpfte auf einem mit der Auswerteeinheit über eine Schnittstelle (drahtlos oder drahtgebunden) verbundenen Speichermedium gespeicherte Daten, insbesondere während der Messung mittels der ersten Messanordnung gewonnene Messdaten mit den während der Messung mittels der zweiten Messanordnung gewonnene Messdaten überschrieben und/oder verrechnet werden.It can be provided that, during repeated readout of the code by means of the reading unit or read / write unit arranged at the further measuring arrangement, data stored only with the code are stored on a storage medium connected to the evaluation unit via an interface (wireless or wired), In particular, measured data obtained during the measurement by means of the first measuring arrangement are overwritten and / or offset with the measured data obtained during the measurement by means of the second measuring arrangement.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1: Aufbau einer erfindungsgemäßen Messanordnung nach einem Ausführungsbeispiel, 1 : Construction of a measuring arrangement according to the invention according to an embodiment,

2: ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Messanordnung gemäß der Erfindung, 2 a further embodiment of a measuring arrangement according to the invention,

3: ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Produktionseinheit für tafel- oder bandförmige Substrate, aufweisend eine erfindungsgemäße Messanordnung, in einer Seitenansicht, 3 FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a production unit according to the invention for panel-shaped or strip-shaped substrates, comprising a measuring arrangement according to the invention, in a side view,

4: die Produktionseinheit gemäß 3 in einer Draufsicht, 4 : the production unit according to 3 in a plan view,

5: ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Produktionseinheit. 5 : a further embodiment of a production unit according to the invention.

Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Messanordnung 11 wird anhand von 1 beschrieben. Ein von einer Lichtquelle 1, beispielsweise einem Multilinien-Laser, ausgehender monochromer, unpolarisierter, räumlich kohärenter Lichtstrahl trifft auf einen Strahlvervielfacher 2, der einen Strahlfächer erzeugt. Der Strahlvervielfacher 2 enthält Diffraktive Optische Elemente (DOEs) für die verwendeten Laserlinien. Die DOEs sind in einem drehbaren Revolver angeordnet und werden in den Strahlengang der Lichtstrahles eingeschwenkt. Der Strahlvervielfacher 2 ist so dimensioniert, dass dieser ein zu untersuchendes Substrat 4 in Form von diskreten Messpunkten entlang einer Messlinie beleuchtet. Mithilfe eines drehbaren Umlenkelements 3, das als planer Spiegel, der aus Metall, beispielsweise aus Ag oder Al, besteht, ausgestaltet ist, wird der Lichtfächer entlang der Messlinie auf das Substrat 4 positioniert. Der Umlenkspiegel 3 ist zwischen 0° und 45° um seine Mittelachse schwenkbar. Der Auftreffpunkt des Lichtbündels wird so gewählt, dass das Intensitätsverhältnis von s- zu p-polarisierter Strahlung in der Reflexion ca. 2 beträgt. Die reflektierte Strahlung trifft unter dem Einfallswinkel α auf einen nachfolgenden Polarisationsstrahlteiler 5. Der Polarisationsstrahlteiler 5 ist eine Glasplatte, die um ihre Mittelachse drehbar gelagert ist. Bevorzugt wird der Brewsterwinkel als Einfallswinkel gewählt, so dass die s- und die p- Komponente der Strahlung in getrennten Detektionslinien von der nachfolgen Detektionseinheit erfasst werden kann. Die Detektionseinheit besteht aus einem Auffangschirm 6, der mit BaSO4 oder BaTiO2 beschichtet ist und einem separaten Detektor 7, der als Kamera mit einem zweidimensionalen Sensor, beispielsweise einem CCD-Sensor, ausgestaltet ist. Alternativ kann der Auffangschirm 6 sandgestrahlt sein und als Transmissionsschirm arbeiten. Alternativ oder zusätzlich kann ein weitere Detektor 8 vorgesehen sein, der der der beleuchteten Seite des Substrates gegenüberliegend angeordnet ist und durch das Substrat hindurchtretendes Licht detektiert. Es ist auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, als Detektor zwei Zeilensensoren vorzusehen, die jeweils die jeweils die s- oder p-polarisierten Strahlungsanteile empfangen. Auf den Auffangschirm treffen die s- und p-polarisierten Strahlungsanteile entlang getrennter Detektionslinien auf. Mit dem Detektor 7 und/oder dem Detektor 8 werden die lokalen Intensitäten der s- und p-polarisierten Strahlung detektiert. Mittels einer Auswerteeinheit (nicht gezeigt) werden die lokalen Schichtdicken an den einzelnen Messpunkten entlang der Messlinie aus den jeweils detektierten lokalen Intensitäten des jeweiligen Strahlungsanteils bestimmt. Außerdem umfasst die Messanordnung eine Schreibeinheit (nicht gezeigt), die eingerichtet ist, um einen beschreibbaren Teilbereich 18 des Substrates 4 in einem vorbestimmten Abstand zu der Messlinie mit einem unverwechselbaren Code zu beschreiben. Bei dem Anstand handelt es sich insbesondere um einen vorbestimmten geometrischen Abstand. Der Code enthält eine Beziehung zu den gewonnenen Intensitätsdaten und/oder Schichtdickendaten. Bei dem Code kann es sich um einen Positionscode, beispielsweise in der Art eines positionscodierten Musters handeln. Bei einer konstanten gerichteten Relativbewegung des Substrats 4 relativ zu der Messanordnung 11 beispielsweise in einem Produktionsprozess, kann es sich bei dem Code auch um einen Zeitcode, beispielsweise in der Art eines zeitcodierten Musters, handeln, das während der Relativbewegung in regelmäßigen Abständen in den beschreibbaren Teilbereich 18 des Substrates 4 eingeschrieben wird. Der Code wird zusammen mit den gewonnenen Messdaten in einer der Auswerteeinheit zugeordneten Datenbank abgelegt. Bei einem späteren Auslesen des Codes kann über die feste Abstandsbeziehung zwischen der Messlinie und der Position des Codes die Messlinie leicht wiederaufgefunden und beispielsweise bei der Überwachung eines nachfolgenden, Material abtragenden oder aufbringenden Produktionsschrittes erneut ausgelesen werden.The structure of a measuring arrangement according to the invention 11 is determined by 1 described. One from a light source 1 For example, a multiline laser, outgoing monochrome, unpolarized, spatially coherent light beam strikes a beam multiplier 2 creating a jet fan. The beam multiplier 2 Contains Diffractive Optical Elements (DOEs) for the laser lines used. The DOEs are arranged in a rotatable turret and are pivoted into the beam path of the light beam. The beam multiplier 2 is dimensioned such that it is a substrate to be examined 4 illuminated in the form of discrete measuring points along a measuring line. Using a rotatable deflecting element 3 , which is configured as a plane mirror, which consists of metal, for example, Ag or Al, is the light fan along the measurement line on the substrate 4 positioned. The deflection mirror 3 is pivotable between 0 ° and 45 ° about its central axis. The point of impact of the light beam is chosen so that the intensity ratio of s- to p-polarized radiation in the reflection is about 2. The reflected radiation impinges on a subsequent polarization beam splitter at the angle of incidence α 5 , The polarization beam splitter 5 is a glass plate which is rotatably mounted about its central axis. The Brewster angle is preferably selected as the angle of incidence, so that the s and p components of the radiation can be detected in separate detection lines by the subsequent detection unit. The detection unit consists of a collecting screen 6 coated with BaSO4 or BaTiO2 and a separate detector 7 which is designed as a camera with a two-dimensional sensor, for example a CCD sensor. Alternatively, the collecting screen 6 be sandblasted and work as a transmission screen. Alternatively or additionally, a further detector 8th be provided, which is arranged opposite to the illuminated side of the substrate and detected light passing through the substrate. It is also possible and within the scope of the invention to provide as detector two line sensors each receiving the respectively the s- or p-polarized radiation components. On the collecting screen, the s and p polarized radiation components meet along separate detection lines. With the detector 7 and / or the detector 8th the local intensities of the s and p polarized radiation are detected. By means of an evaluation unit (not shown), the local layer thicknesses at the individual measurement points along the measurement line are determined from the respectively detected local intensities of the respective radiation component. In addition, the measuring arrangement comprises a writing unit (not shown), which is set up to be a writable subarea 18 of the substrate 4 at a predetermined distance to the measurement line with a distinctive code to describe. The propriety is in particular a predetermined geometric distance. The code contains a relationship to the acquired intensity data and / or layer thickness data. The code may be a location code, such as a position-encoded pattern. At a constant directional relative movement of the substrate 4 relative to the measuring arrangement 11 For example, in a production process, the code can also be a time code, for example in the manner of a time-coded pattern, which during the relative movement at regular intervals in the writable portion 18 of the substrate 4 is enrolled. The code is stored together with the measured data obtained in a database associated with the evaluation unit. In a later reading of the code, the measuring line can be easily retrieved via the fixed distance relationship between the measuring line and the position of the code and read out again, for example, during the monitoring of a subsequent, material-removing or applying production step.

2 zeigt eine Messanordnung 11, welche zu den Bauteilen, die zu der 1 beschrieben wurden, einen weiteren Umlenkspiegel 9 enthält. Durch die Strahlfaltung wird eine kompaktere Bauform der Anordnung 11 realisierbar. Der Umlenkspiegel 9 kann fest oder um seine Mittelachse schwenkbar eingerichtet sein. 2 shows a measuring arrangement 11 , which are the components that contribute to the 1 described another deflection mirror 9 contains. By The beam folding becomes a more compact design of the arrangement 11 realizable. The deflection mirror 9 can be fixed or pivotable about its central axis.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Produktionseinheit zur Prozessierung eines tafel- oder bandförmigen Substrats in einer Seitenansicht; 4 zeigt die Einheit gemäß der 3 in der Draufsicht. Das Substrat 4 ist ein bandförmiges Material, welches durch die Transporteinrichtung 10, als Produktionswellen ausgebildete Rollen, getragen und kontinuierlich gerichtet transportiert wird. In Transportrichtung des Substrates 4 ist zunächst eine erste Messanordnung 11 angeordnet. Weitere Messanordnungen 14 sind jeweils nach einzelnen Produktionsschritten 13 angeordnet. Die Schreibeinheit 12 der ersten Messanordnung 11 ist in einem vorbestimmten Abstand zu der Messlinie angeordnet. In einer bevorzugten Variante schreibt die Schreibeinheit 12 der ersten Messanordnung 11 Markierungsfelder 17 als ein zeitcodiertes Muster in regelmäßigen Abständen innerhalb eines beschreibbaren Teilbereiches 18, der als schmale Schreib- und Lesespur am Rand des Substrates 4 ausgestaltet ist, ein. Die Schreib-/Lesespur 18 besteht aus einem optisch oder magnetisch beschreibbaren Material, das durch eine vorzugsweise zumindest 16 Bahnen, bevorzugt 64 Bahnen breite Datenspur punktförmig beschreibbar ist. Für eine magnetische Beschriftung wird auf das Substrat 4 eine ultradünne Folie aufgeklebt, ähnlich der Tonspur auf einer Filmrolle. Typische Folienbreiten liegen im Bereich von 1–2 mm. Im Falle einer optischen Beschriftung ist vorgesehen, dass das Substrat entweder wie eine DVD direkt beschreibbar ist oder falls dies nicht der Fall ist, ein aus dem Stand der Technik bekanntes geeignetes Polymer auf das Substrat aufgesprüht und beispielsweise mit geeigneter elektromagnetischer Strahlung (z.B. IR oder UV-Strahlung geeigneter Intensität) zu dem beschreibbaren Material ausgehärtet wird. Die aufgesprühte Schicht ist dabei dünn im Vergleich zur Substratdicke. Als Schreib- und/oder Leseeinheit kann beispielsweise ein aus der DVD-Technologie vorbekannter Schreib-/Lesekopf verwendet werden. Im Fall einer optischen Speicherung der Daten kann es vorgesehen sein, dass Daten nicht nur in einer Ebene in die Schreibspur geschrieben werden sondern auch in der Tiefe, wodurch eine deutlich höhere Speicherdichte erzielt werden kann. In einer weiteren Ausführungsvariante kann das Substrat auch von oben und unten gleichzeitig beschrieben werden, was noch höhere Speicherdichten zulässt. Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Schreib-/Leseeinheit die Daten in Transmission liest. 3 shows an embodiment of a production unit according to the invention for processing a panel or strip-shaped substrate in a side view; 4 shows the unit according to the 3 in the plan view. The substrate 4 is a band-shaped material, which by the transport device 10 , trained as production waves roles, worn and transported continuously directed. In the transport direction of the substrate 4 is first a first measuring arrangement 11 arranged. Further measuring arrangements 14 are each after individual production steps 13 arranged. The writing unit 12 the first measuring arrangement 11 is arranged at a predetermined distance from the measurement line. In a preferred variant, the writing unit writes 12 the first measuring arrangement 11 checkboxes 17 as a time-coded pattern at regular intervals within a writable subarea 18 as a narrow read and write track on the edge of the substrate 4 is designed, a. The read / write track 18 consists of an optically or magnetically writable material by at least one preferably 16 Tracks, preferred 64 Lanes wide data track is punctiform writable. For a magnetic lettering is applied to the substrate 4 an ultrathin foil glued on, similar to the soundtrack on a roll of film. Typical film widths are in the range of 1-2 mm. In the case of an optical lettering is provided that the substrate is either directly writable as a DVD or if this is not the case, a known from the prior art suitable polymer sprayed onto the substrate and, for example, with suitable electromagnetic radiation (eg IR or UV Radiation of suitable intensity) to the recordable material. The sprayed layer is thin compared to the substrate thickness. For example, a read / write head known from DVD technology can be used as a writing and / or reading unit. In the case of optical storage of the data, it may be provided that data is written not only in one plane in the write track but also in the depth, whereby a significantly higher storage density can be achieved. In a further embodiment variant, the substrate can also be described simultaneously from above and below, which allows even higher storage densities. Finally, it can be provided that the read / write unit reads the data in transmission.

In 5 sind die Verhältnisse für die Prozessierung eines bandförmigen flexiblen Substrats gezeigt. Von besonderer Bedeutung ist die Position der Messanordnung 11 zu der Position der Produktionswelle in der Produktionseinheit. Bevorzugt wird eine Position, in der die linienförmige Strahlung einerseits parallel zur Rotationsachse der Welle verläuft und andererseits auf die Oberfläche des zu untersuchenden Substrates fällt. Im Falle von flexiblen Oberflächen (z.B. Folien) kann die zu untersuchende Oberfläche auch im Bereich eines Umschlingwinkels ϕ analysiert werden, wobei aus prozesstechnischen Gründen natürlich der Analysebereich auch darüber hinaus ausgedehnt werden kann. Der Winkel ϕ variiert in einem Bereich zwischen 0° (linienförmige Berührung) und ca. 270°. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die Messanordnung selbst eine Umlenkrolle enthält, welche in den Produktionsprozess eingebracht wird. In diesem Fall kann die Umlenkrolle auch aktive Stellelemente enthalten, um aktiv Schlingerbewegungen zu minimieren. In einer weiteren Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, wenn die Umlenkrolle hantelförmig ausgeführt wird, wobei die Anzahl der Hanteln zwischen 2 und n (n ∊ N\{0, 1, 2}) variieren kann. Die Hanteln werden dabei so positioniert, dass sie nur unprozessierte Streifen berühren.In 5 the conditions for the processing of a ribbon-shaped flexible substrate are shown. Of particular importance is the position of the measuring arrangement 11 to the position of the production wave in the production unit. A position in which the linear radiation on the one hand runs parallel to the axis of rotation of the shaft and on the other hand falls on the surface of the substrate to be examined is preferred. In the case of flexible surfaces (eg films), the surface to be examined can also be analyzed in the region of a wrap angle φ, although, of course, the analytical range can also be extended beyond this for process-technical reasons. The angle φ varies in a range between 0 ° (linear contact) and about 270 °. In a further embodiment, it is advantageous if the measuring arrangement itself contains a deflection roller, which is introduced into the production process. In this case, the pulley may also contain active actuators to actively minimize roll movements. In a further embodiment, it may be advantageous if the deflection roller is designed dumbbell-shaped, wherein the number of dumbbells between 2 and n (n ε N \ {0, 1, 2}) can vary. The dumbbells are positioned so that they touch only unprocessed strips.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsvariante gemäß 5 wird noch die Höhenlage des zu untersuchenden Substrates 4 mit Hilfe der Leseeinheit 15 ausgewertet, um daraus ein Stellsignal für den Polarisationsstrahlteiler 5 und das Umlenkelement 3 abzuleiten. In a further preferred embodiment according to 5 is still the altitude of the substrate to be examined 4 with the help of the reading unit 15 evaluated in order to provide a control signal for the polarization beam splitter 5 and the deflecting element 3 derive.

Das Protokoll zum Beschreiben des Substrates kann durch den Anwender vorgegeben werden. In jedem Fall umfasst der Code eine Positionsgröße oder eine zeitliche Größe, beispielsweise eine codierte Zeitangabe. Die Messdaten werden zusammen mit dem Code auf einem externen Speichermedium abgespeichert und können von dort bei Bedarf wieder ausgelesen werden. Alternativ werden die gewonnenen Messdaten zusammen mit dem Code direkt in die Schreib-/-Lesespur 18 geschrieben. In diesem Fall umfasst der Code neben der Positionsgröße oder zeitlichen Größe die Messdaten, d.h. die gemessenen Intensitätswerte und/oder die daraus abgeleiteten Schichtdickendaten.The protocol for writing the substrate may be specified by the user. In any case, the code comprises a position size or a temporal quantity, for example a coded time indication. The measured data are stored together with the code on an external storage medium and can be read from there if necessary. Alternatively, the obtained measurement data together with the code directly into the read / write track 18 written. In this case, the code includes the measurement data, ie the measured intensity values and / or the layer thickness data derived therefrom, in addition to the position size or time variable.

Im Produktionsprozess wird das bandförmige Substrat 4 unter dem Lichtfächer der Messanordnung 11 kontinuierlich mit nahezu konstanter Geschwindigkeit weiterbewegt. In den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 ist der Messanordnung 11, in Transportrichtung des Substrates 4 gesehen, ein Produktionsschritt 13 nachgeordnet. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Beschichtungsschritt, bei dem eine dünne Schicht auf das Substrat aufgebracht wird. Die Schicht kann flüssig, gasförmig oder fest als dünner Film aufgebracht werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Schicht nass-chemisch, beispielsweise im Tiefdruck-Verfahren in einem sog. Roll-to-Roll-Prozess aufgebracht wird.In the production process, the band-shaped substrate 4 under the light fan of the measuring arrangement 11 continuously moved at almost constant speed. In the embodiments of the 3 and 4 is the measuring arrangement 11 , in the transport direction of the substrate 4 seen, a production step 13 downstream. According to a preferred embodiment, this is a coating step in which a thin layer is applied to the substrate. The layer can be applied liquid, gaseous or solid as a thin film. In particular, it can be provided that the layer is applied wet chemically, for example by gravure printing in a so-called roll-to-roll process.

Dem Produktionsschritt ist, in Transportrichtung des Substrates 4 gesehen, vorzugsweise eine zweite Messanordnung 14 nachgeordnet, der eine Leseeinheit 15 und eine Lösch-/Schreibeinheit 16 zugeordnet ist. Die Lösch-/Schreibeinheit 16 ermöglicht es, ein bereits mit einem Code beschriebenes Markierungsfeld 17 wie bei einer wiederbeschreibbaren CD immer wieder zu beschreiben. Alternativ können die Funktionalitäten Löschen und Schreiben auch in der Leseeinheit 15 integriert sein, so dass eine separate Lösch-/Schreibeinheit 16 entfallen kann. Durch die Anordnung mehrerer Messanordnungen hintereinander ist es möglich, auf in einem ersten Messzyklus mit der Messanordnung 11 an der Messlinie gewonnene Daten in einem späteren Messzyklus zuzugreifen, in dem der zugeordnete Code von der Leseeinheit 15 der Messanordnung 14 ausgewertet wird. Das heißt, die Ergebnisse der Messungen der Station(en) zuvor können auf diese Weise mit in die Berechnung einer zu vermessenden zwischenzeitlich auf das Substrat aufgebrachten Schicht oder eines Stapels von Schichten in einer nachfolgenden Position mit eingeschlossen werden. The production step is, in the transport direction of the substrate 4 seen, preferably a second measuring arrangement 14 downstream, which is a reading unit 15 and an erase / write unit 16 assigned. The erase / write unit 16 allows a checkbox already described with a code 17 as with a rewritable CD to describe again and again. Alternatively, the functions delete and write also in the reading unit 15 be integrated, so that a separate erase / write unit 16 can be omitted. By arranging a plurality of measuring arrangements in succession, it is possible to use the measuring arrangement in a first measuring cycle 11 to access data obtained on the measurement line in a later measurement cycle in which the associated code from the reading unit 15 the measuring arrangement 14 is evaluated. That is, the results of the measurements of the station (s) previously can thus be included in the calculation of a layer to be measured in the meantime applied to the substrate or a stack of layers in a subsequent position.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Vermessung der unprozessierten Teile des Substrates 4 (z.B. Oberflächentextur) selbst als Datensatz zum Auffinden der untersuchten Stelle im späteren Produktionsprozess zu verwenden. Dazu kann die Messanordnung 11; 14 so konfiguriert werden, dass diese nicht nur allein der Vermessung der Schichtdicke dient, sondern auch der Charakterisierung der Oberflächentopographie durch Auswertung der Streuverteilung orthogonal zu der Punktmusterreihe der Messlinie. In diesem Fall würden die Schreibeinheit 12 und die Leseeinheit 15 entfallen.Alternatively, it is also possible to measure the unprocessed parts of the substrate 4 (eg surface texture) itself to use as a record to find the examined site in the later production process. For this purpose, the measuring arrangement 11 ; 14 be configured so that this not only serves the measurement of the layer thickness, but also the characterization of the surface topography by evaluating the scattering distribution orthogonal to the dot pattern row of the measurement line. In this case, the writing unit would 12 and the reading unit 15 omitted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Beleuchtungseinheit lighting unit
22: Strahlvervielfacher beam multiplier
33: Umlenkelement deflecting
44: Substrat substratum
55: Polarisationsstrahlteiler Polarization beam splitter
66: Auffangschirm, Detektor Collecting screen, detector
77: Detektor detector
88th: Detektor detector
99: Umlenkspiegel deflecting
1010: Transporteinrichtung transport means
1111: Messanordnung measuring arrangement
1212: Schreibeinheit write unit
1313: Produktionsschritt production stage
1414: Messanordnung measuring arrangement
1515: Leseeinheit reader
16 16: Lösch- und SchreibeinheitErase and write unit
1717: Markierungsfelder checkboxes
1818: Beschreibbarer Teilbereich Writable subarea
αα: Einfallswinkel angle of incidence
ϕφ: Umschlingwinkel Umschlingwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2004/50246493 A1 [0003]
WO 2011/0106533 A2 [0004]
US 2004/0246493 [0004]

Claims

Measuring arrangement ( 11 ; 14 ) for measuring a layer thickness distribution of a panel or ribbon-shaped substrate ( 4 ), comprising - a lighting unit comprising a light source ( 1 ) and a beam multiplier ( 2 ), the light source ( 1 ) is adapted to produce monochromatic, unpolarized, spatially coherent illumination light, and wherein the beam multiplier ( 2 ) is adapted, when exposed to illumination light to produce a light fan, which is dimensioned so that the substrate ( 4 ) is illuminated along a measuring line, - a polarization beam splitter ( 5 ) arranged to receive measurement light reflected from the substrate along the measurement line at an angle of incidence α and to split it into an s-polarized radiation component and a p-polarized radiation component, - a detection unit ( 6 ; 7 ; 8th ), which is set up to receive the respective radiation components in spatially separated detection lines and to detect local intensities of the respective radiation component along the respective detection line, - an evaluation unit which is set up to local layer thicknesses along the measurement line from the respective detected local intensities of the respective radiation component, - a writing unit ( 12 ), which is set up to have a writable subarea ( 18 ) of the substrate ( 4 ) at a predetermined distance from the measurement line with a unique code, the code having a relation to the acquired intensity data and / or layer thickness data.

Measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to claim 1, wherein on the substrate to be examined ( 4 ) discrete points along the measurement line are illuminated.

Measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to claim 1 or 2, wherein the angle of incidence α corresponds to the Brewster angle

Measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the beam multiplier ( 2 ) is designed as a cylindrical lens.

Measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the beam multiplier ( 2 ), seen in the direction of the illumination light, a Strahlparallelisierer is arranged downstream.

Measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to claim 5, wherein the beam parallelizer, seen in the direction of the illumination light, a rotatable deflection mirror ( 3 ) is subordinate.

Measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the code encodes the measuring position and / or the measuring time.

Method for measuring a layer thickness distribution of a panel or ribbon substrate ( 4 ), comprising the following steps: - providing the substrate ( 4 ), - providing a measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to one of claims 1 to 7, - illuminating the substrate with illumination light along the measurement line by means of the illumination unit ( 1 ), - splitting the from the substrate ( 4 ) measurement light reflected along the measurement line into an s-polarized radiation component and a p-polarized radiation component, - detecting local intensities of the s-polarized radiation component and the p-polarized radiation component along the measurement line by means of the detection unit ( 6 ; 7 ; 8th ), - determining local layer thicknesses along the measurement line in accordance with the detected local intensities of the respective radiation component by means of the evaluation unit, - describing a writeable region ( 18 ) of the substrate ( 4 ) at a predetermined temporal or spatial distance to the measuring line by means of the writing unit ( 12 ) with a unique code, the code containing a relation to the obtained intensity data and / or slice thickness data.

Production unit for processing a panel or ribbon-shaped substrate ( 4 ), comprising - a transport device ( 10 ) for the directed transport of the substrate ( 4 ), - at least one measuring arrangement ( 11 ; 14 ) according to one of claims 1 to 7.

Production unit according to claim 9, wherein the transport device ( 10 ) a role ( 10 ) is guided over which the substrate with a wrap angle φ between 0 ° and 270 ° and is moved parallel to the axis of rotation of the roller and the measuring arrangement ( 11 ; 14 ) is arranged with respect to the roller so that the linear illumination of the substrate parallel to the axis of rotation of the roller ( 10 ) in the contact area between roller (15) given by the wrap angle φ 10 ) and substrate ( 4 ) he follows.

Production unit according to claim 9 or 10, comprising at least one second measuring arrangement ( 14 ), wherein the first measuring arrangement ( 11 ) and the second measuring arrangement ( 14 ), in the transport direction of the substrate ( 4 ), are arranged one behind the other, and wherein the second measuring arrangement ( 14 ) instead of or in addition to the writing unit ( 12 ) one Reading unit ( 15 ) or read / write unit ( 16 ), which is set up in each case to match that of the writing unit ( 12 ) of, in the transport direction of the substrate ( 4 ), first measuring arrangement ( 11 ) into the writable subarea ( 18 ) of the substrate ( 4 ) read or read out registered code and overwrite it with an updated code.