DE102014118878A1

DE102014118878A1 - Prozesskontrollverfahren und zugehörige Anordnung für die Herstellung eines Dünnschichtsystems

Info

Publication number: DE102014118878A1
Application number: DE102014118878.0A
Authority: DE
Inventors: Christoph Köckert
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Prozesskontrollverfahren für die Herstellung eines Dünnschichtsystems auf einem Substrat, welches eine Grundschichtanordnung, zwei Funktionsschichtanordnungen, zwei benachbarte Funktionsschichtanordnungen separierende Zwischenschichtanordnungen und eine Deckschichtanordnung umfasst, wobei Messdaten nach jeder, bis auf die letzte, hergestellten Schichtanordnung an einer Stelle auf dem Substrat und nach der letzten hergestellten Schichtanordnung Messdaten an mindestens zwei Stellen über die Breite des Substrates quer zur Substrattransportrichtung aufgenommen werden, sowie eine zugehörige Anordnung. Die Aufgabe, eine optimierte Anordnung von Messstellen bereitzustellen, die es erlaubt, eine Aussage bezüglich der Querverteilungen der Eigenschaften der einzelnen Schichten treffen zu können, wird dadurch gelöst, dass nach der Abscheidung einer ersten unteren Funktionsschichtanordnung an Substratstellen quer zur Substrattransportrichtung Transmissionsmessdaten aufgenommen werden, nach jeder weiteren Schichtanordnung an einer Stelle auf dem Substrat Transmissionsmessdaten und nach dem Herstellungsprozess des Dünnschichtsystems wieder über die Breite des Substrates quer zur Substrattransportrichtung aufgenommen werden, wobei die Messdaten einem optischen Simulationsprogramm zugeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Prozesskontrollverfahren für die Herstellung eines Dünnschichtsystems auf einem Substrat, welches vom Substrat aufwärts betrachtet eine Grundschichtanordnung, zumindest zwei Funktionsschichtanordnungen, wobei jeweils zwei benachbarte Funktionsschichtanordnungen mittels einer Zwischenschichtanordnung separiert sind und eine Deckschichtanordnung umfasst, wobei Messdaten nach jeder hergestellten Schichtanordnung an einer Stelle auf dem Substrat entlang einer Substrattransportrichtung und nach der letzten hergestellten Schichtanordnung Messdaten an mindestens zwei Stellen über die Breite des Substrates quer zur Substrattransportrichtung aufgenommen werden. Die Substrattransportrichtung verläuft in Längserstreckung der Beschichtungsanlage.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Prozesskontrollanordnung in einer Beschichtungsanlage für Dünnschichtsysteme umfassend jeweils eine optische Transmissionswerte- und / oder Reflexionswerte-aufnehmende Messeinrichtung, welche nach einem eine Schichtanordnung des Dünnschichtsystems hervorbringenden Beschichtungskompartments der Beschichtungsanlage im Vakuumbereich angeordnet ist, sowie optische Transmissionswerte-, Reflexionswerte- und/oder Flächenwiderstandswerte-aufnehmende Messeinrichtungen, welche über die Breite der Beschichtungsanlage und quer zu einer Substrattransportrichtung sowie in Substrattransportrichtung nach den Beschichtungskompartments der Beschichtungsanlage, z.B. an Atmosphäre angeordnet sind.
Dünnschichtsysteme werden in vielen verschiedenen technischen Anwendungen eingesetzt, z.B. zur Veredelung von Oberflächen, als Schichtanordnungen auf Architekturglas, als Spiegelschichtsysteme oder als Funktionsschichten mit Filterwirkung. Ein Dünnschichtsystem besteht dabei im Allgemeinen aus einer Grundschichtanordnung, zumindest einer Funktionsschichtanordnung, einer Deckschichtanordnung und gegebenenfalls einer zwei benachbarte Funktionsschichtanordnungen separierenden Zwischenschichtanordnung, wobei eine Funktionsschichtanordnung aus mehreren Teilschichten bestehen kann. Die Einstellung der Schichtdicke der einzelnen Schichtanordnungen spielt im Hinblick auf die Eigenschaften des Schichtsystems eine entscheidende Rolle.
Die Dünnschichtsysteme werden für ihren jeweiligen technischen Einsatz entworfen und für die jeweilige technische Anwendung genauestens konzeptioniert. Dafür werden in der Regel optische Modelle entworfen und dem jeweiligen Anwendungsfall angepasst. Um den Entwurf der Schichtsysteme im realen Herstellungsprozess auch exakt umzusetzen, ist theoretisch eine genaue Überwachung bei der Herstellung der einzelnen Schichtenanordnungen des Schichtsystems notwendig. Dafür ist allerdings ein umfassendes Netzwerk an Messeinrichtungen und geeigneter Analysesoftware notwendig, um den jeweiligen Ist-Zustand des Herstellungsprozesses in Echtzeit überwachen zu können. Bei Beschichtungsanlagen, die sehr große Flächen auf einmal beschichten können, beispielsweise bei Architekturglasbeschichtungsanlagen, sind parallel arbeitende Messeinrichtungen notwendig, um die Schichtdickenhomogenität über das gesamte Substrat überwachen zu können. Allerdings ist ein solches zweidimensionales Messüberwachungssystem generell mit sehr hohen Kosten verbunden, die durch die erzielbaren Ergebnisse teilweise nicht gerechtfertigt und auch nicht notwendig sind. Beispielsweise ist die messtechnische Erfassung von zwei aufeinanderfolgenden Schichten, welche einen sehr ähnlichen Brechungsindex besitzen, durch eine einzige Messung am Ende sehr schwer bis ganz unmöglich, so dass in solchen Fällen nur zwei Einzelschichtüberwachungen genaue Kenntnisse über beide einzelnen Schichten liefern würden. Allerdings ist es in manchen Fällen auch durchaus ausreichend und zielführend, beide Schichten als eine einzelne Schichtanordnung zu betrachten.
Eine Optimierung von Dünnschichtsystemen mit messtechnischen Mitteln sollte zum Ziel haben, dass die Designziele, wie z.B. eine gewünschte Reflexionsfarbe, eine bestimmte Winkelabhängigkeit der Farbe, eine hohe Transmission von Sonnenlicht oder eine hohe Transmission in Kombination mit einer bestimmten elektrischen Leitfähigkeit oder einer hohen Absorption der Strahlungsenergie oder auch die geforderte Farbgleichmäßigkeit für die jeweilige technische Anwendung der Beschichtung so gut wie nötig erfüllt werden.
Für die Charakterisierung von Endprodukten, beispielsweise für Kundenberichte, Datenblätter oder aus statistischen Gründen, kann die Bewertung von Schichtsystemen prinzipiell nach dem Herstellungsprozess erfolgen. Allerdings können damit keine Abweichungen oder Driften der einzelnen Schichtanordnungen im Herstellungsprozess, sondern nur des Gesamtergebnisses analysiert werden. Es kann also nicht eindeutig bestimmt werden, welche Schichtanordnung für die Drift des Gesamtergebnisses verantwortlich ist. Dies ist nur mit Messdaten möglich, die unmittelbar während der Herstellung der jeweiligen Schichtanordnung aufgenommen werden.
In Batch-Beschichtungsanlagen, die beispielsweise für die Herstellung von optischen Filterschichten mit vielen Schichten verwendet werden, wird das Wachstum jeder Schicht überwacht, um die Abscheidung im richtigen Moment, bei der jeweils gewünschten Schichtdicke beenden zu können. Allerdings ist dieses Verfahren für Beschichtungen großflächiger Substrate, wie z.B. Architekturglas, oder Foliensubstraten mit einer Rolle-zu-Rolle-Beschichtung, denen ein einheitlich gerichteter Substrattransport während der Beschichtung gemein ist, nicht anwendbar.
Für großflächige Glassubstrate, Foliensubstrate einer Rolle-zu-Rolle-Beschichtung oder Metallbandbeschichtungen werden gewöhnlich Sputteranlagen verwendet, wobei verschiedene Targets eingesetzt werden, je nachdem welches Material abgeschieden werden soll. Die Magnetrons mit den Targets sind jeweils in Beschichtungskompartments angeordnet, die sequentiell von den Substraten durchlaufen werden. Obwohl in diesen Anlagen hohe Beschichtungsraten zu vertretbaren Kosten realisiert werden können, sind diese Vorteile auch mit einigen Nachteilen verbunden, wie z.B. auftretende Driften während des Beschichtungsprozesses aufgrund von Targetabnutzung und eventuell anderen, sich während des Beschichtungsprozesses ändernden Prozessbedingungen innerhalb eines Beschichtungskompartments, die im Herstellungsprozess für ein optimales Beschichtungsergebnis berücksichtigt werden müssen.
Beispielsweise steigt mit wachsendem Targetmaterialabtrag die magnetische Feldstärke der Magnetronkathode an der Targetoberfläche, was in einer sinkenden Prozessspannung resultiert und messbar ist. In Abhängigkeit von dem verwendeten Magnetsystem-Design, welches in dem Magnetron verwendet wird und der Targetform, führt dies zu Änderungen in der Abscheiderate und/oder Änderungen in der Schichthomogenität. Auch Unterbrechungen in Folge von Wartungsarbeiten beeinflussen den Abscheideprozess. Beispielsweise nimmt der Partialdruck von Wasser in dem Beschichtungskompartment im Laufe des Beschichtungsprozesses stetig ab, was auch eine Änderung der Prozessspannung bewirkt. Das Driften der Beschichtungsbedingungen macht somit eine Beschichtungskontrolle in Echtzeit zwingend erforderlich.
Die Anzahl der verfügbaren Echtzeit-Messtechniken für die Kontrolle von Dünnschichtsystemen auf bewegten großen Substratflächen ist sehr begrenzt. Neben der berührungslosen Schichtwiderstandsmessung für Schichten mit einer elektrischen Leitfähigkeit, besteht die einzige weitere und notwendigerweise berührungslose Kontrollmöglichkeit in der Anwendung optischer Messeinrichtungen. Mittels Transmissions-, Reflexions- oder ellipsometrischen Messungen lässt sich schnell und exakt das Abdriften von Prozess- oder Schichtparametern detektieren. Dabei ist die sicherste Methode der Prozessüberwachung darin zu sehen, dass nach jeder neu abgeschiedenen Schicht des Schichtsystems, die Schichtdicke und die optischen Konstanten der Schicht gemessen werden. Ein entscheidender Nachteil dieser Methode ist allerdings, dass die einzusetzende Messtechnik nach jedem oder während jedes Beschichtungsschritts nicht nur aufgrund der notwendigen Anzahl sehr teuer ist. Außerdem ist eine präzise Reflexionsmessung in Vakuumbeschichtungsanlagen sehr aufwendig und schwierig, weshalb innerhalb des Beschichtungsprozesses nach jedem Beschichtungskompartment und noch unter Vakuumbedingungen, meist auf Transmissionsmesseinrichtungen zurückgegriffen wird.
Des Weiteren muss bei Messungen innerhalb des Herstellungsprozesses und unter Vakuumbedingungen die Gefahr der Kontaminierung der Messeinrichtungen während des Beschichtungsprozesses beachtet und möglichst unterbunden werden. Daher sind Messungen im Vakuum über die Breite eines Substrates, wie z.B. bei Architekturglas- oder Metallband-Coatern oder auch Roll-Coatern für Folienbeschichtung bisher nur an diskreten Positionen möglich. Beispielsweise sind die für außerhalb des Vakuums einsetzbaren und bekannten Messtraversen, wobei eine Messtraverse eine Messeinrichtung darstellt, deren Messkopf quer zur Längserstreckung der Beschichtungsanlage bzw. zur Substrattransportrichtung verfahrbar ist, für Anwendungen innerhalb des Vakuums der Anlage nicht geeignet. Gründe dafür sind im Partikelabrieb, der durch die Bewegung der Messköpfe das Substrat beeinflussen könnte, Platzmangel, die Zerstörung oder Schädigung bewegter optischer Lichtleiter oder aus ihrer Bewegung resultierende Signalschwankungen zu sehen. Daher wird bisher in der Regel an einer mittigen Stelle des Substrates bezüglich dessen Querausdehnung gemessen und in Ausnahmefällen zusätzlich noch an einer Position rechts oder links der Mitte des Substrates quer zur Längserstreckung der Beschichtungsanlage. Dazu wird das optische Messsignal per Lichtleitfaser aus dem Vakuumbereich nach außen geführt und dort in ein Spektrometer geleitet. Dabei kann sich die Beleuchtungsquelle der Messeinrichtung außerhalb des Vakuumbereiches befinden und wird mittels einer zweiten oder der gleichen Lichtleitfaser eingekoppelt. Üblicherweise wird pro Messposition auch ein Spektrometer verwendet. Wie bereits oben erwähnt, stellt ein Spektrometer einen enormen Kostenfaktor dar, so dass die Anzahl der Messpunkte immer gering gewählt wird. Allerdings ist eine Messposition für eine online-Prozesskontrolle oder gar ein Re-Engineering oftmals nicht ausreichend. Besonders bei komplizierten Schichtsystemen aus mehr als fünf einzelnen Schichten oder Schichtanordnungen ist damit eine exakte Prozesskontrolle nicht möglich. Lösungen, welche einer Vielzahl von multifunktionellen Messköpfen bezüglich moderater Kosten bereitstellen, sind bisher nicht bekannt.
Im bisherigen Stand der Technik zur Überwachung von Architekturglasbeschichtungen wurde folgendes angenommen:
Typische Architekturglas-Schichtsysteme bestehen immer aus verschiedenen Schichtanordnungen, wobei die Schichten in Abhängigkeit von ihrer Aufgabe zusammengefasst werden können. Dabei umfasst ein Schichtsystem eine Grundschichtanordnung, mindestens eine Funktionsschichtanordnung, eine Deckschichtanordnung und ggf. eine zwei benachbarte Funktionsschichtanordnungen separierende Zwischenschichtanordnung. Zu den Funktionsschichten zählen u.a. hochreflektierende Schichten, z.B. für Spiegelsysteme, absorbierende Schichten, reflektierende Schichten, z.B. IR-reflektierende Schichten in Low-E-Systemen, oder transparente, leitfähige Schichten, z.B. für Touch-Panel-Anwendungen. Nach der hier verwendeten Definition der Funktionsschicht zählen dielektrische transparente Schichten sowie Schutzschichten oder sogenannte Blockerschichten nicht dazu. Beispielsweise kann aber eine derartige Funktionsschichtanordnung aus einer IR-reflektierenden Silber(Ag-)Schicht und einer Blockerschicht gebildet werden. Die dielektrische Grundschichtanordnung, die dielektrische Deckschichtanordnung und bei Schichtsystemen mit mehrfachen Funktionsschichtanordnungen die dielektrischen Zwischenschichtanordnungen zählen nicht zu den Funktionsschichten, sie bilden aber einen Teil des Dünnschichtsystems als Ganzes. Ein Single-Low-E-System (SLE) wird demnach also insgesamt aus drei Schichtanordnungen, nämlich einer Grundschichtanordnung, einer Funktionsschichtanordnung und einer Deckschichtanordnung gebildet. Ein Double-Low-E-System (DLE) wird aus fünf Schichtanordnungen gebildet, nämlich aus einer Grundschichtanordnung, einer unteren Funktionsschichtanordnung, einer Zwischenschichtanordnung, einer darauf folgenden oberen Funktionsschichtanordnung und einer Deckschichtanordnung. Ein Triple-Low-E-System (TLE) wird folglich aus schon sieben wichtigen Schichtanordnungen gebildet, nämlich ebenfalls aus einer Grundschichtanordnung, einer unteren Funktionsschichtanordnung, einer Zwischenschichtanordnung, einer darauf folgenden mittleren Funktionsschichtanordnung, einer weiteren Zwischenschichtanordnung, einer oberen Funktionsschichtanordnung und einer Deckschichtanordnung. Zur Kontrolle während des Herstellungsprozesses sollte idealerweise nach der Abscheidung jeder einzelnen Schichtanordnung gemessen werden.
Bei der finalen Anordnung des Schichtsystems (also des Gesamtschichtsystems) werden üblicherweise immer die Schichteigenschaften des gesamten Schichtsystems über die Breite des Substrates von einer Messeinrichtung außerhalb der Beschichtungskompartments und gegebenenfalls außerhalb des Vakuums am Ende der Beschichtungsanlage gemessen. Unter dieser Messeinrichtung ist eine Messeinrichtung zu verstehen, die sowohl eine Transmission, Glasseiten- und Filmseitenreflexion und den Flächenwiderstand des Gesamtschichtsystems über die Breite des Substrates außerhalb des Beschichtungsprozesses mit all seinen Prozessteilen misst und sich damit außerhalb der Beschichtungsanlage befindet. Davon unterscheiden sich die Messeinrichtungen innerhalb der Beschichtungsanlage, die sich nach den Beschichtungskompartments innerhalb der Beschichtungsanlage, d.h. im Vakuum befinden. Für ein Low-E-System benötigt man neben der Messung außerhalb der Beschichtungsanlage also z mal zwei Messanordnungen, (wobei z die Anzahl der Funktionsschichtanordnungen ist).
Für Double-Low-E-Systeme reichen das Monitoring an den vier wichtigen Positionen, nämlich nach der dielektrischen Grundschichtanordnung, nach der ersten Ag-Schicht als untere Funktionsschicht, nach der Zwischenschichtanordnung und nach der zweiten Ag-Schicht als obere Funktionsschicht jeweils für die Transmissionsmessung während des Beschichtungsverfahrens sowie die laterale Messung der Transmission, Substratseiten- und Schichtseitenreflexion des kompletten Schichtsystems nach dem gesamten Herstellungsprozesses völlig aus, um für jede Schicht die Dicke und damit die Abscheiderate auch bezüglich ihrer Querverteilung bestimmen zu können. Diese kann beispielsweise mittels einer Simulationssoftware aus einem zuvor für dieses Gesamtschichtsystem aufgestellten optischen Modell berechnet werden.
Bei Triple-Low-E-Systemen ist das System mit den sechs wichtigen Messpositionen während des Beschichtungsprozesses und der lateralen Messung nach dem gesamten Herstellungsprozess nicht mehr eindeutig bestimmbar. Hierfür muss man üblicherweise zur Gewinnung der genauen Kenntnis aller Querverteilungen immer mindestens zwei Prozessdurchläufe fahren. Dazu wird in einem ersten Durchlauf ein erster Teil des Schichtsystems, z.B. bestehend aus der Grundschichtanordnung und der ersten Ag-Schicht inklusive Blockerschicht als erste Funktionsschichtanordnung gemessen und anschließend wird in einem zweiten Durchlauf das komplette Schichtsystem gemessen, wobei die Ergebnisse des ersten Teils des Schichtsystems als feste Werte für einen Fit des Gesamtschichtsystems in einer optischen Simulationssoftware übernommen werden. Bei dem ersten Durchlauf sind nur die Magnetrons in Betrieb, die für die Beschichtung des ersten Teils des Schichtsystems benötigt werden und im zweiten Durchlauf werden dann alle Magnetrons betrieben, die zur Abscheidung des kompletten Schichtsystems benötige werden. Dieser Prozess ist zum einen sehr zeitaufwendig, zum anderen kann er einen hohen Materialeinsatz erforderlich machen, bis die richtigen Prozessparameter eingestellt sind. Die ermittelten Werte haben nur über eine bestimmte Zeit Gültigkeit, besonders wenn es bei längeren Beschichtungskampagnen zu deutlichen Veränderungen der Querverteilung der einzelnen Schichten des ersten Teils des Schichtsystems kommt, z.B. durch fortschreitende Targeterosion beim Silber, weshalb die Prozesskontrolle auch während einer Kampagne an Probesubstraten von Zeit zu Zeit wiederholt werden müsste und der Herstellungsprozess unterbrochen werden muss. Das ist natürlich für einen kontinuierlichen Prozessdurchlauf- und eine einfache Produktionsüberwachung nicht optimal.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Messverfahren und eine Anordnung anzugeben, die eine Anordnung von Messstellen bezüglich ihres Ortes und ihrer Anzahl ermöglicht, um mit vertretbarem Aufwand ein im Herstellungsverfahren abgeschiedenes Schichtsystem ausreichend genau zu erfassen und eine Aussage bezüglich der Beschichtungsraten und der Querverteilungen der Eigenschaften seiner einzelnen Schichten bzw. der einzelnen Schichtanordnungen treffen zu können.
Die Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass nach der Abscheidung einer ersten unteren Funktionsschichtanordnung an mindestens zwei Stellen auf dem Substrat quer zur Substrattransportrichtung Messdaten der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen werden, nach jeder weiteren Schichtanordnung an einer Stelle auf dem Substrat Messdaten der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen werden, und nach dem Herstellungsprozess des kompletten Dünnschichtsystems Messdaten der Transmission und / oder Reflexion an mindestens zwei Stellen über die Breite des Substrates quer zur Substrattransportrichtung aufgenommen werden, wobei die Messdaten einem optischen Simulationsprogramm zugeführt werden. Zudem können auch Messdaten der Transmission und / oder Reflexion vor der einen ersten unteren Funktionsschichtanordnung angeordneten Schichtanordnung an einer Stelle auf dem Substrat aufgenommen werden.
Der Begriff der Reflexion in dieser Anmeldung schließt auch die durch ellipsometrische Messungen aufgenommenen Messdaten mit ein.
An je mehr Stellen über der Substratbreite Messwerte aufgenommen werden, desto genauer kann die Bewertung der Schichteigenschaften erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Prozesskontrollverfahrens werden zusätzlich Transmissionsmessdaten (T₀) und / oder Reflexionsmessdaten (R₀) an einer Stelle, z.B. mittig an dem unbeschichteten Substrat aufgenommen. Dies kann mittels einer zusätzlichen Messposition an Atmosphäre, also außerhalb und vor der Beschichtungsanlage oder im Vakuum, also in der Beschichtungsanlage vor dem Beschichtungsbereich mittels einer zusätzlichen Messeinrichtung erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass die Substrateigenschaften auch auf einem unbeschichteten Substrat hinreichend deutlich variieren, z.B. können bei Glassubstraten, auch wenn es sich um die gleiche Glassorte handelt, Transmissionsunterschiede von 1% und mehr auftreten. Durch die Berücksichtigung dieses Sachverhaltes kann das Simulationsergebnis und damit die Prozesskontrolle deutlich verbessert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Schichten des Dünnschichtsystems jeweils in wenigstens einem separaten Beschichtungskompartment abgeschieden, wobei nach der Abscheidung der ersten unteren Funktionsschichtanordnung, dass kann beispielsweise eine eine infrarotreflektierende Schicht, z.B. eine Silber-Schicht, inklusive Blockerschicht enthaltene Funktionsschichtanordnung sein, an mit ausgebildeten Prozessgaseinlässen in Anzahl und örtlicher Positionierung zum zu beschichtenden Substrat korrespondierenden Stellen auf dem Substrat quer zur Substrattransportrichtung Messdaten, z.B. der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen werden. Der Vorteil, dass die Bestimmung der Querverteilung über die Substratbreite nach diesem Abscheidungsschritt erfolgt, ist der, dass die aufgenommenen Messdaten, z.B. der Transmission nach dieser Funktionsschichtanordnung die Bestimmung der Querverteilungen aller bis dahin abgeschiedenen einzelnen Schichten oder Schichtanordnungen ermöglicht und diese als Vorgabe für den Fit oder die Fits des restlichen Schichtsystems verwendet werden. Zum einen werden vor der Aufnahme der Messdaten quer zur Substrattransportrichtung der ersten Funktionsschicht an einer Stelle, z.B. mittig auf dem Substrat, Messdaten der Transmission und / oder Reflexion auch der Grundschicht gemessen, wobei damit die Querverteilungen der bis dahin abgeschiedenen Schichtanordnungen (also der Grundschicht und der ersten Funktionsschicht) bestimmt werden. Zum anderen wird die jeweilige Querverteilung von Schichtanordnungseigenschaften der auf die erste Funktionsschichtanordnung folgenden Schichtanordnungen unter Berücksichtigung der jeweils vorher und nachfolgend an wenigstens einer Stelle auf dem Substrat aufgenommenen Messdaten der Transmission und / oder Reflexion und nach dem Herstellungsprozess des gesamten Dünnschichtsystems an mindestens zwei Stellen (x) über die Breite des Substrates quer zur Substrattransportrichtung aufgenommenen Messdaten der Transmission und / oder Reflexion bestimmt. Dies erfolgt mit Hilfe des optischen Modells und einer Simulationssoftware nach der Messung des gesamten Dünnschichtsystems für jede einzelne Schicht des beschichteten Substrates.
Beispielsweise kann durch Verwendung des auf der Simulationssoftware CODE basierenden Softwarepaketes BREIN ein sogenanntes ‚reverse engineering‘ realisiert werden. Aus den mit den Messeinrichtungen aufgenommenen Daten können Rückschlüsse auf die realen Schichtparameter gezogen werden und auf deren Grundlage gezielte Anpassungen des Prozesses, z.B. Leistungsänderungen der Sputterprozesse oder Trimgasflussänderungen vorgenommen werden.
Als Simulationssoftware können z.B. auch THE ESSENTIAL MACLEOD, TFcalc oder Optilayer eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Prozesskontrollverfahren lässt sich damit wie folgt zusammenfassen: Zunächst werden an einer (mittigen) Stelle nach der Abscheidung der Grundschicht und anschließend an mehreren Stellen quer zur Transportrichtung nach der Abscheidung der ersten Funktionsschichtanordnung die Messdaten der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen. Daraus können die Querverteilungen der bis dahin abgeschiedenen Schichtanordnungen (also der Grundschicht und der ersten Funktionsschichtanordnung) bestimmt werden. Nach allen weiteren Schichtanordnungen (außer der letzten) wird dann wieder nur an einer (mittigen) Stelle auf dem Substrat gemessen. Damit kann aber noch nicht auf die Querverteilungen der nach der ersten Funktionsschichtanordnung folgenden Schichtanordnungen geschlossen werden. Deshalb werden nach der letzten Schichtanordnung (Deckschicht) an mehreren Stellen quer zur Substrattransportrichtung die Messdaten der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen. Erst mit dieser finalen Querverteilungsmessung können nun unter Berücksichtigung der bekannten Querverteilungen der Grundschicht und ersten Funktionsschichtanordnung und mithilfe aller mittigen Messungen die Querverteilungen der auf die erste Funktionsschichtanordnung folgenden Schichtanordnungen bestimmt werden.
Außerdem kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren auf die Messungen des Flächenwiderstandes, welche im Vakuum nach einem Beschichtungskompartment üblicherweise in der Mitte des Substrates erfolgt, verzichtet werden. Alle Informationen bezüglich der Schichtdicken können aus den optischen Messungen ermittelt werden.
Anordnungsseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass nach dem ersten eine Funktionsschichtanordnung hervorbringenden Beschichtungskompartment eine eine Mehrzahl optischer Transmissions- und / oder Reflexionswerte an definierten quer zur Substrattransportrichtung verteilten Stellen aufnehmende Messeinrichtung angeordnet ist. Der Vorteil, beispielsweise die Transmissionswerte an verschiedenen definierten Stellen aufzunehmen, ist darin zu sehen, dass damit die Schichteigenschaften über die komplette Substratbreite (sogenannte Querverteilung) bestimmt werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Prozesskontrollanordnung weist die Messeinrichtung einen verfahrbaren Messkopf auf. Damit kann mit einer einzigen Messeinrichtung die gesamte Substratbreite überfahren und die Messdaten im Vakuum, d.h. in der Anlage nach einem Beschichtungskompartment aufgenommen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Prozesskontrollanordnung wird die Messeinrichtung aus mehreren stationär angeordneten Messköpfen gebildet. Der Vorteil davon ist, dass damit bewegliche Teile innerhalb der Beschichtungskammer vermieden werden, die unter Umständen z.B. eine Kontamination des Substrates durch Abrieb oder ähnliches oder ein Verrauschen des Messsignals durch bewegte Lichtleitfasern verursachen könnten.
Jedoch kann in einer Vakuumbeschichtungsanlage auch mit einer Anzahl x separater Lichtleitfasern das Beleuchtungssignal einer optischen Messeinrichtung an x lateralen oder auch x Stellen in Längserstreckung der Beschichtungsanlage, d.h. einmal quer und / oder einmal längs zur Transportrichtung des Substrates verteilten Messpositionen eingekoppelt werden. Von diesen Stellen x werden dann die reflektierten bzw. transmittierten Messsignale entweder durch die gleichen Lichtleitfasern oder auch durch weitere Lichtleitfasern wieder zur Atmosphäre ausgekoppelt. Dort werden dann alle Lichtleitfasern zusammengeführt und mittels eines Shutters wird dann immer nur ein Messsignal von einer Messposition an das Spektrometer zur Auswertung geleitet. Mittels einer entsprechenden Software wird das jeweilige Messspektrum eines Signals der entsprechenden Messposition zur entsprechenden Messzeit zugeordnet. Damit sind das aufgenommene Spektrum, die Messzeit, der Messort und das Substrat, auf dem die Messung erfolgt ist, eindeutig miteinander verknüpft. So können während das Band-, das Folien- oder das Glassubstrat durch die Anlage bewegt wird, nacheinander mit nur einem Spektrometer Messdaten an verschiedenen lateralen Positionen aufgenommen werden. Damit sind eine Bestimmung der Querverteilung und eine darauf basierende Optimierung, z.B. durch eine Regelung und Einstellung des eingelassenen Prozessgases möglich.
Die Schnelligkeit des Shutters bestimmt dabei die Längsausdehnung der Messung quer zur Substrattransportrichtung. Können die einzelnen Spektren also schnell hintereinander von dem Spektrometer gemessen werden, weil der Shutter schnell zwischen den einzelnen Querpositionen x umschaltet, dann wird auch nur wenig Substratlänge in Substrattransportrichtung während der Messdauer aller Messpositionen beschichtet und es kann eine Aussage über die Querverteilung der Substrateigenschaften getroffen werden.
Der Shutter kann entweder mechanisch, optisch oder elektrisch ausgeführt sein. Wichtig ist nur, dass zeitlich immer nur das Signal einer Messposition in das Spektrometer geleitet wird und nacheinander auf das Signal der nächsten Messposition umgeschaltet wird. Der Shutter kann beispielsweise ein optischer Faserschalter oder auch ein Multiplexer sein. Als mechanische Lösung kommt eine drehbare, strahlungsundurchlässige Scheibe mit einer Öffnung in Betracht, die sich an den einzelnen kreisförmig angeordneten Lichtleitfasern vorbeibewegt und dabei immer nur das Messsignal einer Lichtleitfaser und damit einer Messposition durchlässt.
Alternativ kann der Aufbau auch so ausgeführt werden, dass alle Lichtleitfasern mittels eines Faserkopplers zusammengeführt und dann in ein Spektrometer geführt werden. Vor der Zusammenführung wird das Signal jeder Lichtleitfaser einzeln per Shutter oder optischem Switch aus oder eingeschaltet.
Dieses Prinzip lässt sich sowohl für Transmissions- als auch für Reflexionsmessungen verwenden.
In einer Ausgestaltung der Prozesskontrollanordnung entspricht die Anzahl der Messstellen nach den die erste untere Funktionsschichtanordnung, die z.B. eine IR-reflektierende Schicht und seine Blockerschicht umfasst, hervorbringenden Beschichtungskompartments einer Anzahl quer zur Substrattransportrichtung ausgebildeter Prozessgaseinlässe.
Zusätzlich können in einer weiteren Ausgestaltung der Prozesskontrollanordnung die optischen Transmissionswerte- und / oder Reflexionswerte-aufnehmenden Messeinrichtungen nach dem die erste Funktionsschichtanordnung hervorbringenden Beschichtungskompartment so angeordnet sein, dass diese entsprechend den Positionen der Prozessgaseinlässe quer zur Substrattransportrichtung ausgebildet sind. Vorteilhaft dabei ist, dass direkt an der Einlassstelle der Prozessgase, welche einen direkten Einfluss auf die abgeschiedene Schicht haben, die Schichteigenschaften gemessen werden können und dementsprechend die zur Kompensation der detektierten Änderungen in Folge von Driften notwendigen Reaktivgasflussänderungen bestimmt und realisiert werden können. Ein Prozessgas setzt sich dabei aus einem Arbeitsgasanteil und einem Reaktivgasanteil zusammen, wobei das Arbeitsgas aus einem inerten Gas, wie z.B. Argon, Krypton oder Xenon und das Reaktivgas, z.B. aus Sauerstoff und / oder Stickstoff gebildet wird. Damit ist es möglich Nitride, Oxide oder Oxinitride abzuscheiden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Prozesskontrollanordnung ist jeweils nach den dem eine erste Funktionsschichtanordnung hervorbringenden Beschichtungskompartment folgenden Beschichtungskompartments ein stationär einen Messwert der Transmission und / oder der Reflexion eines Substrats aufnehmender Messkopf der Transmissionswerte- und / oder Reflexionswerte-aufnehmenden Messeinrichtung ausgebildet. Auch nach den Beschichtungskompartments, die Schichten vor der ersten Funktionsschichtanordnung hervorbringen, ist jeweils ein stationär einen Messwert der Transmission und / oder der Reflexion eines Substrats aufnehmender Messkopf der Transmissionswerte- und / oder Reflexionswerte-aufnehmenden Messeinrichtung ausgebildet. Die Messwerte der folgenden einzelnen Schichten bzw. Schichtanordnungen sind für eine rückführende Simulation in Kombination mit der gemessenen Querverteilung nach der ersten unteren Funktionsschichtanordnung notwendig, um die Querverteilung der Schichteigenschaften der folgenden Schichtenanordnungen aus dem optischen Modell mit der optischen Simulationssoftware zu bestimmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Prozesskontrollanordnung ist eine Regelungsvorrichtung zur jeweiligen Regelung der Prozessgasflüsse durch die Prozessgaseinlässe ausgebildet. Dadurch wird es möglich, die Prozessgasflüsse in Abhängigkeit von der nach der ersten unteren Funktionsschichtanordnung gemessenen Querverteilung der Schichteigenschaften und der berechneten bzw. simulierten Querverteilung der Schichtanordnungseigenschaften der weiteren Schichtenanordnungen zu regeln.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1a eine schematische Darstellung der Draufsicht einer erfindungsgemäßen Prozesskontrollanordnung mit den notwendigen Messpositionen und die Beschichtungskompartments für die Abscheidung eines Triple-Low-E-Systems;
1b eine schematische Darstellung der Draufsicht einer erfindungsgemäßen Prozesskontrollanordnung mit den Messpositionen bis zum Beschichtungskompartment zur Abscheidung der ersten unteren Funktionsschichtanordnung;
2 eine schematische Darstellung eines Triple-Low-E-Systems in einer Schnittansicht (die Schichtdicken sind nicht maßstäblich zueinander);
3 eine schematische Darstellung einer Messanordnung innerhalb der Beschichtungsanlage im Vakuum zur Messung der Transmission quer zur Substrattransportrichtung.
Ein TLE-System besteht aus einer dielektrischen Grundschichtanordnung (z.B. einem oder mehreren Nitriden und/oder Oxiden) GS, zwei dielektrischen Zwischenschichtanordnungen ZS, drei Silberschichten Ag mit einer nachfolgenden Blockerschicht, die jeweils eine untere, eine mittlere und eine obere Funktionsschichtanordnung FS darstellen und einer dielektrischen Deckschichtanordnung DS. 1a zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Prozesskontrollanordnung mit den notwendigen Messpositionen und die Beschichtungskompartments für die Abscheidung eines Triple-Low-E-Systems. Eine schematische Darstellung dieses Tripel-Low-E-Systems ist in 2 dargestellt. Allein durch eine Messung nach dem Stand der Technik, d.h. nach dem gesamten Herstellungsprozess des kompletten Schichtsystems ist es unmöglich, alle wichtigen Schichtdickenprofile bzw. Schichteigenschaften für das gesamte Schichtsystem, d.h. für jede einzelne Schicht bzw. Schichtanordnung des Schichtsystems zu analysieren und zu berechnen und gegebenenfalls den Beschichtungsprozess zeitnah entsprechend anzupassen.
Um Zeit und Kosten zu sparen, wird daher nur für einen bestimmten Teil der Funktionsschichtanordnungen eine umfangreiche Aufnahme an Messdaten vorgenommen. Jede Schicht, die auf einem Glassubstrat abgeschieden wird, erfolgt in einem oder mehreren Beschichtungskompartments. Die Abscheidungen erfolgen unter Vakuumbedingungen. Auf dem Glassubstrat wird zunächst eine dielektrische Grundschichtanordnung in Form einer oder mehrerer Oxid- oder / und Nitridschichten abgeschieden. Nach Abscheidung dieser Grundschichtanordnung wird beispielsweise eine erste Transmissionsmessung an einer Stelle des Substrates vorzugsweise in der Mitte des Substrates vorgenommen. Die Messung kann aber auch außerhalb der Substratmitte erfolgen. Die Messung sollte aber in Bezug auf die Breite des Substrates quer zur Substrattransportrichtung immer an der gleichen Stelle erfolgen. Der gemessene Transmissionswert wird gespeichert. Daran anschließend wird die erste untere Funktionsschichtanordnung, z.B. eine infrarotreflektierende Silberschicht mit einer Blockerschicht abgeschieden. Das Silber wird in einem oder mehreren eigenen Beschichtungskompartments von einem oder mehreren Magnetron mit einem Silber-Target gesputtert. In einem nachfolgenden Beschichtungskompartment erfolgt die Abscheidung der Blockerschicht, z.B. ebenfalls durch Sputtern. Die Blockerschicht dient dem Schutz vor ungewollter Oxidation der Funktionsschicht und kann z.B. aus NiCr bestehen. Aber auch andere Materialien sind möglich, wie z.B. Al, Zn, Sn, Si, und Ti. Vorteilhafter Weise erfolgt nun, nach der Abscheidung der Grundschichtanordnung und der ersten unteren Funktionsschichtanordnung, d.h. der Silberschicht mit der Blockerschicht, die erste umfangreiche optische Messung der Transmissions- und / oder Reflexion. D.h. über die gesamte Substratbreite, in Substrattransportrichtung gesehen quer zur Substrattransportrichtung, werden z.B. die Transmissionswerte an mehreren Stellen auf dem Substrat gemessen. Eine detaillierte Darstellung der Beschichtungsanlage und der Prozesskontrollanordnung bis zu diesem Prozessschritt ist in 1b dargestellt. Vorteilhafterweise erfolgen die Transmissionsmessungen T bezüglich der Querposition immer mittig gegenüber der jeweiligen Reaktivgaseinlässe bzw. Prozessgaseinlässe, die einem Gaskanalsegment 141 zugeordnet sein können. Ein Gaskanalsegment 141 ist dabei als ein Teil eines Gaskanals 14 zu verstehen, welcher sich parallel zur Längserstreckung eines Magnetrons 2 befindet, wobei die Gaskanalsegmente 141 in ihrer Längserstreckung damit ebenfalls quer zur Längserstreckung der Vakuumbeschichtungsanlage 1 ausgebildet sind. Durch die Länge der Gaskanalsegmente 141 und der damit durch das jeweilige Gaskanalsegment 141 beeinflussbare Bereich auf der Targetoberfläche eines Magnetrons 2 sind individuell durch die Anzahl der Gaskanalsegmente 141 entlang der Länge des Magnetrons 2 einstellbar. D.h. in je mehr Gaskanalsegmente 141 ein in Längserstreckung des Magnetrons parallel angeordneter Gaskanal 14 unterteilt ist, desto genauer kann die Targetoberfläche durch ein einem Targetbereich zugeordnetes Gaskanalsegment 141, die jeweils einzeln ansteuerbar sind, beeinflusst werden. In je mehr Gaskanalsegmente 141 der Gaskanal 14 also unterteilt ist, desto genauer kann beispielsweise die lokale Kontrolle der Targetoberflächenstöchiometrie sowie eine Plasmaeigenschaft, wie beispielsweise die Plasmastöchiometrie und -intensität und damit letztendlich der Sputterrate, erfolgen. In einer Ausgestaltung weist ein Gaskanalsegment entweder einen Prozessgaseinlass oder mehrere Prozessgaseinlässe auf, wobei der Prozessgaseinlass steuerbar ausgebildet ist. Dabei können die Prozessgaseinlässe eines Gaskanalsegmentes entweder einzeln oder als Prozessgaseinlässe des jeweiligen Gaskanalsegmentes al Einheit geregelt werden. Damit ist eine individuelle und exakte Abstimmung der Prozessgaseinlässe über die gesamte Substratbreite möglich. Die Transmissions- und / oder Reflexionsmessungen können mit einem Messkopf 61 einer Messeinrichtung 6 erfolgen, der entweder entlang der Längserstreckung des Magnetrons 2 verschiebbar ist, oder es sind mehrere Messköpfe 61 einer Messeinrichtung 6 fest und entsprechend der Gaskanalsegmente 141 mit ihren Reaktivgaseinlässen gegenüber installiert und angeordnet. Die Profile der gemessenen Transmissions- und / oder Reflexionswerte werden gespeichert. Mittels optischer Simulation können daraus dann die jeweiligen Einzelprofile der Schichteigenschaften der bis dahin abgeschiedenen Schichtanordnungen, also die der Grundschicht- und der ersten Funktionsschichtanordnung bestimmt werden. Es wird nun davon ausgegangen, dass für die folgenden Schichtanordnungen diese Querverteilungen der Transmissions- und / oder Reflexionseigenschaften als konstant angenommen werden können. Anschließend wird für die folgenden Schichtenanordnungen nur noch an einer Stelle der Transmissions- und / oder Reflexionswert aufgenommen. Für das TLE-Schichtsystem bedeutet das, dass neben der beschriebenen ersten Quermessung jeweils nach der Grundschichtanordnung GS, der ersten Zwischenschichtanordnung ZS, der zweiten mittleren gesputterten Ag-Schicht mit Blockerschicht, der zweiten Zwischenschichtanordnung ZS und der dritten Ag-Schicht mit Blocker jeweils an einer Stelle des Substrates 5, z.B. in der Mitte des Substrates 5, der Transmissionswert T gemessen und gespeichert wird. Nach der Abscheidung der dielektrischen Deckschichtanordnung DS erfolgt abschließend die optische Messung außerhalb des Beschichtungskompartments 3 für die dielektrische Deckschichtanordnung DS an dem fertigen Dünnschichtsystem. Die aufgenommenen und gespeicherten Messwerte 6 nach jedem Beschichtungskompartment 3 und die Messwerte 7 des kompletten Schichtsystems werden nun einem optischen Simulationsprogramm zugeführt, wobei mittels eines hinterlegten optischen Modells für das entsprechende Schichtsystem, auf die Schichteigenschaften der einzelnen Schichten bzw. Schichtanordnungen zurückgeschlossen werden kann. Dieser Vorgang wird auch als „reverse-engineering“ bezeichnet, wobei aus einem bestehenden, fertigen System oder einem fertigen Produkt durch Untersuchung der Endeigenschaften dieses Systems oder Produktes auf die Eigenschaften der Einzelelemente, d.h. der einzelnen Schichten geschlossen werden kann. Entsprechend den ermittelten Abweichungen, die sich im Vergleich zu den idealen einzelnen Schichteigenschaften, die aus dem optischen Modell berechnet wurden, ergeben, können nun Korrekturen der Prozessparameter in den einzelnen Beschichtungskompartments 3 vorgenommen werden in denen Abweichungen vom idealen Schichtsystemaufbau bezüglich Schichtdicke, Abscheidungsrate oder ähnliches aufgetreten sind.
In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, wird vor der Abscheidung des herzustellenden Schichtsystems, wie es zuvor bereits beschrieben wurde, die Transmission des Glassubstrates gemessen. Diese sogenannte T₀-Messung erfolgt am unbeschichteten Substrat 5 bevor das Glassubstrat einem Beschichtungsprozess zugeführt wird. Damit sollen Schwankungen der Substrateigenschaften über die gesamte Fläche des zu beschichtenden Substrates gemessen werden, um diese in einem anschließenden Analyse-Prozess, dem „reverse-engineering“, mit berücksichtigen zu können.
3 zeigt eine Messanordnung innerhalb der Beschichtungsanlage im Vakuum zur Messung der Transmission T quer zur Substrattransportrichtung 4. Dabei kann entweder eine einzelne Beleuchtungsquelle einer Messeinrichtung 6 zur Anwendung kommen, die vor oder nach dem Shutter oder Multiplexer 10 angeordnet ist, oder jede Messstelle x hat seine eigene Beleuchtungsquelle. Die Beleuchtungsquelle kann eine Halogenlampe oder aber auch eine LED sein. Die Intensität der Beleuchtungsquelle kann optional neben den Messsignalen der einzelnen Querpositionen selbst auch als Referenzmessgröße ins Spektrometer 10 geleitet werden. Hier sind exemplarisch nur drei Messpositionen quer zur Substrattransportrichtung 4 dargestellt. Es können natürlich je nach verwendeter Lösung der Strahlumschaltung vor dem Spektrometer 10 wesentlich mehr sein. In Architekturglasanlagen beispielsweise werden mindestens so viele Messpositionen x quer zur Substrattransportrichtung 4 realisiert, wie es Gassegmente, z.B. für den Einlass von Reaktivgas, gibt. D.h. die Messpositionen stimmen in Anzahl und räumlicher Anordnung mit der Anzahl der Gaskanalsegmente überein. In einer vorteilhaften Ausführung für Glasbeschichtungsanlagen sind das beispielsweise sechs Messpositionen.
Das vorgeschlagene Verfahren kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführung auch in einer Metallband- oder Folienbeschichtungsanlage genutzt werden. Für die Überwachung der Schichteigenschaften des Schichtsystems auf Foliensubstraten gilt der gleiche Ablauf wie für die Aufnahme von Transmissions- und / oder Reflexionswerten für die Architekturglasbeschichtung, wobei bei Metallbandbeschichtungen oder nicht transparenten Substraten dann die Messdaten von ellipsometrischen Messungen zur Bestimmung der Schichteigenschaften verwendet und genutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Beschichtungsanlage
2: Magnetron
3: Beschichtungskompartment
4: Substrattransportrichtung
5: Substrat
6: Messeinrichtung nach einem Beschichtungskompartment, im Vakuum
61: Messkopf
7: Messeinrichtung des kompletten Schichtsystems
8: Retroreflektor
9: Strahloptik
10: Spektrometer mit Beleuchtungsquelle
11: Multiplexer, Shutter
12: Beleuchtungssignal
13: Messstrahl
14: Gaskanal
141: Gaskanalsegment
GS: Grundschichtanordnung
FS: Funktionsschichtanordnung
ZS: Zwischenschichtanordnung
DS: Deckschichtanordnung
Ag: Silber
T₀: Transmissionsmessdaten eines unbeschichteten Substrates
x: Messstellen

Claims

Prozesskontrollverfahren für die Herstellung eines Dünnschichtsystems auf einem Substrat, wobei das Dünnschichtsystem vom Substrat aufwärts betrachtet eine Grundschichtanordnung, zumindest zwei Funktionsschichtenanordnungen, wobei jeweils zwei benachbarte Funktionsschichtanordnungen mittels einer Zwischenschichtanordnung voneinander separiert sind, und eine Deckschichtanordnung umfasst, wobei Messdaten nach jeder hergestellten Schichtanordnung an einer Stelle auf dem Substrat (5) entlang einer Substrattransportrichtung (4) und nach der letzten hergestellten Schichtanordnung Messdaten an mindestens zwei Stellen über die Breite des Substrates quer zur Substrattransportrichtung (4) aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass – nach der Abscheidung einer ersten unteren Funktionsschichtanordnung an mindestens zwei Stellen (x) auf dem Substrat quer zur Substrattransportrichtung (4) Messdaten der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen werden, – nach jeder weiteren Schichtanordnung an einer Stelle auf dem Substrat (5) Messdaten der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen werden, – nach dem Herstellungsprozess des gesamten Dünnschichtsystems Messdaten der Transmission und / oder Reflexion an mindestens zwei Stellen (x) über die Breite des Substrates (5) quer zur Substrattransportrichtung aufgenommen werden, wobei die Messdaten einem optischen Simulationsprogramm zugeführt werden.
Prozesskontrollverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Messdaten der Transmission und / oder Reflexion an einer Stelle an dem unbeschichteten Substrat (5) aufgenommen werden.
Prozesskontrollverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtenanordnungen des Dünnschichtsystems jeweils in wenigstens einem Beschichtungskompartment (3) abgeschieden werden.
Prozesskontrollverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abscheidung der ersten unteren Funktionsschichtanordnung an mit ausgebildeten Prozessgaseinlässen in Anzahl und örtlicher Positionierung zum Substrat (5) korrespondierenden Stellen (x) auf dem Substrat quer zur Substrattransportrichtung (4) Messdaten der Transmission und / oder Reflexion aufgenommen werden.
Prozesskontrollverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Transmission und / oder der Reflexion nach der Abscheidung einer IR-reflektierenden Funktionsschicht und einer Blockerschicht, die die erste untere Funktionsschichtanordnung bilden, erfolgt.
Prozesskontrollverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem ein Low-E-Schichtsystem ist.
Prozesskontrollverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Querverteilung von Schichtanordnungseigenschaften der auf die erste Funktionsschichtanordnung folgenden Schichtenanordnungen unter Berücksichtigung der jeweils vorher und nachfolgend an wenigstens einer Stelle auf dem Substrat (5) aufgenommenen Messdaten der Transmission und / oder Reflexion und nach dem Herstellungsprozess des gesamten Dünnschichtsystems an mindestens zwei Stellen (x) über die Breite des Substrates (5) quer zur Substrattransportrichtung (4) aufgenommenen Messdaten der Transmission und / oder Reflexion bestimmt wird.
Prozesskontrollanordnung in einer Beschichtungsanlage (1) für Dünnschichtsysteme umfassend jeweils eine optische Transmissionswerte und / oder Reflexionswerte-aufnehmende Messeinrichtung (T/R), welche nach einem eine Schichtanordnung des Dünnschichtsystems hervorbringenden Beschichtungskompartments (3) der Beschichtungsanlage (1) im Vakuum angeordnet ist, sowie optische Transmissionswerte-, Reflexionswerte- und/oder Flächenwiderstandswerte-aufnehmende Messeinrichtungen (7), welche über die Breite der Beschichtungsanlage (1) und quer zu einer Substrattransportrichtung (4) sowie in Substrattransportrichtung (4) nach den Beschichtungskompartments (3) der Beschichtungsanlage (1) an Atmosphäre angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten eine Funktionsschichtanordnung hervorbringenden Beschichtungskompartment (3) eine eine Mehrzahl optischer Transmissions- und / oder Reflexionswerte an definierten quer zur Substrattransportrichtung (4) verteilten Stellen (x) aufnehmende Messeinrichtung (6) angeordnet ist.
Prozesskontrollanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (6) einen verfahrbaren Messkopf aufweist.
Prozesskontrollanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (6) aus mehreren stationär angeordneten Messköpfen gebildet ist.
Prozesskontrollanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Messköpfe einer Anzahl quer zur Substrattransportrichtung (4) ausgebildeter Prozessgaseinlässe in dem die erste Funktionsschichtanordnung hervorbringenden Beschichtungskompartment (3) entspricht.
Prozesskontrollanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Transmissionswerte- und / oder Reflexionswerte-aufnehmenden Messeinrichtungen (6) nach dem die erste Funktionsschichtanordnung hervorbringenden Beschichtungskompartment (3) so angeordnet sind, dass diese entsprechend den Positionen der Prozessgaseinlässe quer zur Substrattransportrichtung (4) ausgebildet sind.
Prozesskontrollanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils nach den dem eine erste Funktionsschichtanordnung hervorbringenden Beschichtungskompartment (3) folgenden Beschichtungskompartments (3) ein stationär einen Messwert der Transmission und / oder Reflexion eines Substrats (5) aufnehmender Messkopf der Transmissionswerte- und / oder Reflexionswerte-aufnehmenden Messeinrichtung (6) ausgebildet ist.
Prozesskontrollanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelungsvorrichtung zur jeweiligen Regelung der Prozessgasflüsse durch die Prozessgaseinlässe ausgebildet ist.