DE102023102251B3

DE102023102251B3 - Verfahren, Steuervorrichtung, Computerprogram und Speichermedium

Info

Publication number: DE102023102251B3
Application number: DE102023102251.2A
Authority: DE
Inventors: Bernd Galonska
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2023-01-31
Filing date: 2023-01-31
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2043-02-01

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren (150) aufweisen: Ermitteln (101) eines Ist-Zustandes eines Resultats eines zweiseitigen Beschichtungsprozesses, mittels welchem ein erster Schichtstapel auf einer Vorderseite eines Substrats und ein zweiter Schichtstapel auf einer Rückseite des Substrats gebildet werden, basierend auf: einem Modell, welches eine Verknüpfung zwischen dem Resultat und einer spektralen Antwort des Resultats implementiert, und einem Ist-Zustand der spektralen Antwort, einer Angabe über einen Unterschied zwischen einem ersten Teilprozess des Beschichtungsprozesses, mittels welchem der erste Schichtstapel gebildet wird, und einem gleichzeitig dazu erfolgenden zweiten Teilprozess des Beschichtungsprozesses, mittels welchem der zweite Schichtstapel gebildet wird, Ansteuern (103) des Beschichtungsprozesses basierend auf dem Ist-Zustand des Resultats.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren, ein Computerprogram, eine Steuervorrichtung und ein Speichermedium.
Im Allgemeinen kann ein Substrat, beispielsweise ein Glassubstrat, ein Metallsubstrat und/oder ein Polymersubstrat, bearbeitet (prozessiert), z.B. mittels eines Beschichtungsprozesses beschichtet werden, so dass die chemischen und/oder physikalischen (z.B. optischen) Eigenschaften des Substrats verändert werden können. Mittels des Beschichtungsprozesses (z.B. mittels einer chemischen und/oder physikalischen Gasphasenabscheidung) kann beispielsweise ein Schichtstapel gebildet werden, um die optischen Eigenschaften des daraus hervorgehenden Resultats, beispielsweise dessen optisches Spektrum, gezielt einzustellen. Beispielsweise kann eine Vakuumbeschichtungsanlage genutzt werden, um mittels des Beschichtungsprozesses einen oder mehr als einen Stapel aus mehreren Schichten (auch als Schichtstapel bezeichnet) abzuscheiden, deren optische Wechselwirkung miteinander Anforderungen an eine Reflektion- oder Transmission- Kennlinie oder einen Farbeindruck erfüllen soll. Ein Anwendungsfall davon besteht beispielsweise in der Beschichtung optischer Komponenten, wie beispielsweise Linsen, Prismen oder Spiegel.
Generell kann ein solcher Beschichtungsprozess geregelt werden, beispielsweise anhand einer optischen Messung, die in regelmäßigen Abständen an dem zeitabhängigen Ist-Zustand des Resultats des Beschichtungsprozess vorgenommen wird. Die Komplexität einer solchen Regelung steigt allerdings mit der Anzahl der miteinander wechselwirkenden Schichten erheblich an, so dass auf computerimplementierte Modelle zurückgegriffen wird, mit denen der Fortschritt des Beschichtungsprozesses anhand der optischen Messung überwacht wird (auch als Monitoring bezeichnet).
DE 10 2018 101 173 A1 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten und DE 10 2020 124 934 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Prozessgruppe, welche einen ersten Prozess und einen zweiten Prozess durchführt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass die Möglichkeiten zur Überwachung des Beschichtungsprozesses in verschiedenen Anwendungsfällen begrenzt ist, unter anderem dann, wenn das Substrat beidseitig beschichtet werden soll, beispielsweise mit Schichtstapeln ähnlichen Aufbaus, möglichst zeitgleich, und/oder aus transparenten Material. Insbesondere ist bei einem Schichtstapel aus transparentem Material eine Reflexionsmessung als optische Messung erschwert, da die optische Messung beide Schichtstapel erfasst, was beispielsweise auch bei einer Transmissionsmessung der Fall ist. Anschaulich steigt mit zunehmenden Ähnlichkeiten zwischen den Schichtstapeln das Risiko, dass diese anhand der optischen Messung nur schwer voneinander unterscheidbar sind, so dass der Beschichtungsprozess anhand eine ungenauen Grundlage geregelt wird und infolgedessen hohe Anforderungen an das Resultat nur selten erfüllt werden können. Beispielsweise sind die Schichtdicken, die anhand der optischen Messung ermittelt wurden, nicht mehr eindeutig dem jeweiligen Stapel zuordenbar, was eine zuverlässige Regelung unmöglich macht.
In dem Zusammenhang wurde anschaulich erkannt, dass sich dieses Risiko mindern lässt, wenn zusätzlich (zu der optischen Messung) ein oder mehr als ein Unterschied der Schichtstapel voneinander berücksichtigt wird. Anschaulich verbessert diese Berücksichtigung die Datengrundlage (z.B. durch zusätzliche Randbedingungen) für die Regelung. Eine besondere Herausforderung besteht allerdings in dem Fall, dass diese Schichtstapel einen einheitlichen Soll-Aufbau aufweisen, beide von der optischen Messung erfasst werden und gleichzeitig (z.B. mit einem zeitlichen Überlapp) gebildet werden sollen. Für diesen Fall wurde erkannt, dass sich ein verwertbarer Unterschied zwischen den Schichtstapeln dadurch erzeugen lässt, dass sich deren Ist-Zustand zu dem oder jedem Zeitpunkt voneinander unterscheidet, zu dem die optische Messung erfolgt.
Dies lässt sich beispielsweise erreichen, indem die beiden Schichtstapel mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder zeitlich versetzt zueinander gebildet werden. Ein solches Vorgehen maximiert den zeitlichen Überlapp des Bildens der zwei Schichtstapel, so dass das Beschichten des Substrat insgesamt weniger Zeit in Anspruch nimmt, und somit kostengünstiger wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren, ein Computerprogram, eine Steuervorrichtung und ein Speichermedium bereitgestellt welche eines oder mehr als eines von Folgendem ermöglichen:

- dass eine beidseitige Beschichtung des Substrats möglichst gleichzeitig erfolgen kann, was den Durchsatz des Beschichtungsprozesses und damit dessen Wirtschaftlichkeit erhöht, ohne diese umrüsten zu müssen;
- dass hohe Anforderungen an das Resultat nicht nur dann erreicht werden, wenn die Schichtstapel nacheinander abgeschieden werden;
- dass ein hoher Kalibrierungsaufwand vermieden wird, anschaulich, da höhere in der Realität ohnehin auftretende Schwankungen der Teilprozesse in Kauf genommen werden können, um diesen Unterschied anzuregen;
- dass nicht notwendigerweise zusätzliche Sensorik erforderlich ist (beispielsweise für eine Reflexionsmessung), um die Datengrundlage zu verbessern.

Es zeigen

1 eine Prozessieranordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
2A und B jeweils die Prozessieranordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
3A und B jeweils das Resultat des Beschichtungsprozesses gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
4A und B jeweils eine spektral Antwort gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Diagramm;
5A bis C jeweils eine spektral Antwort gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Diagramm;
6A und B jeweils den Beschichtungsprozess gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Diagrammen; und
7 eine Vakuumanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Als Ist-Zustand einer Entität (z.B. einer Vorrichtung, eines Systems oder eines Vorgangs, d.h. Prozesses) kann der tatsächlich vorliegende bzw. sensorisch erfassbare Zustand der Entität verstanden werden. Als Soll-Zustand der Entität kann der angestrebte Zustand, d.h. eine Vorgabe, verstanden werden. Als Steuern kann eine beabsichtigte Beeinflussung des momentanen Zustands (auch als Ist-Zustand bezeichnet) der Entität verstanden werden. Dabei kann der momentane Zustand gemäß der Vorgabe (auch als Soll-Zustand bezeichnet) verändert werden, z.B. indem ein oder mehr als ein Betriebsparameter (dann auch als Stellgröße bezeichnet) der Entität verändert wird, z.B. mittels eines Stellglieds. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung durch Störungen entgegengewirkt wird. Dazu wird der Ist-Zustand mit dem Soll-Zustand verglichen und die Entität derart beeinflusst, z.B. mittels eines Stellglieds, dass die Abweichung des Ist-Zustands von dem Soll-Zustand minimiert wird. Die Regelung implementiert somit im Gegensatz zu der reinen vorwärts gerichteten Ablaufsteuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße, welche durch den sogenannten Regelkreis bewirkt wird (auch als Rückführung bezeichnet). Mit anderen Worten kann hierin verstanden werden, dass alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung (bzw. dem Ansteuern) eine Regelung verwendet werden kann bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen kann.
Der Zustand einer steuerbaren Vorrichtung (z.B. einer Beschichtungsvorrichtung) bzw. eines steuerbaren Vorgangs (z.B. des Beschichtungsprozesses) lässt sich als Punkt (auch als Arbeitspunkt oder Betriebspunkt bezeichnet) in einem Raum (auch als Zustandsraum bezeichnet) angeben, der von den veränderlichen Parametern der Vorrichtung bzw. des Vorgangs (auch als Betriebsparameter bezeichnet) aufgespannt wird. Der Zustand der Vorrichtung bzw. des Vorgangs ist somit eine Funktion des jeweiligen Werts eines oder mehr als eines Betriebsparameters, welcher den Zustand der Vorrichtung bzw. des Vorgangs somit repräsentiert. Der Ist-Zustand kann basierend auf einer Messung (z.B. mittels eines Messglieds) eines oder mehr als eines Betriebsparameters (dann auch als Regelgröße bezeichnet) ermittelt werden. Beispiele für einen Betriebsparameter eines Prozesses, (z.B. des Beschichtungsprozesses oder eines Teilprozesses davon) weisen auf: ein Zeitpunkt, zu dem der Prozess begonnen oder fortgesetzt wird; ein Zeitpunkt, zu dem der Prozess unterbrochen oder beendet wird, eine Zeitraum, für welche der Prozess unterbrochen oder durchgeführt wird; eine Geschwindigkeit, mit welcher der Prozess durchgeführt wird, eine Temperatur, welcher der Prozess ausgesetzt ist; ein Druck, welchem der Prozess ausgesetzt ist. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise ausgedrückt werden als Rate (Änderung pro Zeit), z.B. als Beschichtungsrate (z.B. angegeben als Zunahme der Schichtdicke auf dem Substrat pro Zeit) und/oder als Emissionsrate (z.B. gemessen als Zunahme der Schichtdicke auf einem Ratesensor pro Zeit). Bezogen auf eine Sputtervorrichtung wird die Emissionsrate auch als Zerstäubungsrate bezeichnet.
Der Zustand des Systems kann somit den Zustand jedes Beschichtungsprozesses des Systems repräsentieren und umgekehrt. Der Ist-Zustand jedes Prozesses (z.B. des Beschichtungsprozesses oder jedes Teilprozesses davon) kann mittels eines Messglieds (z.B. einen oder mehr als einen Sensor aufweisend) erfasst werden. Pro Regelgröße kann ein oder mehr als ein Sensor verwendet werden, der eingerichtet ist, eine Größe (auch als Messgröße bezeichnet) zu erfassen, welche die Regelgröße repräsentiert oder welche die Regelgröße ist.
Als Sensor (auch als Detektor bezeichnet) kann ein Wandler verstanden werden, der eingerichtet ist, eine zu dem Sensortyp korrespondierende Eigenschaft seiner Umgebung (z.B. qualitativ oder quantitativ) als Messgröße zu erfassen, z.B. eine physikalische Eigenschaft, eine chemische Eigenschaft und/oder eine stoffliche Beschaffenheit. Die Messgröße ist diejenige physikalische Größe (dann auch als Regelgröße bezeichnet), der die Messung mittels des Sensors gilt. Je nach Komplexität der zu messenden Umgebung des Sensors kann der Sensor eingerichtet sein, zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen der Messgröße unterscheiden zu können (auch als Messschalter bezeichnet), oder die Messgröße quantitativ zu erfassen. Ein Beispiel für eine erfasste Messgröße ist beispielsweise eine Gaszuflussrate (z.B. als Durchflussrate erfasst), deren Ist-Zustand mittels des Sensors in einen Messwert überführt werden kann.
Jeder Sensor kann Teil einer Messkette sein, welche eine entsprechende Infrastruktur (z.B. Prozessor, Speichermedium und/oder Bussystem und dergleichen aufweisend) aufweist. Die Messkette kann eingerichtet sein, den entsprechenden Sensor anzusteuern, dessen erfasste Messgröße als Eingangsgröße zu verarbeiten und darauf basierend ein elektrisches Signal als Ausgangsgröße bereitzustellen, welches die erfasste Eingangsgröße repräsentiert. Beispielsweise kann die Ausgangsgröße den Messwert angeben. Die Messkette kann beispielsweise mittels einer sogenannten Steuervorrichtung implementiert sein oder werden.
Im Folgenden wird unter anderem exemplarisch auf reaktive Prozesse Bezug genommen, bei denen eine chemische Reaktion erfolgt. Beispielsweise kann ein oder mehr als ein Prozess (z.B. Beschichtungsprozess oder Teilprozess davon) einen reaktiven Sputterprozess aufweisen, welcher mit einem oder mehr als einem Reaktivgas (z.B. eine Anzahl von m Reaktivgasen) vorsorgt wird, das eine chemische Verbindung mit dem Beschichtungsmaterial (auch als Targetmaterial bezeichnet) eingeht, die (dann auch als Schichtbildungsmaterial bezeichnet) auf einem Substrat abgeschieden wird (wobei beispielsweise m=1, m>1 oder m>2 ist). Es kann verstanden werden, dass der Beschichtungsprozess nicht notwendigerweise reaktiv sein muss. Die Größen, welche bei einem reaktiven Beschichtungsprozess bei der chemischen Reaktion beteiligte Materialien repräsentieren, können bei einem nicht-reaktiven Beschichtungsprozess entsprechende andere Materialien repräsentieren, die nicht an einer chemischen Reaktion beteiligt sind. Demgemäß kann das für den reaktiven Beschichtungsprozess Beschriebene in Analogie für einen nicht-reaktiven Beschichtungsprozess gelten und andersherum.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird Bezug genommen auf eine physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD) als exemplarischer Beschichtungsprozess, z.B. einen Sputterprozess aufweisend. Es kann verstanden werden, dass das für die PVD Beschriebene in Analogie für eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) gelten kann. Im Unterschied zur CVD wird bei der PVD ein festes Material zunächst in die Gasphase (auch als gasförmige Phase oder Dampf bezeichnet) überführt und mittels dieser Gasphase eine Schicht gebildet. Die Gasphase des Targetmaterials kann bei der PVD optional chemisch reagiert werden mit einem Reaktivgas zu einer chemischen Verbindung, welches in die Schicht eingebaut wird oder diese bildet. Bei der chemischen Reaktion der PVD werden somit zwei oder mehr Materialien zu der chemischen Verbindung zusammengeführt.
Bei der chemischen Gasphasenabscheidung wird eine gasförmige Ausgangsverbindung (auch als Präkursor oder Edukt bezeichnet) in mindestens zwei Reaktionsprodukte aufgespalten, von denen zumindest ein Reaktionsprodukt in die Schicht eingebaut wird und optional ein Reaktionsprodukt als Überschuss dem Beschichtungsprozess entzogen (z.B. mittels einer Pumpe) wird. Optional kann die CVD mittels eines Plasmas erfolgen, in welchem das Aufspalten des Präkursors erfolgt.
Ein Plasma kann mittels eines sogenannten Arbeitsgases (auch als plasmabildendes Gas bezeichnet) gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Arbeitsgas ein gasförmiges Material aufweisen, welches reaktionsträge ist, mit anderen Worten, welches sich nur an wenigen oder gar keinen chemischen Reaktionen beteiligt. Ein Arbeitsgas kann beispielsweise von dem verwendeten Targetmaterial definiert sein oder werden und an dieses angepasst sein oder werden. Beispielsweise kann ein Arbeitsgas ein Gas oder ein Gasgemisch aufweisen, welches mit dem Targetmaterial nicht zu einem Feststoff reagiert. Das Arbeitsgas kann beispielsweise ein Edelgas (z.B. Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon) oder mehrere Edelgase aufweisen. Aus dem Arbeitsgas kann das Plasma gebildet werden, welches beispielsweise im Wesentlichen das Zerstäuben des Targetmaterials bewirkt. Wird ein Reaktivgas verwendet, kann dieses eine höhere chemische Reaktivität als das Arbeitsgas aufweisen, z.B. bezüglich des Targetmaterials. Mit anderen Worten kann das zerstäubte Targetmaterial zusammen mit dem Reaktivgas (wenn vorhanden) schneller reagieren (d.h. mehr Reaktionsprodukt pro Zeit bilden) als zusammen mit dem Arbeitsgas (z.B. wenn es überhaupt mit dem Arbeitsgas chemisch reagiert). Das Reaktivgas und das Arbeitsgas können gemeinsam oder getrennt als Prozessgas (z.B. als Gasgemisch) zugeführt werden, beispielsweise mittels der Gaszuführvorrichtung.
Das Reaktivgas kann ein gasförmiges Material aufweisen, welches mit dem Targetmaterial (z.B. mit dem zerstäubten Targetmaterial) reagiert und/oder mittels einer chemischen Reaktion in die abgeschiedene Schicht eingebaut werden kann. Wird beispielsweise ein Targetmaterial verwendet, welches ein Nitrid (z.B. Aluminiumnitrid) bilden kann, oder soll ein Nitrid des Targetmaterials abgeschieden werden, kann das Reaktivgas Stickstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Wird beispielsweise ein Targetmaterial verwendet, welches ein Oxid (z.B. Aluminiumoxid) bilden kann, oder soll ein Oxid des Targetmaterials abgeschieden werden, kann das Reaktivgas Sauerstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Reaktivgas kann beispielsweise ein Gasgemisch (Reaktivgasgemisch) aus mehreren Gasen aufweisen oder daraus gebildet sein, welche mit dem Targetmaterial und/oder der abgeschiedenen Schicht reagieren, z.B. Sauerstoff und Stickstoff, z.B. wenn ein Oxinitrid (z.B. Aluminiumoxinitrid) abgeschieden werden soll. Das Reaktivgasgemisch kann z.B. überwiegend (d.h. zu mehr als 50%) Sauerstoff aufweisen, z.B. zum Abscheiden eines Oxids oder Oxinitrids. Beispiele für das Reaktivgas weisen auf: molekularer Sauerstoff, molekularer Stickstoff, Stickoxid, Kohlenstoffoxid, Schwefelwasserstoff, Methan, gasförmiger Kohlenwasserstoff, molekulares Fluor, molekulares Chlor, Ozon, oder ein anderes gasförmiges Material.
In einer exemplarischen Implementierung kann der beispielsweise eine vakuumgestützte Beschichtung (z.B. das Bilden der einzelnen Schichten des Schichtstapels) aufweisen mit Hilfe einer elektrischen Entladung (auch als Plasma bezeichnet). Dazu kann mittels einer Kathode ein plasmabildendes (z.B. inertes) Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (auch als Target bezeichnet) der Kathode zerstäubt (auch als Sputtern bezeichnet) werden kann. Das zerstäubte Material kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht (auch als Beschichtung bezeichnet) bilden kann. Modifikationen der Kathodenzerstäubung sind das Sputtern mittels eines Magnetrons, das so genannte Magnetronsputtern, z.B. ein reaktives Magnetronsputtern oder nicht-reaktives Magnetronsputtern. Dabei kann das Bilden des Plasmas mittels eines Magnetfeldes unterstützt werden, welches die Ionisationsrate des plasmabildenden Gases beeinflussen kann. Das Magnetfeld kann mittels eines Magnetsystems erzeugt werden, wobei mittels des Magnetfelds ein Plasmakanal ausgebildet werden kann, in dem sich das Plasma bilden kann. Zum Sputtern kann das Beschichtungsmaterial als Festkörper (auch als Target bezeichnet) zwischen dem Plasmakanal und dem Magnetsystem angeordnet sein oder werden, so dass das Target von dem Magnetfeld durchdrungen werden kann und sich der Plasmakanal auf dem Target ausbilden kann. Das plasmabildende Gas (z.B. Argon) kann zusammen mit einem optionalen Reaktivgas ein Prozessgas bilden, in dem Sputtern erfolgt. Mittels des Reaktivgases kann das reaktive Magnetronsputtern erfolgen.
Im Folgenden wird auf ein Verfahren Bezug genommen, welches das Ansteuern eines Beschichtungsprozesses aufweist, was beispielsweise mittels Ansteuerns eines oder mehr als eines Stellglieds erfolgen kann (auch als Stelleingriff bezeichnet). In dem Zusammenhang wird ebenso auf eine Steuervorrichtung bzw. Codesegmente Bezug genommen. Die Steuervorrichtung (auch als Regelvorrichtung bezeichnet) kann eingerichtet sein, eines oder mehr als eines der hierin beschriebenen Verfahren zu implementieren. Dazu kann die Steuervorrichtung einen Prozessor aufweisen, der eingerichtet ist, das jeweilige Verfahren zu implementieren. Beispielsweise kann der Prozessor eingerichtet sein, entsprechende Instruktionen zum Ansteuern auszugeben. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessor eingerichtet sein, entsprechende Instruktionen und Signale aufzunehmen und zu verarbeiten. Die von dem Prozessor aufgenommenen Instruktionen können beispielsweise mittels Codesegmenten implementiert sein, welche auf einem nicht-transitorischen Datenspeicher abgespeichert sind. Beispielsweise können die Codesegmente zumindest Instruktionen und/oder eine oder mehr als eine Vorgabe aufweisen, welche wenn von dem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu bringen, eines der Verfahren durchzuführen.
Der Begriff „Steuervorrichtung“ kann als jede Art einer Logik implementierenden Entität verstanden werden, die beispielsweise einen Prozessor (und beispielsweise entsprechende Verschaltung) aufweisen kann, welche beispielsweise Software ausführen kann, die in einem Speichermedium, in einer Firmware oder in einer Kombination davon gespeichert ist, und darauf basierend Anweisungen ausgeben kann. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise mittels Codesegmenten (z.B. Software) konfiguriert sein. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuervorrichtung (SPS) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Datenspeicher (allgemeiner auch als Speichermedium bezeichnet) ein nichttransitorischer Datenspeicher sein. Der Datenspeicher kann beispielsweise eine Festplatte und/oder zumindest einen Halbleiterspeicher (wie z.B. Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher und/oder Flash-Speicher) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Nur-Lese-Speicher kann beispielsweise ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (kann auch als EPROM bezeichnet werden) sein. Der Direktzugriffsspeicher kann ein nichtflüchtiger Direktzugriffsspeicher (kann auch als NVRAM -„non-volatile random access memory“ bezeichnet werden) sein. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher eines oder mehr als eines von Folgendem gespeichert werden: die Codesegmente, die das Verfahren implementieren, ein Modell oder zumindest Parameter dessen, eine oder mehr als eine Angabe über einen Unterschied zwischen zwei Teilprozessen des Beschichtungsprozesses.
Der Begriff „Prozessor“ kann als jede Art von Entität verstanden werden, die die Verarbeitung von Daten oder Signalen erlaubt. Die Daten oder Signale können beispielsweise gemäß zumindest einer (d.h. einer oder mehr als einer) spezifischen Funktion behandelt werden, die vom Prozessor ausgeführt wird. Ein Prozessor kann eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine Mischsignalschaltung, eine Logikschaltung, einen Mikroprozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine programmierbare Gatter-Anordnung (FPGA), eine integrierte Schaltung oder eine beliebige Kombination davon aufweisen oder daraus gebildet sein. Jede andere Art der Implementierung der jeweiligen Funktionen, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, kann auch als Prozessor oder Logikschaltung verstanden werden, beispielsweise auch virtuelle Prozessoren (oder eine virtuelle Maschine) oder eine Vielzahl dezentraler Prozessoren, die beispielsweise mittels eines Netzwerks miteinander verbunden sind, beliebig räumlich verteilt sind und/oder beliebige Anteile an der Implementierung der jeweiligen Funktionen haben (z.B. Rechenlastverteilung unter den Prozessoren). Dasselbe gilt im Allgemeinen für eine anders implementierte Logik zur Implementierung der jeweiligen Funktionen. Es versteht sich, dass einer oder mehrere der hierin detailliert beschriebenen Verfahrensschritte von einem Prozessor ausgeführt (z.B. realisiert) werden können, durch eine oder mehrere spezifische Funktionen, die von dem Prozessor ausgeführt werden.
Der Begriff „Stellglied“ (z.B. einen Aktuator bzw. Aktor aufweisend) kann als ein Wandler verstanden werden, der zum Beeinflussen eines Zustandes, eines Vorgangs (z.B. eines Beschichtungsprozesses) oder einer Vorrichtung in Antwort auf ein Ansteuern des Stellglieds eingerichtet ist. Das Stellglied kann ein diesem zugeführtes Ansteuersignal (mittels dessen das Ansteuern erfolgt) in mechanische Bewegungen bzw. Veränderungen physikalischer Größen wie Druck oder Temperatur umsetzen. Ein elektromechanisches Stellglied kann zum Beispiel eingerichtet sein, in Antwort auf das Ansteuern elektrische Energie in mechanische Energie (z.B. durch Bewegung) zu überführen.
Ein Stellglied kann eingerichtet sein, Einfluss auf den Ist-Zustand (auch als Arbeitspunkt bezeichnet) des Prozesses zu nehmen (z.B. auf dessen Stellgröße), der mittels des Stellglieds versorgt wird. Der Einfluss kann direkt oder indirekt sein. Stellgröße und Regelgröße können sich beispielsweise voneinander unterscheiden. Die Regelgröße (z.B. Druck) kann dann entsprechend eine Funktion einer oder mehr als einer Stellgröße (z.B. Gaszufluss) sein.
Beispielsweise kann das Stellglied eine elektrische Spannung als Stellgröße, mittels welcher ein Plasma versorgt wird, verändern, so dass infolge dessen eine Beschichtungsrate, eine Zerstäubungsrate oder eine Schichtdicke als Regelgröße verändert wird. Beispielsweise kann das Stellglied eine Zuflussrate eines Gases als Stellgröße verändern, so dass infolge dessen ein Druck als Regelgröße verändert wird. Beispielsweise kann das Stellglied eine Zuflussrate eines Arbeitsgases als Stellgröße verändern, so dass infolge dessen eine Zerstäubungsrate oder eine Schichtdicke als Regelgröße verändert wird. Beispielsweise kann das Stellglied eine Zuflussrate eines Reaktivgases als Stellgröße verändern, so dass infolge dessen eine chemische Zusammensetzung des Plasmas oder einer Beschichtung als Regelgröße verändert wird.
Bezüglich des Ansteuerns eines Stellglieds wird unter anderem auf die einfacher verständlichere Stellgröße bzw. deren Stellwert Bezug genommen, welche von dem Stellglied beeinflusst wird. Das dafür Beschriebene kann in Analogie gelten für die Steuergröße bzw. deren Steuerwert, welche dem Stellglied zum Ansteuern zugeführt werden, und umgekehrt. Anschaulich wirkt das Stellglied als Wandler, welcher ein Ansteuersignal in die Stellgröße bzw. deren Stellwert überführt, so dass der Stellwert eine Funktion des Steuerwerts ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das bereitgestellte Steuern und/oder Regeln zur Stabilisierung der optischen Produkteigenschaften (Farbe, Transmission, Reflektion) verwendet werden, z.B. durch die Einstellung der Schichtdicken. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein oder jedes Substrat eine Folie und/oder eine Glasplatte aufweisen oder daraus gebildet sein.
Beispielsweise ein der Schichtstapel ein optisches Antireflexion-Mehrschichtsystem aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Antireflexion-Mehrschichtsystem kann aufweisen: mehrere transparente und/oder dielektrische Materialien, welche sich in ihrem Brechungsindex voneinander unterscheiden; einen Stapel aus mehreren Mehrschichtgruppen, welche sich optional in einer Gesamtschichtdicke voneinander unterscheiden, und von denen jede Mehrschichtgruppe mehrere Schichten aufweist, von denen eine erste Schicht ein erstes Material der mehreren Materialien aufweist oder daraus besteht, und eine zweite Schicht ein zweites Material der mehreren Materialien aufweist oder daraus besteht.
Beispielsweise ein Schichtstapel ein optisches Niedrigemission-Mehrschichtsystem aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Niedrigemission-Mehrschichtsystem kann aufweisen: eine dielektrische Grundschichtanordnung (z.B. eine oder mehrere Schichten aufweisend) und eine dielektrische Deckschichtanordnung (z.B. eine oder mehrere Schichten aufweisend); eine Funktionsschichtanordnung (z.B. eine oder mehrere Schichten aufweisend), welche eine metallische Funktionsschicht aufweist und zwischen der Grundschichtanordnung und der Deckschichtanordnung angeordnet ist, wobei die Deckschichtanordnung optional zumindest eine Schutzschicht aufweist. Die Schutzschicht kann beispielsweise ein Halbmetall (z.B. Silizium) und/oder ein Nichtmetall (z.B. Sticksoff), ein Nitrid dieser und/oder ein Oxid dieser aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die metallische Funktionsschicht weggelassen werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Objekt (z.B. das Substrat, ein Material, der Schichtstapel und/oder jede Schicht davon) lichtdurchlässig sein. Im Rahmen dieser Beschreibung kann der Begriff „lichtdurchlässig“ (z.B. transparent oder zumindest transluzent) verstanden werden, als dass das Objekt (z.B. ein Substrat oder eine Schicht oder ein Material) einen Transmissionsgrad derart aufweist, dass ein Großteil der auf diesen treffenden elektromagnetischen Strahlung (z.B. Lichts) durch diesen hindurchgelangt, z.B. mehr als von diesem absorbiert und/oder reflektiert wird. Ein lichtdurchlässiges Objekt kann z.B. transluzent (teillichtdurchlässig) ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der Transmissionsgrad innerhalb des Durchlassbereichs größer sein (z.B. mindestens doppelt, dreifach, fünffach oder zehnfach so groß) als der Reflexionsgrad und/oder der Absorptionsgrad, z.B. deren Summe.
Der Transmissionskoeffizient (auch als Transmissionsgrad bezeichnet) kann den Anteil der elektromagnetischen Strahlung (z.B. des sichtbaren Lichtes) bezeichnen, welcher durch das Objekt (z.B. das Substrat) hindurch gelangt. Der Reflexionsgrad (auch als Reflexionskoeffizient bezeichnet) kann den Anteil der einfallenden elektromagnetischen Strahlung bezeichnen, welcher von dem Objekt reflektiert (z.B. reemittiert wird). Der Reflexionsgrad kann gerichtet reflektiert Strahlung (anschaulich zurückgespiegelte), diffus reflektiert Strahlung und/oder reemittierte Strahlung berücksichtigen. Der Absorptionsgrad (auch als Absorptionskoeffizient bezeichnet) kann den Anteil der einfallenden elektromagnetischen Strahlung bezeichnen, welcher von dem Objekt absorbiert (d.h. aufgenommen und/oder verschluckt) wird, z.B. indem dieses in Wärme umgewandelt wird.
Eine transparentes Objekt (z.B. das Substrat, ein Material, der Schichtstapel und/oder jede Schicht davon) kann einen Transmissionsgrad (Transmissionskoeffizient) aufweisen, welcher größer ist als ungefähr 50 %, z.B. größer als ungefähr 60 %, z.B. größer als ungefähr 70 %, z.B. größer als ungefähr 80 %, z.B. größer als ungefähr 90 %. Beispielsweise kann der Transmissionsgrad in einem Bereich von ungefähr 70 % und ungefähr 99 % liegen.
Im Allgemeinen kann der Transmissionsgrad gemäß den optischen Eigenschaften des Objekts von der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung abhängen. Beispielsweise kann der Schichtstapel für einen oder mehrere Wellenlängenbereiche transparent sein während diese(s) für einen oder mehrere zusätzliche Wellenlängenbereiche intransparent ist (auch als opak bezeichnet), d.h. diese herausfiltert. Der eine oder die mehreren herausgefilterten Wellenlängenbereiche können absorbiert und/oder reflektiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind solche Angaben über optische Eigenschaften (z.B. Transmissionsgrad, Reflexionsgrad und/oder Absorptionsgrad) auf einen bestimmten Wellenlängenbereich (auch als Durchlassbereich bezeichnet) der elektromagnetischen Strahlung bezogen sein, z.B. auf den des sichtbaren Lichts (d.h. ein Wellenlängenbereich von ungefähr 380 nm bis ungefähr von 780 nm) oder auf eine Grenzwellenlänge oder auf 550 nm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein dielektrisches Objekt (z.B. Material oder Struktur, z.B. Schicht) als elektrisch isolierend verstanden werden, z.B. eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 10^-6 Siemens/Meter aufweisend. Das dielektrische Objekt kann beispielsweise eine oxydische und/oder nitridische Keramik (z.B. als Verbindung eines Metalls) aufweisen oder daraus gebildet sein. Oxydisch kann verstanden werden, als dass das Objekt eine Sauerstoffverbindung (z.B. ein Metalloxid) aufweist oder daraus gebildet sein kann. Nitridisch kann verstanden werden, als dass das Objekt eine Stickstoffverbindung (z.B. ein Metallnitrid) aufweist oder daraus gebildet sein kann. Das dielektrische Objekt kann beispielsweise transparent sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Metall (auch als metallischer Werkstoff bezeichnet) zumindest ein metallisches Element (d.h. ein oder mehrere metallische Elemente) aufweisen (oder daraus gebildet sein), z.B. zumindest ein Element aus der Folgenden Gruppe von Elementen: Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Titan (Ti), Nickel (Ni), Silber (Ag), Chrom (Cr), Platin (Pt), Gold (Au), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Zirkonium (Zr), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Vanadium (V), Barium (Ba), Indium (In), Calcium (Ca), Hafnium (Hf) und/oder Samarium (Sm).
Um eine zweiseitige Beschichtung durchzuführen, bei der das Bilden der Einzelschichten mittels eines optischen Überwachungssystems gesteuert werden, ist es ggf. herkömmlich notwendig die Einzelschichten (auch als einzelne Schichten bezeichnet) nacheinander abzuscheiden, da insbesondere, wenn die dabei gebildeten Schichtstapel auf der Vorderseite und der Rückseite identisch sind, die Schichtdicken der Einzelschichten sich nicht eindeutig bestimmen lassen. Eine simultane Beschichtung ist dann nur zeitgesteuert oder durch eine Bestimmung der Rate mittels Schwingquarzen als Ratesensor möglich. Für die Anforderungen der Präzisionsoptik ist das nicht ausreichend.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird erreicht, dass eine nahezu gleichzeitige (simultane) Beschichtung von beiden Seiten unabhängig (auch als zweiseitiges Beschichten bezeichnet) vom Schichtsystem, gesteuert durch optisches Monitoring, möglich ist. Unter dem gleichzeitigen Beschichten kann verstanden werden, dass der Anteil am gesamten Zeitraum des Beschichtungsprozesses, für welchen das Substrat nur einseitig beschichtet wird, kleiner ist als der Anteil am gesamten Zeitraum des Beschichtungsprozesses (oder 50% davon oder 25% davon oder 10% davon), für welchen das Substrat zweiseitig beschichtet wird. Der gesamte Zeitraum eines zweiseitigen Beschichtungsprozesses ist somit kleiner als wenn dasselbe Resultat mittels einseitigen Beschichtens gebildet wird.
Durch die geschickte Wahl der Arbeitsparameter des Beschichtungsprozesses (auch als Beschichtungsparameter bezeichnet), z.B. der Startzeit des Beschichtungsprozesses oder Teilprozesses davon, werden genügend Informationen bereitgestellt, um aus einem optischen Spektrum die Schichtdicken und Beschichtungsraten in-situ (z.B. ohne Unterbrechung des Vakuums) zu ermitteln, auch wenn auf der Vorder- und Rückseite das gleiche Schichtsystem (z.B. transparenten Schichten) abgeschieden wird. Darauf wird nachfolgend genauer eingegangen.
l veranschaulicht eine Prozessieranordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche eine Steuervorrichtung 102 und eine Vakuumanordnung 104 aufweist.
Die Steuervorrichtung 102 kann zumindest einen (z.B. einen oder mehr als einen) Prozessor aufweisen, der eingerichtet ist, das Verfahren 150 durchzuführen. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 102 eingerichtet sein, Codesegmente (z.B. Instruktionen implementierend) auszuführen, die den Prozessor dazu bringen, das Verfahren 150 durchzuführen. Beispielsweise können die Codesegmente lokal mittels eines computerlesbaren Mediums der Steuervorrichtung 102 gespeichert sein, oder zumindest teilweise, mittels einer Cloud bereitgestellt sein. Es kann diesbezüglich verstanden werden, dass das für die Steuervorrichtung 102 Beschriebene in Analogie gelten kann für computergestützte Implementierungen des Verfahrens anderen Typs, die beispielsweise nicht notwendigerweise eine Steuervorrichtung 102 und/oder ein computerlesbaren Medium benötigen.
Die Vakuumanordnung 104 kann aufweisen: eine Vakuumkammer 802, eine Transportvorrichtung 112 zum Transportieren eines Substrats entlang eines Transportpfads in der Vakuumkammer 802, eine Beschichtungsvorrichtung 106 zum Durchführen eines Beschichtungsprozesses, welcher eingerichtet ist zum zweiseitigen Beschichten des Substrats (dann auch als zweiseitiger Beschichtungsprozess bezeichnet), und ein Messglied 108.
Eine exemplarische Implementierung der Transportvorrichtung 112 weist einen in der Vakuumkammer 802 angeordneten Substratträger 110 (auch als Carrier bezeichnet) und ein Stellglied 112g auf, das eingerichtet ist, in Antwort darauf angesteuert zu werden, dem Substratträger 110 eine mechanische Kraft zuzuführen, mittels welcher dieser bewegt (z.B. gedreht) werden kann.
Eine exemplarische Implementierung des Substratträgers 110 weist einen oder mehr als einen (z.B. plattenförmigen) Träger auf, der einen oder mehr als einen Substrattragebereich 110a, 110b aufweist, wovon jeder Substrattragebereich von einer Durchgangsöffnung durchdrungen ist und eine in die Durchgangsöffnung hinein erstreckte Auflagefläche aufweist, auf welcher ein Substrat aufliegen kann.
Die oder eine dazu alternative exemplarische Implementierung des Substratträgers 110 ist drehbar gelagert, so dass der Transportpfad entlang eines gekrümmt verlaufenden (z.B. in sich geschlossenen Pfades) verläuft. Beispielsweise kann der Substratträgers 110 während des Beschichtungsprozess, z.B. pro Schicht des Schichtstapels, mehrere Umdrehungen durchführen, oder alternativ dazu, mehrere Pendelbewegungen.
Das Verfahren weist auf, in 101, Ermitteln eines Ist-Zustandes eines Resultats des zweiseitigen Beschichtungsprozesses (auch als Beschichtungsresultat bezeichnet), und in 103, Ansteuern des Beschichtungsprozesses und basierend auf dem Ist-Zustand des Beschichtungsresultats, optional in 105, Ansteuern eines Messglieds 108 zum Erfassen eines Ist-Zustands einer spektralen Antwort des Beschichtungsresultats, und optional in 107, Initialisieren des Modells (beispielsweise basierend auf dem Prozessunterschied).
Der Beschichtungsprozess kann eingerichtet sein, zwei Schichtstapel (auch als Beschichtungen bezeichnet) zu bilden, von denen ein erster Schichtstapel auf einer ersten Seite des Substrats mittels eines ersten Teilprozesses und ein zweiter Schichtstapel auf einer der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Substrats mittels eines zweiten Teilprozess gebildet werden. Zur einfacheren Unterscheidung der zwei Seiten des Substrats und dazu korrespondierender Begriffe werden diesbezüglich auf „Vorderseite“ und „Rückseite“ Bezug genommen, wobei verstanden werden kann, dass dies nur exemplarisch ist (beispielsweise keine Bevorzugung angeben soll) und in Analogie dazu vertauscht gelten kann.
Der Soll-Zustand des Beschichtungsresultats (z.B. das Resultat am Ende des Beschichtungsprozess) weist auf: das Substrat 250, den ersten Schichtstapel 302 (auch als Vorderseitenbeschichtung bezeichnet) auf der Vorderseite des Substrats 250 und den zweiten Schichtstapel 304 (auch als Rückseitenbeschichtung bezeichnet) auf der Rückseite des Substrats 250. Es kann verstanden werden, dass sich der Ist-Zustand des Beschichtungsresultats von dem Soll-Zustand des Beschichtungsresultats unterscheiden kann, beispielsweise in einer oder mehr als einer Schicht (z.B. pro Schichtstapel).
Hierin und insbesondere nachfolgend wird zum vereinfachten Verständnis unter anderem auf die Beschreibung eines einzelnen Schichtstapels Bezug genommen, wobei dann verstanden werden kann, dass das hierfür Beschriebene in Analogie für jeden der zwei Schichtstapel gelten kann, beispielsweise wenn diese einer identischen Vorgabe genügen sollen, aber nicht zwingend muss. Beispiele für eine Vorgabe, welcher zumindest einer (einer oder jeder) der zwei Schichtstapel genügen kann, weisen auf: die räumlichen Abfolge von Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung; eine chemischen Zusammensetzung einer oder mehr als einer Schicht; einer Anzahl von Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung; eine Gesamtdicke; der spektralen Antwort.
Die Beschichtungsvorrichtung 106 weist, z.B. pro Schichtstapel der zwei Schichtstapel, zumindest eine (eine oder mehr als eine) Beschichtungsmaterialquelle 106a, 106b auf, die eingerichtet ist, den Teilprozess zum Bilden des Schichtstapels durchzuführen. Zwischen zwei Beschichtungsmaterialquellen 106a, 106b kann der Transportpfad angeordnet sein. Die zumindest eine Beschichtungsmaterialquelle 106a, 106b kann, z.B. pro Schicht des Schichtstapels, eine Beschichtungsmaterialquelle aufweisen. Hierin wird exemplarisch auf zwei Beschichtungsmaterialquellen pro Schichtstapel Bezug genommen, d.h. zwei erste Beschichtungsmaterialquellen zum Bilden der Vorderseitenbeschichtung und zwei zweite Beschichtungsmaterialquellen zum Bilden der Rückseitenbeschichtung. Es kann verstanden werden, dass das hierzu Beschriebene in Analogie gelten kann für jede davon verschiedene Anzahl Beschichtungsmaterialquellen pro Schichtstapel. Generell kann sich Anzahl Beschichtungsmaterialquellen pro Schichtstapel danach richten, wie viele Schichten unterschiedlicher Eigenschaften pro Schichtstapel gebildet werden sollen.
Eine exemplarische Implementierung der zumindest einen Beschichtungsmaterialquelle 106a, 106b weist, z.B. pro Schicht des Schichtstapels, als Beschichtungsmaterialquelle 106a, 106b eine Sputtervorrichtung (und optional eine Ionenquelle) auf.
Eine exemplarische Implementierung des Messglieds ist eingerichtet zum Erfassen eines Transmissionsspektrums als spektrale Antwort. Dazu weist das Messglied eine Quelle optischer Strahlung (z.B. eine Lichtquelle) und einen oder mehr als einen Sensor auf, zwischen denen der Transportpfad verläuft. Es kann hierin verstanden werden, dass das für das Transmissionsspektrum beschriebene in Analogie für Spektren anderen Typs gelten kann, beispielsweise ein Reflexionsspektrum und/oder ein mittels Ellipsometrie (d.h. mittels eines Ellipsometers) ermitteltes Spektrum.
Das Ermitteln 101 des Ist-Zustandes kann basierend auf einem Modell erfolgen, welches eine Verknüpfung zwischen dem Beschichtungsresultat (z.B. dessen Zustand z.B. dessen Soll-Zustand oder Ist-Zustand) und einer spektralen Antwort (z.B. eine Schätzung dessen) des Resultats implementiert. Beispielsweise kann das Modell einen Algorithmus aufweisen, mittels welchem sich der Zustand des Beschichtungsresultats und die spektrale Antwort aufeinander abbilden lassen. Implementierungen davon finden sich beispielsweise in sogenannter Entwurfssoftware für optische Beschichtungen, wie etwa die Software „OptiLayer“ der Firma OptiLayer GmbH (Stand 01/2023). Diese bietet beispielsweise die Möglichkeit, die spektrale Antwort eines Schichtstapels zu simulieren basierend auf einem Modell des Schichtstapels, welches die einzelnen Schichten davon, deren Abfolge, Dicke und optische Dichte berücksichtigt. Dazu alternative oder zusätzliche Implementierungen sind erläutert in der DE 10 2018 101 173 und der DE 10 2020 124 934 .
Das Ermitteln 101 des Ist-Zustandes kann ferner auf einer Angabe über einen Unterschied (auch als Prozessunterschied bezeichnet) zwischen dem ersten Teilprozess des Beschichtungsprozesses (auch als Vorderseitenprozess bezeichnet), mittels welchem die Vorderseitenbeschichtung gebildet wird, und einem gleichzeitig dazu erfolgenden zweiten Teilprozess des Beschichtungsprozesses (auch als Rückseitenprozess bezeichnet), mittels welchem die Rückseitenbeschichtung gebildet wird. Auf den Prozessunterschied wird später noch genauer eingegangen.
In einer exemplarischen Implementierung weist das Verfahren 150 auf: Ermitteln 101 eines Ist-Zustandes eines Aufbaus eines Mehrschichtsystems (als Resultat des Beschichtungsprozesses), das ein Substrat, einen ersten Schichtstapel auf einer Vorderseite des Substrats und einen zweiten Schichtstapel auf einer Rückseite des Substrats Resultats aufweist, basierend auf: einem Modell, welches eine Verknüpfung zwischen dem Aufbau des Mehrschichtsystems und einer spektralen Antwort (z.B. Transmissionsspektrum) des Mehrschichtsystems implementiert, dem sensorisch erfassten Ist-Zustand der spektralen Antwort, und einer Angabe, welche einen Unterschied in einem Arbeitspunkt zwischen einem ersten Teilprozess des Beschichtungsprozess, mittels welchem das erste Schichtstapel gebildet wird, und einem gleichzeitig dazu erfolgenden zweiten Teilprozess des Beschichtungsprozess, mittels welchem das zweite Schichtstapel gebildet wird (mit dem diese beispielsweise initiiert werden); und Ansteuern 105 des ersten Teilprozesses und/oder des zweiten Teilprozesses basierend auf dem Ist-Zustand des Mehrschichtsystems.
2A und 2B veranschaulichen jeweils die Prozessieranordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 200a, 200b in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in der das Substrat 250 und der Transportpfad 111 dargestellt sind. Ferner ist eine exemplarische Implementierung der Beschichtungsvorrichtung 106 dargestellt, in denen diese zwei erste Beschichtungsmaterialquellen 106a, 116a zum Bilden der Vorderseitenbeschichtung und zwei zweite Beschichtungsmaterialquellen 106b, 116b zum Bilden der Rückseitenbeschichtung aufweist. Oberhalb sowie unterhalb des Transportpfads 111 ist eine als Silizumoxid-Quelle eingerichtete Beschichtungsmaterialquelle 106a, 106b und eine als Nioboxid-Quelle eingerichtete Beschichtungsmaterialquelle 116a, 116b angeordnet.
Im Kontext eines dielektrischen Beschichtungsmaterials (z.B. ein Oxid, ein Nitrid und/oder ein Oxinitrid) kann verstanden werden, dass die Beschichtungsmaterialquelle eingerichtet sein kann, ein dielektrisches Beschichtungsmaterial als Schichtbildungsmaterial bereitzustellen, oder aber auch eingerichtet sein kann, eine metallisches Beschichtungsmaterial zu emittieren, welches nachträglich in das dielektrische Schichtbildungsmaterial umgewandelt wird (z.B. mittels einer chemischen Reaktion), beispielsweise nachdem das metallische Beschichtungsmaterial an dem Substrat angelagert wurde.
Ferner kann der Transportpfad 111 durch einen oder mehr als einen Messbereich 282 der Prozessieranordnung hindurch erstreckt sein, von denen jeder Messbereich eine Lichtquelle 202 und einen Sensor 212 des Messglieds 108 aufweist.
Dargestellt ist ferner ein Spektrometer 262 als exemplarischer Teil der Messkette, beispielsweise implementiert mittels der Steuervorrichtung.
3A und 3B veranschaulichen jeweils das Resultat des Beschichtungsprozesses (auch als Beschichtungsresultat bezeichnet) gemäß verschiedenen Ausführungsformen 300a, 300b in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.
Jeder der zwei Schichtstapel 302, 304, zwischen denen das Substrat 250 angeordnet ist, kann mehrere Schichten aufweisen, von denen aneinandergrenzende Schichten sich in einem oder mehr als einem von Folgendem voneinander unterscheiden: in ihrer Schichtdicke, in ihrer chemischen Zusammensetzung und/oder in ihrem optischen Brechungsindex. Alternativ oder zusätzlich können von den mehreren Schichten aneinandergrenzende Schichten übereinstimmen darin, dass diese optisch durchlässig (z.B. transparenten oder transluzent) sind und/oder dielektrisch sind (d.h. aus einem Material mit dieser Eigenschaft bestehen).
Gemäß den Ausführungsformen 300b weist jeder der Schichtstapel eine oder mehr als eine Mehrschichtgruppe (z.B. einen Stapel davon) auf, wovon jede Mehrschichtgruppe eine erste Schicht und eine daran angrenzende, zwischen der ersten Schicht und dem Substrat 250 angeordnete zweite Schicht aufweist, welche sich in einem oder mehr als einem von Folgendem voneinander unterscheiden: in ihrer Schichtdicke 362 (hier bezeichnet als d1, d2, ... , d4), in ihrer chemischen Zusammensetzung 364 und/oder in ihrem optischen Brechungsindex voneinander unterscheiden.
Als exemplarisches Beispiel weist die erste Schicht Siliziumoxid und die zweite Schicht Nioboxid auf, welche beide optisch transparent und dielektrisch sind. Es kann allerdings verstanden werden, dass die erste Schicht und die zweite Schicht jeweils ein beliebiges geeignetes Material aufweisen können, um die Vorgabe an die optischen Eigenschaften zu erfüllen.
4A und 4B veranschaulichen jeweils verschiedene spektrale Antworten gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400a, 400b in einem schematischen Diagramm, in dem der Transmissionskoeffizient T über der Wellenlänge A (in Nanometer) dargestellt ist. Die gezeigten spektralen Antworten können beispielsweise als Ist-Zustand sensorisch (d.h. mittels eines Sensors) oder als Soll-Zustand mittels des Modells ermittelt werden, beispielsweise wenn diese in Form des Soll-Zustands als Vorgabe an die optischen Eigenschaften des Beschichtungsresultats dienen sollen.
5A bis 5C veranschaulichen jeweils eine spektrale Antwort gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500a, 500b, 500c in einem schematischen Diagramm für verschiedene Ist-Zustände des Beschichtungsresultats, hier dargestellt zu den Zeitpunkten t1, t2 und t3 im zeitlichen Verlauf des Beschichtungsprozesses. Die gezeigten spektralen Antworten können beispielsweise als Ist-Zustand, beispielsweise als zeitliche Entwicklung der spektralen Antwort beim Aufbau eines Schichtstapels, sensorisch (d.h. mittels eines Sensors) erfasst oder als Soll-Zustand mittels des Modells ermittelt werden, beispielsweise wenn diese in Form des Soll-Zustands als Vorgabe an die optischen Eigenschaften des Beschichtungsresultats dienen sollen.
Die spektrale Antwort gemäß den Ausführungsformen 500a entspricht im Wesentlichen der des Substrats, was der Fall sein kann, wenn der Beschichtungsprozess gerade erst begonnen hat. Die spektrale Antwort gemäß den Ausführungsformen 500b entspricht der eines teilweise fertiggestellten Schichtstapels. Die spektrale Antwort gemäß den Ausführungsformen 500c entspricht dem fertiggestellten Schichtstapel.
6A und 6B veranschaulichen den Beschichtungsprozess gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Diagrammen 600a, 600b, in denen der Beschichtungsprozess im Verlauf der Zeit t dargestellt ist, und ein Vergleich des Vorderseitenprozesses 601 zum Rückseitenprozess 603 dargestellt ist. Der Beschichtungsprozess kann gemäß einem Zyklus Z erfolgen, der eine erste Phase 615 (auch als Startphase bezeichnet), eine zweite Phase 611 (auch als zweiseiten-Beschichtungsphase bezeichnet) und eine dritte Phase 613 (auch als Abschlussphase bezeichnet) aufweist, beispielsweise in denen das Substrat (z.B. ununterbrochen) transportiert wird.
Jedem Zyklus ist einer Schicht des Schichtstapels zugeordnet, welche in dem Zyklus mittels des Vorderseitenprozess 601 und des Rückseitenprozess 603 gebildet wird aus einem Schichtbildungsmaterial. Beispielsweise wird das Schichtbildungsmaterial an dem Transportpfad und/oder in einem Beschichtungsbereich, durch den das Substrat entlang des Transportpfads hindurch bewegt (z.B. mittels einer Pendelbewegung oder Drehbewegung des Substratträgers) wird, bereitgestellt. Generell können sich unmittelbar aufeinanderfolgende Zyklen unterscheiden voneinander in dem Schichtbildungsmaterial, mittels dessen die ihnen zugeordnete Schicht des Schichtstapels gebildet wird.
Nachfolgend wird auf einen k-ten (1≤k, z.B. 2≤k, z.B. 3≤k) Zyklus Bezug genommen, wobei das hierfür Beschriebene in Analogie für den (k+1)-ten Zyklus (insofern vorhanden) und/oder den (k-1)-ten Zyklus (insofern vorhanden) gelten kann. Der k-te Zyklus kann eingerichtet sein, die k-te Schicht des Schichtstapels aus dem k-ten Schichtbildungsmaterial (z.B. Nioboxid) zu bilden, beispielsweise mittels der k-ten Beschichtungsmaterialquelle 106a der Beschichtungsvorrichtung. Die k-te Beschichtungsmaterialquelle 106a ist eingerichtet, das k-te Schichtbildungsmaterial (z.B. Nioboxid) an dem Transportpfad und/oder in einem Beschichtungsbereich, durch den das Substrat entlang des Transportpfads hindurch bewegt (z.B. mittels einer Pendelbewegung oder Drehbewegung des Substratträgers) wird, bereitzustellen. Beispielsweise kann sich das k-te Schichtbildungsmaterial unterscheiden von dem (k+1)-ten Schichtbildungsmaterial (z.B. Siliziumoxid), insofern vorhanden, und/oder den (k-1)-ten Schichtbildungsmaterial (z.B. Siliziumoxid), insofern vorhanden, und/oder übereinstimmen mit dem (k+z)-ten Schichtbildungsmaterial (2=z oder 3=z).
In der zweiseiten-Beschichtungsphase 611 des k-ten Zyklus können der Vorderseitenprozess 601 und der Rückseitenprozess 603 durchgeführt werden (Betriebszustand = ON), z.B. gleichzeitig und/oder für dieselbe Dauer, mittels denen das k-te Schichtbildungsmaterial bereitgestellt wird.
In der Abschlussphase 613 des k-ten Zyklus, die z.B. an die zweiseiten-Beschichtungsphase 611 und/oder den nachfolgenden (k+1)-ten Zyklus angrenzt, kann der Vorderseitenprozess 601 zeitlich versetzt vor dem Rückseitenprozess 603 unterbrochen werden (Betriebszustand = OFF). Dies beendet das Bilden der k-ten Schicht der Vorderseitenschichtung vor dem Bilden der k-ten Schicht der Rückseitenschichtung. Beispielsweise kann die Unterbrechung des Vorderseitenprozesses 601 um eine Zeitspanne t₂ (auch als Beendungszeitunterschied bezeichnet) vor der Unterbrechung des Rückseitenprozesses 603 erfolgen. Die Beendungszeitunterschied t₂ kann beispielsweise die Dauer der Abschlussphase 613 sein.
In der Startphase 615 des k-ten Zyklus, die z.B. an die zweiseiten-Beschichtungsphase 611 und/oder den vorherigen (k-1)-ten Zyklus angrenzt, kann der Rückseitenprozess 603 zeitlich versetzt nach dem Vorderseitenprozess 601 begonnen (z.B. fortgesetzte) werden (Betriebszustand = ON). Beispielsweise kann der Beginn (z.B. die Fortsetzung) des Rückseitenprozess 603 um eine Zeitspanne Δt (auch als Referenzzeitunterschied bezeichnet) vor der Beginn (z.B. die Fortsetzung) des Vorderseitenprozess 601 erfolgen. Die Referenzzeitunterschied Δt kann beispielsweise die Dauer der Startphase 615 sein.
Beispielsweise können mehrere nacheinander durchgeführte Zyklen übereinstimmen in dem Referenzzeitunterschied Δt. Alternativ oder zusätzlich können sich mehrere nacheinander durchgeführte Zyklen voneinander unterscheiden in dem Schichtbildungsmaterial und/oder der Dauer der ersten Phase 611.
Diagramm 600b zeigt die Schichtdicke als Funktion der Zeit t, für den exemplarischen Fall, dass die Schichtbildungsrate r1 des Vorderseitenprozess 601 gleich ist zu der Schichtbildungsrate r2 des Rückseitenprozess 603, was nicht notwendigerweise so sein muss. Wie dargestellt nimmt die Ist-Schichtdicke der mittels des Vorderseitenprozesses 601 gebildeten Schicht als Funktion der Zeit t und der Schichtbildungsrate zu, bis diese die Soll-Schichtdicke d1 erreicht am Ende der zweiseiten-Beschichtungsphase 611. Dies tritt ein für den Rückseitenprozesses 603 am Ende der Abschlussphase 613.
Die Beendungszeitunterschied t₂ kann, wenn der Vorderseitenprozess 601 und der Rückseitenprozess 603 dieselbe Schichtbildungsrate (auch als Beschichtungsrate bezeichnet) bereitstellen, gleich sein zu dem Referenzzeitunterschied Δt, muss dies aber nicht zwangsläufig (dann auch als Schichtbildungsunterschied bezeichnet). Ist die die Schichtbildungsrate r1 des Vorderseitenprozess 601 größer als die Schichtbildungsrate r2 des Rückseitenprozess 603, kann die Beendungszeitunterschied t₂ größer sein als die Referenzzeitunterschied Δt.
Der Beendungszeitunterschied kann beispielsweise auf dem in 101 ermittelten Ist-Zustand des Beschichtungsresultats basieren, beispielsweise einem Vergleich dessen mit einem entsprechenden Soll-Zustand. Beispielsweise kann das Ermitteln 101 des Ist-Zustands des Beschichtungsresultats ergeben, dass der Rückseitenprozess 603 weiter fortgeschritten ist als er soll und daher gleichzeitig zu dem Vorderseitenprozess 601 unterbrochen wird (t_U = 0). Beispielsweise kann das Ermitteln 101 des Ist-Zustands des Beschichtungsresultats ergeben, dass die Schichtdicke der mittels des Vorderseitenprozesses 601 gebildeten Schicht kleiner als er soll und daher gleichzeitig zu dem Rückseitenprozess 603 unterbrochen wird.
In einer exemplarischen Implementierung 1 wird der Referenzzeitunterschied Δt als Prozessunterschied verwendet, der beispielsweise größer sein kann als 1% (oder als 5% oder als 10%) der Dauer der zweiseiten-Beschichtungsphase und/oder in einem Bereich von ungefähr mehr als 1 Sekunden (s) und/oder weniger als ungefähr 20 s, z.B. in einem Bereich von ungefähr 5 s bis ungefähr bis 10 s. Alternativ oder zusätzlich kann der Referenzzeitunterschied Δt größer sein als die Dauer, die mehrere (z.B. mehr als 10 oder mehr als 50 oder mehr als 100) Umdrehungen des Substratträgers benötigen.
In einer exemplarischen Implementierung 2, die beispielsweise gemäß Implementierung 1 eingerichtet ist, wird der Beendungszeitunterschied als Prozessunterschied verwendet, der beispielsweise größer sein kann als 1% (oder als 5% oder als 10%) der Dauer der zweiseiten-Beschichtungsphase und/oder in einem Bereich von ungefähr mehr als 1 Sekunden (s) und/oder weniger als ungefähr 20 s, z.B. in einem Bereich von ungefähr 5 s bis ungefähr bis 10 s.
In einer exemplarischen Implementierung 3, die beispielsweise gemäß Implementierung 1 oder 2 eingerichtet ist, wird der Schichtbildungsunterschied als Prozessunterschied verwendet, der beispielsweise aufweisen kann, dass die Schichtbildungsrate r1 des Vorderseitenprozess 601 und die Schichtbildungsrate r2 des Rückseitenprozess 603 um mehr als 1% (oder als 5% oder als 10%) voneinander abweichen.
Allgemeiner gesprochen kann als Prozessunterschied einen Unterschied 620 (auch als Schichtdickenunterschied bezeichnet) zwischen der Ist-Schichtdicke der mittels des Vorderseitenprozesses 601 gebildeten Schicht und der Ist-Schichtdicke der mittels des Rückseitenprozesses 603 gebildeten Schicht bereitstellen. Der Schichtdickenunterschied 620 kann beispielsweise für jeden Zyklus und/oder zumindest in (z.B. am Ende) der zweiseiten-Beschichtungsphase 611 vorliegen. Der Schichtdickenunterschied 620 ist im Allgemeinen eine Funktion des Schichtbildungsunterschieds und des Referenzzeitunterschieds Δt.
Je größer der Schichtdickenunterschied ist und/oder je früher der Schichtdickenunterschied in der Starthase 615 ein Kriterium erfüllt (z.B. einen Schwellenwert überschreitet), desto besser lassen sich die Ist-Zustände der Vorderseitenbeschichtung und der Rückseitenbeschichtung voneinander unterscheiden mittels des Modells.
Beispielsweise kann der Schichtdickenunterschied (zumindest in der Starthase 615) größer sein als 2,5nm, 5nm oder 10nm und/oder das Kriterium erfüllen, wenn z.B. die Varianz der ermittelten Beschichtungsrate <5%, <2% oder <1% ist.
In einer exemplarischen Implementierung erfolgt Folgendes (z.B. pro Zyklus oder zumindest pro erster Phase mehrmals): Ermitteln des zeitabhängigen Ist-Zustands des Beschichtungsresultats mittels des Modells basierend auf dem Ist-Zustand der spektralen Antwort des Beschichtungsresultats, Vergleichen des Ist-Zustands des Beschichtungsresultats mit einem (z.B. zeitunabhängigen) Soll-Zustand des Beschichtungsresultats, und Ansteuern des Beschichtungsprozess basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs.
7 veranschaulicht eine Vakuumanordnung 104 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 700 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht, in denen die Vakuumanordnung 104 ferner eine Reaktionsvorrichtung 702 (z.B. Ionenquelle) aufweist, welche eingerichtet ist, das von den Beschichtungsmaterialquellen 106a, 116a emittierte Beschichtungsmaterial zu oxidieren zu dem Schichtbildungsmaterial. Die hier dargestellten oberhalb des Transportpfads 111 angeordneten Komponenten 106a, 116a, 702 können in Analogie vom selben Typ zusätzlich unterhalb des Transportpfads 111 angeordnet sein.
Oberhalb sowie unterhalb des Transportpfads 111 ist eine als Silizumoxid-Quelle eingerichtete Beschichtungsmaterialquelle 106a, 106b angeordnet, welche mittels eines Si-Targets (z.B. als Teil einer Sputtervorrichtung) und der Reaktionsvorrichtung 702 bereitgestellt wird. Oberhalb sowie unterhalb des Transportpfads 111 ist ferner eine als Nioboxid-Quelle eingerichtete Beschichtungsmaterialquelle 116a, 116b angeordnet, welche mittels eines NbO_x-Targets (z.B. als Teil einer Sputtervorrichtung) und der Reaktionsvorrichtung 702 bereitgestellt wird.
Es kann ferner verstanden werden, dass das Modell auf einer oder mehr als einer der folgenden Information basieren kann: eine sensorisch erfasste Emissionsrate des Vorderseitenprozess und/oder des Rückseitenprozesses; eine sensorisch erfasste Schichtbildungsrate des Vorderseitenprozess und/oder des Rückseitenprozesses, einem Arbeitspunkt (z.B. Betriebszustand) des Vorderseitenprozess und/oder des Rückseitenprozesses.
Generell können die Emissionsrate und die Schichtbildungsrate miteinander verknüpft sein, beispielsweise über einen anlagespezifischen und/oder materialspezifischen Faktor, der vorab ermittelt werden kann. In seltenen Fällen können die Emissionsrate und die Schichtbildungsrate identisch sein, beispielsweise wenn die Emissionsrate am Ort des Transportpfads gemessen wird.
Beispielsweise kann das Ermitteln eines Ist-Zustandes des Beschichtungsresultats (z.B. mittels des Modells) basieren auf einer Angabe darüber, welcher Teilprozess des Beschichtungsprozesses unterbrochen ist. Dann kann beispielsweise der von diesem Teilprozess gebildete Schichtstapel als invariant gesetzt werden, beispielsweise gemäß dem Ist-Zustand, der zu dem Zeitpunkt ermittelt wurde, zu dem der Teilprozess unterbrochen wurde. Allgemeiner gesprochen können die Modellparameter eines Schichtstapels dann variant gesetzt werden, wenn diesem auch Beschichtungsmaterial hinzugefügt wird.
Es kann verstanden werden, dass alternativ oder zusätzlich zu dem oben erläuterten Betriebszustand jeder andere Arbeitsparameter gemäß einer Vorgabe geändert werden kann, um den Prozessunterschied zu implementieren. Beispielsweise kann die Rate, mit der das Schichtbildungsmaterial emittiert wird (auch als Emissionsrate bezeichnet), als Arbeitsparameter gemäß der Vorgabe geändert werden. Beispielsweise kann ein Shutter, mittels dessen das Schichtbildungsmaterial blockiert wird (auch als Emissionsrate bezeichnet), als Arbeitsparameter gemäß der Vorgabe verschoben werden.
In einer exemplarischen Implementierung wird der Schichtbildungsunterschied (z.B. sensorisch) ermittelt und das Modell initialisiert basierend auf dem Prozessunterschied, der den Referenzzeitunterschied und den Schichtbildungsunterschied aufweist. Beispielsweise basiert das mittels des Modells ermittelte Ist-Resultat auf der Schichtbildungsrate jedes Teilprozesses und dem Referenzzeitunterschied.
In einem exemplarischen Arbeitsbeispiel wird die Beschichtung von Vorder- und Rückseite jeweils mit einem geringen Zeitversatz von ungefähr 5 s bis 10 s gestartet, beispielsweise wahlweise mit der Vorderseite oder Rückseite zuerst. Die Beschichtungsparameter werden wie folgt gewählt:

• Die Beschichtungsrate auf der Seite, auf der die Beschichtung zuerst gestartet wird, wird als größer oder gleich gesetzt zu der Beschichtungsrate der anderen Seite.
• Der Zeitversatz (Referenzzeitunterschied) wird derart gesetzt, das die Schichtdicke der Vorderseitenschicht, solange diese gesputtert wird, größer ist als die der Rückseitenschicht ist.
• Bei der Beschichtung werden mit einem Breitbandspektrometer fortlaufend optische Spektren aufgenommen und mit dem Zeitstempel der Aufnahme versehen. Aus den aufgenommenen Spektren werden, anhand eines Models, die aktuellen Schichtdicken (auch als Ist-Schichtdicken bezeichnet) zum Zeitpunkt der Aufnahme gefittet. Dabei gilt:
- ◯ Für die ersten Fits (auch als Ausgleichsrechnung bezeichnet) wird als Startpunkt der Fits die Dicke verwendet, die sich aus der projektierten Beschichtungsrate und der Zeit ergibt. Aus den gefitteten Dicken wird dann die aktuelle Beschichtungsrate (auch als Ist-Beschichtungsrate bezeichnet) berechnet. Diese dient als Grundlage für die weiteren Berechnungen und die Bestimmung des Abschaltzeitpunktes.
- ◯ Solange auf beiden Seiten die Beschichtung läuft, werden die beiden Schichtdicken gleichzeitig gefittet. Dabei werden die Bereiche für die möglichen Schichtdicke beim Fit begrenzt. Die maximale zulässige Dicke der rückseitigen Schichtdicke wird als kleiner als die minimal zulässige Schichtdicke der vorderseitigen Schichtdicke gesetzt.
- ◯ Läuft nur die Beschichtung auf einer Seite wird auch nur diese gefittet. Für die Schichtdicke der anderen Seite wird der letzte ermittelte Wert verwendet.

Dies erreicht, dass ein beidseitiges Beschichten mit der Kontrolle durch ein optisches Monitoringsystem nahezu simultan möglich ist, sogar wenn die Schichtsysteme auf der Vorder- und Rückseite gleich sind. Auch bei völlig symmetrischer Anordnung der Beschichtungskomponenten für die Vorder- und Rückseite ist nur ein Sensor für ein Breitbandspektrum notwendig. Der Durchsatz der Anlage kann infolgedessen gesteigert werden. Simultanes Sputtern auf einem Substrat verringert ferner die Biegung des Substrats, da auf Vorder- und Rückseite die jeweils gleiche Schichtspannung erzeugt wird.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist ein (z.B. computerimplementiertes) Verfahren, aufweisend: Ermitteln eines Ist-Zustandes eines Resultats (auch als Ist-Resultat bezeichnet) eines zweiseitigen Beschichtungsprozesses, mittels welchem ein erster Schichtstapel auf einer Vorderseite eines Substrats und ein zweiter Schichtstapel auf einer Rückseite des Substrats gebildet werden, basierend auf: einem Modell, welches eine Verknüpfung (z.B. Abbildung) zwischen dem Resultat (z.B. einem Zustand davon) und einer spektralen Antwort (z.B. einem Zustand davon) des Resultats implementiert, und einem Ist-Zustand der spektralen Antwort (auch als spektrale Ist-Antwort bezeichnet), einer Angabe über einen Unterschied zwischen einem ersten Teilprozess des Beschichtungsprozesses, mittels welchem der erste Schichtstapel gebildet wird, und einem gleichzeitig dazu erfolgenden zweiten Teilprozess des Beschichtungsprozesses, mittels welchem der zweite Schichtstapel gebildet wird, Ansteuern des Beschichtungsprozesses und basierend auf dem Ist-Zustand des Resultats.
Beispiel 2 ist das Verfahren gemäß Beispiel 1, wobei das Ansteuern des Beschichtungsprozesses gemäß einer Vorgabe erfolgt, welche vorzugsweise einen Soll-Zustand des Resultats (auch als Soll-Resultat bezeichnet) repräsentiert, beispielsweise wobei das Ansteuern des Beschichtungsprozesses auf einem Vergleich der Vorgabe mit dem Ist-Zustand des Resultats (z.B. auf einem Ergebnis des Vergleichs) basiert.
Beispiel 3 ist das Verfahren gemäß Beispiel 2, wobei der erste Schichtstapels und der zweite Schichtstapel gemäß dem Soll-Zustand einen einheitlichen Aufbau aufweisen.
Beispiel 4 ist das Verfahren gemäß Beispiel 2 oder 3, wobei der erste Schichtstapels und der zweite Schichtstapel gemäß dem Soll-Zustand übereinstimmen in einem oder mehr als einem von Folgendem: einer räumlichen Abfolge von Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung; einer chemischen Zusammensetzung einer oder mehr als einer Schicht; einer Anzahl von Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung; eine Gesamtdicke; einer spektralen Antwort.
Beispiel 5 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, ferner aufweisend: Ansteuern eines Messglieds zum Erfassen des Ist-Zustands der spektralen Antwort.
Beispiel 6 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, wobei der Unterschied zwischen einem ersten Teilprozess und dem zweiten Teilprozess einen Unterschied zwischen dem ersten Schichtstapel und dem zweiten Schichtstapel bewirkt hinsichtlich: einer Rate (z.B. Schichtbildungsrate), mit der sich die Schichtdicke davon ändert; und/oder eines Zeitpunkts, zu dem die Schichtdicke davon einen Soll-Zustand (auch als Soll-Schichtdicke bezeichnet) erreicht.
Beispiel 7 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei der Unterschied zwischen einem ersten Teilprozess und dem zweiten Teilprozess aufweist: einen Unterschied in dem Zeitpunkt, zu dem ein Arbeitspunkt (z.B. ein Betriebszustand) gemäß einer Vorgabe geändert wird; und/oder einen Unterschied in einer Rate (Emissionsrate), mit dem davon ein Beschichtungsmaterial bereitgestellt (z.B. emittiert, z.B. zu dem Substrat hin emittiert) wird.
Beispiel 8 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei das Ansteuern aufweist, den ersten Teilprozess und den zweiten Teilprozess mit einem Zeitversatz zueinander zu starten, zu unterbrechen, fortzusetzen und/oder zu beenden; wobei der Zeitversatz vorzugsweise auf dem Ist-Zustand des Resultats basiert und/oder, wobei der Unterschied zwischen einem ersten Teilprozess vorzugsweise auf dem Zeitversatz basiert oder diesen aufweist.
Beispiel 9 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, wobei das Ansteuern aufweist, ein oder mehr als ein Stellglied anzusteuern, welches eingerichtet ist, den Beschichtungsprozess zu beeinflussen in Antwort darauf angesteuert zu werden, wovon beispielsweise ein erstes Stellglied eingerichtet ist, den ersten Teilprozess zu beeinflussen in Antwort darauf angesteuert zu werden und/oder wovon beispielsweise ein zweites Stellglied eingerichtet ist, den zweites Teilprozess zu beeinflussen in Antwort darauf angesteuert zu werden.
Beispiel 10 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei das Ermitteln des Ist-Zustandes des Resultats aufweist, das Modell zumindest teilweise invariant zu setzen hinsichtlich des ersten Schichtstapels, wenn der erste Beschichtungsprozess unterbrochen ist; und/oder hinsichtlich des zweiten Schichtstapels, wenn der zweite Beschichtungsprozess unterbrochen ist.
Beispiel 11 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei die spektrale Antwort ein Transmissionsspektrum aufweist; und/oder wobei die spektrale Antwort mittels Ellipsometrie ermittelt wird.
Beispiel 12 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei das Modell basierend auf der Angabe initialisiert wird.
Beispiel 13 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei der erste Schichtstapel und der zweite Schichtstapel jeweils aus einem oder mehr als einem dielektischen und/oder optisch durchlässigem (z.B. transparenten oder transluzenten) Material (auch als Schichtbildungsmaterial bezeichnet) bestehen oder dieses zumindest aufweisen.
Beispiel 14 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, wobei der erste Schichtstapel und der zweite Schichtstapel jeweils aus einer oder mehr als einer Keramik bestehen oder diese zumindest aufweisen.
Beispiel 15 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, wobei das Ansteuern des Beschichtungsprozesses gemäß einem Zyklus erfolgt, welcher: eine erste Phase aufweist, in welcher der zweite Teilprozess zeitlich versetzt nach dem ersten Teilprozess begonnen (z.B. fortgesetzt) wird; eine zweite Phase aufweist, in welcher der erste Teilprozess und der zweite Teilprozess gleichzeitig durchgeführt werden, vorzugsweise übereinstimmend in einem mittels dessen bereitgestellten Beschichtungsmaterial; eine dritte Phase aufweist, in welcher der erste Teilprozess zeitlich versetzt vor dem zweiten Teilprozess unterbrochen (z.B. beendet) wird, wobei der Zyklus aufweist, das mittels des ersten Teilprozesses und zweiten Teilprozesses bereitgestellte Beschichtungsmaterial zu wechseln.
Beispiel 16 ist ein Computerprogram (Computerprogrammprodukt), das auf einem computerlesbaren Medium gespeicherte Instruktionen aufweist, die eingerichtet ist, wenn von einem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu zu bringen, das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 15 durchzuführen.
Beispiel 17 ist ein computerlesbares Medium, das Instruktionen speichert, die eingerichtet sind, wenn von einem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu zu bringen, das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 15 durchzuführen.
Beispiel 18 ist eine Steuervorrichtung, welche einen oder mehr als einen Prozessor aufweist, der eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 15 durchzuführen.
Beispiel 15 ist eine Prozessieranordnung, aufweisend: die Steuervorrichtung gemäß Beispiel 14; zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) erste Beschichtungsmaterialquelle, die eingerichtet ist, den ersten Teilprozess durchzuführen; zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) zweite Beschichtungsmaterialquelle, die eingerichtet ist, den zweiten Teilprozess durchzuführen; wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die zumindest eine erste Beschichtungsmaterialquelle und die zumindest eine zweite Beschichtungsmaterialquelle anzusteuern (zum Ansteuern des Beschichtungsprozesses) basierend auf dem Ist-Zustand des Resultats; optional ferner aufweisen: Transportvorrichtung zum Transportieren des Substrats entlang eines Transportpfads, der zwischen der zumindest einen ersten Beschichtungsmaterialquelle und der zumindest einen zweiten Beschichtungsmaterialquelle angeordnet ist; und/oder eine Vakuumkammer, in welcher der Transportpfad angeordnet ist.

Claims

Verfahren (150), aufweisend: Ermitteln (101) eines Ist-Zustandes eines Resultats eines zweiseitigen Beschichtungsprozesses, mittels welchem ein erster Schichtstapel auf einer Vorderseite eines Substrats und ein zweiter Schichtstapel auf einer Rückseite des Substrats gebildet werden, basierend auf: • einem Modell, welches eine Verknüpfung zwischen dem Resultat und einer spektralen Antwort des Resultats implementiert, und • einem Ist-Zustand der spektralen Antwort, • einer Angabe über einen Unterschied zwischen einem ersten Teilprozess des Beschichtungsprozesses, mittels welchem der erste Schichtstapel gebildet wird, und einem gleichzeitig dazu erfolgenden zweiten Teilprozess des Beschichtungsprozesses, mittels welchem der zweite Schichtstapel gebildet wird, Ansteuern (103) des Beschichtungsprozesses basierend auf dem Ist-Zustand des Resultats.
Verfahren (150) gemäß Anspruch 1, wobei das Ansteuern des Beschichtungsprozesses gemäß einer Vorgabe erfolgt, welche vorzugsweise einen Soll-Zustand des Resultats repräsentiert.
Verfahren (150) gemäß Anspruch 2, wobei der erste Schichtstapels und der zweite Schichtstapel gemäß dem Soll-Zustand einen einheitlichen Aufbau aufweisen.
Verfahren (150) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der erste Schichtstapels und der zweite Schichtstapel gemäß dem Soll-Zustand übereinstimmen in einem oder mehr als einem von Folgendem: • einer räumlichen Abfolge von Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung; • einer chemischen Zusammensetzung einer oder mehr als einer Schicht; • einer Anzahl von Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung; • eine Gesamtdicke; • einer spektralen Antwort.
Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Unterschied zwischen dem ersten Teilprozess und dem zweiten Teilprozess einen Unterschied zwischen dem ersten Schichtstapel und dem zweiten Schichtstapel bewirkt hinsichtlich: • einer Rate, mit der sich die Schichtdicke davon ändert; und/oder • eines Zeitpunkts, zu dem die Schichtdicke davon einen Soll-Zustand erreicht.
Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Unterschied zwischen dem ersten Teilprozess und dem zweiten Teilprozess aufweist: • einen Unterschied in dem Zeitpunkt, zu dem ein Arbeitsparameter gemäß einer Vorgabe geändert wird; und/oder • einen Unterschied in einer Rate, mit dem Beschichtungsmaterial bereitgestellt wird.
Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, • wobei das Ansteuern aufweist, den ersten Teilprozess und den zweiten Teilprozess mit einem Zeitversatz zueinander zu starten, zu unterbrechen, fortzusetzen und/oder zu beenden; • wobei der Zeitversatz vorzugsweise auf dem Ist-Zustand des Resultats basiert.
Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die spektrale Antwort ein Transmissionsspektrum oder Reflexionsspektrum aufweist; und/oder wobei die spektrale Antwort mittels Ellipsometrie ermittelt wird.
Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Ansteuern des Beschichtungsprozesses gemäß einem Zyklus erfolgt, welcher: • eine erste Phase aufweist, in welcher der zweite Teilprozess zeitlich versetzt nach dem ersten Teilprozess begonnen wird; • eine zweite Phase aufweist, in welcher der erste Teilprozess und der zweite Teilprozess gleichzeitig durchgeführt werden, vorzugsweise übereinstimmend in einem mittels dessen bereitgestellten Beschichtungsmaterial; • eine dritte Phase aufweist, in welcher der erste Teilprozess zeitlich versetzt vor dem zweiten Teilprozess unterbrochen wird.
Computerprogram, das auf einem computerlesbaren Medium gespeicherte Instruktionen aufweist, die eingerichtet sind wenn von einem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu zu bringen, das Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
Computerlesbares Medium, das Instruktionen speichert, die eingerichtet sind, wenn von einem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu zu bringen, das Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen,
Steuervorrichtung (102), welche einen oder mehr als einen Prozessor aufweist, der eingerichtet ist, das Verfahren (150) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.