JP2017523312A - 基板上の材料を処理するための装置、及び基板上で処理される材料の光学特性を測定するための方法 - Google Patents

Abstract

本開示の一態様によれば、基板（１５）上で材料を処理するための装置（４０）が提供されている。装置（４０）は、真空チャンバと、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するように構成された測定構成とを含み、測定構成は、真空チャンバに位置づけされた少なくとも１つの球構造を含む。【選択図】図５

Description

［０００１］本開示の実施形態は、基板上の材料を処理するための装置と、処理装置を用いて基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法に関する。本開示の実施形態は具体的には、基板を処理して、基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための装置に関する。

［０００２］例えばプラスチック膜等の基板上の光学的コーティングは、規定のスペクトル反射率及び透過率の値、及び結果的な明度によって特徴づけられうる。コーティングの生産中の信頼性のある透過性及び反射性（Ｔ／Ｒ）のインライン測定は、堆積プロセスの制御、及びコーティングされた製品の光学品質の制御に対して考慮する必要がある一態様でありうる。Ｔ／Ｒ測定のより高度な部分は、反射率の測定である。移動するプラスチック膜での反射率の測定は、膜の平坦性のほんの小さなずれにより、反射された光線の検出器までの経路に幾何学的変化が生じ、結果的に誤りのある測定結果となるため、困難なものとなり得る。堆積装置では、プラスチック膜が装置の案内ローラと機械的に接触している位置で反射率を測定して、プラスチック膜が確実にローラの表面と平坦に接触するようにすることができる。

［０００３］しかしながら、入射光線はプラスチック膜の前面及び背面上で反射されるだけでなく、プラスチック膜が接触する案内ローラの表面でも反射される。例えば金属製の案内ローラの反射率はどちらかというと高い（例えばＲ＞５０％）ため、低い又は低下した反射率を有するローラ表面が有益である。案内ローラは、低い又は低下した反射率を提供する黒の又は黒ずんだ表面を有しうる。しかしながら、これら黒の又は黒ずんだ表面の反射率は特に、不均一な反射率になってしまう。絶対反射率の信頼性はどちらかといえば低くなる。更に、この測定方法は、膜の幅に沿った固定測定装置の位置に制約される。経費の理由で、固定測定装置又はロールツーロール（Ｒ２Ｒ）スパッタ機械の測定ヘッドの数は１と５の間に制限されうる。５機の測定装置を有するシステムでさえも、層の均一性、及び基板の幅に沿った光学的仕様の順守について十分な情報を供給しない。

［０００４］従って、基板の品質検査の向上が達成され得る装置いまだ必要である。高い生産能力を有する処理システムに特に好適な、基板及び／又は基板上で処理される材料の光学特性を測定する改善された方法も必要である。

［０００５］上記を踏まえ、基板上の材料を処理するための装置と、処理装置を用いて、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法が提供される。本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、請求項、明細書、及び添付の図面から明らかとなる。

［０００６］本開示の一態様によれば、基板上の材料を処理するための装置が提供されている。本装置は、真空チャンバと、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するように構成され、真空チャンバに位置づけされた少なくとも１つの球構造を含む測定構成とを含む。

［０００７］本開示の別の態様によれば、基板上の材料を処理するための装置が提供されている。本装置は、真空チャンバと、基板及び／又は基板上で処理される材料の反射率及び透過性のうちの少なくとも１つを測定するように構成され、且つ真空チャンバに位置づけされた少なくとも１つの球構造を含む測定構成と、真空チャンバ内の測定位置と少なくとも１つの較正位置との間で少なくとも球構造を移動させるように構成された搬送装置とを含む。

［０００８］本開示の更に別の態様によれば、処理装置を用いて基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法が提供されている。処理装置は、真空チャンバを含む。本方法は、真空チャンバに位置づけされた少なくとも１つの球構造を有する測定構成を使用して一又は複数の光学特性を測定することを含む。

［０００９］本開示はまた、本開示に記載の方法を実施するための装置を対象とし、記載された各方法ステップを実施するための装置部分を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素、適当なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータを手段として、又はこれらの２つの任意の組合せによって、あるいは任意の他の方式で実行することができる。更に、本開示は、記載の装置を作動させる方法も対象とする。それは、装置のあらゆる機能を実施するための方法ステップを含む。

［００１０］本開示の更なる態様、利点及び特徴は、従属請求項、明細書及び添付の図面から明らかとなる。

［００１１］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施形態に関し、以下において説明される：図面に典型的な実施形態を示し、以下に詳細を説明する。

光学コーティングの反射性及び透過性の測定を示す概略斜視図である。 本明細書に記載の実施形態に係る測定構成の球構造を示す概略図である。 本明細書に記載の実施形態に係る基板上の材料を処理するための装置を示す概略図である。 球構造が真空チャンバ内の測定位置及び２つの較正位置にある、図３の基板上の材料を処理するための装置の一部を示す別の概略図である。 本明細書に記載の実施形態に係る基板上の材料を処理するための更に別の装置を示す概略図である。 厚さ分布を評価するための測定位置を示す概略図である。 厚さ分布を評価するための測定位置を示す別の概略図である。 本明細書に記載の実施形態に係る処理装置を用いて、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法を示すフロー図である。

［００１２］次に、各図に一または複数の例が示されている様々な実施形態を細部にわたり参照する。各例は単なる説明として提示されており、限定を意味するものではない。例えば、一実施形態の一部として図示又は説明される特徴は、他の任意の実施形態に、又は他の任意の実施形態と併せて使用して、更に別の実施形態を生み出すことが可能である。本開示は、このような修正及び変形を含むことが意図されている。

［００１３］図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ又は類似の構成要素を指す。全体的に、個々の実施形態に関して相違点のみが説明される。他に特に規定がない限り、一実施形態の部分又は態様の説明は、別の実施形態の対応する部分又は態様に適用される。

［００１４］図１は、光学コーティングの反射性及び透過性の測定を示す概略斜視図である。

［００１５］堆積装置では、図１を参照しながら以下に更に詳しく説明するように、プラスチック膜とローラの表面とが確実に平坦に接触するように、基板、例えばプラスチック膜が装置のローラ（例：案内ローラ）と機械的に接触している位置で正反射率が測定されうる。

［００１６］図１に示すように、基板１５はコーティングドラム１１、第１のローラ１２及び／又は第２のローラ１３によって運ばれて送られる。第１のローラ１２と第２のローラ１３は、案内ローラであってよい。第１のローラ１２と第２のローラ１３との間の位置に、透過性測定装置１６が設けられる。第１のローラ１２と第２のローラ１３との間の位置又はエリアは、「自由スパン」又は「自由スパン位置」とも称されうる。更に、基板１５、例えばプラスチック膜が第２のローラ１３と機械的に接触している別の位置には、反射率測定装置１４が設けられる。

［００１７］しかしながら、入射光線は基板１５の前面と背面に反射するだけでなく、第２のローラ１３の表面でも反射する。例えば金属製ローラの反射率Ｒはどちらかといえば高い（例：Ｒ＞５０％）ため、反射率が低い又は低下したローラ表面が有益である。第２のローラ１３は黒い又は黒ずんだ表面を有するため、第２のローラ１３の表面は低い又は低下した反射率を有する。しかしながら、これら黒い又は黒ずんだ表面の反射率は、不十分に低く不均一な反射率となってしまう。絶対反射率の測定の信頼性はどちらかというと低い。

［００１８］本開示は、球構造を有することで、例えば２つのローラの間の基板又はプラスチック膜の自由スパン位置等の特に同じ位置において同時に反射率の測定と透過性の測定が可能である測定構成を使用する、基板上の材料を処理する装置と、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法を提供する。膜の表面が平坦でなくても、反射した光がほぼ完ぺきに球構造に収集される。

［００１９］球構造により、球構造内部での光の均一な散乱又は拡散が得られる。球構造の内面に入射する光は、球内部で均等に配分される。入射光の方向による影響は最小限となる。これにより、入射光（例えば基板及び／又は基板上で処理される材料から反射される又はそれらを通して透過される光）を高い精度と信頼性で測定することが可能になる。

［００２０］本明細書で使用する「基板」という語は、具体的にはプラスチック膜、ウェブ又はフォイル等のフレキシブル基板を包含するものとする。しかしながら、本開示はこれらに限定されず、「基板」という語はまた例えばウェハ、サファイア等の透明結晶の片、又はガラス板等の非フレキシブル基板も包含しうる。幾つかの実施形態によれば、基板は透明基板であってよい。本明細書で使用する「透明な」という用語は具体的には、比較的散乱が少ない状態で光が透過し、その結果、例えば、それを通して透過される光を実質的に明瞭に見ることができるような構造性能を含むものとする。通常、基板はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む。

［００２１］幾つかの実施形態によれば、球構造は積分球である、又は積分球を含む。積分球（又はウルブリヒト球）は、少なくとも１つのポート、例えば少なくとも１つの入口ポート及び／又は少なくとも１つの出口ポートを有する中空の球形空洞を含む光学素子である。中空の球形空洞の内部は、反射コーティング（白色拡散反射コーティング）で覆われていてよい。積分球により、球内部での光の均一な散乱又は拡散が得られる。内面に入射する光は、球内部で均等に配分される。入射光の方向による影響は最小限となる。積分球は、電力は保存されるが、空間的情報は破壊される拡散器と見なされうる。

［００２２］図２に、本明細書に記載の実施形態に係る球構造を有する測定構成２０を示す概略図である。

［００２３］測定構成２０は、真空チャンバ（図示せず）内に配置される。真空チャンバは、コーティングされる基板１５が位置づけされる処理チャンバであってよい、又はコーティングされる基板１５が位置づけされる処理チャンバを含んでいてよい。本明細書に記載の実施形態に係る装置は堆積装置、具体的にはスパッタ装置、物理的気相堆積（ＰＶＤ）装置、化学気相堆積（ＣＶＤ）装置、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）装置等であってよい。

［００２４］図２に概略的に示したが、本明細書に記載の実施形態に係る測定構成２０は、基板１５及び／又は基板１５上で処理された材料の一又は複数の光学特性、具体的には反射率及び／又は透過性を測定するように構成されている。本願全体で使用される「反射率」という語は、表面に入射する総放射束が反射する割合を指すものである。表面は、基板上で処理される材料の表面、基板の前面、及び基板の背面のうちの少なくとも１つを含みうる。「反射率」と「反射性」という語が同意語として使用されうることを注記したい。本願全体で使用される「透過性」という語は、例えばその上で処理される材料又は層を有する基板を通過する入射光（電磁放射線）の割合を指すものである。「透過性」及び「透過率」という語は、同義語として使用されうる。

［００２５］測定構成２０は、空洞２２を有する球構造２１を含む。幾つかの実施形態によれば、空洞２２は中空の球形空洞であってよい。通常の実行形態では、空洞２２の表面は反射コーティング（例えば白色反射コーティング）で少なくとも部分的にカバーされている。球構造２１により、球構造２１内部に均一な光の散乱又は拡散が得られる。空洞２２の表面に入射する光は、空洞２２内部で均等に配分される。

［００２６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、球構造２１は積分球である、又は積分球を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、球構造２１、及び具体的には球構造２１の空洞２２は、１５０ｍｍ以下、具体的には１００ｍｍ以下、より具体的には７５ｍｍ以下の内径を有する。

［００２７］測定構成は、一又は複数の光学特性を測定するために少なくとも１つの光源、及び少なくとも１つの検出器を有する形態を含みうる。少なくとも１つの光源と少なくとも１つの検出器の可能な形態を、以下に説明する。しかしながら、他の形態も可能である。

［００２８］通常の実行形態では、測定構成２０は光源２３を含む。光源２３は、球構造２１の空洞２２へ光を放射するように構成されている。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、光源２３は３８０〜７８０ｎｍの可視光の範囲、及び／又は７８０ｎｍ〜３０００ｎｍの遠赤外線の範囲、及び／又は２００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線の範囲の光を放射するように構成されている。

［００２９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、光源２３は、空洞２２へ光が放射されうるように配置される。光源２３は、空洞２２内に配置されうる、又は空洞２２の内壁又は表面に装着されうる。実施形態によれば、光源２３は球構造２１の外側に配置され得、球構造２１の壁は、光源２３から放射される光が球構造２１、具体的には空洞２２の内部へ光りうるように構成された開口部を含みうる。

［００３０］幾つかの実施形態では、光源２３は、球構造２１から離れた位置に設けられうる。光を球構造２１、具体的には空洞２２に案内するために、光ファイバーが使われうる。

［００３１］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、光源２３は例えば、白熱電球、ハロゲン球、ＬＥＤ、高電力ＬＥＤ、又はキセノンランプとして構成されうる。光源２３は、光源２３を短時間でオンとオフに切り替えることができるように構成されうる。切り替えるために、光源２３は制御ユニット（図示せず）に接続されうる。

［００３２］通常の実施形態では、球構造２１は少なくとも１つのポート２６を有する。ポート２６は、入口ポート及び／又は出口ポートとして構成されうる。一例として、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料から反射される、又は基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料を通して透過する光は、ポート２６を通して球構造２１に入りうる。別の例では、光源２３によって供給される光を、例えば反射率の測定のためにポート２６を通して出すことができる。ポート２６は、例えば保護ガラス等のカバー要素でカバーされうる。他の例では、ポート２６はカバーされていなくてよい、又は開いていてよい。

［００３３］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、ポート２６は２５ｍｍ以下、具体的には１５ｍｍ以下、より具体的には１０ｍｍ以下の直径を有しうる。基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料のすくなくとも１つの光学特性の測定を実施するために、ポート２６の直径を延ばすことにより、基板１５のより大きい部分が照らされうる。

［００３４］通常の実行形態では、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料の少なくとも１つの光学特性を測定するために、ポート２６を通して球構造２１から放射される散乱光が基板１５上で光りうる。散乱光で基板１５を照らすことにより、基板１５上で光る光は、基板１５の照らされた部分全体と同じ強度である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、放射された散乱光は、複数の角度、特に光強度の均一な角度分布での光の放射によって特徴づけられうる。例えば、これは球の材料が散乱反射が得られるように選択された球構造、例えば積分球又はウルブリヒト球における散乱反射によって生じうる。

［００３５］図２に例示的に示すように、矢印が光の方向を示している実線として示す光線は、光線がポート２６を出る前に、球構造２１の内面上に原点Ｐの位置を有しうる。光線は図２に例示的に示すように、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料から反射され得、反射率の場合、ある反射率角度でポート２６に入る。

［００３６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、測定構成２０は、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料の反射率を測定するように構成される球構造２１における第１の検出器を含む。通常の実行形態では、第１の検出器は、第１の検出装置２４と第２の検出装置２７とを含む。

［００３７］第１の検出装置２４は、（矢印が光の方向を示している実線によって示される）ポート２６を通して入る光、特に基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料から反射される光を受けるように構成されうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、第１の検出装置２４は、球構造２１内部から反射される光が第１の検出装置２４によって検出されないように構成され配置される。例えば、第１の検出装置２４は、例えば基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料における反射に起因して、球構造２１のポート２６を通して入る光だけが第１の検出装置２４によって検出されうるように配置されうる。

［００３８］第２の検出装置２７は、空洞２２の内壁から散乱する又は反射する光を受けるように構成されうる。一例として、第２の検出装置２７は基準の測定を提供しうる。通常の実行形態では、反射率は、第１の検出装置２４によって受け入れられる又は測定される第１の光強度と、第２の検出装置２７によって受け入れられる又は測定される第２の光強度に基づいて決定される。第１の光強度は、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料から反射され、球構造２１の内部で反射せずに第１の検出装置２４に直接到達する光を含みうる。第２の光強度は、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料から反射される上記直接光をほぼ含まない基準光強度であってよい。

［００３９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、第１の光検出装置、すなわち第１の検出装置２４、及び／又は第２の光検出装置、すなわち第２の検出装置２７は、第１の光検出装置及び／又は第２の光検出装置が光源２３からの直接光を検出しないように構成され配置されている。例えば、光源２３によって放射される光が第１の光検出装置及び／又は第２の光検出装置に直接当たるのを防止するスクリーニング手段（図示せず）が、球構造２１内に設けられうる。上記スクリーニング手段は例えば、光源２３によって放射される光が第１の光検出装置及び／又は第２の光検出装置に直接当たらないように構成され配置されたシールド、開孔又はレンズによって実現されうる。

［００４０］実施形態によれば、第１のデータ処理又はデータ分析ユニット２５は第１の検出装置２４に接続され、第２のデータ処理又はデータ分析ユニット２８は第２の検出装置２７に接続されている。実施形態によれば、第１の検出装置２４は、ケーブル又は無線接続を介して第１のデータ処理又はデータ分析ユニット２５に接続され得、及び／又は第２の検出装置２７はケーブル又は無線接続を介して第２のデータ処理又はデータ分析ユニット２８に接続されうる。

［００４１］データ処理ユニット２５及びデータ分析ユニット２８はそれぞれ、第１の検出装置２４と第２の検出装置２７の信号を検査し分析するように適合されうる。幾つかの実施形態によれば、非正規として定義される、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料の任意の特性が測定された場合、データ処理ユニット２５又はデータ分析ユニット２８は変化を検出して、例えば基板１５の処理の停止等の反応を誘発しうる。

［００４２］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、第１のデータ処理又はデータ分析ユニット２５と第１の検出装置２４との間の接続と、第２のデータ処理又はデータ分析ユニット２８と第２の検出装置２７との間の接続のうちの少なくとも１つは、光ファイバー接続を含みうる、又は光ファイバー接続であってよい。一例として、測定構成２０が、例えば測定位置を変更するために真空チャンバ内で移動した時に、データ処理ユニット２５又はデータ分析ユニット２８と検出装置２４及び２７は同時に移動するため、光ファイバー接続は移動しない。ファイバーが曲ると光ガラスファイバーの光強度が変化しうるため、これにより測定精度が改善しうる。幾つかの実行形態では、光測定は、例えば基準チャネルを使用して光源強度を追加測定することによって安定しうる。

［００４３］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、測定構成２０は、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料の透過性を測定するための第２の検出器２９を含む。第２の検出器２９は、特に基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料の透過性を測定するように構成されうる。通常の実行形態では、第２の検出器２９は、第１の検出器を参照しながら上述したように、データ処理ユニット又はデータ分析ユニットに接続されている。

［００４４］第２の検出器２９は、ポート２６を通って出る光、及び特に基板１５及び／又は基板上で処理される材料を通して透過される光を受けるように構成されうる。本明細書に記載の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、第２の検出器２９は球構造２１の外又は反対側に配置され、第２の検出器２９と球構造２１との間には隙間がある。基板１５は、透過性、例えば基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料を通して透過される光を測定するために隙間の内部に位置決めされうる。

［００４５］上述の例における、光源２３、第１の検出装置２４、第２の検出装置２７とを有する第１の検出器、及び第２の検出器２９を有する測定構成の形態を説明する。しかながら、他の形態も可能である。一例として、２つの球構造が設けられ得、第１の球構造は反射率の測定用に構成され得、第２の球構造は透過性の測定用に構成されうる。反射率の測定のために、第１の球構造には第１の光源と第１の検出器が備えられうる。第２の球構造において、球構造のポートを通して入る光、特に基板及び／又は基板上で処理される材料を通して透過される光を受けるように構成された第２の検出器が備えられ得、第２の光源が、第２の球構造の外又は反対側に備えられ得、第２の光源及び第２の球構造の間には隙間がある。基板は、透過性、例えば基板及び／又は基板上で処理される材料を通して透過される光を測定するために、隙間の内部に位置決めされうる。

［００４６］第１の検出器及び第２の検出器を有する測定構成を提供することによって、基板及び／又は基板上で処理される材料の透過性と反射率の両方を同じ位置で測定することが可能になる。基板の特性に対してより多くの情報が取得されうる。

［００４７］本開示の測定構成により、球構造を使用することで改善された反射率及び／又は透過性の測定が得られる。一例として、例えばプラスチック膜等のフレキシブル基板の反射率及び／又は透過性は例えば、自由スパン位置で測定されうる。測定構成は、フレキシブル基板が平坦でない時、例えばフレキシブル基板が皺を有する場合にも機能する。

［００４８］図３及び４は、本明細書に記載の実施形態に係る基板１５上の材料を処理するための装置４０の概略図である。処理される基板１５は、真空チャンバ４１に配置される。本明細書に記載の実施形態に係る一又は複数の測定構成が、真空チャンバ４１に設けられる。測定構成は、真空チャンバ４１の、特に少なくとも３つの位置３０、３１、及び３２間で移動可能であるように構成されている。

［００４９］本明細書に記載の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、真空チャンバ４１は、真空チャンバ４１を真空に引くための例えば真空ポンプ等の真空システムを接続するためのフランジを有しうる。

［００５０］本明細書に記載の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、真空チャンバ４１はバッファチャンバ、加熱チャンバ、移送チャンバ、サイクル時間調節チャンバ、堆積チャンバ、処理チャンバ等からなるグループから選択されるチャンバであってよい。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる実施形態によれば、真空チャンバ４１は、処理チャンバであってもよい。本開示によれば、「処理チャンバ」は、基板を処理するための処理装置が配置されているチャンバとして理解してよい。処理装置は、基板を処理するのに使用される任意の装置として理解してよい。例えば、処理装置は、層を基板上に堆積させるための堆積源を含みうる。従って、堆積源を含む真空チャンバ又は処理チャンバは、堆積チャンバとしても称されうる。堆積チャンバは、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ又は物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバであってよい。

［００５１］本明細書に記載の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、装置は、例えばＳｉＯ２、ＭｇＦ等の低い率の材料、例えばＳｉＮ、Ａｌ２０３、Ａ１Ｎ、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ等の中間の率の材料、及び例えばＮｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴａＯ２等の高い率の材料、又はその他の高い率の材料からなるグループから選択された材料を堆積させるように構成されうる。

［００５２］本明細書に記載の実施形態と組み合わせられうる通常の実施形態によれば、装置４０は、基板１５の装置４０への搬入及び／又は搬出、特に真空チャンバ４１への搬入及び／又は搬出を案内するための少なくとも１つのロードロックチャンバを含む。少なくとも１つのロードロックチャンバは、内部の圧力を大気圧から例えば１０ｍｂａｒ以下の圧力等の真空へ、又はその逆に変化させるように構成されうる。実施形態によれば、入口ポートを含む入口ロードロックチャンバと、出口ポートを含む出口ロードロックチャンバが設けられている（図示せず）。

［００５３］本開示の幾つかの実施形態によれば、装置４０は真空チャンバ４１で少なくとも球構造２１を移動させるように構成された搬送装置を含む。一例として、搬送装置は、少なくとも球構造２１、第１の検出器、及び第２の検出器２９を真空チャンバ４１内で移動させるように構成されている。幾つかの実行形態では、搬送装置は直線状の位置決めステージを含みうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、搬送装置は、アクチュエータを含みうる。アクチュエータは、軌道、例えば線形軌道に沿って少なくとも球構造の移動を実行するように構成されうる。アクチュエータは、エネルギーを運動に変換する電流、作動液圧又は空気圧の形態のエネルギー源によって動作しうる。幾つかの実施形態によれば、アクチュエータは電気モータ、線形モータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ又は圧電アクチュエータであってよい。

［００５４］通常の実行形態では、搬送装置は少なくとも球構造２１を反射率較正位置及び／又は透過性較正位置へ移動するように構成されている。反射率較正位置及び透過性較正はそれぞれ、反射率基準位置及び透過性基準位置とも称されうる。一例として、搬送装置は、球構造２１、具体的には球構造２１、第１の検出器、及び第２の検出器２９、より具体的には少なくとも３つの位置３０、３１及び３２間で測定構成を移動させるように構成されうる。第１の位置３０は透過性較正位置であってよく、第２の位置３１は測定位置であってよく、第３の位置３２は反射率較正位置であってよい。少なくとも３つの位置３０、３１、及び３２は、自由スパン位置であってよい。一例として、透過性較正位置は開位置であってよい。測定位置は、特に２つの案内ローラ間の自由スパン位置であってよい。通常、例えば少なくとも５、及び特に６、７，８、９又は１０等の１を超える測定位置が設けられる。幾つかの実施形態によれば、反射率基準要素３３は、反射率較正位置に設けられうる。反射率基準要素３３は、周知の反射基準を提供しうる。一例として、反射率基準要素３３は、シリコン（Ｓｉ）を含みうる、又はシリコン（Ｓｉ）であってよい。

［００５５］一例として、透過性の測定及び反射率の測定の較正は、自由スパン位置において実施されうる。球構造、第１の検出器（反射率センサ）、及び第２の検出器（透過性センサ）は、同期して移動するように、移動可能な直線状の位置決めステージに装着されうる。透過性の較正において、検出器（センサ）は１００％−較正のために透過性較正位置へ移動する。透過性較正位置は、開位置であってよい。反射性の較正において、検出器（センサ）は、周知の反射基準（例えばＳｉ）が提供される反射率較正位置へ移動する。通常、検出器は、駆動機構としても称されうる搬送装置で較正位置へ移動しうる。幾つかの実施形態では、測定位置は例えば生産の連続稼働中に変更されうる。

［００５６］上述したように、幾つかの実施形態では、装置４０は基板１５外の２つの基準位置を用いうる。ある位置において、反射率は例えば較正されたアルミニウム製ミラー又は研磨されたシリコン表面等の周知の基準によって較正され得、透過率は他の位置において、球構造２１と第２の検出器２９との間に何もない状態で較正されうる。反射率及び透過性の較正は、例えばドリフト（ｄｒｉｆｔ）を補正するために基板１５外の較正位置で周期的に繰り返されうる。これは、例えば数時間の間続く長いコーティングの連続運転の一態様であってよい。

［００５７］図５は、本明細書に記載の実施形態に係る基板上の材料を処理するための更に別の装置を示す概略図である。

［００５８］装置は、真空チャンバ４１、測定構成２０、及び基板支持体を含む。基板支持体は、基板１５を支持するように構成される。基板は、例えばプラスチック膜、ウェブ、薄いフレキシブルガラス又はフォイル等のフレキシブル基板であってよい。幾つかの実施形態では、基板支持体は少なくとも第１のローラ１２と第２のローラ１３を含み得、具体的にはコーティング度ドラム１１、第１のローラ１２及び第２のローラ１３を含みうる。通常、基板１５は、コーティングドラム１１、第１のローラ１２及び第２のローラ１３によって運ばれ送られる。

［００５９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、第１のローラ１２と第２のローラ１３は、基板１５、特にフレキシブル基板を搬送するために、第１のローラ１２と第２のローラ１３との間に形成された隙間と平行に配置されうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる通常の実施形態によれば、特に基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定している間に、第１のローラ１２と第２のローラ１３との間の一領域に少なくとも球構造が位置決めされる。幾つかの実施形態では、測定構成２０、特に球構造、第１の検出器及び第２の検出器が、第１のローラ１２と第２のローラ１３との間の位置に設けられる。第１のローラ１２と第２のローラ１３との間の位置は、「自由スパン位置」とも称されうる。第１のローラ１２と第２のローラ１３との間の位置又はエリアは、第１のローラ１２と第２のローラ１３との間の隙間における、又は隙間近辺の位置に対応しうる。

［００６０］図５に示す測定構成２０は、図２〜４を参照しながら上述した測定構成のうちのいずれかの測定構成として構成されうる。

［００６１］幾つかの実施形態によれば、真空環境内の測定構成の直列工程において、測定構成の提供が得られうる。一例として、装置、特に測定構成の機械要素及び／又は電子要素は、真空互換性を持つように構成されうる。

［００６２］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、測定構成は、冷却装置（図示せず）を更に含む。冷却装置は、例えば球構造等の測定構成の要素の少なくとも幾つかの要素を冷却するように構成されうる。測定構成の例えば電子要素の温度は、測定の安定性及び正確さに対して考慮すべき一態様でありうる。電子要素の温度は、冷却装置によって安定化されうる。幾つかの実施形態によれば、冷却装置は水冷を利用する。水冷チューブは、貫通フレキシブルホースであってよい。このフレキシブルホース内部に雰囲気が供給されうる。これにより、水回路のプラスチックチューブ内に漏れがあった場合に、真空チャンバ４１の中に直接漏れた水がいかないようにすることができる。

［００６３］本開示の一態様によれば、基板上で材料を処理するための装置が提供される。本装置は、真空チャンバと、基板上で処理される材料の反射率及び透過性のうちの少なくとも１つを測定するように構成され、真空チャンバに位置づけされた少なくとも１つの球構造を含む測定構成と、真空チャンバ内の測定位置と少なくとも１つの較正位置との間で少なくとも球構造を移動させるように構成された搬送装置とを含む。通常の実行形態では、装置と、特に測定構成が、上述した測定構成のうちのいずれかの測定構成として構成されうる。

［００６４］図６及び７は、例えば基板上で処理される又はコーティングされる材料の厚さ分布を評価するための測定位置を示す概略図である。

［００６５］図６及び７は、測定構成のスキャンモードを示す図である。測定構成は、反射率／透過性（Ｒ／Ｔ）ヘッドとも称されうる。図６に、基板１５が移動しない、基板１５上で処理される、又は基板１５上にコーティングされる材料の厚さ分布を評価するための静的測定を示す。スキャン位置は参照番号５０で示され、スキャン方向は参照番号５１で示される。スキャン位置５０は、図３及び４を参照しながら上述した第２の位置に対応しうる。図７に、基板１５が搬送方向５２に移動している、基板１５上で処理される又はコーティングされる材料の厚さ分布を評価するための動的測定を示す。スキャン位置は参照番号５０で示され、スキャン方向は参照番号５１で示される。スキャン位置５０は、図３及び４を参照しながら上述した第２の位置に対応しうる。

［００６６］図８は、本明細書に記載の実施形態による装置を用いて、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法１００を示すフロー図である。

［００６７］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、処理装置を用いて、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法１００が提供されている。処理装置は真空チャンバを含み、上述した装置のうちのいずれかの装置として構成されうる。本方法は、真空チャンバに位置づけされている少なくとも１つの球構造を有する測定構成を使用して、一又は複数の光学特性を測定することを含む。

［００６８］幾つかの実施形態では、方法１００は、少なくとも球構造を真空チャンバの第１の較正位置、具体的には反射率較正位置（ブロック１０１）へ移動させることと、測定構成を較正すること（１０２）とを含みうる。通常の実行形態では、方法１００は、少なくとも球構造を真空チャンバの第２の較正位置、具体的には透過性較正位置（ブロック１０３）へ移動させることと、測定構成を較正すること（１０４）とを含みうる。

［００６９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、第１の較正位置（ブロック１０１及び１０２）における較正、及び第２の較正位置（ブロック１０３及び１０４）における較正のうちの少なくとも１つは周期的に、又は定期的に繰り返される。一例として、較正は、処理サイクルの後、処理サイクルの間等に所定の時間間隔で繰り返されうる。反射率及び透過性の較正は、例えばドリフトを補正するために較正位置で周期的に繰り返されうる。これは例えば、数時間続く長いコーティングの連続運転の一態様であってよい。

［００７０］本明細書に記載の実施形態によれば、処理装置を用いて基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法は、大面積基板を処理するために装置の対応する構成要素と連通しているＣＰＵ、メモリ、ユーザインターフェース、及び入出力手段を有しうるコンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータソフトウェア製品及び相関コントローラを用いて行われ得る。

［００７１］本開示は、真空チャンバ内の球構造を、例えば２つのローラ間のプラスチック膜等の基板の自由スパン位置における反射率及び／又は透過性の測定に使用する。幾つかの実施形態によれば、反射率及び透過性の測定は同じ位置で実施されうる。膜の表面が平坦でない場合でも、反射した光はほぼ完全に球構造に収集される。幾つかの実施形態によれば、基板の幅に沿った任意の選択位置で測定することを可能にするために、本装置の測定構成は、例えばモータ駆動の直線状の位置決めステージ上に据付けられうる。本明細書に記載の実施形態に係る装置が透過率の検出器と組み合わされることにより、例えばコーティング膜等の基板上で処理される材料の既定位置における反射性及び透過性の測定が可能になる。特に反射率の測定は、基板平面の変化（皺）（例えば±５ｍｍ）に対して鈍感である。

［００７２］上述したように、本開示の装置により、例えば基板を処理している間にユーザが定めた位置で反射性及び透過性を同時に測定することが可能になる。具体的には、透過性及び反射性の測定は同じ位置、例えば２つの連結軸を有する１つの直線状の位置決めステージのみで実施可能である。球構造を使用することにより、反射率の測定精度の改善が得られる。具体的には、図１を参照して上述したように、黒ずんだローラの反射率の干渉による反射率のずれが起こらない。本装置により、プロセスを導入している間の機械の設定時間の縮小が得られ、測定サンプルを切断することなく直列で、又はその場で均一性が測定されうる。プロセス導入時間の縮小が達成されうる。例えば、約３０％〜５０％のプロセス導入時間の縮小が可能である。測定構成を用いて信頼性のあるスペクトルデータが取得可能であることにより、層厚の値を更に評価するための多層システムの再計算が可能である。本装置は例えば、反射防止、不可視ＩＴＯ、窓用フィルム等の光学層システムの検査に使用されうる。ウェブの全幅にわたる、顧客の光学上の品質管理が可能になりうる。幾つかの実施形態によれば、本装置、特に測定構成は電磁干渉（ＥＭＩ）適合性を有し、例えばスパッタ堆積源（ＤＣ、ＭＦ、ＲＦ）によって誘発される強い電場に対して耐性がありうる。

［００７３］以上の記述は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。

[0009]本開示はまた、本開示に記載の方法を実施するための装置を対象とし、記載された各方法ステップを実施するための装置部分を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素、適当なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータを手段として、又はこれらの２つの任意の組合せによって、あるいは任意の他の方式で実行することができる。更に、本開示は、記載の装置を作動させる方法も対象とする。本方法は、装置のあらゆる機能を実施するための方法ステップを含む。

［００１１］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施形態に関し、以下において説明される。図面に典型的な実施形態を示し、以下に詳細を説明する。

[0020]本明細書で使用する「基板」という語は、具体的にはプラスチック膜、ウェブ又はフォイル等のフレキシブル基板を包含するものとする。しかしながら、本開示はこれらに限定されず、「基板」という語はまた例えばウェハ、サファイア等の透明結晶の片、又はガラス板等の非フレキシブル基板も包含しうる。幾つかの実施形態によれば、基板は透明基板であってよい。本明細書で使用する「透明な」という用語は具体的には、比較的散乱が少ない状態で光が透過し、その結果、例えば、構造を通して透過される光を実質的に明瞭に見ることができるような構造性能を含むものとする。通常、基板はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む。

[0024]図２に概略的に示したが、本明細書に記載の実施形態に係る測定構成２０は、基板１５及び／又は基板１５上で処理された材料の一又は複数の光学特性、具体的には反射率及び／又は透過性を測定するように構成されている。本願全体で使用される「反射率」という語は、表面に入射する総放射束が反射する割合を指すものである。表面は、基板上で処理される材料の表面、基板の前面、及び基板の背面のうちの少なくとも１つを含みうる。「反射率」と「反射性」という語が同意語として使用されうることを注記したい。本願全体で使用される「透過性」という語は、例えば基板上で処理される材料又は層を有する基板を通過する入射光（電磁放射線）の割合を指すものである。「透過性」及び「透過率」という語は、同義語として使用されうる。

[0041]第１のデータ処理又はデータ分析ユニット２５及び第２のデータ分析又はデータ分析ユニット２８はそれぞれ、第１の検出装置２４と第２の検出装置２７の信号を検査し分析するように適合されうる。幾つかの実施形態によれば、非正規として定義される、基板１５及び／又は基板１５上で処理される材料の任意の特性が測定された場合、第１のデータ処理又はデータ分析ユニット２５及び第２のデータ分析又はデータ分析ユニット２８は変化を検出して、例えば基板１５の処理の停止等の反応を誘発しうる。

[0042]本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせられうる幾つかの実施形態によれば、第１のデータ処理又はデータ分析ユニット２５と第１の検出装置２４との間の接続と、第２のデータ処理又はデータ分析ユニット２８と第２の検出装置２７との間の接続のうちの少なくとも１つは、光ファイバー接続を含みうる、又は光ファイバー接続であってよい。一例として、測定構成２０が、例えば測定位置を変更するために真空チャンバ内で移動した時に、第１のデータ処理又はデータ分析ユニット２５及び第２のデータ分析又はデータ分析ユニット２８と第１の検出装置２４及び第２の検出装置２７は同時に移動するため、光ファイバー接続は移動しない。ファイバーが曲ると光ガラスファイバーの光強度が変化しうるため、これにより測定精度が改善しうる。幾つかの実行形態では、光測定は、例えば基準チャネルを使用して光源強度を追加測定することによって安定しうる。

[0054]通常の実行形態では、搬送装置は少なくとも球構造２１を反射率較正位置及び／又は透過性較正位置へ移動するように構成されている。反射率較正位置及び透過性較正位置はそれぞれ、反射率基準位置及び透過性基準位置とも称されうる。一例として、搬送装置は、球構造２１、具体的には球構造２１、第１の検出器、及び第２の検出器２９、より具体的には少なくとも３つの位置３０、３１及び３２間で測定構成を移動させるように構成されうる。第１の位置３０は透過性較正位置であってよく、第２の位置３１は測定位置であってよく、第３の位置３２は反射率較正位置であってよい。少なくとも３つの位置３０、３１、及び３２は、自由スパン位置であってよい。一例として、透過性較正位置は開位置であってよい。測定位置は、特に２つの案内ローラ間の自由スパン位置であってよい。通常、例えば少なくとも５、及び特に６、７，８、９又は１０等の１を超える測定位置が設けられる。幾つかの実施形態によれば、反射率基準要素３３は、反射率較正位置に設けられうる。反射率基準要素３３は、周知の反射基準を提供しうる。一例として、反射率基準要素３３は、シリコン（Ｓｉ）を含みうる、又はシリコン（Ｓｉ）であってよい。

[0068]幾つかの実施形態では、方法１００は、少なくとも球構造を真空チャンバの第１の較正位置、具体的には反射率較正位置（ブロック１０１）へ移動させることと、測定構成を較正すること（ブロック１０２）とを含みうる。通常の実行形態では、方法１００は、少なくとも球構造を真空チャンバの第２の較正位置、具体的には透過性較正位置（ブロック１０３）へ移動させることと、測定構成を較正すること（ブロック１０４）とを含みうる。

Claims (15)

1. 基板上の材料を処理するための装置であって、
   真空チャンバと、
   前記基板及び／又は前記基板上で処理される前記材料の一又は複数の光学特性を測定するように構成された測定構成であって、前記真空チャンバに位置づけされた少なくとも１つの球構造を備える測定構成と
   を備える装置。
2. 前記一又は複数の光学特性が、反射率及び透過性からなるグループから選択される、請求項１に記載の装置。
3. 前記球構造が積分球である、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記真空チャンバに基板支持体を更に含み、前記基板支持体は前記基板を支持するように構成され、特に前記基板はフレキシブル基板である、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記基板支持体が、前記基板、具体的には前記フレキシブル基板を搬送するために、第１のローラと第２のローラとの間に形成された隙間と平行に配置された前記第１のローラと前記第２のローラとを含む、請求項４に記載の装置。
6. 特に前記基板及び／又は前記基板上で処理される前記材料の前記一又は複数の光学特性を測定している間に、前記球構造が、前記第１のローラと前記第２のローラとの間の領域に位置決めされている、請求項５に記載の装置。
7. 前記測定構成が、前記基板及び／又は前記基板上で処理される前記材料の反射率を測定するために、前記球構造に光源、及び前記球構造に第１の検出器を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記測定構成は、前記基板及び／又は前記基板上で処理される前記材料の透過性を測定するために、前記球構造に前記光源と、第２の検出器を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 特に前記真空チャンバ内で少なくとも前記球構造を移動させるように構成された搬送装置を更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記搬送装置が、少なくとも前記球構造を反射率較正位置及び／又は透過性較正位置まで移動させるように構成されている、請求項９に記載の装置。
11. 前記測定構成が更に、冷却装置を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 処理装置を用いて、基板及び／又は基板上で処理される材料の一又は複数の光学特性を測定するための方法であって、前記処理装置が真空チャンバを備え、
    前記真空チャンバに設けられた少なくとも１つの球構造を有する測定構成を使用して、前記一又は複数の光学特性を測定すること
    を含む方法。
13. 少なくとも前記球構造を前記真空チャンバの第１の軟正位置、具体的には反射率較正位置まで移動させることと、前記測定構成を較正すること、及び／又は
    少なくとも前記球構造を前記真空チャンバの第２の較正位置、具体的には透過率較正位置まで移動させることと、前記測定構成を較正すること
    を更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の較正位置で較正することと、前記第２の較正位置で較正することが周期的に、又は非周期的に繰り返される、請求項１３に記載の方法。
15. 基板上の材料を処理するための装置であって、
    真空チャンバと、
    前記真空チャンバに少なくとも１つの球構造を含み且つ前記基板及び／又は前記基板上で処理される前記材料の反射率及び透過性のうちの少なくとも１つを測定するように構成された測定構成と、
    前記真空チャンバ内の測定位置と少なくとも１つの較正位置との間で、少なくとも前記球構造を移動させるように構成された搬送装置と
    を備える装置。

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