EP3475739A1 - Procédé et dispositif de localisation de l'origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat - Google Patents

Procédé et dispositif de localisation de l'origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat

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EP3475739A1
EP3475739A1 EP17740056.1A EP17740056A EP3475739A1 EP 3475739 A1 EP3475739 A1 EP 3475739A1 EP 17740056 A EP17740056 A EP 17740056A EP 3475739 A1 EP3475739 A1 EP 3475739A1
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EP
European Patent Office
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defect
signature
compartments
image
compartment
Prior art date
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Pending
Application number
EP17740056.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Nghiem
Yohan FAUCILLON
Grégoire MATHEY
Thierry KAUFFMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
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Definitions

  • the invention relates to the manufacture of substrates coated on at least one face of a stack of thin layers, in particular transparent substrates made of glass or polymeric organic material.
  • substrates in particular made of glass or of polymeric organic material
  • coatings which confer on them particular properties, in particular optical properties, for example reflection or absorption of radiation, of a wavelength range. data, electrical conduction properties, or properties related to ease of cleaning or the possibility for the substrate to self-clean.
  • These coatings are generally stacks of thin layers based on inorganic compounds, especially metals, oxides, nitrides or carbides.
  • the term "thin layer” refers to a layer whose thickness is less than one micrometer and generally ranges from a few nanometers to a few hundred nanometers, hence the term "thin".
  • a stack of thin layers is generally manufactured via a succession of thin film deposits made in a plurality of compartments of a deposition line (typically 20 to 30 compartments), these deposits being made in the different compartments using one or more methods.
  • deposition such as, in particular, magnetic field assisted sputtering (also known as magnetron sputtering), ion-assisted deposition (or IBAD for ion-assisted waste deposition), evaporation, chemical vapor deposition ( or CVD for Chemical Vapor Deposition), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD for Plasma-Enhanced CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD for Low-Pressure CVD).
  • compartments of the deposit line are often dirty, and dust or debris present in some compartments can be caused to fall erratically on the substrate as it passes through these compartments.
  • Some debris may remain on the surface of the substrate (specifically on the surface of the thin layer deposited in the compartment in question) and then act as masks for subsequent thin layer deposition. These debris are at the origin of defects affecting the quality of the stack of thin layers deposited on the substrate and which can be prohibitive depending on the intended application for the coated substrate thus produced.
  • optical control systems are available in the state of the art intended to be placed at the output of the deposition line, and which are configured to provide different images of the stack of layers. thin deposited on the surface of the substrate.
  • These optical control systems are generally equipped with a bench comprising a plurality of optical sensors (cameras) and several sources of radiation. at different wavelengths, allowing the acquisition of images in different configurations (eg images in reflection, in transmission, etc.) - The analysis of these images makes it possible to detect possible defects affecting the stacking of Thin layers made in the deposit line.
  • the invention makes it possible in particular to overcome the drawbacks of the state of the art by proposing a method of locating, in a deposition line comprising a succession of compartments, an origin of a defect affecting a stack of thin layers deposited on a substrate in the compartments, where each thin layer of a material is deposited in one or more successive compartments of the deposition line and debris remaining on the surface of a thin layer deposited in a compartment act as masks for the deposits subsequent thin layers and are at the origin of defects, this method comprising:
  • the invention also provides a device for locating an origin of a defect affecting a stack of thin layers deposited on a substrate in a plurality of compartments succeeding one another in a deposition line, where each thin layer of a material is deposited in one or more successive compartments of the deposition line and debris remaining on the surface of a thin layer deposited in a compartment act as masks for subsequent thin layer deposits and are the cause of defects; device comprising:
  • a module for identifying at least one compartment of the deposit line that may be at the origin of the defect from the signature of the defect and using reference signatures associated with the compartments of the deposit line.
  • the invention thus proposes a simple and effective solution for locating the origin in a deposition line of a defect affecting a stack of thin layers deposited on a substrate.
  • the deposition of the stack of thin layers on the substrate is achieved by scrolling the substrate successively in the different compartments of the deposit line, which are in a controlled environment.
  • the deposition of the complete thin film stack on the substrate is done without venting or intermediate cleaning of the substrate between two compartments.
  • debris fallen on the substrate in a deposition line compartment remains on the surface of the thin layer deposited in this compartment and acts as masks for subsequent thin film deposition, thereby creating defects.
  • the invention then makes it possible to identify a reduced number of compartments of the deposit line, or even a single compartment, which may be at the origin of defects detected at the output of the deposit line.
  • a reference signature associated with a given compartment of the deposit line is evaluated from a deposit of the thin film stack made by passing the substrate in all the compartments of the deposit line in the presence of at least one debris from said given compartment.
  • a reference signature associated with a given compartment is obtained by placing itself under the conditions of generation of the complete thin-film stack and, because of the presence of the debris issuing from said compartment. given, some thin layers may be missing locally in the stack. Apart from the location of the debris, all the thin layers of the stack are present on the substrate for the determination of the reference signature.
  • the deposition of thin layers is performed by the deposition line on the substrate by a magnetic field assisted sputtering method, called "magnetron cathode sputtering".
  • Each compartment of the deposition line then comprises a sputtering target brought to a negative potential, called a "cathode”, comprising the chemical elements to be deposited, in the vicinity of which a plasma is created under a high vacuum.
  • the active species of the plasma by bombarding the target, tear the chemical elements of the target, which are deposited on the substrate forming the desired thin layer.
  • This process is said to be reactive when the thin layer consists of a material resulting from a chemical reaction between the elements torn from the target and a gas contained in the plasma.
  • An advantage of this magnetron sputtering method lies in the possibility of depositing on the same deposition line a very complex stack of layers by moving the substrate successively under different targets.
  • several successive compartments of the deposition line may participate in the deposition of a thin layer of the same material, in predefined proportions.
  • the invention identify the compartment or compartments causing the defect among all the compartments participating in the deposition of this thin layer.
  • the parameterization of the different compartments in which the thin-film depositions take place comprises an adjustment of various parameters of the magnetron sputtering, and in particular, the pressure of the gas and its composition. , the power applied to the cathode, the angle of incidence of the bombardment particles, the thickness of the deposit, etc.
  • the substrate is preferably a mineral glass sheet or a polymeric organic material. It is preferably transparent, colorless or colored.
  • the glass is preferably of the silico-soda-lime type, but it can also be, for example, a borosilicate or alumino-borosilicate type glass.
  • Preferred polymeric organic materials are polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or fluorinated polymers such as ethylene tetrafluoroethylene (ETFE).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • ETFE ethylene tetrafluoroethylene
  • the substrate may be rigid or flexible.
  • the substrate may be flat or curved.
  • the solution according to the invention is based on the exploitation of digital images resulting from an optical control conventionally performed at the output of the deposition line. According to the invention, these images are analyzed in order to extract a signature of the defect comprising one or more predetermined characteristics, representative of the defect, and the observation of which makes it possible to identify compartments of the deposit line capable of being the origin of the defect.
  • the signature of the defect is approximated directly or indirectly (for example by means of one or more decision trees) of different reference signatures, generated for each of the compartments of the deposit line and containing the same characteristics as the signature of the defect.
  • a reference signature associated with a compartment represents the predetermined characteristic values of a default originating in that compartment.
  • each reference signature does not necessarily correspond to a single point but may correspond to a range of values, a portion of a curve, a portion of a surface, and so on. following the number of components included in the reference signature.
  • the analysis of the signature of the defect taking into account the reference signatures associated with the different compartments of the deposit line makes it possible to identify a small number of compartments of the deposit line, or even a single compartment, likely to be at risk. origin of the defect.
  • the identification step comprises a step of comparing the signature of the defect with a plurality of reference signatures associated with each compartment of the deposit line, said at least one compartment identified as being likely to be at the origin of the defect being associated with a reference signature corresponding to the signature of the defect.
  • the compartment or compartments identified as likely to be at the origin of the defect are in this case the compartments whose reference signatures are closest to the signature of the defect, in the sense for example of a predefined distance or equivalently, a predefined prediction error.
  • the invention is advantageously applied to different stacks of thin layers capable of being deposited on a substrate, in particular a transparent substrate, and in particular to a stack of thin layers forming an interference system.
  • the choice of the characteristic or characteristics of the signature of the defect used in the context of the invention is adapted as a function of the optical properties of the thin film stack considered, in particular of its reflection or radiation transmission properties, as well as that of the type of images provided by the optical control system (images in reflection, in transmission, obtained with radiation sources capable of emitting in different wavelength ranges, etc.).
  • Stacks of thin layers which modify the reflection properties of the substrate in the visible wavelength range such as reflective metal layers, in particular based on metallic silver, which are used to form the mirrors, or antireflection coatings, which aim to reduce the radiation reflection at the interface between the air and the substrate.
  • An antireflection coating may be formed, in particular, by a stack of thin layers having alternately lower and stronger refractive indices acting as an interference filter at the interface between the air and the substrate, or by a stack of thin layers having a gradient, continuous or staggered refractive indices between the refractive index of air and that of the substrate;
  • Stacks of thin layers which give the substrate infrared radiation reflection properties such as transparent stacks, comprising at least one thin metal or electroconductive transparent oxide (TCO) layer, called the functional layer, in particular base of silver, niobium, chromium, nickel-chromium alloy (NiCr), mixed indium tin oxide (ITO), and coatings located on either side of each functional layer to form an interferential system.
  • TCO thin metal or electroconductive transparent oxide
  • These transparent stacks with infrared radiation reflection properties are used to form solar control glazing, in particular sunscreen, aimed at reducing the amount of incoming solar energy, or low emissivity, aimed at reducing the amount of energy. dissipated to the outside of a building or vehicle;
  • Stacks of thin layers which give the substrate electrical conduction properties comprising at least one thin metallic layer, in particular based on silver, or a thin layer based on transparent oxides;
  • Electro-conductors for example based on mixed tin and indium oxide (ITO), based on mixed indium zinc oxide (IZO), based on doped zinc oxide with gallium or aluminum, based on niobium doped titanium oxide, based on cadmium stannate or zinc, based on tin oxide doped with fluorine and / or antimony.
  • TCO Electro-conductors
  • ITO mixed tin and indium oxide
  • IZO mixed indium zinc oxide
  • doped zinc oxide with gallium or aluminum based on niobium doped titanium oxide, based on cadmium stannate or zinc, based on tin oxide doped with fluorine and / or antimony.
  • These coatings with electrical conduction properties are used, in particular, in heated glazings, where an electric current is circulated within the coating so as to generate heat by the Joule effect, or else as an electrode in layered electronic devices, in particular as a transparent electrode located on the front face of organic light-emitting diode (OLED) devices, photovoltaic devices, electrochromic devices;
  • OLED organic light-emitting diode
  • Stacks of thin layers which give the substrate self-cleaning properties, such as transparent titanium oxide stacks, which facilitate the degradation of organic compounds under the action of ultraviolet radiation and the elimination of mineral soiling under the action of a runoff of water;
  • the characteristic (s) chosen to form the signature of the defect preferably has a value that changes as a function of the compartments participating in the deposition of the stack of thin layers, so as to easily allow the identification of a compartment to the origin of a defect in this stack.
  • a characteristic whose value is a strictly monotonic (ie increasing or decreasing) function of the deposition thickness on the substrate can be chosen, so that the value of this characteristic in the signature of the defect makes it possible to identify a deposit thickness at which it appeared. From the knowledge of this thickness and the compartment in charge of depositing a thin layer corresponding to this thickness, it is easy to deduce the compartment at the origin of the defect.
  • This choice of a strictly monotonic characteristic as a function of the thickness of deposition on the substrate is particularly advantageous since it allows from a signature comprising a single well-chosen characteristic to identify a single compartment at the origin of the defect.
  • a unambiguous relationship between the value of each characteristic of the signature and a compartment of the deposit line is not an essential condition of the invention, in other words, it is not necessary for each compartment to correspond to a distinct value. of each characteristic.
  • An ambiguity, or degeneracy, between two or more compartments may indeed subsist when considering a given characteristic.
  • the same value of a characteristic can correspond to two distinct compartments of the deposit line.
  • the invention makes it possible to drastically reduce the number of compartments suspected of being at the origin of the defect.
  • a deposit line in the case of a depositing a stack of thin layers on a substrate can easily comprise 20 or even 30 compartments.
  • the invention allows to be limited to a few compartments for which an ambiguity remains, that is to say, by choosing the characteristics, at most two or three compartments. It is also possible to further reduce this number by considering several characteristics in the signature of the defect, the multiplicity of characteristics to remove residual ambiguities.
  • the characteristics considered to form the signature of a defect may depend on the nature of the images obtained and provided by the optical systems (eg images in reflection or in transmission, types of radiation sources used to generate the images, etc. .).
  • the use of images of different natures can advantageously make it possible to remove the aforementioned ambiguities by extracting from each type of images different complementary characteristics to form the signature of the defect.
  • Said at least one image representing the defect can be, in particular, a grayscale-coded image, an RGB-encoded image, a hyperspectral image.
  • said at least one image may comprise a grayscale-coded reflection image and a grayscale-encoded transmission image.
  • This embodiment may have a preferred but nonlimiting application when the stack of thin layers comprises several layers having a low emissivity.
  • the use of information extracted from a transmission image in addition to the information extracted from the image in reflection makes it possible to have a signature comprising more characteristics, and to be able to locate more precisely the origin of the fault affecting the stack. thin layers.
  • said at least one image may comprise two grayscale-encoded images (in reflection and / or transmission) acquired by said at least one optical system using two radiation sources emitting in two different length domains.
  • at least partially distinct wave in particular a radiation source emitting in the visible wavelength range and a radiation source emitting in the infrared wavelength range.
  • Some stacks may indeed have strictly monotonic characteristics as a function of the deposition thickness in the infrared range that this embodiment advantageously allows to exploit.
  • the invention therefore makes it possible to carry out targeted maintenance on the deposit line, by concentrating maintenance operations (and especially cleaning operations) or, more generally, corrective actions on the few identified compartments, or even a single compartment.
  • Such corrective actions may typically consist of knocking on the walls of each compartment identified to rid them of any debris and dust that may cover and which are likely to be deposited on the substrate during the deposition of the thin layer made in this compartment.
  • These maintenance operations can take place indifferently during production, or at the end of production.
  • the invention thus makes it possible to intervene more quickly and more efficiently on the deposit line, while limiting the associated costs.
  • the identification of the compartment or compartments causing defects is also very fast thanks to the invention. This results in a significant time saving in the resolution of crisis when detecting the appearance of defects on the coated substrates from the deposition line.
  • Said at least one image comprises a gray-scale coded reflection image
  • the signature of the defect comprises a characteristic defined from a reflection coefficient of the defect determined from the reflection image
  • Said at least one image comprises a grayscale-encoded transmission image
  • the signature of the defect comprises a characteristic defined from a transmission coefficient of the defect determined from the transmission image.
  • reflection and / or transmission coefficients can be determined for example by using a successive erosion method applied to the defect represented on the gray-scale coded image, and during which, at each step, a value of reflection coefficient and / or transmission is determined. Other methods may of course be envisaged alternatively.
  • the inventors have judiciously discovered that it is possible, from the reflection image or from the grayscale encoded transmission image of the defect and more particularly from a contrast level in reflection or transmission of the default determined from this image, to identify from which compartment (s) could be derived this defect. More particularly, the inventors have established a correlation between the level of contrast in reflection or in transmission of the defect and the thickness at which the stack was stopped following the fall of a dust or debris, ie the the thickness at which the defect appeared. This thickness can be easily associated with a compartment of the deposition line participating in the deposition of the stack of thin layers.
  • the invention is based on the assumption that the contrast value considered extracted from the images provided by the optical control system reflects the "true” integrated value of contrast (in reflection or in transmission) which would be calculated from the spectrum (of reflection or transmission).
  • “translated” is meant that the contrast value considered is representative of this true value, either absolutely or relative (i.e. it may be proportional to this true value or be a monotonic function thereof).
  • the signature of the defect comprises a single characteristic defined from the average light reflection coefficient of the defect
  • two compartments are obtained which are capable of be at the origin of the defect found on the stack of thin layers.
  • the inventors advantageously propose to exploit a second characteristic of the defect, namely in the above example, the presence or absence of a clear ring (ie corresponding to a maximum reflection) surrounding the defect on the image in reflection.
  • the locating method therefore also comprises a step of detecting a presence of a light ring around the defect represented on said at least one image, the signature of the defect comprising a characteristic reflecting this presence.
  • the inventors have in fact connected the presence of such a clear ring with the introduction of a defect before the deposit of the silver layer, ie in a compartment of the first series of compartments participating in the deposition of the first deposited coating before the silver layer, the absence of such a clear ring translating on the contrary the introduction of a defect after the deposition of the silver layer, ie in a compartment of the second series of compartments participating in the deposition of the second coating deposited after the silver layer.
  • the presence of such a clear ring can easily be detected by using the erosion method mentioned above, by observing the values of the light reflection coefficient obtained at the different iterations of the erosion method, and especially during the first iterations. This also applies when the optical system provides a transmission image of the defect and a characteristic of the signature of the defect is determined from a light transmission coefficient of the defect.
  • the method further comprises: a step of determining a coefficient variation gradient (reflection or transmission); and
  • a step of detecting a form of the defect from the determined variation gradient is a step of detecting a form of the defect from the determined variation gradient.
  • This embodiment makes it possible to obtain additional information on the defect, especially if it is a flat defect or a three-dimensional defect. Such information may be useful for identifying, within a compartment, which elements of the compartment are responsible for the dust and / or debris deposited on the substrate.
  • the invention applies, as mentioned above, to gray-level coded images (eg reflection and / or transmission images acquired by means of a radiation source emitting in the range of lengths of visible wave and / or in the wavelength range of the infrared, etc.).
  • gray-level coded images eg reflection and / or transmission images acquired by means of a radiation source emitting in the range of lengths of visible wave and / or in the wavelength range of the infrared, etc.
  • this hypothesis is not limiting and the invention can also be implemented from other types of images.
  • the signatures considered are then adapted to the information that can be extracted from these images.
  • said at least one image comprises a reflection image or transmission coded in red, green and blue (RGB), and the method further comprises a step of converting the RGB image in a color space L * a * b *, the signature of the defect comprising components at a * and b * of a defect background surface determined from the converted image.
  • the signature of the defect may also further comprise an L * component of the defect determined from the converted image.
  • said at least one image comprises a hyperspectral image and the signature of the defect comprises a spectrum representing values of a reflection or transmission coefficient of a defect background surface as a function of a length. wave.
  • each reference signature associated with a compartment of the deposit line may comprise, in this embodiment, a plurality of spectra corresponding to different thicknesses of the layer deposited in the compartment.
  • the identification step comprises an application of an automatic learning method on the signature of the defect, said learning method based on a model driven from the signatures. referred to the compartments of the deposit line.
  • the training of the model is preferably carried out on a large number of images representing defects of which we are able to identify the origin or of which we know the origin, these images having been obtained over several days of production.
  • a model consists for example of one or more decision trees driven from reference signatures of the compartments extracted from the large number of images.
  • the automatic learning method then used during the identification step may be for example a so-called decision tree forest algorithm also better known by the name of "random decision forest" in English adapted to use such decision trees.
  • any other algorithm allowing to classify elements between them and based on a model driven from reference values can be used alternatively (eg nearest neighbors algorithm, support vector machines or Support Vector Machine ( SVM) in English, neural networks, etc.).
  • the signature of the fault determined from said at least one image comprises at least one light intensity characteristic of the defect and / or a characteristic relating to a form of the defect.
  • said at least one light intensity characteristic of the defect can comprise:
  • a representative characteristic of a mean light intensity of the defect and or
  • a representative characteristic of a luminous intensity at the center of the defect is a representative characteristic of a luminous intensity at the center of the defect.
  • said at least one characteristic relating to a form of the defect may comprise:
  • a representative characteristic of a ratio of a perimeter of the defect on an area of the defect is
  • a characteristic representative of a form factor of the defect is a characteristic representative of a form factor of the defect.
  • the correspondences between the reference signatures and the compartments are likely to change, and depend in particular on the setting of the deposition line, during the deposition of the layers. thin on the substrate. Indeed the contribution of each cathode to the thickness of the stack can be made to be modified, in particular due to changes in the power applied to the cathode, the speed of travel of the substrate facing the cathode, the gas pressure used in the cathode compartment and its composition, etc. This dependence on the deposition parameters can be taken into account easily empirically or analytically, in particular by means of a calculation model connecting the parameters of the deposit to the thickness of the stack. corresponding to each compartment.
  • the various steps of the localization method are determined by computer program instructions.
  • the invention also relates to a computer program on a recording medium or information medium, this program being capable of being implemented in a localization device or more generally in a computer, this program comprising instructions adapted to the implementation of the steps of a locating method as described above.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other form desirable shape.
  • the invention also relates to a computer readable information or recording medium, and comprising instructions of a computer program as mentioned above.
  • the information or recording medium may be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording medium, for example a floppy disk or a disk. hard.
  • the information or recording medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can be downloaded in particular on an Internet type network.
  • the information or recording medium may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • the invention also relates to a system comprising: A deposition line comprising a succession of compartments able to deposit a stack of thin layers on a substrate, where each thin layer of a material is deposited in one or more successive compartments of the deposition line and debris remaining on the surface a thin layer deposited in a compartment act as masks for subsequent thin layer deposition and cause defects;
  • At least one optical control system placed at the output of the deposition line configured to provide at least one image representing a fault affecting the stack of thin layers deposited on the substrate;
  • a locating device able to identify among the succession of compartments of the deposit line at least one compartment likely to be at the origin of the defect.
  • the location method, the location device and the system according to the invention present in combination all or part of the aforementioned characteristics.
  • FIG. 1 shows schematically a system according to the invention, in a particular embodiment
  • FIG. 2 represents a deposition line of a stack of thin layers included in the system of FIG. 1;
  • FIG. 3 represents an optical control system placed at the output of the deposition line in the system of FIG. 1;
  • FIG. 4 schematically represents the hardware architecture of a localization device according to the invention included in the system of FIG. 1, in a particular embodiment
  • FIGS. 5, 11, 14 and 16 represent, in the form of flow charts, four embodiments of the localization method according to the invention.
  • FIG. 6 represents a successive erosion method that can be applied to an image of a defect affecting a stack of thin layers to determine the signature of this defect in a particular embodiment
  • FIGS. 7, 9A-9C, 10, 12, 13, and 15 show various examples of reference signatures that can be used to identify the compartment causing a fault affecting a stack of thin layers in accordance with the invention.
  • FIG. 8 illustrates a compartment comprising a cathode, as well as the various elements protecting this cathode. Detailed description of the invention
  • FIG. 1 represents, in its environment, a system 1 according to the invention, in a particular embodiment.
  • the system 1 comprises:
  • An optical control system 4 placed at the output of the deposition line 2, and able to acquire various digital images of the transparent substrate coated with the stack of thin layers (referenced by 5), and to detect from these images the presence of defects affecting the coated substrate 5;
  • a locating device 6 capable of analyzing the digital images IM of the defects detected by the optical control system 4 in order to locate their origin in the deposition line 2.
  • the stack of thin layers is deposited on a glass substrate 3 and forms an interference system.
  • the thin film stack comprises one or more functional layers with infrared reflection properties (ie one or two silver layers in Examples 1 and 2, a mixed indium oxide layer). and tin (ITO) in Example 3), and coatings formed of one or more thin layers located on either side of each functional layer to form the interferential system.
  • the term "module” (Ml, M2, M3) denotes each of the coatings which surround the functional layer (s) of silver or ITO, it being understood that a module may consist of a single thin layer or a plurality of thin layers.
  • each module which is disposed above, in the direction of deposition of the stack, with a thin metallic layer may comprise, as a layer above to the thin metal layer, a thin metal layer of over-blocker, oxidized or not, intended to protect the thin metal layer during the deposition of a subsequent layer, for example if the latter is deposited under an oxidizing or nitriding atmosphere, and during a possible subsequent heat treatment.
  • Each thin metal layer can also be deposited on and in contact with a thin sub-blocker metal layer.
  • the stack of thin layers may therefore comprise an over-blocking layer and / or a sub-blocker layer framing the or each metal thin layer.
  • These layers of blocker which are very thin layers, normally of a thickness less than 1 nm to not affect the light transmission of the stack, act as sacrificial layers, in particular capable of capturing oxygen.
  • the deposition of thin layers is carried out by the deposition line 2 on the glass substrate 3 by means of a magnetic field assisted sputtering technique also called magnetron sputtering.
  • a sputtering technique relies on the condensation within a rarefied atmosphere of a vapor of a target material from a source of spray on a substrate. More precisely, the atoms of the source (also referred to as a target) are ejected into an ionized gas, such as, for example, argon, in a vacuum chamber maintained at a certain pressure. An electric field is created leading to the ionization of the gas thus forming a plasma. The target is brought to a negative potential (cathode) so that the ions present in the plasma are attracted to the target and eject atoms from it.
  • an ionized gas such as, for example, argon
  • the particles thus sprayed are diffused in the chamber and some of them are collected in particular on the substrate on which they form a thin layer.
  • a magnetic field oriented perpendicular to the electric field is also created by magnets placed near the cathode so as to confine the electrons in the vicinity of the cathode. This makes it possible to increase the ionization rate of the gas, and thus to significantly improve the deposition efficiency compared to a conventional sputtering technique. Since sputtering techniques are known to those skilled in the art, they are not described in more detail here.
  • FIG. 2 diagrammatically represents the deposition line 2 used for depositing thin films by cathode sputtering on the glass substrate 3. It comprises here an inlet chamber 7, a first buffer chamber 8, a magnetron sputtering chamber 10 comprising a first transfer section 9 and a second transfer section 11, a second buffer chamber 12 and an exit chamber 13.
  • Each element Ei comprises a compartment or deposition chamber 15-i containing a cathode used as a target during the magnetron sputtering, and one or two compartment (s) or chamber (s) pumping equipped (s) with a pump, and located (s) where appropriate on both sides of the deposition chamber to create the vacuum therein.
  • the glass substrate 3 circulates in the different successive compartments of the sputtering chamber 10, driven by a conveyor or a conveyor belt 16.
  • the setting of the different compartments 15-i in which take place Thin film deposition consists in adjusting different parameters of the magnetron sputtering, and in particular, the gas pressure and its composition, the power applied on the cathode, the angle of incidence of the bombardment particles, the thickness of the deposit etc.
  • the optical control system 4 is placed at the output of the deposition line 2. As illustrated schematically in FIG. 3, it is equipped with one or more cameras 17 and with several radiation sources 18 making it possible to acquire and generate different types of digital images of the coated substrate 5 from the deposition line 2.
  • the optical control system 4 comprises three radiation sources 18, namely, a light source 18-1. of the RDF type (for Reflection Dark Field), an 18-2 light source of the RBF type (for Reflection Bright Field) and a light source 18-3 of the TBF type (for Transmission Bright Field or light field transmission).
  • These light sources are turned on and off alternately in order to acquire different configurations of digital images in reflection (corresponding to the reflection of the light source on the coated substrate) and / or in transmission (corresponding to the light from the light source and transmitted through the coated substrate) representing the potential defects affecting the coated substrate having the thin film stack.
  • the cameras 17 may for example provide digital images coded in gray scale, trichromatic images encoded in RGB (Red Green Blue), or it may be still hyperspectral cameras capable of providing hyperspectral images, etc.
  • radiation sources operating in the visible domain or in other wavelength domains, for example in the infrared range can be used by the optical control system 4. These sources of radiation can be oriented at different angles depending on the images that we want to acquire and use to locate the compartment or compartments at the origin of the defect.
  • Figure 6 shows in its lower portion, for illustrative purposes, a digital image in reflection, coded in gray levels, acquired from a light source RBF operating in the visible range.
  • the task appearing on this image reflects a defect detected by the optical control system 4.
  • the contrast measured by the camera of the optical control system 4 is proportional to the light reflection of the defect. Note that when the image is not hyperspectral as is the case here, the invention is based on the assumption that the value of contrast considered extracted from the images provided by the optical control system reflects the true value of the integrated quantity (RL or TL) that would be extracted from a spectral response (relative or absolute).
  • Such an optical control system is known per se and conventionally used to detect defects affecting the deposits made in a deposition line such as the line of 2. It is not described in more detail here. Note that the invention is not limited to the use of a single optical control system and it is conceivable that the images processed by the localization device according to the invention come from a plurality of optical control systems placed at the exit of the deposit line.
  • the defects affecting the coated substrate may be in particular due to dust or debris present in certain compartments 15-i of the sputtering chamber 10 which have fallen erratically onto the substrate when it has circulated in these compartments.
  • the locating device 6 is capable of locating the compartment 15-i of the deposition line 2 to the origin of this defect.
  • the location device 6 is a computer whose hardware architecture is shown schematically in FIG. 4. It comprises a processor 19, a random access memory 20, a read-only memory 21, a non-volatile memory 22 , a communication module 23, and various input / output modules 24.
  • the communication module 23 enables the location device 6 to obtain the images of faults acquired by the optical control system 4. It can notably comprise a digital data bus, and / or means of communication on a network (local or remote) such as for example a network card, etc., depending on how the optical control system 4 and the location device 6 are interconnected.
  • the input / output modules 24 of the location device 6 comprise in particular a keyboard, a mouse, a screen, and / or any other means (eg a graphical interface) making it possible to configure the location device 6 and to access the results. of the analysis he conducts on the images of defects that are provided to him.
  • the read-only memory 21 of the localization device 6 constitutes a recording medium in accordance with the invention, readable by the processor 19 and on which is recorded a computer program PROG according to the invention, comprising instructions for execution. steps of a localization method according to the invention.
  • This computer program PROG equivalently defines functional and software modules here configured to implement the steps of the localization method according to the invention. These functional modules support or control the hardware elements 19 to 24 mentioned above. They include in particular here:
  • a determination module 6B from said at least one image, of a signature of the defect comprising at least one characteristic representative of the defect; and An identification module 6C of at least one compartment likely to be at the origin of the defect configured to use the signature of the defect and a plurality of reference signatures associated with the compartments of the deposit line.
  • the functions of these modules are described in more detail below with reference to FIGS. 5 to 16, in four distinct embodiments of the invention.
  • the first three embodiments are distinguished by the nature of the digital images that are provided by the optical control system 4 and analyzed by the location device 6 to locate the origin of a fault.
  • the images used by the locating device 6 are digital images coded in gray level; in the second embodiment, it is trichromatic digital images (or RGB for Red Green Blue), and in the third embodiment, the images provided by the optical control system are hyperspectral images.
  • the locating device 6 implements an alternative treatment with respect to the first three modes for locating the defect in the deposition line 2.
  • the stack is deposited on a soda-lime-silica glass substrate and comprises, in the depositing direction of the stack on the substrate:
  • a first coating or module M1 formed by a plurality of thin layers based on dielectric materials (eg oxide, nitride, oxynitride layers);
  • a second coating or module M2 formed by a plurality of thin layers based on dielectric materials (eg oxide, nitride, oxynitride layers);
  • each layer of the stack being able to be deposited by several different cathodes in order to obtain the required thickness, and the geometrical thicknesses of the thin layers of the stack being adapted so that the whole of the stack forms an interferential system .
  • the stack is deposited on a soda-lime-silica glass substrate and comprises two thin layers of silver framed by thin layers of Si 3 N 4 , with the following thicknesses:
  • the geometrical thicknesses of the thin layers of the stack are adapted such that the entire stack forms an interference system.
  • different thin layers of the same material Si 3 N 4 or Ag
  • the layer to which reference is made is indicated in parentheses, for example Ag (Ll) denotes the first deposited silver layer and Ag (L2) the second silver layer.
  • module M1 is also referred to as the thin layer of S13N4 deposited on the substrate before the first silver layer Ag (L1), the “M2 module” being the thin layer of Si 3 N 4 deposited between the first layer of silver Ag (Ll) and the second layer of silver Ag (L2), and “module M3” the thin layer of Si 3 N 4 deposited after the second layer of silver Ag (L2).
  • the stack is deposited on a soda-lime-silica glass substrate and comprises a thin layer of indium mixed oxide tin (ITO) framed by coatings or modules M1, M2 based on dielectric materials, with the following thicknesses:
  • ITO indium mixed oxide tin
  • the geometrical thicknesses of the thin layers of the stack are adapted such that the entire stack forms an interference system.
  • different thin layers of the same material are deposited on the substrate at different thicknesses.
  • “module M1” is called the coating formed by the thin films of SiN and SiO 2 (Ll). deposited on the substrate before the ITO layer, and "M2 module” the coating formed by the thin layers of SiO 2 (L 2) and TiO 2 deposited on the substrate after the ITO layer.
  • the invention applies to various stacks of thin layers capable of being deposited on a substrate, and in particular to the stacks forming an interference system.
  • FIG. 5 represents the main steps of the locating method according to the invention as implemented by the locating device 6 in the first embodiment.
  • the optical control system 4 is equipped with digital cameras capable of providing gray-scale IM digital images of the detected defect, acquired by activating all or part of the different radiation sources of the 4.
  • Such images consist of a plurality of pixels, each pixel being associated with a gray level reflecting its brightness.
  • IMR-designed defect-reflecting digital images acquired by activating the RBF-type light source 18-2 and reflecting the reflection coefficient of the defect, as well as designated default transmission digital images.
  • IMT acquired by activating the light source 18-3 of type TBF and representing a transmission coefficient of the fault.
  • the following is limited to an image in IMR reflection, and possibly to an image in IMT transmission.
  • Example 1 In the case of a stack similar to Example 1 comprising a single layer of silver (or other low-emissivity material), a single image in IMR reflection may indeed be sufficient for a precise location of the origin of the defect.
  • Example 2 comprising several silver layers, the use of a single image in IMR reflection can isolate a small number of compartments likely to be at the origin of a defect but is not always sufficient to identify a single compartment among this reduced number of compartments.
  • another image than a reflection image can be used, such as for example a transmission image acquired by means of a radiation source operating in the infrared wavelength range, or several images of the defect can be used, such as an image in IMR reflection and an image in IMT transmission both acquired by means of radiation sources operating in the visible wavelength range.
  • an image in reflection and / or a transmission image acquired by means of a radiation source in the wavelength range of the visible and / or with other wavelengths such as wavelengths in the infrared range depends in particular on the absorption and reflection properties of the thin-film stack considered, and on the characteristics representative of the defect considered for implementing the invention. This is further illustrated with reference to the examples given.
  • the locating device 6 obtains from the optical control system 4 at least one greyscale-encoded IM image of the detected defect on the stack of thin layers deposited on the glass substrate 3 (step E10). This IM image or these images are received by the locating device 6 via its communication module 23 and its obtaining module 6A.
  • signature of the defect means one or more characteristics representative of the defect and which will make it possible to locate its origin in the filing line 2 by bringing it closer to reference signatures associated with each of the compartments 15 of the line deposit. These characteristics may depend in particular on the nature of the IM images exploited by the localization device 6 and the information on the defect contained in these images, the reflection and absorption properties of the thin film stack deposited on the substrate, the shape of the defect, etc.
  • dielectric materials eg oxide, nitride, oxynitride layers
  • the determination module 6B extracts from this image in IMR reflection various characteristics relating to the light reflection coefficient of the defect. For this purpose, it applies here, on the image in reflection IMR, a successive erosion method allowing it to extract during several iterations different values of the reflection coefficient of the defect.
  • FIG. 6 schematically illustrates the application of this method to a defect DEF represented by an IMR reflection image.
  • This method consists, from the image in reflection IMR of the defect, to successively "erode” or “to eliminate” the defect on its contour (ie with each iteration iter one eliminates a small thickness of the contour of the defect, this thickness n not being uniform from one iteration to another) and to calculate average levels gray pixels on the surface of the defect eliminated, the gray level of a pixel translating the light reflection coefficient of the defect at the location represented by the pixel.
  • the defect is represented by a task surrounded by a clear ring.
  • the eroded surface considered to compute the average of the grayscale of the pixels voluntarily includes only a "black" part of the background of the image located outside the defect and surrounding it. this. This results in a relatively low gray level average (because only integrating very low gray levels representative of the black surface surrounding the defect).
  • the eroded portion of the defect corresponds to the clear ring surrounding the defect.
  • This clear ring corresponds to high gray levels, resulting in a maximum light reflection coefficient.
  • the value of the light reflection coefficient RL is a characteristic of the fault used by the determination module 6B to determine its signature.
  • the light reflection coefficient RL (DEF) considered in the signature is preferably standardized, for example with respect to the light reflection of the coated substrate 5 resulting from the deposition line 2 (final product) or with respect to the light reflection of the glass. naked (medium contrast).
  • Such a standardization advantageously makes it possible to overcome the adjustment fluctuations of the different cameras of the optical control system. It is however optional. In the remainder of the description, it will thus be possible to consider indifferently normalized or non-standardized reflection and / or transmission coefficients, the invention applying equally in these two cases.
  • the determination module 6B also adds to the signature of the fault an indicator of the presence or absence of a clear ring around the fault detected as indicated above from the value RLmax (DEF).
  • DEF value RLmax
  • other techniques than a successive erosion method can be used by the determination module 6B to determine the signature of the defect and detect the presence or absence of a clear ring around it.
  • the determination module 6B can determine a light intensity profile of the defect by evaluating the light reflection coefficient at different points of a diagonal of the defect (eg the largest diagonal or the smallest diagonal). The analysis of the different values thus obtained from the light intensity profile of the defect enables the determination module 6B to detect the possible presence of a clear ring around the defect and to evaluate the average value of the light reflection coefficient of the defect. .
  • intensity profiles can be determined by the determination module 6B on a plurality of fault radii, and then averaged to extract the signature of the defect.
  • the signature of the defect thus obtained is compared by the identification module 6C of the localization device 6 with several reference signatures (step E30) to identify the compartment or compartments likely to be at the origin of the defect.
  • This signature of reference includes the same characteristics (ie the same types of characteristics) as the signature of the defect.
  • the reference signature may comprise a single value (i.e. unique point) for each characteristic or on the contrary comprise a range of values for each characteristic, or only the bounds or some significant values of such a range of values.
  • reference signatures may be associated with the same compartment.
  • the reference signatures are generated beforehand (step E00) and stored for example in the nonvolatile memory 22 of the localization device 6. In a variant, they can be stored on a remote storage space and be obtained on request for example via the communication module 23 of the localization device 6.
  • the observation by means of the optical control system 4 of the defects thus obtained for a compartment and the analysis of the images resulting from this observation makes it possible to estimate an average reference signature associated with the compartment having the same characteristics as those extracted for the defect (light reflection coefficient, presence or absence of a clear ring in the example envisaged here).
  • the location device 6 has in memory of reference signatures for each of the compartments 15-i of the deposit line, these reference signatures giving for each compartment 15-i a reference mean light reflection coefficient (if appropriate, normalized), averaged over several defects from the noise made on the compartment 15 -i, and an indicator reflecting on average, the presence or absence of a clear ring on the periphery of the defects originating from this compartment.
  • the indicator of presence or absence of a light ring included in the reference signature of each compartment 15-i can be determined as a function of the position of the compartment 15-i with respect to the compartments involved in the deposition of the layer of money.
  • the inventors judiciously established a connection between this position and the presence or absence of a clear ring around the defect: due to the high emissivity of the silver layer, the presence of a clear ring around the defect on a reflection image of a defect affecting a stack of thin layers comprising a single silver layer indicates the probable appearance of this defect before the deposition of the silver layer (ie in a compartment participating in the deposition of the module Ml ).
  • the absence of such a ring reflects the probable appearance of this defect after the deposit of the silver layer (i.e. in a compartment participating in the deposit of the M2 module).
  • the reference signatures thus generated depend on the parameterization of the deposition line 2 and in particular the cathode sputtering processes implemented by the cathodes of the different compartments 15-i. Thus, they depend in particular on the power applied to each cathode, the deposit thickness to be deposited by each cathode, the gas mixture in the compartment, etc.
  • the reference signatures can be determined experimentally for each condition (each parameterization) deposition, conducting noisy experiments under these different conditions.
  • Such a calculation model is for example the following, when the reference signatures correspond to intervals of values. Its application to a single value is immediate for those skilled in the art and is not described here.
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (j,) represents the sum of the thicknesses of the layers deposited before the layer of material x.
  • F denotes the function which makes it possible, from the cumulative thickness, to deduce the reference signature from a compartment
  • F is for example a vector function providing the limits of the curve portions defining the reference signatures, or a function calculating averages over the curve portions
  • the reference signatures corresponding to the new parameterization are obtained by applying the function F on the lower bounds e (k- ⁇ , ⁇ , ⁇ ) and higher e (k, x, y) given ci -above.
  • the reference signatures are generated by simulation or by calculation.
  • FIG. 7 illustrates an example of reference reflection coefficients Rref measured on the side of the stack and obtained by fussing, and corresponding to the deposition of a stack of thin layers according to example 1 in which a plurality of cathodes identified as abscissa participate; (cathodes K1, K3, K4, etc.), these cathodes being included in as many compartments (ie there is a univocal relationship between the cathode indicated on the abscissa and a compartment of the deposit line).
  • the reference reflection coefficients Rref were generated from images acquired by four separate cameras of the optical control system 4 placed so as to monitor different areas of the coated substrate. During the generation of the reference reflection coefficients Rref, one can either estimate a reference coefficient per camera or zone of the coated substrate, or estimate a hybrid reference coefficient from the reference coefficients obtained by camera, for example resulting from the average of the reference coefficients obtained by camera.
  • a single reference reflection coefficient value Rref for each cathode is determined.
  • the cathodes K9, K9B and K10A correspond to the cathodes involved in the deposition of the silver layer. These cathodes are known not to generate (or generate little) debris. In other words, it is unlikely that a defect affecting the stack of thin layers originates from a compartment comprising one of these cathodes.
  • some cathodes are associated with the same value of reflection coefficient (for example cathodes K4 and K23).
  • the reference reflection coefficients Rref may alternatively be represented not according to the compartments with which they are associated but of a deposit thickness in the stack. In this case, a correspondence between the thickness of the deposit and the compartment participating in the deposit corresponding to this thickness is established and stored at the location device 6 for example in its non-volatile memory 22. The same compartment can therefore be associated at one or more deposit thicknesses, that is, one or more reference signatures.
  • the comparison of the signature of the defect with the reference signatures associated with the different compartments of the deposition line 2 is carried out in two stages by the identification module 6C.
  • the identification module 6C determines from the signature SIG (DEF) of the defect if it has a clear ring on its periphery.
  • the reference signatures associated with the compartments of the deposition line 2 located before the compartments containing the deposition cathodes of the silver layer comprise among their characteristics an indicator reflecting the presence of a clear ring around the periphery of a defect. originating in these compartments.
  • the identification module 6C detects from the signature SIG (DEF) of the fault the presence of a clear ring around the periphery of the fault, the identification module 6C thus associates the defect with one of the compartments participating in the formation of the module Ml (and corresponding to one of the cathodes K1, K3, K4, K5, K5B, K6, K7 and K8 in the example illustrated in FIG. 7).
  • the identification module 6C associates the defect with one of the compartments of the deposit line which is after the compartments containing the cathodes participating in the deposition of the silver layer, that is to say to one of the compartments participating in the deposition of the module M2 and containing a cathode among the cathodes K11, K12, K13, K19, K21 , K27B, K28, K30.
  • the identification module 6C compares the reflection coefficient of the defect DEF contained in its signature SIG (DEF) with the reference reflection coefficients Rref reported in the reference signatures of the previously selected compartments (or the intervals values or the limits of the intervals defining the reference reflection coefficients). It then selects the compartment whose reference reflection coefficient Rref corresponds to the reflection coefficient (or interval or terminals) reported in the signature of the defect, that is to say the one whose reference signature corresponds to the signature of the defect.
  • Corresponds to is meant here the compartment whose reference signature is closest to the signature of the defect, for example in the sense of a predefined distance.
  • a predefined distance such as a Euclidean distance (also called “L2 distance") or an absolute distance (also called “L1 distance”).
  • the identification module 6C may equivalently evaluate a distance from the signature of the defect at that interval or at these terminals and select the compartment that minimizes this distance.
  • the compartment thus selected is identified by the identification module 6C as the compartment causing the fault DEF affecting the coated substrate 5 (step E40).
  • a maintenance operation can be undertaken on the compartment identified. This operation may include cleaning the compartment, for example by tapping on these walls to detach the debris that is deposited there.
  • the analysis of the digital images of the defect provided by the optical control system 4 to the localization device 6 can make it possible to identify other useful information on the defect.
  • the determination module 6B can determine a gradient of variation of the reflection coefficient of the defect.
  • This gradient can be easily determined from the erosion curve obtained by implementing the successive erosion method or the values of reflection coefficients obtained, if necessary, on a diagonal or on the radii of the defect.
  • the determination module 6B can deduce information on the form of the defect. It can in particular identify whether the defect is flat (or relatively flat) when the gradient has a maximum on a small number of pixels (typically on a pixel), or if it has a three-dimensional protrusion when the gradient is maintained at almost constant value over a larger number of pixels.
  • the knowledge of this information on the form of the defect facilitates the identification within a compartment of the element at the origin of the debris that created the defect, and optimizes the maintenance operation performed on the compartment . There are indeed in each compartment different protective shields arranged around the cathode, as illustrated in Figure 8 by means of the reference 25.
  • the first embodiment which comes to be presented can also be implemented using a grayscale reflection reflection image acquired from a radiation source operating in another wavelength domain (eg infrared) or an image in grayscale coded transmission, obtained from a radiation source emitting radiation in a wavelength range adapted to the reflection and absorption properties of the thin film stack considered.
  • a radiation source operating in another wavelength domain eg infrared
  • an image in grayscale coded transmission obtained from a radiation source emitting radiation in a wavelength range adapted to the reflection and absorption properties of the thin film stack considered.
  • the location device 6 to analyze the IMR reflection image of the defect to identify which compartment is originally of this defect, the uncertainty as to the location of the compartment between the series of compartments participating in the formation of the module M1 and the series of compartments participating in the formation of the module M2 that can be easily removed as previously described by the detection of the presence or not a clear ring on the periphery of the defect.
  • this first embodiment applies to other thin-film stacks forming an interference system, and in particular to the stack of example 3 as well as to other stacks comprising a single functional layer.
  • the stack of thin layers comprises several functional layers, for example two thin layers of silver as in Example 2 introduced previously.
  • FIG. 9A illustrates an example of reference reflection coefficients Rref of compartments participating in the deposition of a stack of thin layers according to example 2.
  • the reference reflection coefficients Rref are measured on the stacking side and are normalized relative to the reflection coefficient of the coated glass substrate 5 obtained at the outlet of the deposition line 2. They are represented as a function of the deposition thickness on the glass substrate 3, expressed in nanometers (nm).
  • nm nanometers
  • the reference reflection coefficients Rref of the compartments participating in deposition of the silver layers, which generate little debris, are identified in FIG. 9A by the references Agi (first silver layer corresponding to a thickness of deposition on the substrate varying between 41 nm and 48 nm) and Ag2 (second silver layer corresponding to a deposition thickness on the substrate varying between 123 nm and 143 nm) respectively.
  • a value of reflection coefficient equal to 0.1 can correspond to different (ie three) different deposit thicknesses and therefore to different compartments of the deposit line 2. It follows that if the implementation of the invention for a stack according to example 2 is limited to considering a signature of the defect consisting of a single characteristic corresponding to the reflection coefficient of the defect, the identification step E40 can lead, depending on the value of this coefficient of reflection, at the identification of a plurality of compartments. In the example illustrated in FIG. 9A, the identification leads to three compartments. Note that this number, although not unitary, corresponds to a relatively small number of compartments with respect to all the compartments belonging to the deposit line, which makes it possible to simplify the maintenance implemented on the line. deposit 2.
  • an image in IMT transmission acquired by means of a radiation source emitting in the wavelength domain of infrared (for example at a wavelength of 850 nm).
  • This radiation source can be placed in the optical control system 4 instead of for example the light source 18-3, or belong to another optical control system placed at the output of the deposition line 2.
  • the optical control system can be indifferently a broadband source covering at least part of the length domain of the infrared wave, the optical control system then being preferably provided with a spectrally resolved camera making it possible to acquire an infrared image, or a spectrally resolved radiation source, the optical control system being able to be equipped with a broadband camera or a spectrally resolved camera in the infrared field.
  • the determination module 6B can therefore extract, from this IMT transmission image in the infrared domain, a transmission coefficient T (DEF) of the fault, in a manner similar to or identical to that described previously for extracting the reflection coefficient of the defect from the IMR reflection image.
  • This transmission coefficient possibly normalized, is used as a characteristic of the signature of the defect in addition to the normalized reflection coefficient extracted from the IMR image.
  • the signature of the defect SIG (DEF) is thus constituted on the one hand, of the reflection coefficient of the defect determined from the IMR image and, on the other hand, of the transmission coefficient of the defect determined from the image. LMI. It is not envisaged here in the signature of the lack of indicator of presence of a clear ring.
  • FIG. 9B illustrates the reference transmission coefficients Tref of the compartments of FIG. 9A participating in the deposition of the thin-film stack according to example 2.
  • These reference transmission coefficients Tref can be obtained as described previously for the coefficients reference reflection Rref by noise on each of the compartments of the deposition line 2.
  • the reference transmission coefficients Tref are normalized with respect to the transmission coefficient of the coated glass substrate 5 obtained. at the outlet of the deposition line 2. They are represented as a function of the deposition thickness on the glass substrate 3, expressed in nanometers (nm).
  • the reference transmission coefficients Tref of the compartments participating in the deposition of the silver layers are identified in FIG.
  • a reference transmission coefficient Tref 0.71 leads to two possible deposit thicknesses.
  • a transmission coefficient in the signature of the defect could lead, depending on the value of this coefficient, to identifying two compartments potentially at the origin of the defect.
  • the identification module 6C takes into account in the signature of the fault both the reflection coefficient of the defect and the transmission coefficient of the defect determined by the determination module 6B.
  • Each reference signature is then similarly composed of a reference reflection coefficient value Rref and a reference transmission coefficient value Tref.
  • FIG. 9C illustrates, for different deposit thicknesses (the same as those considered in FIGS. 9A and 9B), the reference reflection coefficient Rref (as abscissa) as a function of the reference transmission coefficient Tref belonging to the same reference signature . It appears in this FIG. 9C that all the reference signatures corresponding to the different deposit thicknesses envisaged are distinct.
  • the comparison of the signature of the defect SIG (DEF), consisting of the reflection coefficient of the defect and the transmission coefficient of the defect, with the reference signatures associated with the compartments enables the identification module 6C to identify a unique compartment causing the fault.
  • This compartment is associated with the reference signature closest to the signature of the defect, that is to say, minimizing a predefined distance, such as for example the Euclidean distance between the two vectors corresponding to the compared signatures, each vector having as its components a reflection coefficient and a transmission coefficient.
  • the taking into account of several characteristics in the signature of the defect and in the reference signatures is however not mandatory in the case of stacking such as the stack of example 2.
  • the inventors have found that by using a transmission image acquired at a wavelength judiciously selected in the infrared range with respect to the absorption and reflection properties of the stack, it is possible from a signature comprising a single characteristic defined from a transmission coefficient of the defect extracted from this image, to identify precisely the compartment at the origin of the defect.
  • FIG. 10 illustrates an example of standardized reference transmission coefficients Tref of compartments participating in the deposition of a thin-film stack according to example 2 and extracted from images in transmission of defects resulting from a noise on the compartments.
  • the transmission images considered were acquired by means of a radiation source operating at a wavelength of 1050 nm, thus belonging to the infrared range.
  • these reference transmission coefficients Tref are all distinct as a function of the thickness of the deposit.
  • the comparison of a signature of the defect consisting of a single transmission coefficient extracted from a transmission image acquired at the same wavelength of 1050 nm makes it possible to uniquely identify the compartment at the origin. of the defect.
  • FIG. 11 represents the main steps of the locating method according to the invention as implemented by the locating device 6 in the second embodiment.
  • the optical control system 4 is equipped with color cameras and provides trichromatic digital images coded in green and blue red (RGB or RGB for Red Green Blue).
  • RGB images it is preferentially to mean images coded according to the sRGB standard.
  • each point or pixel of the image is coded by means of three magnitudes respectively indicating the intensity of each of the primary colors red, green and blue for this point.
  • the locating device 6 obtains from the optical control system 4 the RGB-encoded IMR image of the detected defect on the stack of thin layers deposited on the glass substrate 3 (step F10). This IMR image is received by the locating device 6 via its communication module 23 and its obtaining module 6A.
  • the localization device 6 before extracting the reference signature of the DEF defect of the received IMR image, the localization device 6 converts this image into a different color space than the RGB space. (step F20). More specifically, it performs a conversion of the IMR image in the color space a * b * L * known to those skilled in the art.
  • L * represents clarity
  • the components a * and b * characterize the deviation of the color of the point considered from that of a gray surface of the same clarity. Note that in this color space, L * corresponds more or less to the level of light reflection of the defect.
  • the image conversion is carried out here in two stages by the localization device 6: in a first step it proceeds to the conversion of the IMR image encoded in RGB in a color space in ⁇ , ⁇ , ⁇ , for example as described in detail on the website http://wvvw.brucelindbloom.com/index.htmPEquations.html. Then it proceeds to a conversion of the image obtained from the color space ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) to the color space (L * a * b *), as detailed in the aforementioned website or on the site. https://en.wikipedia.org/wiki/CIE L * a * b * CIE XYZ conversions to CIE L2Aa.2Ab.2A.
  • the locating device 6 via its determination module 6B, determines from the converted image (denoted IMR ') the signature SIG (DEF) of the defect (step F30). For this purpose, it extracts from the converted image IMR 'the coordinates according to the components a * and b * of a bottom surface of the defect. He may use for this purpose a successive erosion method as previously described. We denote aDEF * and bDEF * these coordinates.
  • the reference signatures can be generated beforehand and stored for example in the nonvolatile memory 22 of the localization device 6. As a variant, they can be stored on a remote storage space and be obtained on request for example via the communication module 23. locating device 6.
  • the reference signatures can be generated from a noisy experiment, performed beforehand on the compartments of the deposition line 2 (step F00).
  • the observation by means of the optical control system 4 of the debris generated in each compartment and in particular the images in RGB reflection of these debris, makes it possible to obtain on average coordinates aref * (i) and brief * (i ) for each compartment 15-i, i 1, ..., N, or for different deposit thicknesses associated with the different compartments.
  • the correspondences between the reference signatures and the different compartments depend on the parameterization of the deposition line 2 and in particular the cathode sputtering parameters in the different compartments 15-i.
  • the x-axis represents the component aref * and the y-axis the short component *.
  • Each thickness corresponding to the deposit made by a cathode of one of the compartments is illustrated by a symbol, the shape of the symbol depending on the material deposited by this cathode (eg rhombus for the thicknesses corresponding to the deposition of the TiO 2 layer, square for the thicknesses corresponding to the deposition of the layer of SiO2 (L2), etc.).
  • the deposit thicknesses corresponding to each point shown in the figure have been omitted.
  • each reference signature associated with a thickness is composed of a single value of the components aref * and brief *.
  • each thickness is associated with an interval of values aref * and a short interval of values *, or at the terminals defining such intervals.
  • the identification module 6C searches on the reference curve illustrated in FIG. 12 for the point (aref *, brief *) closest to the point (aDEF *, bDEF *) (illustrated by a cross in FIG. 12 ), and deduces the deposit thickness and the associated compartment.
  • the identification module 6C looks for the closest reference signature in the sense of a predefined distance from the point ( aDEF *, bDEF *) and deduces the deposit thickness and the associated compartment. No limitation is attached to the distance in question: it may be in particular the distance from the normal to the curve defined by the reference intervals considered for aref * and brief * passing through the point (aDEF *, bDEF *) .
  • the compartment thus determined is identified by the identification module 6C of the locating device 6 as the compartment likely to be at the origin of the defect DEF affecting the coated substrate 5 (step F50).
  • this second embodiment can also be applied in other stacking configurations such as in a configuration similar to Example 2 and which comprises two layers of silver.
  • the determination module 6B of the signature of the defect can add to the signature of the defect the component LDEF * of the bottom surface of the defect, and generate the equivalent component Lref * in the reference signatures of the compartments.
  • the identification module 6C looks for the reference signature (point (Lref *, aref *, brief *)) on this curve closest to the signature of the defect (LDEF *, aDEF * , bDEF *) (represented by a cross in FIG. 13). The identification module 6C then identifies the compartment corresponding to the reference signature thus determined as the compartment causing the defect DEF.
  • FIG. 14 represents the main steps of the locating method according to the invention as implemented by the locating device 6 in a third embodiment.
  • the optical control system 4 is equipped with hyperspectral cameras and provides hyperspectral digital images of the defect detected on the coated substrate 5. These hyperspectral images are remarkable in that they associate with each pixel of the image a spectrum over a given range of wavelengths (spectrum in reflection or in transmission according to the configuration of the radiation sources considered).
  • the locating device 6 thus obtains from the optical control system 4 a hyperspectral image in IMR reflection of the detected defect on the stack of thin layers deposited on the glass substrate 3 (step G10).
  • This IMR image is received by the locating device 6 via its communication module 23 and its obtaining module 6A.
  • the reference signatures can be generated beforehand and stored for example in the nonvolatile memory 22 of the localization device 6. In a variant, they can be stored on a remote storage space and can be obtained on request for example via the communication module 23 of the localization device 6.
  • the reference signatures can be generated from a noisy experiment, performed beforehand on the compartments of the deposition line 2 (step G00).
  • the correspondences between the reference signatures and the different The compartments depend on the parameterization of the deposition line 2 and in particular the sputtering processes in the different compartments 15-i.
  • the different spectra are given as a function of the thickness of the deposit on the substrate.
  • This distance is defined, in the third embodiment described here, by:
  • each reference signature associated with a compartment 15-i may comprise only two limit spectra flanking on each side the surface portion defining the spectra associated with this compartment.
  • the identification module 6C can proceed in two steps by first identifying a first limit spectrum among the reference signatures corresponding to the spectrum closest to the signature of the defect. Since two neighboring compartments share the same limit spectrum, it is then sufficient for the identification module 6C to identify among these two neighboring compartments which corresponds to the signature of the defect.
  • distances can be used to compare the signature of the defect with the reference signatures, for example a distance based on an L2 standard such as that indicated above but which includes the application of a weighting factor. different for the wavelengths (indexed by k) belonging to the ultraviolet domain.
  • the identification module 6C identifies the compartment associated with the index j minimizing this distance (step G40) as the compartment of the deposition line 2 at the origin of the defect affecting the coated substrate 5. Following this identification, a maintenance operation can be undertaken on the compartment thus identified.
  • this third embodiment can be applied identically in other stacking configurations such as in a configuration similar to Example 2 and which comprises two layers of silver.
  • the location device 6 determines a signature of the fault from one or more characteristics representative of reflection and / or absorption properties of the defect, namely in particular a reflection coefficient. extracted from a reflection image, a transmission coefficient extracted from a transmission image, and compares this default signature with reference signatures associated with each compartment of the deposition line 2, obtained for example via a noise experiment .
  • a single characteristic may be sufficient in the signature to identify a single compartment likely to be at the origin of the defect or on the contrary several characteristics may be necessary to identify this unique compartment.
  • taking into account a single well-chosen characteristic of the defect already makes it possible to drastically reduce the number of compartments likely to be at fault, compared to the total number of compartments included. in the deposit line.
  • this learning method makes it easy to take into account a plurality of decision trees.
  • FIG. 16 represents the main steps of the localization method implemented by the localization device 6, in this fourth embodiment.
  • the optical control system 4 generates, for each defect detected at the output of the deposition line 2, digital images in reflection and / or transmission encoded in gray levels.
  • digital images in reflection and / or transmission encoded in gray levels For the sake of simplification, the following description is limited to a gray-scale IMR reflection image provided by the optical control system 4 for each detected fault. Note that this fourth embodiment also applies in the case where the optical control system 4 generates and provides RGB-encoded digital images or hyperspectral images.
  • the locating device 6 thus obtains from the optical control system 4 a gray scale encoded IMR image of the detected defect on the stack of thin layers deposited on the glass substrate 3 (step H 10).
  • This IMR image is received by the locating device 6 via its communication module 23 and its obtaining module 6A.
  • a signature SIG (DEF) of the defect comprises one or more characteristics of the light intensity of the defect and / or one or more characteristics relating to a form of the defect.
  • the signature of the defect SIG (DEF) comprises:
  • Characteristics representative of a radial profile of light intensity in reflection (or in transmission if the image received is a transmission image) of the defect may comprise a plurality of intensity values taken on the largest diagonal of the defect (for example 8 values, in other words 8 characteristics);
  • Characteristics representative of a gradient (slope) of a radial profile of light intensity in reflection (or in transmission if the received image is a transmission image) of the defect are to be compared with the detection of the presence of a clear ring described in the first embodiment of the invention
  • a representative characteristic of a ratio of a perimeter of the defect on an area of the defect A representative characteristic of a form factor of the defect;
  • a characteristic representative of a mean light intensity in reflection (or in transmission if the received image is a transmission image) of the defect
  • a representative characteristic of a light intensity in reflection (or in transmission if the received image is a transmission image) at the center of the defect is a representative characteristic of a light intensity in reflection (or in transmission if the received image is a transmission image) at the center of the defect.
  • the reference signatures were generated beforehand from a so-called learning set consisting of a plurality of defect images detected at the output of the filing line 2 acquired by the system. 4 optical control over several days of production.
  • the signature of the defect is determined on the basis of the same characteristics chosen in step H20, and this signature (referred to as reference) is associated with the compartment at the origin of the defect or the thickness of the deposit. corresponding.
  • This compartment or this deposit thickness is determined experimentally, for example by making a fuss on the compartments of the deposition line 2 for each detected defect, or by using a localization method according to the invention according to the first embodiment of the invention. embodiment described above.
  • decision trees or decision trees are then used, in the fourth embodiment described here, to generate decision trees or decision trees (step H00).
  • decision trees can be used as a predictive model for evaluating the value of a characteristic of a system since the observation of other characteristics of the same system.
  • decision trees driven using the reference signatures of the compartments of the deposit line 2 to predict the compartment of origin of the defect from its signature .
  • the decision trees are therefore created here from the reference signatures extracted from the training set images and the compartment information associated with those signatures. These decision trees thus in themselves model the reference signatures of each of the compartments 15-i.
  • the identification module 6C can "classify" automatically the signature of the defect SIG (DEF), that is to say to associate him a reference signature or even a compartment of the deposit line 2 whose reference signature corresponds to the signature of the defect.
  • SIG defect SIG
  • Such a learning algorithm is known per se and is not described in more detail here. It is for example described in the document by T. Hastie et al. Entitled “The elements of statistical learning - Data Mining, Inference and Prediction", 2nd edition, Springer.
  • the identification module 6C identifies the compartment thus determined by the learning algorithm and corresponding to the signature of the defect as being the compartment causing the fault (step H40).
  • the invention applies to other methods of deposition, likely to be affected by similar problems (regardless of the type of debris and defects generated), such as other spraying methods such as Ion Beam Sputtering (IBS) or Ion Beam Assisted Deposition (IBAD), or vapor deposition (CVD) Chemical Vapor Deposition), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD for Plasma-Enhanced CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD for Low-Pressure CVD), etc.
  • other spraying methods such as Ion Beam Sputtering (IBS) or Ion Beam Assisted Deposition (IBAD), or vapor deposition (CVD) Chemical Vapor Deposition), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD for Plasma-Enhanced CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD for Low-Pressure CVD), etc.
  • IBS Ion Beam Sputtering
  • IBAD Ion Beam Assisted Deposition
  • CVD vapor deposition
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition

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Abstract

Ce procédé de localisation,dans une ligne de dépôt comprenant une succession de compartiments, d'une origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat dans les compartiments,où chaque couche mince d'un matériau est déposée dans un ou plusieurs compartiments successifs de la ligne de dépôt et des débris subsistant à la surface d'une couche mince déposée dans un compartiment agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents et sont à l'origine de défauts, comprend: une étape d'obtention (E10) d'au moins une image représentant ledit défaut acquise par au moins un système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt; une étapede détermination(E20), à partir de ladite au moins une image, d'une signature du défaut, cette signature comprenant au moins une caractéristique représentative du défaut; une étape d'identification(E40)d'au moins un compartiment de la ligne de dépôt susceptible d'être à l'origine du défaut à partir de la signature du défaut et en utilisant des signatures de référence associéesaux compartiments de la ligne de dépôt.

Description

Procédé et dispositif de localisation de l'origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat
Arrière-plan de l'invention
L'invention se rapporte à la fabrication de substrats revêtus sur au moins une face d'un empilement de couches minces, notamment des substrats transparents en verre ou en matériau organique polymérique.
Il est classique de munir des substrats, notamment en verre ou en matériau organique polymérique, de revêtements qui leur confèrent des propriétés particulières, notamment des propriétés optiques, par exemple de réflexion ou d'absorption de rayonnements d'un domaine de longueurs d'onde données, des propriétés de conduction électrique, ou encore des propriétés liées à la facilité de nettoyage ou à la possibilité pour le substrat de s'auto-nettoyer. Ces revêtements sont généralement des empilements de couches minces à base de composés inorganiques, notamment de métaux, d'oxydes, de nitrures ou de carbures. Au sens de l'invention, on appelle couche mince une couche dont l'épaisseur est inférieure à un micromètre et varie généralement de quelques nanomètres à quelques centaines de nanomètres, d'où le qualificatif de "mince".
Un empilement de couches minces est fabriqué généralement via une succession de dépôts de couches minces effectués dans une pluralité de compartiments d'une ligne de dépôt (typiquement 20 à 30 compartiments), ces dépôts étant réalisés dans les différents compartiments en utilisant une ou plusieurs méthodes de dépôt telles que, notamment, la pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique (aussi appelée pulvérisation cathodique magnétron), le dépôt assisté par canon à ion (ou IBAD pour Ion Beam Assisted Déposition), l'évaporation, le dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour Chemical Vapor Déposition), le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD pour Plasma-Enhanced CVD), le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD pour Low-Pressure CVD).
Malheureusement, les compartiments de la ligne de dépôt sont souvent sales, et des poussières ou des débris présents dans certains compartiments peuvent être amenés à tomber de manière erratique sur le substrat lorsque celui-ci passe dans ces compartiments. Certains débris peuvent subsister à la surface du substrat (plus précisément à la surface de la couche mince déposée dans le compartiment en question) et agissent alors comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents. Ces débris sont à l'origine de défauts affectant la qualité de l'empilement de couches minces déposé sur le substrat et qui peuvent s'avérer rédhibitoires en fonction de l'application visée pour le substrat revêtu ainsi fabriqué.
Pour contrôler la qualité du substrat revêtu fabriqué, il existe dans l'état actuel de la technique des systèmes de contrôle optique destinés à être placés en sortie de la ligne de dépôt, et qui sont configurés pour fournir différentes images de l'empilement de couches minces déposé à la surface du substrat. Ces systèmes de contrôle optique sont généralement équipés d'un banc comprenant une pluralité de capteurs optiques (caméras) et de plusieurs sources de rayonnement à des longueurs d'ondes différentes, permettant l'acquisition d'images dans différentes configurations (ex. images en réflexion, en transmission, etc.)- L'analyse de ces images permet de détecter d'éventuels défauts affectant l'empilement de couches minces réalisé dans la ligne de dépôt.
Si les systèmes de contrôle proposés aujourd'hui permettent la détection de défauts, ils ne livrent toutefois aucune information sur l'origine de ces défauts. Or la connaissance de cette origine peut s'avérer précieuse pour envisager des opérations de maintenance ciblées et rapides sur la ligne de dépôt. Objet et résumé de l'invention
L'invention permet notamment de pallier les inconvénients de l'état de la technique en proposant un procédé de localisation, dans une ligne de dépôt comprenant une succession de compartiments, d'une origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat dans les compartiments, où chaque couche mince d'un matériau est déposée dans un ou plusieurs compartiments successifs de la ligne de dépôt et des débris subsistant à la surface d'une couche mince déposée dans un compartiment agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents et sont à l'origine de défauts, ce procédé comprenant :
— une étape d'obtention d'au moins une image représentant ledit défaut acquise par au moins un système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt ;
— une étape de détermination, à partir de ladite au moins une image, d'une signature du défaut, cette signature comprenant au moins une caractéristique représentative du défaut ;
— une étape d'identification d'au moins un compartiment de la ligne de dépôt susceptible d'être à l'origine du défaut à partir de la signature du défaut et en utilisant des signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt.
Corrélativement, l'invention vise aussi un dispositif de localisation d'une origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat dans une pluralité de compartiments se succédant dans une ligne de dépôt, où chaque couche mince d'un matériau est déposée dans un ou plusieurs compartiments successifs de la ligne de dépôt et des débris subsistant à la surface d'une couche mince déposée dans un compartiment agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents et sont à l'origine de défauts, ce dispositif comprenant :
— un module d'obtention d'au moins une image représentant le défaut acquise par au moins un système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt ;
— un module de détermination, à partir de ladite au moins une image, d'une signature du défaut, cette signature comprenant au moins une caractéristique représentative du défaut ;
— un module d'identification d'au moins un compartiment de la ligne de dépôt susceptible d'être à l'origine du défaut à partir de la signature du défaut et en utilisant des signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt. L'invention propose ainsi une solution simple et efficace pour localiser l'origine dans une ligne de dépôt d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposé sur un substrat.
Dans le cadre de l'invention, le dépôt de l'empilement de couches minces sur le substrat est réalisé en faisant défiler le substrat successivement dans les différents compartiments de la ligne de dépôt, qui sont sous environnement contrôlé. En particulier, le dépôt de l'empilement de couches minces complet sur le substrat se fait sans mise à l'air ou nettoyage intermédiaire du substrat entre deux compartiments. Ainsi, des débris tombés sur le substrat dans un compartiment de la ligne de dépôt subsistent à la surface de la couche mince déposée dans ce compartiment et agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents, ce qui crée des défauts. L'invention permet alors d'identifier un nombre réduit de compartiments de la ligne de dépôt, voire un unique compartiment, susceptibles d'être à l'origine de défauts détectés en sortie de la ligne de dépôt.
Pour cela, une signature de référence associée à un compartiment donné de la ligne de dépôt est évaluée à partir d'un dépôt de l'empilement de couches minces effectué par passage du substrat dans tous les compartiments de la ligne de dépôt en présence d'au moins un débris issu dudit compartiment donné. Autrement dit, dans le cadre de l'invention, une signature de référence associée à un compartiment donné est obtenue en se plaçant dans les conditions de génération de l'empilement de couches minces complet et, du fait de la présence du débris issu dudit compartiment donné, certaines couches minces peuvent manquer localement dans l'empilement. En dehors de l'emplacement du débris, toutes les couches minces de l'empilement sont présentes sur le substrat pour la détermination de la signature de référence.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le dépôt de couches minces est réalisé par la ligne de dépôt sur le substrat par un procédé de pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique, dite "pulvérisation cathodique magnétron". Chaque compartiment de la ligne de dépôt comporte alors une cible de pulvérisation portée à un potentiel négatif, dite "cathode", comprenant les éléments chimiques à déposer, au voisinage de laquelle un plasma est créé sous un vide poussé. Les espèces actives du plasma, en bombardant la cible, arrachent les éléments chimiques de la cible, qui se déposent sur le substrat en formant la couche mince désirée. Ce procédé est dit réactif lorsque la couche mince est constituée d'un matériau résultant d'une réaction chimique entre les éléments arrachés de la cible et un gaz contenu dans le plasma. Un avantage de ce procédé de pulvérisation cathodique magnétron réside dans la possibilité de déposer sur une même ligne de dépôt un empilement très complexe de couches en faisant défiler le substrat successivement sous différentes cibles.
Dans le cadre de l'invention, plusieurs compartiments successifs de la ligne de dépôt peuvent participer au dépôt d'une couche mince d'un même matériau, dans des proportions prédéfinies. De manière avantageuse, dans le cas d'un défaut présent dans une couche mince d'un même matériau déposée dans plusieurs compartiments successifs de la ligne de dépôt, l'invention permet d'identifier le ou les compartiments à l'origine du défaut parmi tous les compartiments participant au dépôt de cette couche mince.
Dans le cas d'une ligne de dépôt par pulvérisation cathodique magnétron, le paramétrage des différents compartiments dans lesquels ont lieu les dépôts de couches minces comprend un ajustement de différents paramètres de la pulvérisation cathodique magnétron, et notamment, la pression du gaz et sa composition, la puissance appliquée sur la cathode, l'angle d'incidence des particules de bombardement, l'épaisseur du dépôt, etc.
Le substrat est de préférence une feuille en verre minéral ou en un matériau organique polymérique. Il est de préférence transparent, incolore ou coloré. Le verre est de préférence de type silico-sodo-calcique, mais il peut également être, par exemple, un verre de type borosilicate ou alumino-borosilicate. Les matériaux organiques polymériques préférés sont le polycarbonate, le polyméthacrylate de méthyle, le polyéthylène téréphtalate (PET), le polyéthylène naphtalate (PEN), ou encore les polymères fluorés tels que l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE). Le substrat peut être rigide ou flexible. Le substrat peut être plan ou bombé.
La solution selon l'invention s'appuie sur l'exploitation d'images numériques issues d'un contrôle optique classiquement réalisé en sortie de la ligne de dépôt. Conformément à l'invention, ces images sont analysées en vue d'extraire une signature du défaut comprenant une ou plusieurs caractéristiques prédéterminées, représentatives du défaut, et dont l'observation permet d'identifier des compartiments de la ligne de dépôt susceptibles d'être l'origine du défaut. A cet effet, la signature du défaut est rapprochée directement ou indirectement (par le biais par exemple d'un ou de plusieurs arbres décisionnels) de différentes signatures de référence, générées pour chacun des compartiments de la ligne de dépôt et contenant les mêmes caractéristiques que la signature du défaut. Une signature de référence associée à un compartiment représente les valeurs de caractéristiques prédéterminées d'un défaut originaire de ce compartiment. Elle peut être obtenue par exemple expérimentalement à partir d'un tapage réalisé sur les parois du compartiment de manière à générer dans chaque compartiment des débris résultant du tapage, par simulation ou par calcul. On note que plusieurs signatures de référence peuvent être associées à chacun des compartiments de la ligne de dépôt. De même, chaque signature de référence ne correspond pas nécessairement à un unique point mais peut correspondre à un intervalle de valeurs, une portion de courbe, une portion de surface, etc. suivant le nombre de composantes comprises dans la signature de référence.
L'analyse de la signature du défaut en tenant compte des signatures de référence associées aux différents compartiments de la ligne de dépôt permet d'identifier un nombre réduit de compartiments de la ligne de dépôt, voire un unique compartiment, susceptibles d'être à l'origine du défaut.
Ainsi, par exemple, dans un mode particulier de réalisation, l'étape d'identification comprend une étape de comparaison de la signature du défaut avec une pluralité de signatures de référence associées à chaque compartiment de la ligne de dépôt, ledit au moins un compartiment identifié comme étant susceptible d'être à l'origine du défaut étant associé à une signature de référence correspondant à la signature du défaut. Autrement dit, le ou les compartiments identifiés comme étant susceptibles d'être à l'origine du défaut sont dans ce cas les compartiments dont les signatures de référence se rapprochent le plus de la signature du défaut, au sens par exemple d'une distance prédéfinie ou de manière équivalente, d'une erreur de prédiction prédéfinie.
L'invention s'applique avantageusement à différents empilements de couches minces susceptibles d'être déposés sur un substrat, en particulier un substrat transparent, et notamment à un empilement de couches minces formant un système interférentiel. Le choix de la ou des caractéristiques de la signature du défaut utilisée dans le cadre de l'invention est adapté en fonction des propriétés optiques de l'empilement de couches minces considéré, en particulier de ses propriétés de réflexion ou de transmission de rayonnements, ainsi que du type d'images fournies par le système de contrôle optique (images en réflexion, en transmission, obtenues avec des sources de rayonnement pouvant émettre dans différents domaines de longueurs d'onde, etc.).
A titre d'exemples d'empilements de couches minces susceptibles d'être déposés sur un substrat et analysés conformément à l'invention, on peut citer, sans caractère limitatif :
— les empilements de couches minces qui modifient les propriétés de réflexion du substrat dans le domaine de longueurs d'onde du visible, tels que les couches métalliques réfléchissantes, notamment à base d'argent métallique, qui sont utilisées pour former les miroirs, ou encore les revêtements antireflets, qui visent à réduire la réflexion de rayonnement à l'interface entre l'air et le substrat. Un revêtement antireflet peut être formé, notamment, par un empilement de couches minces ayant des indices de réfraction alternativement plus faibles et plus forts jouant le rôle d'un filtre interférentiel à l'interface entre l'air et le substrat, ou encore par un empilement de couches minces présentant un gradient, continu ou échelonné, d'indices de réfraction entre l'indice de réfraction de l'air et celui du substrat ;
— les empilements de couches minces qui confèrent au substrat des propriétés de réflexion des rayonnements infrarouges, tels que les empilements transparents comprenant au moins une couche mince métallique ou à base d'oxyde transparent électro-conducteur (TCO), dite couche fonctionnelle, notamment à base d'argent, de niobium, de chrome, d'alliage nickel-chrome (NiCr), d'oxyde mixte d'indium et d'étain (ITO), et des revêtements situés de part et d'autre de chaque couche fonctionnelle pour former un système interférentiel. Ces empilements transparents à propriétés de réflexion des rayonnements infrarouges sont utilisés pour former des vitrages à contrôle solaire, en particulier anti-solaires, visant à diminuer la quantité d'énergie solaire entrante, ou à faible émissivité, visant à diminuer la quantité d'énergie dissipée vers l'extérieur d'un bâtiment ou d'un véhicule ;
— les empilements de couches minces qui confèrent au substrat des propriétés de conduction électrique, tels que les empilements transparents comprenant au moins une couche mince métallique, notamment à base d'argent, ou une couche mince à base d'oxydes transparents électro-conducteurs (TCO), par exemple à base d'oxyde mixte d'étain et d'indium (ITO), à base d'oxyde mixte d'indium et de zinc (IZO), à base d'oxyde de zinc dopé au gallium ou à l'aluminium, à base d'oxyde de titane dopé au niobium, à base de stannate de cadmium ou de zinc, à base d'oxyde d'étain dopé au fluor et/ou à l'antimoine. Ces revêtements à propriétés de conduction électrique sont utilisés, notamment, dans des vitrages chauffants, où l'on fait circuler un courant électrique au sein du revêtement de manière à générer de la chaleur par effet Joule, ou encore en tant qu'électrode dans des dispositifs électroniques à couches, en particulier en tant qu'électrode transparente située en face avant de dispositifs à diode électroluminescente organique (OLED), de dispositifs photovoltaïques, de dispositifs électrochromes ;
— les empilements de couches minces qui confèrent au substrat des propriétés auto- nettoyantes, tels que les empilements transparents à base d'oxyde de titane, qui facilitent la dégradation des composés organiques sous l'action de rayonnements ultraviolets et l'élimination des salissures minérales sous l'action d'un ruissellement d'eau ;
— les empilements de couches minces qui confèrent au substrat des propriétés d'anticondensation, des propriétés hydrophobes, etc.
La ou les caractéristique(s) choisies pour former la signature du défaut ont préférentiel lement une valeur qui évolue en fonction des compartiments participant au dépôt de l'empilement de couches minces, de sorte à permettre aisément l'identification d'un compartiment à l'origine d'un défaut dans cet empilement. Par exemple, on peut choisir une caractéristique dont la valeur est une fonction strictement monotone (i.e. croissante ou décroissante) de l'épaisseur de dépôt sur le substrat, de sorte que la valeur de cette caractéristique dans la signature du défaut permette d'identifier une épaisseur de dépôt à laquelle celui-ci est apparu. A partir de la connaissance de cette épaisseur et du compartiment en charge du dépôt d'une couche mince correspondant à cette épaisseur, on peut en déduire facilement le compartiment à l'origine du défaut. Ce choix d'une caractéristique strictement monotone en fonction de l'épaisseur de dépôt sur le substrat est particulièrement avantageux car il permet à partir d'une signature comprenant une unique caractéristique bien choisie d'identifier un unique compartiment à l'origine du défaut.
Une relation univoque entre la valeur de chaque caractéristique de la signature et un compartiment de la ligne de dépôt n'est toutefois pas une condition essentielle de l'invention, autrement dit, il n'est pas nécessaire que chaque compartiment corresponde à une valeur distincte de chaque caractéristique. Une ambiguïté, ou dégénérescence, entre deux compartiments ou plus peut en effet subsister lorsque l'on considère une caractéristique donnée. Notamment, une même valeur d'une caractéristique peut correspondre à deux compartiments distincts de la ligne de dépôt.
En effet, on note tout d'abord que, y compris dans le cas où il reste une ambiguïté, l'invention permet de réduire drastiquement le nombre de compartiments soupçonnés d'être à l'origine du défaut. Comme mentionné précédemment, une ligne de dépôt dans le cas d'un dépôt d'un empilement de couches minces sur un substrat peut facilement comprendre 20 voire 30 compartiments. L'invention permet de se limiter à quelques compartiments pour lesquels une ambiguïté subsiste, c'est-à-dire en choisissant bien les caractéristiques, à au plus deux ou trois compartiments. Il est par ailleurs possible de réduire encore ce nombre en considérant plusieurs caractéristiques dans la signature du défaut, la multiplicité des caractéristiques permettant de lever les ambiguïtés résiduelles.
On note que les caractéristiques considérées pour former la signature d'un défaut peuvent dépendre de la nature des images obtenues et fournies par les systèmes optiques (ex. images en réflexion ou en transmission, types de sources de rayonnement utilisées pour générer les images, etc.). L'utilisation d'images de natures différentes peut permettre avantageusement de lever les ambiguïtés précitées en extrayant de chaque type d'images différentes caractéristiques complémentaires pour former la signature du défaut.
Ladite au moins une image représentant le défaut peut être, notamment, une image codée en niveaux de gris, une image codée en RVB, une image hyperspectrale.
Ainsi, à titre illustratif, dans un mode particulier de réalisation, ladite au moins une image peut comprendre une image en réflexion codée en niveaux de gris et une image en transmission codée en niveaux de gris.
Ce mode de réalisation peut avoir une application privilégiée mais non limitative lorsque l'empilement de couches minces comprend plusieurs couches ayant une faible émissivité. L'utilisation d'informations extraites d'une image en transmission en plus des informations extraites de l'image en réflexion permet d'avoir une signature comprenant davantage de caractéristiques, et de pouvoir localiser plus précisément l'origine du défaut affectant l'empilement de couches minces.
Dans un autre mode de réalisation, ladite au moins une image peut comprendre deux images (en réflexion et/ou transmission) codées en niveaux de gris acquises par ledit au moins un système optique en utilisant deux sources de rayonnement émettant dans deux domaines de longueurs d'onde au moins partiellement distincts, notamment une source de rayonnement émettant dans le domaine de longueurs d'onde du visible et une source de rayonnement émettant dans le domaine de longueurs d'onde de l'infrarouge. La combinaison d'images obtenues à l'aide de deux sources de rayonnement émettant à des longueurs d'onde différentes, qui sont choisies astucieusement, peut permettre de lever une ambiguïté.
Certains empilements peuvent en effet présenter des caractéristiques strictement monotones en fonction de l'épaisseur de dépôt dans le domaine de l'infrarouge que ce mode de réalisation permet avantageusement d'exploiter.
L'invention permet donc d'opérer une maintenance ciblée sur la ligne de dépôt, en concentrant les opérations de maintenance (et notamment de nettoyage) ou plus généralement les actions correctives sur les quelques compartiments identifiés, voire un unique compartiment. De telles actions correctives peuvent consister typiquement à taper sur les parois de chaque compartiment identifié afin de débarrasser celles-ci des débris et poussières éventuels qui les recouvrent et qui sont susceptibles de se déposer sur le substrat lors du dépôt de la couche mince réalisé dans ce compartiment. Ces opérations de maintenance peuvent avoir lieu indifféremment en cours de production, ou à la fin de la production.
L'invention permet ainsi d'intervenir plus promptement et plus efficacement sur la ligne de dépôt, tout en limitant les coûts associés. L'identification du ou des compartiments à l'origine de défauts est en outre très rapide grâce à l'invention. Il en résulte un gain de temps important dans la résolution de crise lorsque l'on détecte l'apparition de défauts sur les substrats revêtus issus de la ligne de dépôt.
Dans un mode particulier de réalisation :
— ladite au moins une image comprend une image en réflexion codée en niveaux de gris, et la signature du défaut comprend une caractéristique définie à partir d'un coefficient de réflexion du défaut déterminé à partir de l'image en réflexion ; et/ou
— ladite au moins une image comprend une image en transmission codée en niveaux de gris, et la signature du défaut comprend une caractéristique définie à partir d'un coefficient de transmission du défaut déterminé à partir de l'image en transmission.
Ces coefficients de réflexion et/ou de transmission peuvent être déterminés par exemple en utilisant une méthode d'érosion successive appliquée sur le défaut représenté sur l'image codée en niveaux de gris, et au cours de laquelle, à chaque étape, une valeur du coefficient de réflexion et/ou de transmission est déterminée. D'autres méthodes peuvent bien entendu être envisagées en variante.
Les inventeurs ont judicieusement découvert en effet qu'il est possible, à partir de l'image en réflexion ou de l'image en transmission codée en niveaux de gris du défaut et plus particulièrement d'un niveau de contraste en réflexion ou en transmission du défaut déterminé à partir de cette image, d'identifier de quel(s) compartiment(s) pouvait être issu ce défaut. Plus particulièrement, les inventeurs ont établi une corrélation entre le niveau de contraste en réflexion ou en transmission du défaut et l'épaisseur à laquelle l'empilement a été arrêté suite à la chute d'une poussière ou d'un débris, autrement dit l'épaisseur à laquelle est apparu le défaut. Cette épaisseur peut être aisément associée à un compartiment de la ligne de dépôt participant au dépôt de l'empilement de couches minces. On note que lorsque l'image n'est pas hyperspectrale, l'invention repose sur l'hypothèse que la valeur de contraste considérée extraite des images fournies par le système de contrôle optique traduit la « vraie » valeur intégrée de contraste (en réflexion ou en transmission) qui serait calculée à partir du spectre (de réflexion ou de transmission). Par « traduit », on entend que la valeur de contraste considérée est représentative de cette vraie valeur, soit de manière absolue, soit en relatif (i.e. elle peut être proportionnelle à cette vraie valeur ou être une fonction monotone de celle-ci).
A titre illustratif, dans le cas d'un empilement transparent de couches minces à propriétés de réflexion des rayonnements infrarouges tel que décrit précédemment, comprenant une couche mince d'argent encadrée par deux revêtements comprenant chacun une ou plusieurs couches minces pour former un système interférentiel, on peut observer une évolution du coefficient de réflexion lumineuse moyen observé sur l'image en réflexion (éventuellement normalisé) en fonction de l'épaisseur de l'empilement ayant la forme d'un V inversé (Λ) et présentant un maximum au niveau de la couche mince d'argent. Ce maximum au niveau de la couche d'argent s'explique du fait de la faible émissivité de la couche d'argent, qui se traduit par une réflexion lumineuse maximale. En d'autres mots, l'évolution du coefficient de réflexion lumineuse en fonction de l'épaisseur est une fonction croissante avant la couche d'argent puis décroissante après celle-ci. Il est donc aisé de discriminer, à partir de cette représentation et de la connaissance de coefficients de réflexion lumineuse dits de référence caractérisant chacun des compartiments de la ligne de dépôt, un compartiment susceptible d'être à l'origine du défaut parmi les compartiments d'une première série de compartiments participant au dépôt du premier revêtement déposé avant la couche d'argent, ou un compartiment susceptible d'être à l'origine du défaut parmi les compartiments d'une seconde série de compartiments participant au dépôt du second revêtement déposé après la couche d'argent.
Ainsi, dans l'exemple illustré ci-avant, si la signature du défaut comprend une unique caractéristique définie à partir du coefficient de réflexion lumineuse moyen du défaut, on obtient à l'issue du procédé selon l'invention, deux compartiments susceptibles d'être à l'origine du défaut constaté sur l'empilement de couches minces.
Pour déterminer si le compartiment à l'origine du défaut observé appartient à la première ou à la seconde série de compartiments, les inventeurs proposent avantageusement d'exploiter une seconde caractéristique du défaut, à savoir dans l'exemple précité, la présence ou non d'un anneau clair (i.e. correspondant à une réflexion maximale) entourant le défaut sur l'image en réflexion.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, le procédé de localisation comprend donc en outre une étape de détection d'une présence d'un anneau clair sur le pourtour du défaut représenté sur ladite au moins une image, la signature du défaut comprenant une caractéristique traduisant cette présence.
Les inventeurs ont en effet relié la présence d'un tel anneau clair avec l'introduction d'un défaut avant le dépôt de la couche d'argent, i.e. dans un compartiment de la première série de compartiments participant au dépôt du premier revêtement déposé avant la couche d'argent, l'absence d'un tel anneau clair traduisant au contraire l'introduction d'un défaut après le dépôt de la couche d'argent, i.e. dans un compartiment de la seconde série de compartiments participant au dépôt du second revêtement déposé après la couche d'argent. On note que la présence d'un tel anneau clair peut aisément être détectée grâce à l'utilisation de la méthode d'érosion mentionnée précédemment, en observant les valeurs du coefficient de réflexion lumineuse obtenues aux différentes itérations de la méthode d'érosion, et notamment lors des premières itérations. Ceci s'applique également lorsque le système optique fournit une image en transmission du défaut et qu'une caractéristique de la signature du défaut est déterminée à partir d'un coefficient de transmission lumineuse du défaut.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, le procédé comprend en outre : — une étape de détermination d'un gradient de variation du coefficient (de réflexion ou de transmission) ; et
— une étape de détection d'une forme du défaut à partir du gradient de variation déterminé.
Ce mode de réalisation permet d'obtenir des informations complémentaires sur le défaut, notamment s'il s'agit d'un défaut plat ou d'un défaut en trois dimensions. Une telle information peut être utile pour identifier, au sein même d'un compartiment, quels éléments du compartiment sont à l'origine des poussières et/ou des débris qui se sont déposés sur le substrat.
L'invention s'applique, comme mentionné ci-avant, à des images codées en niveau de gris (ex. images en réflexion et/ou en transmission, acquises au moyen d'une source de rayonnement émettant dans le domaine de longueurs d'onde du visible et/ou dans le domaine de longueurs d'onde de l'infrarouge, etc.). Toutefois cette hypothèse n'est pas limitative et l'invention peut être également mise en œuvre à partir d'autres types d'images. Les signatures considérées sont alors adaptées aux informations pouvant être extraites de ces images.
Ainsi, dans un mode particulier de réalisation, ladite au moins une image comprend une image en réflexion ou en transmission codée en rouge, vert et bleu (RVB), et le procédé comprend en outre une étape de conversion de l'image RVB dans un espace colorimétrique L*a*b*, la signature du défaut comprenant des composantes en a* et b* d'une surface de fond du défaut déterminées à partir de l'image convertie. La signature du défaut peut également comprendre en outre une composante en L* du défaut déterminée à partir de l'image convertie.
Dans un autre mode de réalisation, ladite au moins une image comprend une image hyperspectrale et la signature du défaut comprend un spectre représentant des valeurs d'un coefficient de réflexion ou de transmission d'une surface de fond du défaut en fonction d'une longueur d'onde. Par ailleurs, chaque signature de référence associée à un compartiment de la ligne de dépôt peut comprendre, dans ce mode de réalisation, une pluralité de spectres correspondant à différentes épaisseurs de la couche déposée dans le compartiment.
Ces différents types d'images, codées en RVB ou hyperspectrales, apportent davantage d'informations sur le défaut que des images codées en niveaux de gris. Elles nécessitent toutefois d'avoir recours à des systèmes de contrôle optique plus complexes et souvent plus coûteux. L'invention permet de s'adapter à différents systèmes de contrôle optique placés en sortie de la ligne de dépôt.
Dans les modes de réalisation précités, un nombre réduit de caractéristiques représentatives du défaut a été extrait des images de ce défaut et exploité. Ce nombre réduit de caractéristiques limite la complexité de l'étape d'identification, puisque seulement quelques caractéristiques sont à rapprocher des signatures de référence des compartiments lors de cette étape.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'étape d'identification comprend une application d'une méthode d'apprentissage automatique sur la signature du défaut, ladite méthode d'apprentissage s'appuyant sur un modèle entraîné à partir des signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt.
L'entraînement du modèle est réalisé préférentiellement sur un grand nombre d'images représentant des défauts dont on est capable d'identifier l'origine ou dont on connaît l'origine, ces images ayant été obtenues sur plusieurs jours de production. Un tel modèle est par exemple constitué d'un ou de plusieurs arbres décisionnels entraînés à partir de signatures de références des compartiments extraites du grand nombre d'images. La méthode d'apprentissage automatique dès lors utilisée lors de l'étape d'identification peut être par exemple un algorithme dit de forêts d'arbres décisionnels aussi plus connu sous l'appellation de « random décision forest » en anglais apte à utiliser de tels arbres décisionnels. Toutefois, tout autre algorithme permettant de classer des éléments entre eux et s'appuyant sur un modèle entraîné à partir de valeurs de référence peut être utilisé en variante (ex. algorithme des plus proches voisins, machines à vecteurs de support ou Support Vector Machine (SVM) en anglais, réseaux de neurones, etc.).
Dans ce mode de réalisation, des caractéristiques remarquables du défaut autres que celles citées précédemment peuvent être aisément extraites des images numériques et exploitées pour identifier le compartiment à l'origine du défaut. Préférentiellement, la signature du défaut déterminée à partir de ladite au moins une image comprend au moins une caractéristique d'intensité lumineuse du défaut et/ou une caractéristique relative à une forme du défaut.
A titre d'exemple, ladite au moins une caractéristique d'intensité lumineuse du défaut peut comprendre :
— des caractéristiques représentatives d'un profil radial d'intensité lumineuse du défaut ; et/ou
— des caractéristiques représentatives d'une pente d'un profil radial d'intensité lumineuse du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'une intensité lumineuse moyenne du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'une intensité lumineuse au centre du défaut.
De façon similaire, ladite au moins une caractéristique relative à une forme du défaut peut comprendre :
— une caractéristique représentative d'une aire du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'un ratio d'un périmètre du défaut sur une aire du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'un facteur de forme du défaut.
Les caractéristiques précitées ont été identifiées par les inventeurs comme permettant, lorsqu'elles sont utilisées en tout ou partie, d'identifier de manière très fiable le compartiment à l'origine du défaut. Il convient de noter que le recours à une méthode d'apprentissage automatique permet de prendre en compte aisément un nombre plus important de caractéristiques du défaut.
Il convient de noter que dans tous les modes de réalisation précédemment décrits de l'invention, les correspondances entre les signatures de référence et les compartiments sont susceptibles d'évoluer, et dépendent notamment du paramétrage de la ligne de dépôt, lors du dépôt des couches minces sur le substrat. En effet la contribution de chaque cathode à l'épaisseur de l'empilement peut être amenée à être modifiée, notamment du fait de modifications de la puissance appliquée sur la cathode, de la vitesse de défilement du substrat en regard de la cathode, de la pression du gaz utilisé dans le compartiment de la cathode et sa composition, etc. Cette dépendance vis-à-vis des paramètres du dépôt peut être prise en compte aisément de façon empirique ou de façon analytique, en particulier à l'aide d'un modèle de calcul reliant les paramètres du dépôt à l'épaisseur de l'empilement correspondant à chaque compartiment.
Dans un mode particulier de réalisation, les différentes étapes du procédé de localisation sont déterminées par des instructions de programmes d'ordinateurs.
En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un support d'enregistrement ou support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en œuvre dans un dispositif de localisation ou plus généralement dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en œuvre des étapes d'un procédé de localisation tel que décrit ci-dessus.
Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
L'invention vise aussi un support d'informations ou d'enregistrement lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci- dessus.
Le support d'informations ou d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy dise) ou un disque dur.
D'autre part, le support d'informations ou d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'informations ou d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
L'invention vise aussi un système comprenant : — une ligne de dépôt comprenant une succession de compartiments aptes à déposer un empilement de couches minces sur un substrat, où chaque couche mince d'un matériau est déposée dans un ou plusieurs compartiments successifs de la ligne de dépôt et des débris subsistant à la surface d'une couche mince déposée dans un compartiment agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents et sont à l'origine de défauts ;
— au moins un système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt configuré pour fournir au moins une image représentant un défaut affectant l'empilement de couches minces déposées sur le substrat ; et
— un dispositif de localisation selon l'invention, apte à identifier parmi la succession de compartiments de la ligne de dépôt au moins un compartiment susceptible d'être à l'origine du défaut.
On peut également envisager, dans d'autres modes de réalisation, que le procédé de localisation, le dispositif de localisation et le système selon l'invention présentent en combinaison tout ou partie des caractéristiques précitées.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
- la figure 1 représente, de façon schématique, un système conforme à l'invention, dans un mode particulier de réalisation ;
la figure 2 représente une ligne de dépôt d'un empilement de couches minces comprise dans le système de la figure 1 ;
la figure 3 représente un système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt dans le système de la figure 1 ;
la figure 4 représente de façon schématique l'architecture matérielle d'un dispositif de localisation selon l'invention inclus dans le système de la figure 1, dans un mode particulier de réalisation ;
les figures 5, 11, 14 et 16 représentent sous forme d'ordinogrammes quatre modes de réalisation du procédé de localisation selon l'invention ;
la figure 6 représente une méthode d'érosion successive pouvant être appliquée sur une image d'un défaut affectant un empilement de couches minces pour déterminer la signature de ce défaut dans un mode particulier de réalisation ;
les figures 7, 9A-9C, 10, 12, 13, et 15 présentent différents exemples de signatures de référence pouvant être utilisées pour identifier le compartiment à l'origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces conformément à l'invention ; et
la figure 8 illustre un compartiment comprenant une cathode, ainsi que les différents éléments protégeant cette cathode. Description détaillée de rinvention
La figure 1 représente, dans son environnement, un système 1 conforme à l'invention, dans un mode particulier de réalisation.
Le système 1 comporte :
— une ligne de dépôt 2 permettant le dépôt d'un empilement de couches minces sur un substrat transparent 3 ;
— un système de contrôle optique 4 placé en sortie de la ligne de dépôt 2, et apte à acquérir diverses images numériques du substrat transparent revêtu de l'empilement de couches minces (référencé par 5), et à détecter à partir de ces images la présence de défauts affectant le substrat revêtu 5 ; et
— un dispositif de localisation 6 conforme à l'invention, apte à analyser les images numériques IM des défauts détectés par le système de contrôle optique 4 en vue de localiser leur origine dans la ligne de dépôt 2.
Dans les exemples envisagés ci-après, l'empilement de couches minces est déposé sur un substrat en verre 3 et forme un système interférentiel. Dans ces exemples, l'empilement de couches minces comprend une ou plusieurs couches fonctionnelles à propriétés de réflexion dans l'infrarouge (à savoir une ou deux couches d'argent dans les exemples 1 et 2, une couche d'oxyde mixte d'indium et d'étain (ITO) dans l'exemple 3), et des revêtements formés d'une ou plusieurs couches minces situés de part et d'autre de chaque couche fonctionnelle pour former le système interférentiel. Dans la suite, on désigne par le terme "module" (Ml, M2, M3) chacun des revêtements qui encadrent la ou les couches fonctionnelles d'argent ou d'ITO, étant entendu qu'un module peut être constitué d'une unique couche mince ou d'une pluralité de couches minces.
Bien entendu, les exemples exposés ci-après ne sont pas limitatifs en soi et d'autres empilements de couches minces ainsi que d'autres substrats, notamment transparents (ex. substrats en matériau organique polymérique, flexibles ou rigides), peuvent être envisagés.
Dans les exemples ci-après, les revêtements ou "modules", qui encadrent la ou les couches fonctionnelles, sont constitués de couches minces à base de matériaux diélectriques (ex. couches minces d'oxyde, de nitrure, d'oxynitrure). En variante, notamment dans le cas de couches minces métalliques en tant que couches fonctionnelles, chaque module qui est disposé au-dessus, dans le sens de dépôt de l'empilement, d'une couche mince métallique peut comprendre, en tant que couche sus-jacente à la couche mince métallique, une fine couche métallique de sur-bloqueur, oxydée ou non, destinée à protéger la couche mince métallique pendant le dépôt d'une couche ultérieure, par exemple si cette dernière est déposée sous atmosphère oxydante ou nitrurante, et pendant un éventuel traitement thermique ultérieur. Chaque couche mince métallique peut également être déposée sur et en contact avec une fine couche métallique de sous-bloqueur. L'empilement de couches minces peut donc comprendre une couche de sur-bloqueur et/ou une couche de sous-bloqueur encadrant la ou chaque couche mince métallique. Ces couches de bloqueur, qui sont des couches très fines, normalement d'une épaisseur inférieure à 1 nm pour ne pas affecter la transmission lumineuse de l'empilement, jouent le rôle de couches sacrificielles, en particulier susceptibles de capter l'oxygène.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, le dépôt de couches minces est réalisé par la ligne de dépôt 2 sur le substrat en verre 3 au moyen d'une technique de pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique aussi appelée pulvérisation cathodique magnétron.
De façon connue, une technique de pulvérisation cathodique s'appuie sur la condensation au sein d'une atmosphère raréfiée d'une vapeur d'un matériau cible issue d'une source de pulvérisation sur un substrat. Plus précisément, les atomes de la source (aussi désignée par cible) sont éjectés dans un gaz ionisé, tel que par exemple l'argon, dans une enceinte sous vide maintenue à une certaine pression. Un champ électrique est créé conduisant à l'ionisation du gaz formant ainsi un plasma. La cible est portée à un potentiel négatif (cathode) de sorte que les ions présents dans le plasma sont attirés par la cible et éjectent des atomes de celle-ci. Les particules ainsi pulvérisées sont diffusées dans l'enceinte et certaines d'entre elles sont recueillies notamment sur le substrat sur lequel elles forment une couche mince. Dans le cas d'une cathode magnétron, un champ magnétique orienté perpendiculaire au champ électrique est créé en outre par des aimants placés à proximité de la cathode de sorte à confiner les électrons au voisinage de la cathode. Ceci permet d'accroître le taux d'ionisation du gaz, et ainsi d'améliorer de manière importante le rendement de dépôt comparativement à une technique de pulvérisation cathodique conventionnelle. Les techniques de pulvérisation cathodique étant connues de l'homme de l'art, elles ne sont pas décrites plus en détail ici.
La figure 2 représente schématiquement la ligne de dépôt 2 utilisée pour réaliser le dépôt de couches minces par pulvérisation cathodique sur le substrat en verre 3. Elle comprend ici une chambre d'entrée 7, une première chambre tampon 8, une chambre de pulvérisation cathodique magnétron 10 comprenant une première section de transfert 9 et une seconde section de transfert 11, une seconde chambre tampon 12 et une chambre de sortie 13.
La chambre de pulvérisation cathodique 10 comprend, outre les deux sections de transfert 9 et 11, une succession d'éléments Ei, i=l,...,N où N désigne un nombre entier. Chaque élément Ei comprend un compartiment ou chambre de dépôt 15-i contenant une cathode utilisée comme cible lors de la pulvérisation cathodique magnétron, et un ou deux compartiment(s) ou chambre(s) de pompage équipé(e)(s) d'une pompe, et localisé(e)(s) le cas échéant de part et d'autre de la chambre de dépôt pour créer le vide dans celle-ci. Le substrat en verre 3 circule dans les différents compartiments successifs de la chambre de pulvérisation cathodique 10, entraîné par un convoyeur ou un tapis roulant 16.
La succession des différents éléments Ei, i=l,...,N permet le dépôt d'un empilement de couches minces sur le substrat en verre 3. Il convient de noter que plusieurs compartiments 15-i successifs peuvent participer au dépôt d'une couche mince d'un même matériau, dans des proportions prédéfinies. Le paramétrage des différents compartiments 15-i dans lesquels ont lieu les dépôts de couches minces consiste à ajuster différents paramètres de la pulvérisation cathodique magnétron, et notamment, la pression du gaz et sa composition, la puissance appliquée sur la cathode, l'angle d'incidence des particules de bombardement, l'épaisseur du dépôt, etc.
Le système de contrôle optique 4 est placé en sortie de la ligne de dépôt 2. Comme illustré schématiquement à la figure 3, il est équipé d'une ou de plusieurs caméras 17 et de plusieurs sources de rayonnement 18 permettant d'acquérir et de générer différents types d'images numériques du substrat revêtu 5 issu de la ligne de dépôt 2. Dans l'exemple envisagé à la figure 3, le système de contrôle optique 4 comprend trois sources de rayonnement 18, à savoir, une source lumineuse 18-1 de type RDF (pour Reflection Dark Field ou réflexion en champ foncé), une source lumineuse 18-2 de type RBF (pour Reflection Bright Field ou réflexion en champ clair) et une source lumineuse 18-3 de type TBF (pour Transmission Bright Field ou transmission en champ clair). Ces sources lumineuses sont allumées puis éteintes alternativement afin d'acquérir différentes configurations d'images numériques en réflexion (correspondant à la réflexion de la source lumineuse sur le substrat revêtu) et/ou en transmission (correspondant à la lumière issue de la source lumineuse et transmise à travers le substrat revêtu) représentant les défauts potentiels affectant le substrat revêtu 5 comportant l'empilement de couches minces.
Aucune limitation n'est attachée à la nature des caméras 17, des images numériques en résultant, et de la configuration des sources de rayonnement. Ainsi, suivant leur nature et leurs capacités, les caméras 17 peuvent fournir par exemple des images numériques codées en niveaux de gris, des images trichromes codées en RVB (Rouge Vert Bleu), ou il peut s'agir encore de caméras hyperspectrales aptes à fournir des images hyperspectrales, etc. Par ailleurs, des sources de rayonnement opérant dans le domaine du visible ou dans d'autres domaines de longueurs d'onde, comme par exemple dans le domaine de l'infrarouge, peuvent être utilisées par le système de contrôle optique 4. Ces sources de rayonnement peuvent être orientées suivant différents angles en fonction des images que l'on souhaite acquérir et utiliser pour localiser le ou les compartiments à l'origine du défaut.
La figure 6 montre dans sa partie inférieure, à titre illustratif, une image numérique en réflexion, codée en niveaux de gris, acquise à partir d'une source lumineuse RBF opérant dans le domaine du visible. La tâche apparaissant sur cette image reflète un défaut détecté par le système de contrôle optique 4. Sur cette image, le contraste mesuré par la caméra du système de contrôle optique 4 est proportionnel à la réflexion lumineuse du défaut. On note que lorsque l'image n'est pas hyperspectrale comme c'est le cas ici, l'invention repose sur l'hypothèse que la valeur de contraste considérée extraite des images fournies par le système de contrôle optique traduit la vraie valeur de la quantité intégrée (RL ou TL) qui serait extraite d'une réponse spectrale (de façon relative ou absolue).
Un tel système de contrôle optique est connu en soi et classiquement utilisé pour détecter des défauts affectant les dépôts réalisé dans une ligne de dépôt telle que la ligne de dépôt 2. Il n'est donc pas décrit plus en détail ici. On note que l'invention ne se limite pas à l'utilisation d'un unique système de contrôle optique et on peut envisager que les images traitées par le dispositif de localisation selon l'invention proviennent d'une pluralité de systèmes de contrôle optiques placés en sortie de la ligne de dépôt.
Comme mentionné précédemment, les défauts affectant le substrat revêtu peuvent être notamment dus à des poussières ou à des débris présents dans certains compartiments 15-i de la chambre de pulvérisation cathodique 10 et qui sont tombés de manière erratique sur le substrat lorsque celui-ci a circulé dans ces compartiments. De manière très avantageuse, en exploitant les images des défauts détectés sur les substrats revêtus 5 issus de la ligne de dépôt 2, le dispositif de localisation 6 selon l'invention est capable de localiser le compartiment 15-i de la ligne de dépôt 2 à l'origine de ce défaut.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le dispositif de localisation 6 est un ordinateur dont l'architecture matérielle est représentée schématiquement à la figure 4. Il comprend un processeur 19, une mémoire vive 20, une mémoire morte 21, une mémoire non volatile 22, un module de communication 23, et divers modules d'entrée/sortie 24.
Le module de communication 23 permet au dispositif de localisation 6 d'obtenir les images de défauts acquises par le système de contrôle optique 4. Il peut comprendre notamment un bus de données numériques, et/ou des moyens de communication sur un réseau (local ou distant) tels que par exemple une carte réseau, etc., selon la façon dont le système de contrôle optique 4 et le dispositif de localisation 6 sont reliés entre eux.
Les modules d'entrée/sortie 24 du dispositif de localisation 6 comprennent notamment un clavier, une souris, un écran, et/ou tout autre moyen (e.g. une interface graphique) permettant de configurer le dispositif de localisation 6 et d'accéder aux résultats de l'analyse qu'il conduit sur les images de défauts qui lui sont fournies.
La mémoire morte 21 du dispositif de localisation 6 constitue un support d'enregistrement conforme à l'invention, lisible par le processeur 19 et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur PROG conforme à l'invention, comportant des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de localisation selon l'invention.
Ce programme d'ordinateur PROG définit de façon équivalente des modules fonctionnels et logiciels ici configurés pour mettre en œuvre les étapes du procédé de localisation selon l'invention. Ces modules fonctionnels s'appuient ou commandent les éléments matériels 19 à 24 cités précédemment. Ils comprennent notamment ici :
— un module d'obtention 6A d'au moins une image représentant un défaut, acquise par le système de contrôle optique 4, ce module 6A étant apte à communiquer et à commander le module de communication 23 ;
— un module de détermination 6B, à partir de ladite au moins une image, d'une signature du défaut comprenant au moins une caractéristique représentative du défaut ; et — un module d'identification 6C d'au moins un compartiment susceptible d'être à l'origine du défaut configuré pour utiliser la signature du défaut et une pluralité de signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt.
Les fonctions de ces modules sont décrites plus en détail ultérieurement en référence aux figures 5 à 16, dans quatre modes de réalisation distincts de l'invention. Les trois premiers modes de réalisation se distinguent par la nature des images numériques qui sont fournies par le système de contrôle optique 4 et analysées par le dispositif de localisation 6 pour localiser l'origine d'un défaut. Ainsi, dans le premier mode de réalisation, les images utilisées par le dispositif de localisation 6 sont des images numériques codées en niveau de gris ; dans le deuxième mode de réalisation, il s'agit d'images numériques trichromes (ou RVB pour Rouge Vert Bleu), et dans le troisième mode de réalisation, les images fournies par le système de contrôle optique sont des images hyperspectrales. Dans le quatrième mode de réalisation, le dispositif de localisation 6 met en œuvre un traitement alternatif par rapport aux trois premiers modes pour localiser le défaut dans la ligne de dépôt 2. Ces quatre modes de réalisation de l'invention s'appuient toutefois sur les mêmes étapes principales pour localiser le défaut, à savoir :
— une étape d'obtention d'une ou de plusieurs images représentant ledit défaut et acquises par le système de contrôle optique 4 ;
— une étape de détermination, à partir de ces images, d'une signature du défaut comprenant au moins une caractéristique représentative du défaut ; et
— une étape d'identification d'au moins un compartiment parmi les compartiments 15-i, i=l,...,N, de la ligne de dépôt susceptible d'être à l'origine du défaut à partir de la signature du défaut et en utilisant les signatures de référence associées aux compartiments 15-i, i=l,...,N.
Nous allons maintenant décrire plus en détail ces étapes dans chacun des modes de réalisation. Pour illustrer ces différents modes, on considère alternativement les trois exemples suivants d'empilements de couches minces.
— Exemple 1 : l'empilement est déposé sur un substrat en verre silico-sodo-calcique et comprend, dans le sens de dépôt de l'empilement sur le substrat :
o un premier revêtement ou module Ml formé par une pluralité de couches minces à base de matériaux diélectriques (ex. couches d'oxyde, de nitrure, d'oxynitrure) ;
o une couche mince d'argent ; et
o un second revêtement ou module M2 formé par une pluralité de couches minces à base de matériaux diélectriques (ex. couches d'oxyde, de nitrure, d'oxynitrure) ;
chaque couche de l'empilement pouvant être déposée par plusieurs cathodes distinctes afin d'obtenir l'épaisseur requise, et les épaisseurs géométriques des couches minces de l'empilement étant adaptées de telle sorte que l'ensemble de l'empilement forme un système interférentiel. — Exemple 2 : l'empilement est déposé sur un substrat en verre silico-sodo-calcique et comprend deux couches minces d'argent encadrées par des couches minces de Si3N4, avec les épaisseurs suivantes :
Les épaisseurs géométriques des couches minces de l'empilement sont adaptées de telle sorte que l'ensemble de l'empilement forme un système interférentiel. Dans cet exemple 2, différentes couches minces d'un même matériau (Si3N4 ou Ag) sont déposées sur le substrat à différentes épaisseurs. On désigne alors entre parenthèses la couche à laquelle on se réfère, par exemple Ag (Ll) désigne la première couche d'argent déposée et Ag (L2) la seconde couche d'argent. On appelle également, pour l'exemple 2, "module Ml" la couche mince de S13N4 déposée sur le substrat avant la première couche d'argent Ag (Ll), "module M2" la couche mince de Si3N4 déposée entre la première couche d'argent Ag (Ll) et la seconde couche d'argent Ag (L2), et "module M3" la couche mince de Si3N4 déposée après la seconde couche d'argent Ag (L2).
— Exemple 3 : l'empilement est déposé sur un substrat en verre silico-sodo-calcique et comprend une couche mince d'oxyde mixte d'indium et d'étain (ITO) encadrée par des revêtements ou modules Ml, M2 à base de matériaux diélectriques, avec les épaisseurs suivantes :
Les épaisseurs géométriques des couches minces de l'empilement sont adaptées de telle sorte que l'ensemble de l'empilement forme un système interférentiel. Dans cet exemple 3, différentes couches minces d'un même matériau sont déposées sur le substrat à différentes épaisseurs. On désigne entre parenthèses la couche à laquelle on se réfère. On appelle, pour l'exemple 3, "module Ml" le revêtement formé par les couches minces de SiN et de Si02 (Ll) déposées sur le substrat avant la couche de ITO, et "module M2" le revêtement formé par les couches minces de Si02 (L2) et de Ti02 déposées sur le substrat après la couche de ITO.
Bien entendu ces exemples ne sont donnés qu'à titre illustratif et ne sont en aucun cas limitatifs de l'invention. Comme mentionné précédemment, l'invention s'applique à divers empilements de couches minces susceptibles d'être déposés sur un substrat, et notamment aux empilements formant un système interférentiel.
On suppose dans les modes de réalisation décrits ci-après qu'un défaut a été détecté grâce aux images acquises par le système de contrôle optique 4. La façon dont est détecté ce défaut est connue en soi et n'est pas décrite ici.
La figure 5 représente les principales étapes du procédé de localisation selon l'invention tel qu'il est mis en œuvre par le dispositif de localisation 6 dans le premier mode de réalisation.
Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, le système de contrôle optique 4 est équipé de caméras numériques aptes à fournir des images numériques IM codées en niveaux de gris du défaut détecté, acquises en activant tout ou partie des différentes sources de rayonnement du système de contrôle optique 4. De telles images sont constituées d'une pluralité de pixels, chaque pixel étant associé à un niveau de gris traduisant sa luminosité.
On s'intéresse ici à des images numériques en réflexion du défaut désignées par IMR, acquises en activant la source lumineuse 18-2 de type RBF et traduisant le coefficient de réflexion du défaut, ainsi qu'à des images numériques en transmission du défaut désignées par IMT acquises en activant la source lumineuse 18-3 de type TBF et représentant un coefficient de transmission du défaut. Par souci de simplification, on se limite dans la suite de la description à une image en réflexion IMR, et le cas échéant à une image en transmission IMT.
On note que comme détaillé davantage ci-après, suivant les configurations d'empilement de couches minces considérées, il n'est pas nécessaire au dispositif de localisation 6 de disposer systématiquement des deux types d'images.
Dans le cas d'un empilement similaire à l'exemple 1 comprenant une seule couche d'argent (ou d'un autre matériau à faible émissivité), une seule image en réflexion IMR peut suffire en effet pour une localisation précise de l'origine du défaut.
Dans l'exemple 2 comprenant plusieurs couches d'argent, l'utilisation d'une unique image en réflexion IMR peut permettre d'isoler un nombre réduit de compartiments susceptibles d'être à l'origine d'un défaut mais n'est pas toujours suffisante pour permettre d'identifier un unique compartiment parmi ce nombre réduit de compartiments. Pour lever cette ambiguïté résiduelle, une autre image qu'une image en réflexion peut être utilisée, comme par exemple une image en transmission acquise au moyen d'une source de rayonnement opérant dans le domaine de longueurs d'onde de l'infrarouge, ou on peut utiliser plusieurs images du défaut comme par exemple une image en réflexion IMR et d'une image en transmission IMT acquises toutes deux au moyen de sources de rayonnement opérant dans le domaine de longueurs d'onde du visible. La prise en compte d'une image en réflexion et/ou d'une image en transmission, acquise au moyen d'une source de rayonnement dans le domaine de longueurs d'onde du visible et/ou avec d'autres longueurs d'onde telles que des longueurs d'onde dans le domaine de l'infrarouge dépend notamment des propriétés d'absorption et de réflexion de l'empilement de couches minces considéré, et des caractéristiques représentatives du défaut que l'on considère pour mettre en œuvre l'invention. Ceci est illustré davantage ultérieurement en référence aux exemples donnés.
On suppose que le dispositif de localisation 6 obtient du système de contrôle optique 4 au moins une image IM codée en niveaux de gris du défaut détecté sur l'empilement de couches minces déposé sur le substrat en verre 3 (étape E10). Cette ou ces images IM sont reçues par le dispositif de localisation 6 par l'intermédiaire de son module de communication 23 et de son module d'obtention 6A.
Le dispositif de localisation 6, par l'intermédiaire de son module de détermination 6B, détermine alors à partir de la ou des images IM, une signature SIG(DEF) du défaut (étape E20). Par signature du défaut, on entend au sens de l'invention une ou plusieurs caractéristiques représentatives du défaut et qui vont permettre de localiser son origine dans la ligne de dépôt 2 en la rapprochant de signatures de référence associées à chacun des compartiments 15 de la ligne de dépôt. Ces caractéristiques peuvent dépendre notamment de la nature des images IM exploitées par le dispositif de localisation 6 et des informations sur le défaut contenues dans ces images, des propriétés de réflexion et d'absorption de l'empilement de couches minces déposé sur le substrat, de la forme du défaut, etc.
Pour mieux illustrer cette étape, on considère dans un premier temps l'empilement de couches minces de l'exemple 1 décrit précédemment et comprenant une couche mince d'argent encadrée de deux modules Ml, M2 formés chacun par une pluralité de couches minces à base de matériaux diélectriques (ex. couches d'oxyde, de nitrure, d'oxynitrure). On suppose par ailleurs que le système de contrôle optique 4 fournit une unique image en réflexion IM=IMR codée en niveaux de gris, acquise au moyen de la source lumineuse 18-2 opérant dans le domaine de longueurs d'onde du visible.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le module de détermination 6B extrait de cette image en réflexion IMR différentes caractéristiques relatives au coefficient de réflexion lumineuse du défaut. A cet effet, il applique ici, sur l'image en réflexion IMR, une méthode d'érosion successive lui permettant d'extraire au cours de plusieurs itérations différentes valeurs du coefficient de réflexion du défaut.
La figure 6 illustre schématiquement l'application de cette méthode sur un défaut DEF représenté par une image en réflexion IMR. Cette méthode consiste, à partir de l'image en réflexion IMR du défaut, à « éroder » ou à « élimer » successivement le défaut sur son contour (i.e. à chaque itération iter on élimine une petite épaisseur du contour du défaut, cette épaisseur n'étant pas nécessairement uniforme d'une itération à l'autre) et à calculer la moyenne des niveaux de gris des pixels sur la surface du défaut éliminée, le niveau de gris d'un pixel traduisant le coefficient de réflexion lumineuse du défaut à l'endroit représenté par le pixel. La surface restante après chaque érosion est représentée à titre illustratif sur la figure 6 dans les cadres associés à chaque itération (iter=l, iter=2,..., iter=7). Le nombre d'itérations et le pas d'érosion appliqué à chaque itération (par exemple 1 pixel) utilisés pour mettre en œuvre cette méthode d'érosion successive sont choisis en cohérence avec la forme du défaut afin de permettre l'extraction des informations pertinentes sur ce défaut.
Dans l'exemple illustré à la figure 6, le défaut est représenté par une tâche entourée d'un anneau clair. A la première itération (iter=l), la surface érodée et considérée pour calculer la moyenne des niveaux de gris des pixels inclut volontairement uniquement une partie « noire » du fond de l'image située à l'extérieur du défaut et entourant celui-ci. Il en résulte une moyenne des niveaux de gris relativement faible (car intégrant uniquement des niveaux de gris très faibles représentatifs de la surface noire entourant le défaut).
A la deuxième itération (iter=2), la partie érodée du défaut correspond à l'anneau clair entourant le défaut. Cet anneau clair correspondant à des niveaux de gris élevés, il en résulte un coefficient de réflexion lumineuse maximum.
Puis l'érosion est poursuivie et la moyenne des coefficients de réflexion lumineuse diminue pour se stabiliser dans l'exemple représenté à partir de la quatrième itération (iter=4). La valeur « stabilisée » de la moyenne sur les dernières itérations donne la valeur du coefficient de réflexion lumineuse du défaut, notée RL(DEF). La présence d'un maximum, à la deuxième itération ici, noté RLmax(DEF) et l'allure en pic de la moyenne des niveaux de gris illustre la présence d'un anneau clair autour du défaut. La méthode d'érosion ainsi décrite permet donc d'identifier facilement la présence d'un anneau clair sur le pourtour du défaut. On note qu'en l'absence d'anneau clair, les valeurs RLmax(DEF) et RL(DEF) sont sensiblement les mêmes.
Dans le premier mode de réalisation décrit ici, la valeur du coefficient de réflexion lumineuse RL(DEF) est une caractéristique du défaut utilisée par le module de détermination 6B pour déterminer sa signature. Le coefficient de réflexion lumineuse RL(DEF) considéré dans la signature est préférentiel lement normalisé, par exemple par rapport à la réflexion lumineuse du substrat revêtu 5 issu de la ligne de dépôt 2 (produit final) ou par rapport à la réflexion lumineuse du verre nu (contraste moyen). Une telle normalisation permet avantageusement de s'affranchir des fluctuations de réglage des différentes caméras du système de contrôle optique. Elle est toutefois optionnelle. Dans la suite de la description, on pourra ainsi considérer indifféremment des coefficients de réflexion et/ou de transmission normalisés ou non normalisés, l'invention s'appliquant indifféremment dans ces deux cas.
Le module de détermination 6B ajoute également à la signature du défaut un indicateur de la présence ou non d'un anneau clair autour du défaut détecté comme indiqué précédemment à partir de la valeur RLmax(DEF). En variante, d'autres techniques qu'une méthode d'érosion successive peuvent être utilisées par le module de détermination 6B pour déterminer la signature du défaut et détecter la présence ou non d'un anneau clair autour de celui-ci. Par exemple, le module de détermination 6B peut déterminer un profil d'intensité lumineuse du défaut en évaluant le coefficient de réflexion lumineuse en différents points d'une diagonale du défaut (ex. la plus grande diagonale ou au contraire la plus petite diagonale). L'analyse des différentes valeurs ainsi obtenues du profil d'intensité lumineuse du défaut permet au module de détermination 6B de détecter l'éventuelle présence d'un anneau clair autour du défaut et d'évaluer la valeur moyenne du coefficient de réflexion lumineuse du défaut.
Selon une autre variante encore, des profils d'intensité peuvent être déterminés par le module de détermination 6B sur une pluralité de rayons du défaut, puis moyennés pour en extraire la signature du défaut.
Puis la signature du défaut ainsi obtenue est comparée par le module d'identification 6C du dispositif de localisation 6 à plusieurs signatures de référence (étape E30) pour identifier le ou les compartiments susceptibles d'être à l'origine du défaut.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le module d'identification 6C utilise une signature de référence SIGref(i) pour chaque compartiment 15-i, i=l,...,N distinct de la ligne de dépôt 2. Cette signature de référence comprend les mêmes caractéristiques (i.e. les mêmes types de caractéristiques) que la signature du défaut. La signature de référence peut comprendre une unique valeur (i.e. unique point) pour chaque caractéristique ou au contraire comprendre un intervalle de valeurs pour chaque caractéristique, ou seulement les bornes ou quelques valeurs significatives d'un tel intervalle de valeurs.
En variante, plusieurs signatures de référence peuvent être associées à un même compartiment.
Dans le premier mode de réalisation décrit ici, les signatures de référence sont générées préalablement (étape E00) et stockées par exemple dans la mémoire non volatile 22 du dispositif de localisation 6. En variante, elles peuvent être stockées sur un espace de stockage distant et être obtenues sur requête par exemple via le module 23 de communication du dispositif de localisation 6.
Les signatures de référence sont générées par exemple expérimentalement, à partir d'un tapage réalisé sur chacun des compartiments 15-i, i=l,...,N de la ligne de dépôt 2. Cette procédure consiste à taper les parois et les éléments de chacun des compartiments et à récupérer les débris résultant de ce tapage. L'observation à l'aide du système de contrôle optique 4 des défauts ainsi obtenus pour un compartiment et l'analyse des images résultant de cette observation permet d'estimer une signature de référence moyenne associée au compartiment reprenant les mêmes caractéristiques que celles extraites pour le défaut (coefficient de réflexion lumineuse, présence ou non d'un anneau clair dans l'exemple envisagé ici). Autrement dit, à l'issue de l'étape E00, le dispositif de localisation 6 dispose en mémoire de signatures de référence pour chacun des compartiments 15-i de la ligne de dépôt, ces signatures de référence donnant pour chaque compartiment 15-i un coefficient de réflexion lumineuse moyen dit de référence (le cas échéant, normalisé), moyenné sur plusieurs défauts issus du tapage réalisé sur le compartiment 15-i, et un indicateur reflétant en moyenne, la présence ou non d'un anneau clair sur les pourtours des défauts originaires de ce compartiment.
En variante, l'indicateur de présence ou non d'un anneau clair inclus dans la signature de référence de chaque compartiment 15-i peut être déterminé en fonction de la position du compartiment 15-i par rapport aux compartiments impliqués dans le dépôt de la couche d'argent. En effet, les inventeurs ont judicieusement établi un rapprochement entre cette position et la présence ou non d'un anneau clair autour du défaut : en raison de la forte émissivité de la couche d'argent, la présence d'un anneau clair autour du défaut sur une image en réflexion d'un défaut affectant un empilement de couches minces comprenant une unique couche d'argent traduit l'apparition probable de ce défaut avant le dépôt de la couche d'argent (i.e. dans un compartiment participant au dépôt du module Ml). Inversement, l'absence d'un tel anneau traduit l'apparition probable de ce défaut après le dépôt de la couche d'argent (i.e. dans un compartiment participant au dépôt du module M2). Lors de la détermination des signatures de référence, on peut ainsi affecter directement aux compartiments participant au dépôt des couches formant le module Ml un indicateur reflétant la présence d'un anneau clair, et aux compartiments participant au dépôt des couches formant le module M2 un indicateur reflétant l'absence d'anneau clair.
On note que les signatures de référence ainsi générées dépendent du paramétrage de la ligne de dépôt 2 et notamment des processus de pulvérisation cathodique mis en œuvre par les cathodes des différents compartiments 15-i. Ainsi, elles dépendent notamment de la puissance appliquée sur chaque cathode, de l'épaisseur de dépôt devant être déposée par chaque cathode, du mélange de gaz dans le compartiment, etc. Les signatures de référence peuvent être déterminées expérimentalement pour chaque condition (chaque paramétrage) de dépôt, en conduisant des expériences de tapage dans ces différentes conditions.
En variante, on peut envisager l'utilisation d'un modèle de calcul permettant le passage d'un paramétrage à l'autre.
Un tel modèle de calcul est par exemple le suivant, lorsque les signatures de référence correspondent à des intervalles de valeurs. Son application à une valeur unique est immédiate pour l'homme du métier et n'est pas décrite ici.
On désigne par e(k,x,y) la contribution d'une cathode k déposant un matériau x sur le substrat dans un module y. Cette contribution est supposée ici proportionnelle à la puissance électrique injectée dans cette cathode, notée P(k,x,y). On note par ailleurs E(x,y) l'épaisseur totale de la couche de matériau x dans le module y.
Pour calculer la plage de signatures correspondant à la cathode k, on peut calculer les épaisseurs cumulées limites encadrant la contribution de la cathode k (i.e. correspondant aux bornes de la signature de référence de la cathode k), soit : — pour la borne inférieure : e(fc - l, x, y) = E(x,y) γΝ ρ^ χ ^ + ■ (Xl,y)
— pour la borne supérieure : ού Σ^ Ε ( j, ) représente la somme des épaisseurs des couches déposées avant la couche de matériau x.
Si F désigne la fonction qui permet à partir de l'épaisseur cumulée de déduire la signature de référence d'un compartiment (F est par exemple une fonction vectorielle fournissant les limites des portions de courbe définissant les signatures de référence, ou une fonction calculant des moyennes sur les portions de courbe), alors les signatures de référence correspondant au nouveau paramétrage sont obtenues en appliquant la fonction F sur les bornes inférieure e(k- Ι,χ,ν) et supérieure e(k,x,y) données ci-dessus.
Dans une variante de réalisation, les signatures de référence sont générées par simulation ou par calcul.
La figure 7 illustre un exemple de coefficients de réflexion de référence Rref mesurés du côté de l'empilement et obtenus par tapage, et correspondant au dépôt d'un empilement de couches minces selon l'exemple 1 auquel participent une pluralité de cathodes identifiées en abscisse (cathodes Kl, K3, K4, etc.), ces cathodes étant comprises dans autant de compartiments (i.e. on a donc une relation univoque entre la cathode indiquée en abscisse et un compartiment de la ligne de dépôt).
Sur cet exemple, les coefficients de réflexion de référence Rref ont été générés à partir d'images acquises par quatre caméras distinctes du système de contrôle optique 4 placées de sorte à surveiller différentes zones du substrat revêtu. Au cours de la génération des coefficients de réflexion de référence Rref, on peut soit estimer un coefficient de référence par caméra ou zone du substrat revêtu, soit estimer un coefficient de référence hybride à partir des coefficients de référence obtenues par caméra, par exemple résultant de la moyenne des coefficients de référence obtenues par caméra.
Dans l'exemple illustré à la figure 7 on détermine une unique valeur de coefficient de réflexion de référence Rref pour chaque cathode. En variante, on peut déterminer pour chaque cathode non pas une unique valeur de coefficient de réflexion de référence mais un intervalle comprenant plusieurs valeurs possibles du coefficient de réflexion de référence, ou dans une autre variante encore les bornes d'un intervalle de valeurs possibles du coefficient de réflexion de référence. On note que sur la figure 7, les cathodes K9, K9B et K10A correspondent aux cathodes impliquées dans le dépôt de la couche d'argent. Ces cathodes sont connues pour ne pas générer (ou peu générer) de débris. Autrement dit, il est peu probable qu'un défaut affectant l'empilement de couches minces soit originaire d'un compartiment comprenant l'une de ces cathodes. On note par ailleurs dans l'exemple illustré à la figure 7 que certaines cathodes (ou de manière équivalente certains compartiments) sont associées à une même valeur de coefficient de réflexion (par exemple les cathodes K4 et K23).
Les coefficients de réflexion de référence Rref peuvent être en variante représentés non pas en fonction des compartiments auxquels ils sont associés mais d'une épaisseur de dépôt dans l'empilement. Dans ce cas, une correspondance entre l'épaisseur du dépôt et le compartiment participant au dépôt correspondant à cette épaisseur est établie et stockée au niveau du dispositif de localisation 6 par exemple dans sa mémoire non volatile 22. Un même compartiment peut être dès lors associé à une ou plusieurs épaisseurs de dépôt, autrement dit, à une ou plusieurs signatures de référence.
Dans le premier mode de réalisation décrit ici, la comparaison de la signature du défaut avec les signatures de référence associées aux différents compartiments de la ligne de dépôt 2 est réalisée en deux temps par le module d'identification 6C.
Plus précisément, dans un premier temps, le module de d'identification 6C détermine à partir de la signature SIG(DEF) du défaut si celui-ci présente un anneau clair sur son pourtour.
Pour les raisons évoquées précédemment, on suppose ici que les signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt 2 se trouvant avant les compartiments contenant les cathodes de dépôt de la couche d'argent (i.e. compartiments de dépôt des couches minces formant le module Ml contenant les cathodes Kl, K3, K4, K5, K5B, K6, K7 et K8 dans l'exemple illustré à la figure 7) comprennent parmi leurs caractéristiques un indicateur reflétant la présence d'un anneau clair sur le pourtour d'un défaut originaire de ces compartiments.
Si le module d'identification 6C détecte à partir de la signature SIG(DEF) du défaut la présence d'un anneau clair sur le pourtour du défaut, le module d'identification 6C associe donc le défaut à l'un des compartiments participant à la formation du module Ml (et correspondant à l'une des cathodes Kl, K3, K4, K5, K5B, K6, K7 et K8 dans l'exemple illustré à la figure 7).
Si, au contraire, la signature du défaut SIG(DEF) indique l'absence d'anneau clair sur le pourtour du défaut, le module d'identification 6C associe le défaut à l'un des compartiments de la ligne de dépôt se trouvant après les compartiments contenant les cathodes participant au dépôt de la couche d'argent, c'est-à-dire à l'un des compartiments participant au dépôt du module M2 et contenant une cathode parmi les cathodes Kll, K12, K13, K19, K21, K27B, K28, K30.
Puis dans un second temps, le module d'identification 6C compare le coefficient de réflexion du défaut DEF contenu dans sa signature SIG(DEF) avec les coefficients de réflexion de référence Rref reportés dans les signatures de référence des compartiments précédemment sélectionnés (ou les intervalles de valeurs ou encore les bornes des intervalles définissant les coefficients de réflexion de référence). Il sélectionne alors le compartiment dont le coefficient de réflexion de référence Rref correspond au coefficient de réflexion (ou à l'intervalle ou aux bornes) reporté dans la signature du défaut, c'est-à-dire celui dont la signature de référence correspond à la signature du défaut. Par « correspond à », on entend ici le compartiment dont la signature de référence se rapproche le plus de la signature du défaut, par exemple au sens d'une distance prédéfinie.
A cet effet, dans l'exemple illustré à la figure 7 d'une unique valeur du coefficient de réflexion de référence compris dans chaque signature de référence, le module d'identification 6C sélectionne le compartiment parmi tous les compartiments 15-i, i=l,..,N de la ligne de dépôt 2 minimisant une distance prédéfinie, telle qu'une distance euclidienne (aussi appelée « distance de type L2 ») ou une distance en valeur absolue (aussi appelée « distance de type Ll »). Cette distance est calculée entre le coefficient de réflexion contenu dans la signature du défaut SIG(DEF) et le coefficient de réflexion de référence Rref contenu dans la signature du référence SIGref associée au compartiment considéré.
On note que lorsque la signature de référence comprend non pas une unique valeurs mais un intervalle de valeurs ou des bornes d'un tel intervalle, le module d'identification 6C peut évaluer de manière équivalente une distance de la signature du défaut à cet intervalle ou à ces bornes et sélectionner le compartiment qui minimise cette distance.
Le compartiment ainsi sélectionné est identifié par le module d'identification 6C comme étant le compartiment à l'origine du défaut DEF affectant le substrat revêtu 5 (étape E40).
Suite à cette identification, une opération de maintenance peut être entreprise sur le compartiment identifié. Cette opération peut consister notamment à nettoyer ce compartiment, par exemple en tapant sur ces parois pour en détacher les débris qui y sont déposés.
On note que l'analyse des images numériques du défaut fournies par le système de contrôle optique 4 au dispositif de localisation 6 peut permettre d'identifier d'autres informations utiles sur le défaut.
Par exemple, lors de l'étape E20 de détermination de la signature du défaut, le module de détermination 6B peut déterminer un gradient de variation du coefficient de réflexion du défaut.
Ce gradient peut être aisément déterminé à partir de la courbe d'érosion obtenue en mettant en œuvre la méthode d'érosion successive ou des valeurs de coefficients de réflexion obtenues le cas échéant sur une diagonale ou sur des rayons du défaut.
A partir de la connaissance de ce gradient et de ses variations, le module de détermination 6B peut déduire des informations sur la forme du défaut. Il peut notamment identifier si le défaut est plat (ou relativement plat) lorsque le gradient présente un maximum sur un nombre faible de pixels (typiquement sur un pixel), ou s'il présente une excroissance en trois dimensions lorsque le gradient se maintient à une valeur quasi-constante sur un nombre plus important de pixels. La connaissance de cette information sur la forme du défaut facilite l'identification au sein même d'un compartiment de l'élément à l'origine du débris ayant créé le défaut, et permet d'optimiser l'opération de maintenance effectuée sur le compartiment. Il existe en effet dans chaque compartiment différents boucliers protecteurs disposés autour de la cathode, comme illustré sur la figure 8 au moyen de la référence 25. Selon si les débris proviennent de zones rugueuses de ces boucliers ou de zones planes, ils n'ont pas la même forme et engendrent sur le substrat des formes de défaut différentes. A titre illustratif, un débris provenant d'un bouclier sans grille placé au niveau du plafond du compartiment engendrera un défaut de forme plane. Au contraire, un débris provenant d'un bouclier horizontal sur lequel se trouve une grille métallique comportant des excroissances et situé dans le bas du compartiment engendrera un défaut en trois dimensions.
On note que bien que décrit à partir d'une image en réflexion codée en niveaux de gris, acquise à partir d'une source de rayonnement émettant un rayonnement dans le domaine de longueurs d'onde du visible, le premier mode de réalisation qui vient d'être présenté peut également être mis en œuvre en utilisant une image en réflexion codée en niveaux de gris acquise à partir d'une source de rayonnement opérant dans un autre domaine de longueurs d'onde (ex. infrarouge) ou d'une image en transmission codée en niveaux de gris, obtenue à partir d'une source de rayonnement émettant un rayonnement dans un domaine de longueurs d'onde adapté aux propriétés de réflexion et d'absorption de l'empilement de couches minces considéré.
Dans l'exemple illustré à la figure 7, pour un empilement de couches minces selon l'exemple 1, il suffit au dispositif de localisation 6 d'analyser l'image en réflexion IMR du défaut pour identifier quel est le compartiment à l'origine de ce défaut, l'incertitude sur la localisation du compartiment entre la série de compartiments participant à la formation du module Ml et la série de compartiments participant à la formation du module M2 pouvant être levée aisément comme décrit précédemment grâce à la détection de la présence ou non d'un anneau clair sur le pourtour du défaut.
Bien que décrit en référence à un empilement selon l'exemple 1, ce premier mode de réalisation s'applique à d'autres empilements de couches minces formant un système interférentiel, et notamment à l'empilement de l'exemple 3 ainsi qu'à d'autres empilements comprenant une unique couche fonctionnelle.
Il peut également s'appliquer lorsque l'empilement de couches minces comprend plusieurs couches fonctionnelles, par exemple deux couches minces d'argent comme dans l'exemple 2 introduit précédemment.
Toutefois, pour un tel empilement, il peut s'avérer nécessaire de prendre en compte plusieurs images du défaut (ex. une image en réflexion et une image en transmission) si l'on souhaite identifier de manière plus précise le compartiment à l'origine du défaut affectant l'empilement de couches minces. La figure 9A illustre un exemple de coefficients de réflexion de référence Rref de compartiments participant au dépôt d'un empilement de couches minces conforme à l'exemple 2. Les coefficients de réflexion de référence Rref sont mesurés du côté de l'empilement et sont normalisés par rapport au coefficient de réflexion du substrat de verre revêtu 5 obtenu en sortie de la ligne de dépôt 2. Ils sont représentés en fonction de l'épaisseur de dépôt sur le substrat en verre 3, exprimée en nanomètres (nm). Comme mentionné précédemment, une correspondance entre l'épaisseur du dépôt et le compartiment participant au dépôt d'une couche mince associé à cette épaisseur peut être préétablie et stockée dans la mémoire non volatile 22 du dispositif de localisation 6 pour lui permettre d'identifier le compartiment à l'origine du défaut.
Les coefficients de réflexion de référence Rref des compartiments participant au dépôt des couches d'argent, peu générateurs de débris, sont identifiés sur la figure 9A par les références Agi (première couche d'argent correspondant à une épaisseur de dépôt sur le substrat variant entre 41 nm et 48 nm) et Ag2 (seconde couche d'argent correspondant à une épaisseur de dépôt sur le substrat variant entre 123 nm et 143 nm) respectivement.
Comme il apparaît sur cette figure, une valeur de coefficient de réflexion égale à 0.1 peut correspondre à différentes (i.e. trois) épaisseurs de dépôt différentes et donc à différents compartiments de la ligne de dépôt 2. Il en résulte que si la mise en œuvre de l'invention pour un empilement selon l'exemple 2 se limite à considérer une signature du défaut constituée d'une unique caractéristique correspondant au coefficient de réflexion du défaut, l'étape d'identification E40 peut mener, en fonction de la valeur de ce coefficient de réflexion, à l'identification d'une pluralité de compartiments. Dans l'exemple illustré à la figure 9A, l'identification mène à trois compartiments. On note que ce nombre, bien que n'étant pas unitaire, correspond à un nombre relativement réduit de compartiments par rapport à l'ensemble des compartiments appartenant à la ligne de dépôt, ce qui permet de simplifier la maintenance mise en œuvre sur la ligne de dépôt 2.
La prise en compte de la présence d'un anneau clair autour du défaut comme décrit précédemment dans la signature du défaut peut permettre de distinguer un défaut originaire d'un compartiment ayant participé au dépôt des couches minces du module Ml d'un compartiment ayant participé au dépôt des couches minces du module M2. Toutefois, cette prise en compte peut s'avérer insuffisante pour distinguer deux compartiments ayant participé au dépôt des couches minces au sein d'un même module (en l'occurrence M2 dans l'exemple illustré à la figure 9A).
Pour pallier cette insuffisance, il est possible de considérer pour l'exemple 2, en plus de l'image en réflexion IMR, une image en transmission IMT acquise au moyen d'une source de rayonnement émettant dans le domaine de longueurs d'onde de l'infrarouge (par exemple à une longueur d'onde de 850 nm). Cette source de rayonnement peut être placée dans le système de contrôle optique 4 en remplacement par exemple de la source lumineuse 18-3, ou appartenir à un autre système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt 2. Elle peut être indifféremment une source large bande couvrant au moins une partie du domaine de longueurs d'onde de l'infrarouge, le système de contrôle optique étant alors préférentiellement muni d'une caméra résolue spectralement permettant d'acquérir une image dans l'infrarouge, ou une source de rayonnement résolue spectralement, le système de contrôle optique pouvant dès lors être muni d'une caméra large bande ou d'une caméra résolue spectralement dans le domaine de l'infrarouge.
Le module de détermination 6B peut dès lors extraire, à partir de cette image en transmission IMT dans le domaine de l'infrarouge, un coefficient de transmission T(DEF) du défaut, de façon similaire ou identique à ce qui a été décrit précédemment pour extraire le coefficient de réflexion du défaut à partir de l'image en réflexion IMR. Ce coefficient de transmission, éventuellement normalisé, est utilisé comme une caractéristique de la signature du défaut en complément du coefficient de réflexion normalisé extrait à partir de l'image IMR. La signature du défaut SIG(DEF) est donc constituée d'une part, du coefficient de réflexion du défaut déterminé à partir de l'image IMR et, d'autre part, du coefficient de transmission du défaut déterminé à partir de l'image IMT. On n'envisage pas ici dans la signature du défaut d'indicateur de présence d'un anneau clair.
La figure 9B illustre les coefficients de transmission de référence Tref des compartiments de la figure 9A participant au dépôt de l'empilement de couches minces conforme à l'exemple 2. Ces coefficients de transmission de référence Tref peuvent être obtenus comme décrit précédemment pour les coefficients de réflexion de référence Rref par tapage sur chacun des compartiments de la ligne de dépôt 2. Dans l'exemple illustré à la figure 9B, les coefficients de transmission de référence Tref sont normalisés par rapport au coefficient de transmission du substrat de verre revêtu 5 obtenu en sortie de la ligne de dépôt 2. Ils sont représentés en fonction de l'épaisseur de dépôt sur le substrat en verre 3, exprimée en nanomètres (nm). Les coefficients de transmission de référence Tref des compartiments participant au dépôt des couches d'argent sont identifiés sur la figure 9B par les références Agi (première couche d'argent correspondant à une épaisseur de dépôt sur le substrat variant entre 41 nm et 48 nm) et Ag2 (seconde couche d'argent correspondant à une épaisseur de dépôt sur le substrat variant entre 123 nm et 143 nm) respectivement.
Comme il apparaît sur cette figure, un coefficient de transmission de référence Tref égal à 0.71 mène à deux épaisseurs de dépôt possibles. Autrement dit, la prise en compte uniquement d'un coefficient de transmission dans la signature du défaut pourrait mener, en fonction de la valeur de ce coefficient, à identifier deux compartiments potentiellement à l'origine du défaut.
Pour avoir une estimation plus précise de la localisation du compartiment à l'origine du défaut, le module d'identification 6C prend en compte dans la signature du défaut à la fois le coefficient de réflexion du défaut et le coefficient de transmission du défaut déterminé par le module de détermination 6B. Chaque signature de référence est alors, de façon similaire, constituée d'une valeur de coefficient de réflexion de référence Rref et d'une valeur de coefficient de transmission de référence Tref. La figure 9C illustre, pour différentes épaisseurs de dépôt (les mêmes que celles considérées aux figures 9A et 9B), le coefficient de réflexion de référence Rref (en abscisse) en fonction du coefficient de transmission de référence Tref appartenant à la même signature de référence. Il apparaît sur cette figure 9C que toutes les signatures de référence correspondant aux différentes épaisseurs de dépôt envisagées sont distinctes.
Autrement dit, la comparaison de la signature du défaut SIG(DEF), constituée du coefficient de réflexion du défaut et du coefficient de transmission du défaut, avec les signatures de référence associées aux compartiments permet au module d'identification 6C d'identifier un unique compartiment à l'origine du défaut. Ce compartiment est associé à la signature de référence la plus proche de la signature du défaut, c'est-à-dire minimisant une distance prédéfinie, telle que par exemple la distance euclidienne entre les deux vecteurs correspondant aux signatures comparées, chaque vecteur ayant pour composantes un coefficient de réflexion et un coefficient de transmission.
La prise en compte de plusieurs caractéristiques dans la signature du défaut et dans les signatures de référence n'est toutefois pas obligatoire dans le cas d'empilement tel que l'empilement de l'exemple 2. En effet, les inventeurs ont constaté qu'en utilisant une image en transmission acquise à une longueur d'onde judicieusement choisie dans le domaine de l'infrarouge par rapport aux propriétés d'absorption et de réflexion de l'empilement, il est possible à partir d'une signature comprenant une unique caractéristique définie à partir d'un coefficient de transmission du défaut extrait de cette image, d'identifier de manière précise le compartiment à l'origine du défaut.
La figure 10 illustre un exemple de coefficients de transmission de référence Tref normalisés de compartiments participant au dépôt d'un empilement de couches minces conforme à l'exemple 2 et extraits à partir d'images en transmission de défauts résultant d'un tapage sur les compartiments. Dans l'exemple de la figure 10, les images en transmission considérées ont été acquises au moyen d'une source de rayonnement fonctionnant à une longueur d'onde de 1050 nm appartenant donc au domaine de l'infrarouge.
Il apparaît sur cette figure que ces coefficients de transmission de référence Tref sont tous distincts en fonction de l'épaisseur du dépôt. Autrement dit, la comparaison d'une signature du défaut constituée d'un unique coefficient de transmission extrait d'une image en transmission acquise à la même longueur d'onde de 1050 nm permet d'identifier de manière unique le compartiment à l'origine du défaut.
Dans le premier mode de réalisation qui vient d'être décrit, le système de contrôle optique 4 fournit au dispositif de localisation 6 des images numériques codées en niveaux de gris, et le dispositif de localisation 6 exploite diverses informations contenues dans ces images pour déterminer l'origine d'un défaut affectant l'empilement de couches minces réalisé par la ligne de dépôt 2. L'invention s'applique toutefois à d'autres types d'images, comme décrit maintenant dans le deuxième et le troisième mode de réalisation. La figure 11 représente les principales étapes du procédé de localisation selon l'invention tel qu'il est mis en œuvre par le dispositif de localisation 6 dans le deuxième mode de réalisation.
Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention, le système de contrôle optique 4 est équipé de caméras couleur et fournit des images numériques trichromes codées en rouge vert et bleu (RVB ou RGB pour Red Green Blue en anglais). Par images RVB, on entend préférentiellement ici des images codées selon le standard sRGB. De façon connue en soi, selon le codage RVB, chaque point ou pixel de l'image est codé au moyen de trois grandeurs indiquant respectivement l'intensité de chacune des couleurs primaires rouge, vert et bleu pour ce point.
On s'intéresse dans le deuxième mode de réalisation à des images du défaut codées en RVB acquises par le système de contrôle 4 en activant la source lumineuse 18-2 de type RBF ; ces images traduisent un coefficient de réflexion du défaut détecté sur le substrat revêtu 5, pris du côté de l'empilement. Par souci de simplification, on se limite dans la suite de la description à une unique image en réflexion IMR du défaut. Toutefois une démarche similaire peut être appliquée à partir d'une image en transmission.
Le dispositif de localisation 6 obtient du système de contrôle optique 4 l'image en réflexion IMR codée en RVB du défaut détecté sur l'empilement de couches minces déposé sur le substrat en verre 3 (étape F10). Cette image IMR est reçue par le dispositif de localisation 6 par l'intermédiaire de son module de communication 23 et de son module d'obtention 6A.
Dans le deuxième mode de réalisation décrit ici, avant d'extraire la signature de référence du défaut DEF de l'image IMR reçue, le dispositif de localisation 6 procède à une conversion de cette image dans un autre espace colori métrique que l'espace RVB (étape F20). Plus précisément, il réalise une conversion de l'image IMR dans l'espace colorimétrique a*b*L* connu de l'homme du métier. Dans cet espace colorimétrique, L* représente la clarté, et les composantes a* et b* caractérisent l'écart de la couleur du point considéré par rapport à celle d'une surface grise de même clarté. On note que dans cet espace colorimétrique, L* correspond plus ou moins au niveau de réflexion lumineuse du défaut.
La conversion d'image est réalisée ici en deux temps par le dispositif de localisation 6 : dans un premier temps il procède à la conversion de l'image IMR codée en RVB dans un espace colorimétrique en Χ,Υ,Ζ, par exemple comme décrit en détail sur le site web http://wvvw.brucelindbloom.com/index.htmPEquations.html. Puis il procède à une conversion de l'image obtenue de l'espace colorimétrique (Χ,Υ,Ζ) vers l'espace colorimétrique (L*a*b*), comme indiqué en détail sur le site web précité ou sur le site https://fr.wikipedia.org/wiki/CIE L*a*b*Conversions CIE XYZ vers CIE L2Aa.2Ab.2A.
Suite à cette conversion, le dispositif de localisation 6, par l'intermédiaire de son module de détermination 6B, détermine à partir de l'image convertie (notée IMR') la signature SIG(DEF) du défaut (étape F30). A cet effet, il extrait de l'image convertie IMR' les coordonnées selon les composantes a* et b* d'une surface de fond du défaut. Il peut utiliser à cet effet une méthode d'érosion successive comme décrite précédemment. On note aDEF* et bDEF* ces coordonnées.
Puis la signature du défaut ainsi obtenue comprenant les composantes aDEF* et bDEF* est comparée par le module d'identification 6C du dispositif de localisation 6 à plusieurs signatures de référence (étape F40), chaque signature de référence SIGref(i) étant basée sur les mêmes caractéristiques que la signature du défaut et étant associée à un compartiment 15-i, i=l,...,N de la ligne de dépôt 2, ou à une épaisseur de dépôt elle-même reliée à un compartiment.
Les signatures de référence peuvent être générées préalablement et stockées par exemple dans la mémoire non volatile 22 du dispositif de localisation 6. En variante, elles peuvent être stockées sur un espace de stockage distant et être obtenues sur requête par exemple via le module 23 de communication du dispositif de localisation 6.
Comme dans le premier mode de réalisation, les signatures de référence peuvent être générées à partir d'une expérience de tapage, réalisée préalablement sur les compartiments de la ligne de dépôt 2 (étape F00). L'observation à l'aide du système de contrôle optique 4 des débris générés dans chaque compartiment et notamment des images en réflexion codée en RVB de ces débris, permet d'obtenir en moyenne des coordonnées aref*(i) et bref*(i) de référence pour chaque compartiment 15-i, i=l,...,N, ou pour différentes épaisseurs de dépôt associées aux différents compartiments. On note, comme mentionné précédemment pour le premier mode de réalisation, que les correspondances entre les signatures de référence et les différents compartiments dépendent du paramétrage de la ligne de dépôt 2 et notamment des paramètres de pulvérisation cathodique dans les différents compartiments 15-i.
La figure 12 illustre un exemple de coordonnées de référence (aref*,bref*) obtenus pour différentes épaisseurs de couches minces déposées dans les différents compartiments 15-i, i=l,...,N de la ligne de dépôt 2 et conduisant à un empilement de couches minces selon l'exemple 3 décrit précédemment. Sur cette figure, l'axe des abscisses représente la composante aref* et l'axe des ordonnées la composante bref*. Chaque épaisseur correspondant au dépôt réalisé par une cathode de l'un des compartiments est illustrée par un symbole, la forme du symbole dépendant du matériau déposé par cette cathode (ex. losange pour les épaisseurs correspondant au dépôt de la couche de Ti02, carré pour les épaisseurs correspondant au dépôt de la couche de Si02 (L2), etc.). Par souci de lisibilité, les épaisseurs de dépôt correspondant à chaque point reporté sur la figure ont été omises.
En outre, par souci de simplification, on suppose ici que chaque signature de référence associée à une épaisseur est composée d'une unique valeur des composantes aref* et bref*. Toutefois, comme mentionné précédemment, on peut envisager en variante que chaque épaisseur soit associée à un intervalle de valeurs aref* et à un intervalle de valeurs bref*, ou aux bornes définissant de tels intervalles.
La comparaison de la signature du défaut SIG(DEF) avec les signatures de référence SIGref(i), i=l,...,N est réalisée très simplement au cours de l'étape F40 en cherchant l'épaisseur d'empilement dont la signature de référence est la plus proche de la signature du défaut. Cette épaisseur est ensuite reliée comme indiqué précédemment au compartiment ou à la cathode correspondant à un dépôt à cette épaisseur. Autrement dit, le module d'identification 6C cherche sur la courbe de référence illustrée à la figure 12 le point (aref*,bref*) le plus proche du point (aDEF*,bDEF*) (illustré par une croix sur la figure 12), et en déduit l'épaisseur de dépôt puis le compartiment associé.
En variante, lorsque les signatures de référence comprennent un intervalle de valeurs pour aref* et bref* ou les bornes de tels intervalles, le module d'identification 6C cherche la signature de référence la plus proche au sens d'une distance prédéfinie du point (aDEF*,bDEF*) et en déduit l'épaisseur de dépôt puis le compartiment associé. Aucune limitation n'est attachée à la distance considérée : il peut s'agir notamment de la distance de la normale à la courbe définie par les intervalles de référence considérés pour aref* et bref* passant par le point (aDEF*,bDEF*).
Le compartiment ainsi déterminé est identifié par le module d'identification 6C du dispositif de localisation 6 comme le compartiment susceptible d'être à l'origine du défaut DEF affectant le substrat revêtu 5 (étape F50).
Suite à cette identification, une opération de maintenance peut être entreprise sur le compartiment ainsi identifié.
On note que ce deuxième mode de réalisation peut également être appliqué dans d'autres configurations d'empilement comme par exemple dans une configuration similaire à l'exemple 2 et qui comprend deux couches d'argent.
Dans une telle configuration, en cas d'ambiguïté existant sur la localisation précise du compartiment, le module de détermination 6B de la signature du défaut peut ajouter à la signature du défaut la composante LDEF* de la surface de fond du défaut, et générer la composante équivalente Lref* dans les signatures de référence des compartiments. On obtient alors une courbe en trois dimensions illustrant les signatures de référence des compartiments 15-i, i=l,...,N (ou des épaisseurs de dépôt correspondant à ces compartiments), tel qu'illustrée sur la figure 13 pour un autre exemple d'empilement de couches minces à deux couches d'argent.
Lors de l'étape de comparaison F40, le module d'identification 6C cherche la signature de référence (point (Lref*,aref*,bref*)) sur cette courbe le plus proche de la signature du défaut (LDEF*,aDEF*,bDEF*) (représenté par une croix sur la figure 13). Le module d'identification 6C identifie alors le compartiment correspondant à la signature de référence ainsi déterminée comme le compartiment à l'origine du défaut DEF.
La figure 14 représente les principales étapes du procédé de localisation selon l'invention tel qu'il est mis en œuvre par le dispositif de localisation 6 dans un troisième mode de réalisation.
Dans ce troisième mode de réalisation de l'invention, le système de contrôle optique 4 est équipé de caméras hyperspectrales et fournit des images numériques hyperspectrales du défaut détecté sur le substrat revêtu 5. Ces images hyperspectrales sont remarquables en ce qu'elles associent à chaque pixel de l'image un spectre sur une gamme de longueurs d'onde donnée (spectre en réflexion ou en transmission selon la configuration des sources de rayonnement considérée). Chaque spectre est défini comme un vecteur de K composantes Sp( k), k= l,...,K où K désigne un entier supérieur à 1, chaque composante Sp( k) désignant la valeur de la réflexion (ou réflectance) ou de la transmission du défaut à la longueur d'onde k.
Le dispositif de localisation 6 obtient donc du système de contrôle optique 4 une image hyperspectrale en réflexion IMR du défaut détecté sur l'empilement de couches minces déposé sur le substrat en verre 3 (étape G10). Cette image IMR est reçue par le dispositif de localisation 6 par l'intermédiaire de son module de communication 23 et de son module d'obtention 6A.
Le dispositif de localisation 6, par l'intermédiaire de son module de détermination 6B, détermine alors à partir de l'image hyperspectrale IMR la signature SIG(DEF) du défaut (étape G20). A cet effet, il extrait de l'image IMR le spectre en réflexion de la surface de fond du défaut, par exemple à l'aide d'une méthode d'érosion successive telle que présentée précédemment dans le premier mode de réalisation de l'invention et appliquée sur le spectre en réflexion de chaque pixel (une valeur de coefficient de réflexion est extraite pour chaque longueur d'onde du spectre en réflexion associé à chaque pixel au lieu d'une unique valeur de coefficient de réflexion par pixel comme dans le premier mode de réalisation).
La signature SIG(DEF) déterminée par le module de détermination 6B est donc constituée des K composantes spectrales SpDEF( k), k= l,...,K ainsi extraites.
Puis la signature du défaut SIG(DEF) ainsi obtenue est comparée par le module d'identification 6C du dispositif de localisation 6 à plusieurs signatures de référence (étape G30), chaque signature de référence SIGref(i) étant basée sur les mêmes caractéristiques que la signature du défaut et étant associée à un compartiment 15-i, i= l,...,N de la ligne de dépôt 2.
Comme dans les deux premiers modes de réalisation, les signatures de référence peuvent être générées préalablement et stockées par exemple dans la mémoire non volatile 22 du dispositif de localisation 6. En variante, elles peuvent être stockées sur un espace de stockage distant et être obtenues sur requête par exemple via le module 23 de communication du dispositif de localisation 6.
Comme dans le premier et le deuxième mode de réalisation décrit, les signatures de référence peuvent être générées à partir d'une expérience de tapage, réalisée préalablement sur les compartiments de la ligne de dépôt 2 (étape G00). L'observation à l'aide du système de contrôle optique 4 des débris générés par chaque compartiment et notamment des images hyperspectrales en réflexion de ces débris, permet d'obtenir des spectres de référence Spref pour chaque compartiment 15-i, i= l,...,N, ou pour différentes épaisseurs de dépôt elles-mêmes associées aux compartiments 15-i, i= l,...,N.
On note par ailleurs, comme mentionné précédemment pour le premier et le deuxième mode de réalisation, que les correspondances entre les signatures de référence et les différents compartiments dépendent du paramétrage de la ligne de dépôt 2 et notamment des processus de pulvérisation cathodique dans les différents compartiments 15-i.
La figure 15 illustre un exemple de spectres de référence obtenus pour différentes épaisseurs de couches minces déposées par les compartiments 15-i, i=l,...,N de la ligne de dépôt 2, pour un empilement de couches minces selon l'exemple 3 décrit précédemment. Sur cette figure, les différents spectres sont donnés en fonction de l'épaisseur du dépôt sur le substrat. Autrement dit, à un même compartiment 15-i, correspond un ensemble de spectres de référence Spref(j), j=Jl(i),...J2(i), où Jl(i) et J2(i) désignent deux entiers dépendant de l'indice i, cet ensemble de spectres pouvant être aisément identifié à partir de l'épaisseur du dépôt dont est en charge ce compartiment 15-i.
Chaque signature de référence SIGref(i) associée à un compartiment 15-i comprend donc une pluralité de spectres (Spref(Jl(i))...Spref(J2(i))), le nombre de spectres J2(i)-Jl(i)+1 pouvant varier d'un compartiment à l'autre en fonction de l'épaisseur de la couche mince déposée par le compartiment) et du pas de discrétisation envisagé, et chaque spectre Spref(j), j=Jl(i),...,J2(i) étant défini par un vecteur de K composantes.
La comparaison de la signature du défaut SIG(DEF) avec les signatures de référence SIGref(i), i=l,...,N est réalisée au cours de l'étape G30 par le module d'identification 6C en calculant une distance (par exemple définie selon une norme de type L2) entre la signature du défaut SIG(DEF) et chaque signature de référence SIGref(i). Cette distance est définie, dans le troisième mode de réalisation décrit ici, par :
L2(SpDEF - SprefiJ)) =
OÙ j = l,...,Jl(l),Jl(2),...,J2(N).
En variante, chaque signature de référence associée à un compartiment 15-i peut comprendre uniquement deux spectres limites encadrant de part et d'autre la portion de surface définissant les spectres associés à ce compartiment. Dans ce cas, le module d'identification 6C peut procéder en deux temps en identifiant d'abord un premier spectre limite parmi les signatures de référence correspondant au spectre le plus proche de la signature du défaut. Deux compartiments voisins partageant un même spectre limite, il suffit ensuite au module d'identification 6C d'identifier parmi ces deux compartiments voisins lequel correspond à la signature du défaut.
En variante, d'autres distances peuvent être utilisées pour comparer la signature du défaut aux signatures de référence, par exemple une distance s'appuyant sur une norme L2 comme celle indiquée ci-dessus mais qui inclut l'application d'un facteur de pondération différent pour les longueurs d'onde (indexées par k) appartenant au domaine de l'ultraviolet.
Le module d'identification 6C identifie le compartiment associé à l'indice j minimisant cette distance (étape G40) comme étant le compartiment de la ligne de dépôt 2 à l'origine du défaut affectant le substrat revêtu 5. Suite à cette identification, une opération de maintenance peut être entreprise sur le compartiment ainsi identifié.
On note que ce troisième mode de réalisation peut être appliqué de façon identique dans d'autres configurations d'empilement comme par exemple dans une configuration similaire à l'exemple 2 et qui comprend deux couches d'argent.
Dans les trois premiers modes de réalisation précédemment décrits, le dispositif de localisation 6 détermine une signature du défaut à partir d'une ou de plusieurs caractéristiques représentatives de propriétés de réflexion et/ou d'absorption du défaut, à savoir notamment un coefficient de réflexion extrait d'une image en réflexion, un coefficient de transmission extrait d'une image en transmission, et compare cette signature de défaut à des signatures de référence associées à chaque compartiment de la ligne de dépôt 2, obtenues par exemple via une expérience de tapage. En fonction des propriétés d'absorption et/ou de réflexion du substrat revêtu 5 et du type d'images fournies par le système de contrôle optique (images en réflexion, en transmission, acquises au moyen de sources de rayonnement émettant dans le domaine de longueurs d'onde du visible ou de l'infrarouge, etc.), une unique caractéristique peut suffire dans la signature pour identifier un unique compartiment susceptible d'être à l'origine du défaut ou au contraire plusieurs caractéristiques peuvent être nécessaires pour identifier cet unique compartiment. On rappelle toutefois que dans un tel contexte, la prise en compte d'une unique caractéristique bien choisie du défaut permet déjà de réduire drastiquement le nombre de compartiments susceptibles d'être à l'origine du défaut, par rapport au nombre total de compartiments compris dans la ligne de dépôt.
Ces trois modes de réalisation s'apparentent en quelque sorte à considérer un arbre décisionnel permettant d'identifier un ou plusieurs compartiments susceptibles d'être à l'origine du défaut.
Nous allons maintenant décrire un quatrième mode de réalisation dans lequel l'identification du compartiment à l'origine du défaut est mise à en œuvre à l'aide d'une méthode d'apprentissage. Dans le quatrième mode de réalisation décrit ici, cette méthode d'apprentissage permet de prendre en compte aisément une pluralité d'arbres décisionnels.
La figure 16 représente les principales étapes du procédé de localisation mises en œuvre par le dispositif de localisation 6, dans ce quatrième mode de réalisation.
On suppose ici, comme dans le premier mode de réalisation, que le système de contrôle optique 4 génère, pour chaque défaut détecté en sortie de la ligne de dépôt 2, des images numériques en réflexion et/ou en transmission codées en niveaux de gris. Par souci de simplification, on se limite dans la suite de la description à une image en réflexion IMR codée en niveaux de gris fournie par le système de contrôle optique 4 pour chaque défaut détecté. On note que ce quatrième mode de réalisation s'applique également dans le cas où le système de contrôle optique 4 génère et fournit des images numériques codées en RVB ou des images hyperspectrales.
Le dispositif de localisation 6 obtient donc du système de contrôle optique 4 une image IMR codée en niveaux de gris du défaut détecté sur l'empilement de couches minces déposé sur le substrat en verre 3 (étape H 10). Cette image IMR est reçue par le dispositif de localisation 6 par l'intermédiaire de son module de communication 23 et de son module d'obtention 6A.
Le dispositif de localisation 6, par l'intermédiaire de son module de détermination 6B, détermine ensuite à partir de l'image IMR une signature SIG(DEF) du défaut (étape H20). Préférentiel lement la signature du défaut SIG(DEF) comprend une ou plusieurs caractéristiques d'intensité lumineuse du défaut et/ou une ou plusieurs caractéristiques relative à une forme du défaut.
Plus précisément, dans le quatrième mode de réalisation décrit ici, la signature du défaut SIG(DEF) comprend :
— des caractéristiques représentatives d'un profil radial d'intensité lumineuse en réflexion (ou en transmission si l'image reçue est une image en transmission) du défaut. Un tel profil peut comprendre une pluralité de valeurs d'intensité prises sur la plus grande diagonale du défaut (par exemple 8 valeurs, autrement dit 8 caractéristiques) ;
— des caractéristiques représentatives d'un gradient (pente) d'un profil radial d'intensité lumineuse en réflexion (ou en transmission si l'image reçue est une image en transmission) du défaut. De telles caractéristiques sont à rapprocher de la détection de la présence d'un anneau clair décrit dans le premier mode de réalisation de l'invention ;
— une caractéristique représentative d'une aire du défaut ;
— une caractéristique représentative d'un ratio d'un périmètre du défaut sur une aire du défaut ; — une caractéristique représentative d'un facteur de forme du défaut ;
— une caractéristique représentative d'une intensité lumineuse moyenne en réflexion (ou en transmission si l'image reçue est une image en transmission) du défaut ; et
— une caractéristique représentative d'une intensité lumineuse en réflexion (ou en transmission si l'image reçue est une image en transmission) au centre du défaut.
L'extraction de ces caractéristiques ne pose pas de difficulté en soi à l'homme du métier et n'est pas décrite en détail ici.
Bien entendu, cette liste n'est pas exhaustive et d'autres caractéristiques peuvent être aisément extraites de l'image IMR pour représenter le défaut DEF.
Puis la signature du défaut SIG(DEF) ainsi obtenue est comparée par le module d'identification 6C du dispositif de localisation 6 à des signatures de référence (étape H30), chaque signature de référence SIGref(i) étant basée sur les mêmes caractéristiques que la signature du défaut et étant associée à un compartiment 15-i, i=l,...,N distinct de la ligne de dépôt 2.
Dans le quatrième mode de réalisation décrit ici, les signatures de référence ont été générées préalablement à partir d'un ensemble dit d'apprentissage constitué d'une pluralité d'images de défauts détectés en sortie de la ligne de dépôt 2 acquises par le système de contrôle optique 4 sur plusieurs jours de production. Pour chacune de ces images, la signature du défaut est déterminée sur la base des mêmes caractéristiques choisies à l'étape H20, et on associe à cette signature (dite de référence) le compartiment à l'origine du défaut ou l'épaisseur de dépôt correspondante. Ce compartiment ou cette épaisseur de dépôt est déterminé(e) expérimentalement, par exemple en réalisant un tapage sur les compartiments de la ligne de dépôt 2 pour chaque défaut détecté, ou en utilisant un procédé de localisation selon l'invention conforme au premier mode de réalisation décrit précédemment.
Ces signatures de référence sont ensuite utilisées, dans le quatrième mode de réalisation décrit ici, pour générer des arbres de décision ou arbres décisionnels (étape H00). De façon connue, de tels arbres peuvent être utilisés comme modèle prédictif permettant d'évaluer la valeur d'une caractéristique d'un système depuis l'observation d'autres caractéristiques de ce même système. Autrement dit, dans le cas envisagé ici, il s'agit d'utiliser ces arbres décisionnels entraînés à l'aide des signatures de référence des compartiments de la ligne de dépôt 2 pour prédire le compartiment d'origine du défaut à partir de sa signature. Les arbres décisionnels sont donc créés ici à partir des signatures de référence extraites des images de l'ensemble d'apprentissage et des informations de compartiments associées à ces signatures. Ces arbres décisionnels modélisent donc en soi les signatures de référence de chacun des compartiments 15-i.
En utilisant ces arbres décisionnels et un algorithme d'apprentissage basé sur de tels arbres comme par exemple un algorithme dit de forêts d'arbres décisionnels aussi appelé « random décision forest » en anglais, le module d'identification 6C peut « classer » automatiquement la signature du défaut SIG(DEF), c'est-à-dire lui associer une signature de référence voire directement un compartiment de la ligne de dépôt 2 dont la signature de référence correspond à la signature du défaut. Un tel algorithme d'apprentissage est connu en soi et n'est pas décrit plus en détail ici. Il est par exemple décrit dans le document de T. Hastie et al. Intitulé « The éléments of statistical learning - Data Mining, Inference and Prédiction », 2eme édition, Springer.
En variante, d'autres algorithmes permettant de classer des éléments entre eux (les éléments étant ici des signatures associées à des compartiments) peuvent être considérés, comme par exemple des algorithmes de plus proches voisins, SVM (Support Vector Machine) ou des algorithmes s'appuyant sur des réseaux de neurones.
Le module d'identification 6C identifie le compartiment ainsi déterminé par l'algorithme d'apprentissage et correspondant à la signature du défaut comme étant le compartiment à l'origine du défaut (étape H40).
Suite à cette identification, une opération de maintenance peut être entreprise sur le compartiment ainsi identifié.
Les quatre modes de réalisation précédemment décrits permettent une identification rapide et efficace d'un compartiment d'une ligne de dépôt à l'origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces réalisés par la ligne de dépôt. Il convient de noter que ces modes de réalisation ont été décrits en référence à une ligne de dépôt mettant en œuvre un dépôt par pulvérisation cathodique magnétron. Toutefois, l'invention s'applique à d'autres méthodes de dépôt, susceptibles d'être affectés de problèmes similaires (quel que soit le type de débris et de défauts générés), comme par exemple d'autres méthodes de pulvérisation telles que la pulvérisation par faisceau d'ions (ou IBS pour Ion Beam Sputtering) ou le dépôt assisté par canon à ion (ou IBAD pour Ion Beam Assisted Déposition), ou encore des méthodes de dépôt par évaporation, dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour Chemical Vapor Déposition), dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD pour Plasma-Enhanced CVD), dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD pour Low-Pressure CVD), etc.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de localisation, dans une ligne de dépôt (2) comprenant une succession de compartiments (15-i), d'une origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat (3) dans lesdits compartiments, où chaque couche mince d'un matériau est déposée dans un ou plusieurs compartiments (15-i) successifs de la ligne de dépôt et des débris subsistant à la surface d'une couche mince déposée dans un compartiment agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents et sont à l'origine de défauts, ce procédé comprenant :
— une étape d'obtention (E10, F10, G10, H10) d'au moins une image représentant ledit défaut acquise par au moins un système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt ;
— une étape de détermination (E20, F30, G20, H20), à partir de ladite au moins une image, d'une signature du défaut, cette signature comprenant au moins une caractéristique représentative du défaut ;
— une étape d'identification (E40, F50, G40, H40) d'au moins un compartiment de la ligne de dépôt susceptible d'être à l'origine du défaut à partir de la signature du défaut et en utilisant des signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le dépôt de couches minces est réalisé par la ligne de dépôt (2) sur le substrat (3) par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le substrat (3) est un substrat transparent en verre minéral ou en un matériau organique polymérique.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'étape d'identification comprend une étape de comparaison de la signature du défaut avec une pluralité de signatures de référence associées chacune aux compartiments de la ligne de dépôt, ledit au moins un compartiment identifié comme étant susceptible d'être à l'origine du défaut étant associé à une signature correspondant à la signature du défaut.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel :
— ladite au moins une image comprend une image en réflexion (IMR) codée en niveaux de gris, et la signature du défaut comprend une caractéristique définie à partir d'un coefficient de réflexion du défaut déterminé à partir de l'image en réflexion ; et/ou
— ladite au moins une image comprend une image en transmission (IMT) codée en niveaux de gris, et la signature du défaut comprend une caractéristique définie à partir d'un coefficient de transmission du défaut déterminé à partir de l'image en transmission.
6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel ledit coefficient est déterminé en utilisant une méthode d'érosion successive appliquée sur le défaut représenté sur l'image codée en niveaux de gris.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6 comprenant en outre :
— une étape de détermination d'un gradient de variation du coefficient ; et
— une étape de détection d'une forme du défaut à partir du gradient de variation déterminé.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 comprenant une étape de détection d'une présence d'un anneau clair sur le pourtour du défaut représenté sur ladite au moins une image, la signature du défaut comprenant une caractéristique traduisant cette présence.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel ladite au moins une image comprend deux images codées en niveaux de gris acquises par ledit au moins un système optique en utilisant deux sources de rayonnement émettant dans deux domaines de longueurs d'onde au moins partiellement distincts.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel :
— ladite au moins une image comprend une image en réflexion ou en transmission codée en rouge, vert et bleu (RVB),
— le procédé comprend en outre une étape de conversion (F10) de l'image RVB dans un espace colori métrique L*a*b* ; et
— la signature du défaut comprend des composantes en a* et b* d'une surface de fond du défaut déterminées à partir de l'image convertie.
11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel la signature du défaut comprend en outre une composante en L* du défaut déterminée à partir de l'image convertie.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel ladite au moins une image comprend une image hyperspectrale et la signature du défaut comprend un spectre représentant des valeurs d'un coefficient de réflexion ou d'un coefficient de transmission d'une surface de fond du défaut en fonction d'une longueur d'onde.
13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel chaque signature de référence associée à un compartiment de la ligne de dépôt comprend une pluralité de spectres correspondant à différentes épaisseurs de la couche déposée dans ledit compartiment.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel les signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt sont déterminées expérimentalement (E00,F00,G00) à partir d'un tapage réalisé sur chacun des compartiments de manière à générer dans chaque compartiment des débris résultant du tapage.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'étape d'identification (H40) comprend une application (H30) d'une méthode d'apprentissage automatique sur la signature du défaut, ladite méthode d'apprentissage s'appuyant sur un modèle entraîné (H00) à partir des signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt.
16. Procédé selon la revendication 1 ou 15 dans lequel la signature du défaut déterminée à partir de ladite au moins une image comprend au moins une caractéristique d'intensité lumineuse du défaut et/ou une caractéristique relative à une forme du défaut.
17. Procédé selon la revendication 16 dans lequel ladite au moins une caractéristique d'intensité lumineuse du défaut comprend :
— des caractéristiques représentatives d'un profil radial d'intensité lumineuse du défaut ; et/ou
— des caractéristiques représentatives d'une pente d'un profil radial d'intensité lumineuse du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'une intensité lumineuse moyenne du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'une intensité lumineuse au centre du défaut.
18. Procédé selon la revendication 16 ou 17 dans lequel ladite au moins une caractéristique relative à une forme du défaut comprend :
— une caractéristique représentative d'une aire du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'un ratio d'un périmètre du défaut sur une aire du défaut ; et/ou
— une caractéristique représentative d'un facteur de forme du défaut.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 dans lequel l'empilement de couches minces forme un système interférentiel.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19 dans lequel les signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt dépendent d'un paramétrage de la ligne de dépôt lors du dépôt des couches minces sur le substrat.
21. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de localisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.
22. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon la revendication 21 comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de localisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 20.
23. Dispositif de localisation (6) d'une origine d'un défaut affectant un empilement de couches minces déposées sur un substrat (3) dans une pluralité de compartiments se succédant dans une ligne de dépôt (2), où chaque couche mince d'un matériau est déposée dans un ou plusieurs compartiments (15-i) successifs de la ligne de dépôt et des débris subsistant à la surface d'une couche mince déposée dans un compartiment agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents et sont à l'origine de défauts, ce dispositif comprenant :
— un module d'obtention (6A) d'au moins une image représentant le défaut acquise par au moins un système de contrôle optique placé en sortie de la ligne de dépôt ;
— un module de détermination (6B), à partir de ladite au moins une image, d'une signature du défaut, cette signature comprenant au moins une caractéristique représentative du défaut ;
— un module d'identification (6C) d'au moins un compartiment de la ligne de dépôt susceptible d'être à l'origine du défaut à partir de la signature du défaut et en utilisant des signatures de référence associées aux compartiments de la ligne de dépôt.
24. Système (1) comprenant :
— une ligne de dépôt (2) comprenant une succession de compartiments (15-i) aptes à déposer un empilement de couches minces sur un substrat (3), où chaque couche mince d'un matériau est déposée dans un ou plusieurs compartiments (15-i) successifs de la ligne de dépôt et des débris subsistant à la surface d'une couche mince déposée dans un compartiment agissent comme des masques pour les dépôts de couches minces subséquents et sont à l'origine de défauts ;
— au moins un système de contrôle optique (4) placé en sortie de la ligne de dépôt configuré pour fournir au moins une image représentant un défaut affectant l'empilement de couches minces déposées sur le substrat ; et
— un dispositif de localisation (6) selon la revendication 21, apte à identifier parmi la succession de compartiments de la ligne de dépôt au moins un compartiment susceptible d'être à l'origine du défaut.
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