TW201610413A - 用以處理基板上之材料的設備及用以量測於基板上處理之材料的光學性質的方法 - Google Patents

用以處理基板上之材料的設備及用以量測於基板上處理之材料的光學性質的方法 Download PDF

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Abstract

根據本揭露之一方面，一種用以處理一基板(15)上之一材料之設備(40)係提供。此設備(40)包括一真空腔室以及一量測配置，量測配置係裝配以用以量測基板及/或於基板上處理之材料的一或多個光學性質，量測配置包括至少一球結構，位於真空腔室內。

Description

用以處理基板上之材料的設備及用以量測於基板上處理之材料的光學性質的方法
本揭露之實施例是有關於一種用以處理一基板上之一材料之設備，及一種用以藉由一處理設備，量測於一基板上處理之一材料的一或多個光學性質之方法。本揭露之實施例特別是有關於一種用於處理一基板及量測於基板上處理之一材料的一或多個光學性質之設備。
基板上之光學塗層可以特定之光譜反射率及透射比數值和產生之顏色值來作為特點，基板例如是塑膠膜。在塗層製造期間，穿透率與反射率(T/R)之可靠的串聯式量測可為需要考慮沈積製程之控制與塗佈產品之光學品質控制之一方面。T/R量測之較複雜的部分係反射率之量測。既然膜之平面度的小誤差係導致反射光束到偵測器的路徑之幾何形狀改變，反射率量測可能在移動之塑膠膜上有挑戰性，而產生錯誤的量測結果。在沈積設備中，反射率可在塑膠膜係與設備之導件滾軸物理性接觸之位置處進行量測，以確保塑膠膜與滾軸之表面係平面接觸。
然而，入射光束不僅在塑膠膜之前及後表面反射，且亦在與塑膠膜接觸之導件滾軸的表面上反射。既然例如是金屬的導件滾軸之反射率係相當的高(例如是R＞50%)，具有低或減少之反射率的滾軸表面係有利的。導件滾軸可具有黑或黑化表面，黑或黑化表面係提供低或減少之反射率。然而，此些黑或黑化表面之反射率特別是面臨不均勻的反射率。絕對反射率之可靠度係相當低。再者，此量測方法係受限於沿著膜寬度之固定的量測裝置位置。對於成本理由來說，在卷對卷(roll-to-roll，R2R)濺射機器中，固定之量測裝置或量測頭的數量可能受限於一個及五個之間。甚至是具有五個量測裝置之系統無法傳送有關於層均勻之足夠的資訊且接受沿著基板寬度之光學規格。
因此，對仍存有之具有改善基板品質檢測的設備的需求係可達成。對量測基板及/或於基板上處理之材料的的光學性質之方法係亦有需求，此方法特別是適用於具有高輸出能力之處理系統。
有鑑於上述，一種用以處理一基板上之一材料的設備，及一種用以藉由一處理設備，量測一基板及/或於基板上處理之一材料之一或多個光學性質的方法係提供。本揭露之其他方面、優點、及特徵係藉由申請專利範圍、說明、及所附之圖式更為清楚。
根據本揭露之一方面，一種用以處理一基板上之一材料之設備係提供。此設備包括一真空腔室以及一量測配置，量測配置係裝配以用以量測基板及/或於基板上處理之材料的一或多個光學性質，量測配置包括至少一球結構，位於真空腔室內。
根據本揭露之另一方面，一種用以處理一基板上之一材料之設備係提供。此設備包括一真空腔室；一量測配置，裝配以用以量測基板及/或於基板上處理之材料的一反射率及一穿透率之至少一者，量測配置包括至少一球結構，位於真空腔室中；以及一傳送裝置，裝配以用以在一量測位置與至少一校準位置之間移動於真空腔室中之至少球結構。
根據本揭露之再一方面，一種用以藉由一處理設備，量測一基板及/或於基板上處理之一材料之一或多個光學性質的方法。處理設備包括一真空腔室。此方法包括使用具有至少一球結構之一量測配置來量測此一或多個光學性質，球結構位於真空腔室中。
本揭露係亦針對用於執行所揭露之方法的設備且設備係包括用於執行各所述之方法步驟的設備部件。此些方法步驟可藉由硬體元件、以合適之軟體程式化之電腦、或此兩者之任何結合的方式或其他方式執行。再者，本揭露係亦針對用以操作所述之設備的數個方法。此些方法包括用於執行設備之各功能的方法步驟。
本揭露之其他方面、優點、及特徵係藉由申請專利範圍、說明、及所附之圖式更為清楚。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
詳細的參照將以各種實施例來達成，實施例的一或多個例子係繪示在各圖式中。各例子係藉由說明的方式提供且不意味為一限制。舉例來說，所說明或敘述而做為一實施例之部分之特徵可用於任何其他實施例或與任何其他實施例結合，以取得再其他實施例。此意指本揭露包括此些調整及變化。
在圖式的下方說明中，相同之參考編號係意指相同或相似之元件。一般來說，僅有有關於各別實施例之不同之處係說明。除非有另外說明，於一實施例中之一部分或方面的說明係亦應用於另一實施例中之一對應部分或方面。
第1圖繪示光學塗層之反射率及穿透率量測的示意圖。
在沈積設備中，鏡面反射(specular reflectance)可在例如是塑膠膜之基板和設備之滾軸(例如是導件滾軸)物理接觸之位置中進行量測，以確保塑膠膜與滾軸之表面係平面接觸，如將更詳細參照第1圖說明於下方。
如第1圖中所示，基板15係藉由塗佈鼓11、第一滾軸12及/或第二滾軸13載運及運送。第一滾軸12及第二滾軸13可為導件滾軸。在第一滾軸12和第二滾軸13之間的一位置中，穿透率量測裝置16係提供。在第一滾軸12和第二滾軸13之間的位置或區域可亦意指為「未支撐間距(free span)」或「未支撐間距位置」。再者，在例如是塑膠膜之基板15與第二滾軸13物理性接觸之另一位置處，反射率量測裝置14係提供。
然而，入射光束不僅在基板15之前及背面反射，且亦在第二滾軸13的表面上反射。既然例如是金屬的滾軸之反射率R係相當的高(例如是R＞50%)，具有低或減少之反射率的滾軸表面係有利的。第二滾軸13可具有黑或黑化表面，使得第二滾軸13之表面具有低或減少之反射率。然而，此些黑或黑化表面之反射率係面臨不足夠之低與不均勻的反射率。絕對反射率之量測的可靠度係相當低。
本揭露係提供一種用以處理一基板上之一材料的設備，及一種用以量測一基板及/或於基板上處理之一材料之一或多個光學性質的方法，此方法使用一量測配置，具有一球結構，以特別是在相同位置處題通同時之反射率量測和穿透率量測，相同位置舉例為在兩個滾軸之間的基板或塑膠膜之未支撐間距位置。甚至如果膜之表面並非平面時，反射光係幾乎完全地收集在球結構中。
球結構係提供在球結構中均勻的光散射(scattering)及漫射(diffusing)。入射在球結構之內表面上的光係平均地分佈在球中。入射光之方向效應(Directional effects)係縮小。此係讓量測入射光(例如是從基板及/或於基板上處理之材料反射的光或穿透基板及/或於基板上處理之材料的光)具有高度之正確性及可靠度。
此處使用之名稱「基板(substrate)」應特別是包含可撓性基板，例如是塑膠膜、網狀結構或箔。然而，本揭露並不以此為限，且名稱「基板」可亦包含非可撓性基板，例如是晶圓、透明結晶片、或玻璃板材，透明結晶片例如是藍寶石或類似物。根據一些實施例，基板可為透明基板。此處使用之名稱「透明(transparent)」應特別是包括一結構以相對低散射之方式傳送光的能力，使得例如是穿透此結構之光可以實質上清楚的方式看見。一般來說，基板包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)。
根據一些實施例，球結構係為積分球(integrating sphere)或包括積分球。積分球(或烏布里喜球(Ulbricht sphere))係為一光學裝置，光學裝置包括中空球腔，中空球腔具有至少一埠(port)，例如是至少一入口埠及/或至少一出口埠。中空球腔之內部體積可以反射塗層(例如是擴散白色反射塗層)覆蓋。積分球提供在球中之均勻的光散射或漫射。入射在內表面之光係平均地分佈在球中。入射光之方向效應係縮小。積分球可當作一擴散體，擴散體保存功率但破壞空間資訊。
第2圖繪示根據此處所述實施例之具有球結構之量測配置20的示意圖。
量測配置20係配置在真空腔室(未繪示)中。真空腔室可為處理腔室或包括處理腔室，將塗佈之基板15係位於處理腔室。根據此處所述實施例之設備可為沈積設備，且特別是濺射設備、物理氣相沈積(physical vapor deposition，PVD)設備、化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)設備、電漿輔助化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)設備等。
如第2圖中所示，根據此處所述實施例之量測配置20係裝配以用以量測基板15及/或於基板15上處理之材料之一或多個光學性質，此一或多個光學性質特別是反射率及/或穿透率。本申請通篇所使用之名稱「反射率(reflectance)」係意指入射於一表面上之全部輻射通量所反射之比例。表面可包括於基板上處理之材料的一表面、基板之一前表面及基板之一後表面之至少一者。值得注意的是，名稱「反射率(reflectance)」和「反射比(reflectivity)」可同時使用。本申請通篇所使用之名稱「穿透率(transmission)」係意指通過例如是具有於基板上處理之材料或層之基板的入射光(電磁輻射)的比例。名稱「穿透率(transmission)」和「透射比(transmittance)」可同時使用。
量測配置20包括球結構21，球結構21具有腔22。根據一些實施例，腔22可為中空球腔。於典型實施例中，腔22之一表面係至少部分地以反射塗層(例如是白色反射塗層)覆蓋。球結構21提供在球結構21內均勻的光散射或漫射。入射在腔22之表面上的光係在腔22中均勻地分散。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，球結構21係為積分球或包括積分球。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，球結構21且特別是球結構21之腔22係具有150 mm或更少之內直徑，特別是100 mm或更少之內直徑，更特別是75 mm或更少之內直徑。
為了量測此一或多個光學性質，量測配置可包括一配置，具有至少一個光源和至少一個偵測器。此至少一個光源和此至少一個偵測器的可能配置係說明於下。然而，其他配置係可行的。
在典型實施例中，量測配置20包括光源23。光源23係裝配以用以發光至球結構21之腔22中。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，光源23係裝配以用以發出在380-780 nm之可見輻射範圍中之光及/或780 nm至3000 nm之紅外線輻射範圍中之光及/或200 nm至380 nm之紫外光輻射範圍中之光。
根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，光源23係配置，使得光可發出至腔22中。光源23可配置在腔22中，或貼附於腔22之內牆或表面。根據數個實施例，光源23可配置在球結構21外，其中球結構21之牆可包括一開孔，此開孔係裝配，使得從光源23發出之光可照射至球結構21之內部體積中，且特別是照射到腔22中。
於一些實施例中，光源23可提供於一位置，此位置係遠離球結構21。光纖可使用來導引光至球結構21中，且特別是導引到腔22中。
根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，光源23可裝配成例如是燈絲燈泡(filament bulb)、鹵鎢燈(tungsten halogen bulb)、發光二極體(LEDs)、高功率LEDs或氙弧燈(Xe-Arc-Lamps)。光源23可裝配，使得光源23可短時間開啟或關閉。為了達到切換之目的，光源23可連接於控制單元(未繪示)。
於典型實施例中，球結構21具有至少一埠26。埠26可裝配成入口埠及/或出口埠。做為一例子來說，自基板15及/或於基板15上處理之反射之光或穿透基板15及/或於基板15上處理之之光可經由埠26進入球結構21。於另一例子中，藉由光源23提供之光可經由埠26離開，例如是對反射率量測來說。埠26可以覆蓋元件覆蓋，覆蓋元件舉例為防護玻璃。於其他例子中，埠26可為不覆蓋或開放的。
根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，埠26可具有25 mm或更少之直徑，特別是15 mm或更少之直徑，更特別是10 mm或更少之直徑。藉由增加埠26之直徑，基板15之較大部分可照亮，用以執行基板15及/或於基板15上處理之材料的此至少一光學性質的量測。
於典型之應用中，從球結構21通過埠26所發出之漫射光可照射在基板15上，用以量測基板15及/或於基板15上處理之材料的此至少一光學性質。藉由利用漫射光照亮基板15，照射在基板15上之光係具有與基板15之照亮部分相同的強度。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，發出之漫射光可以在數個角度發出之光作為特點，特別是具有均勻的角度分布之光強度。舉例來說，此可藉由在球結構中漫射反射來產生，球結構例如是積分球或烏布里喜球，在球中之材料係選擇以用於提供漫射反射。
如第2圖中之範例性繪示，在光束離開埠26之前，光束可在球結構21之內部表面上具有原點位置P，光束係以具有箭頭之實線繪示，箭頭係表示光的方向。光束可從基板15及/或於基板15上處理之材料反射且在反射之情況中，以具有一反射角進入埠26，如第2圖中之範例性繪示。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，量測配置20包括第一偵測器，第一偵測器位在球結構，裝配以用以量測基板15及/或於基板15上處理之材料的反射率。在典型之應用中，第一偵射器包括第一偵測裝置24及第二偵測裝置27。
第一偵測裝置24可裝配以用以接收經由埠26進入之光(如以具有箭頭之實線表示，箭頭係表示光的方向)，且特別是從基板15及/或於基板15上處理之材料反射的光。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，第一偵測裝置24係裝配且配置，使得沒有從球結構21之內側反射的光線係被第一偵測裝置24所偵測。舉例來說，第一偵測裝置24可配置，使得僅有經由球結構21之埠26的光可由第一偵測裝置24偵測，僅有通過球結構21之埠26的光例如是從基板15及/或於基板15上處理之材料上所反射的光。
第二偵測裝置27可裝配以用以接收從腔22之內部牆散射或反射的光。做為一例子來說，第二偵測裝置27可提供參考量測。於典型之應用中，反射率係基於由第一偵測裝置24所接收或量測之第一光強度和由第二偵測裝置27所接收或量測之第二光強度決定。第一光強度可包括直接從基板15及/或於基板15上處理之材料反射之光，此光係直接到達第一偵測裝置24且沒有在球結構21之內部體積中反射。第二光強度可為參考光強度，參考光強度實質上沒有包括此種直接從基板15及/或於基板15上處理之材料反射之光。
根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，第一光偵測裝置及/或第二光偵測裝置係裝配且配置，使得沒有直接來自光源23之光係由第一光偵測裝置及/或第二光偵測裝置所偵測，第一光偵測裝置例如是第一偵測裝置24，第二光偵測裝置例如是第二偵測裝置27。舉例來說，屏蔽件(screening means)(未繪示)可提供於球結構21中，屏蔽件係避免由光源23所發出之光直接地射至第一光偵測裝置及/或第二光偵測裝置。此種屏蔽件可例如是由遮罩物、孔(apertures)或透鏡實現，遮罩物、孔或透鏡係裝配及配置，使得沒有由光源23發出之光可直接射入第一光偵測裝置及/或第二光偵測裝置。
根據數個實施例，第一資料處理或資料分析單元25係連接於第一偵測裝置24，且第二資料處理或資料分析單元28係連接於第二偵測裝置27。根據數個實施例，第一偵測裝置24可經由纜線或無線方式連接於第一資料處理或資料分析單元25，及/或第二偵測裝置27可經由纜線或無線方式連接於第二資料處理或資料分析單元28。
第一資料處理或資料分析單元25及第二資料處理或資料分析單元28可適用於分別檢視及分析第一偵測裝置24及第二偵測裝置27之訊號。根據一些實施例，如果量測到定義為基板15及/或於基板15上處理之材料之非常態的任何特性時，第一資料處理或資料分析單元25及第二資料處理或資料分析單元28可偵測到改變且觸發(trigger)一反應，此反應例如是停止處理基板15。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，在第一資料處理或資料分析單元25及第一偵測裝置24之間的連接，以及在第二資料處理或資料分析單元28及第二偵測裝置27之間的連接之至少一者可包括光纖連接或可為光纖連接。做為一例子來說，當量測配置20係在真空腔室中移動而例如是改變量測之位置時，既然第一資料處理或資料分析單元25及第二資料處理或資料分析單元28與第一偵測裝置24及第二偵測裝置27係同時移動，光纖連接係不移動。此可改善量測之正確性，因為光學玻璃纖維之光強度可在光纖彎曲時改變。於一些應用中，光學量測可使用例如是參考通道來藉由光源強度之額外量測來穩定。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，量測配置20包括第二偵測器29，用以基板15及/或於基板15上處理之材料之穿透率量測。第二偵測器29可裝配以用以量測穿透率，特別是基板15及/或於基板15上處理之材料之穿透率。在典型之應用中，第二偵測器29係連接於資料處理或資料分析單元，如上述有關於第一偵測器之說明。
第二偵測器29可裝配以用以接收經由埠26離開之光，且特別是穿透基板15及/或於基板15上處理之材料的光。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，第二偵測器29係以具有一縫隙之方式配置於球結構21之外側或對面，此縫隙係位於第二偵測器29與球結構21之間。基板15可位於此縫隙中，用以量測穿透率，例如是穿透基板15及/或於基板15上處理之材料的光。
在具有光源23之量測配置的裝配之上述例子中，具有第一偵測裝置24和第二偵測裝置27之第一偵測器和第二偵測器29係進行說明。然而，其他裝配係可行的。做為一例子來說，可提供兩個球結構，其中第一球結構可裝配以用以反射率量測，且第二球結構可裝配以用以穿透率量測。第一光源和第一偵測器可提供在第一球結構，用以反射率量測。第二偵測器可提供在第二球結構，第二偵測器裝配以用以接收經由球結構之一埠進入之光，且特別是穿透基板及/或於基板上處理之材料的光，且第二光源可以具有一縫隙之方式提供於第二球結構之外側或對面，此縫隙係位於第二光源和第二球結構之間。基板可位於此縫隙中，用以量測穿透率，例如是穿透基板及/或於基板上處理之材料的光。
藉由提供具有第一偵測器和第二偵測器之量測配置，在相同位置量測基板及/或於基板上處理之材料之反射率和穿透率係有可行的。更多有關於基板之特性的資訊係可取得。
本揭露之量測配置係藉由使用球結構來改善反射率及/或穿透率之量測。做為一例子來說，可撓性基板之反射率及/或穿透率可例如是在未支撐間距位置中進行量測，可撓性基板例如是塑膠膜。量測配置亦在可撓式基板並非平面時作用，舉例為可撓式基板具有皺摺處之情況中。
第3及4圖繪示根據此處所述實施例之用以處理在基板15上之材料的設備40之示意圖。將處理之基板15係擺置於真空腔室41中。根據此處所述之實施例的一或多個量測配置係提供真空腔室41中。量測配置裝配以於真空腔室41中係可移動的，特別是在至少三個位置30、31及32之間。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，真空腔室41可具有凸緣，用以連接真空系統，真空系統例如是真空幫浦或類似物，用以真空腔室41之排氣。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，真空腔室41可為一腔室，選自由緩衝腔室、加熱腔室、移送腔室、循環時間調整腔室、沈積腔室、處理腔室或類似腔室所組成之群組。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，真空腔室41可為處理腔室。根據本揭露，「處理腔室(processing chamber)」可理解為一腔室，用以處理基板之處理裝置係配置於此腔室中。處理裝置可理解為任何使用來處理基板之裝置。舉例來說，處理裝置可包括沈積源，用以沈積一層於基板上。因此，包括沈積源之真空腔室或處理腔室可亦意指為沈積腔室。沈積腔室可為化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)腔室或物理氣相沈積(physical vapor deposition，PVD)腔室。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，此設備可裝配以用以沈積材料，材料係選自由例如是SiO2 、MgF之低折射率材料、例如是SiN、Al2 O3 、AlN、ITO、IZO、SiOx Ny 、AlOx Ny 之中折射率材料及例如是Nb2 O5 、TiO2 、TaO2 之高折射率材料、或其他高折射率材料所組成之群組。
根據可與此處所述其他實施例結合之典型實施例，設備40包括至少一裝載鎖定腔室，用以導引基板15進入及/或離開設備40，且特別是進入及/或離開真空腔室41。此至少一裝載鎖定腔室可裝配以用以改變內部壓力，從大氣壓力至真空，或反之亦然，真空例如是10 mbar或以下之壓力。根據數個實施例，包括入口埠之進入裝載鎖定腔室與包括出口埠之離開裝載鎖定腔室係提供(未繪示)。
根據本揭露之一些實施例，設備40係包括傳送裝置，裝配以用以於真空腔室41中移動至少球結構21。做為一例子來說，傳送裝置係裝配以用以在真空腔室41中移動至少球結構21、第一偵測器及第二偵測器29。於一些應用中，傳送裝置可包括線性定位平台(linear positioning stage)。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，傳送裝置可包括一致動器。致動器可裝配以用以沿著一軌跡執行至少球結構之移動，軌跡例如是線性軌跡。轉換能量成動作之致動器可藉由為電流、液體壓力或氣體壓力的形式的能源來操作。根據一些實施例，致動器可為電性馬達、線性馬達、氣壓致動器、液壓致動器或壓電致動器。
於典型應用中，傳送裝置係配置以用以移動至少球結構21至反射率校準位置及/或穿透率校準位置。反射率校準位置及穿透率校準位置可亦分別意指反射率參考位置及穿透率參考位置。做為一例子來說，傳送裝置可裝配以用以移動球結構21，特別是球結構21、第一偵測器及第二偵測器29，且更特別是在至少三個位置30、31及32之間的量測配置。第一個位置30可為穿透率校準位置，第二個位置31可為量測位置，且第三個位置32可為反射率校準位置。此至少三個位置30、31及32可為未支撐間距位置。做為一例子來說，穿透率校準位置為可為一開放位置。量測位置可為未支撐間距位置，特別是在兩個導件滾軸之間。一般來說，多為一個量測位置係提供，舉例為至少五個，且特別是6、7、8、9或10個。根據一些實施例，反射率參考元件33可提供在反射率校準位置。反射率參考元件33可提供一已知反射標準。做為一例子來說，反射率參考元件33可包括或可為矽(Si)。
做為一例子來說，穿透率量測及反射率量測之校準可在未支撐間距位置中執行。球結構、第一偵測器(反射率感測器)及第二偵測器(穿透率偵測器)可固定於可移動之線性定位平台上，用以同步移動。對於穿透率校準來說，偵測器(感測器)係移動至穿透率校準位置，以100%校準。穿透率校準位置可為開放位置。對於反射率校準來說，偵測器(感測器)係移動至反射率校準位置，已知反射標準(例如是矽)係提供。一般來說，偵測器可移動至具有傳送裝置之校準位置，傳送裝置可亦意指為驅動機構。於一些實施例中，量測位置可例如是在生產流程期間改變。
如上所說明，根據一些實施例，設備40可利用在基板15之外側的兩個參考位置。於一位置中，反射率可由已知參考來校準，舉例為校準之鋁鏡(Al-mirror)或拋光之矽表面，且透射比可在球結構21及第二偵測器29之間沒有任何物品之情況中於另一位置校準。反射率及穿透率校準可在基板15之外側的校準位置週期性重覆，以例如是補償偏移(drift)。此可為持續例如是數小時之長塗佈流程中的一方面。
第5圖繪示根據此處所述實施例之用以處理基板上之材料的再另一設備之示意圖。
設備包括真空腔室41、量測配置20、及基板支撐件。基板支撐件係裝配以用以支撐基板15。基板可為可撓性基板，例如是塑膠膜、軟質基材(web)、薄的可撓性玻璃或箔。於一些實施例中，基板支撐件可包括至少一第一滾軸12及第二滾軸13，且可特別是包括塗佈鼓11、第一滾軸12及第二滾軸13。一般來說，基板15係藉由塗佈鼓11、第一滾軸12及第二滾軸13載運且傳送。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，第一滾軸12及第二滾軸13可以具有一縫隙平行地設置，用以傳送基板15，基板15特別是可撓性基板，此縫隙係位於第一滾軸12和第二滾軸13之間。根據可與此處所述其他實施例結合之典型實施例，至少球結構係位於第一滾軸12和第二滾軸13之間的一區域中，特別是在量測基板15及/或於基板15上處理之材料的此一或多個光學性質的期間。於一些實施例中，量測配置20，且特別是球結構、第一偵測器及第二偵測器係提供在第一滾軸12和第二滾軸13之間的位置中。第一滾軸12和第二滾軸13之間的位置可亦意指為「未支撐間距位置」。在第一滾軸12和第二滾軸13之間的位置或區域可對應於第一滾軸12和第二滾軸13之間的縫隙中之位置或接近第一滾軸12和第二滾軸13之間的縫隙。
如第5圖中所示之量測配置20可裝配成如上有關於第2至4圖所說明的量測配置之任一者。
根據一些實施例，對於在真空環境中之量測配置之串聯式操作來說，可提供用於量測配置之數個部件。做為一例子來說，設備之機械及/或電子元件，特別量測配置之機械及/或電子元件可裝配成真空可相容的。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，量測配置更包括冷卻裝置(未繪示)。冷卻裝置可裝配以用以冷卻量測配置之至少一些元件，例如是球結構。對於量測之穩定性和正確性來說，例如是量測配置之電子元件的溫度可為須留意之一方面。電子元件之溫度可藉由冷卻裝置來穩定。根據一些實施例，冷卻裝置係使用水冷卻。水冷卻管可通過數個可撓性軟管(hoses)。在此些可撓性軟管中，可提供氣壓。如果在水迴路的塑膠管中有洩漏時，此係避免水直接漏出到真空腔室41中。
根據本揭露之一方面，一種用以處理一基板上之一材料之設備係提供。此設備包括一真空腔室、一量測配置、及一傳送裝置。量測配置裝配以用以量測於基板上處理之材料的一反射率及一穿透率之至少一者，量測配置包括至少一球結構，位於真空腔室中。傳送裝置裝配以用以在一量測位置與至少一校準位置之間移動於真空腔室中之至少球結構。在典型應用中，此設備且特別是量測配置可裝配成上述說明之量測配置的任一者。
第6及7圖繪示例如是用以評估於基板上處理或塗佈之材料的厚度分佈之數個量測位置的示意圖。
第6及7圖繪示量測配置之掃描模式的示意圖。量測配置可亦意指為反射率/穿透率(R/T)頭。第6圖繪示在基板15沒有動作的情況下，用以評估於基板15上處理或塗佈之材料的厚度分佈之靜態量測。數個掃描位置係以參考編號50表示，且掃描方向係以參考編號51表示。此些掃描位置50可對應於上述有關於第3及4圖之第二位置。第7圖繪示基板15在傳送方向52中有動作的情況下，用以評估於基板15上處理或塗佈之材料的厚度分佈之動態量測。數個掃描位置係以參考編號50表示，且掃描方向係以參考編號51表示。此些掃描位置50可對應於上述有關於第3及4圖之第二位置。
第8圖繪示根據此處所述實施例之用以藉由設備，量測基板及/或於基板上處理之材料的一或多個光學性質的方法100之流程圖。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，用以藉由處理設備，量測基板及/或於基板上處理之材料的一或多個光學性質之方法100係提供。處理設備包括真空腔室且可裝配成上述之任何一個設備。此方法包括使用具有至少一球結構之量測配置來量測此一或多個光學性質，球結構位於真空腔室中。
於一些實施例中，此方法100可包括移動至少球結構至真空腔室中之第一校準位置，特別是反射率校準位置(方塊101)，且校準(方塊102)量測配置。於典型應用中，方法100可包括移動至少球結構至真空腔室中之第二校準位置，特別是穿透率校準位置(方塊103)，且校準(方塊104)量測配置。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，於第一校準位置(方塊101及102)之校準和於第二校準位置(方塊103及104)之校準的至少一者係週期性或週期性重覆。做為一例子來說，在處理週期之後、在處理週期期間、及類似之期間，校準可在預定之時間區段中重覆。反射率及穿透率校準可在校準位置中週期性重覆，例如是以補償偏移。此可為持續例如是數小時之長塗佈流程中的一方面。
根據此處所述之實施例，藉由處理設備而用以量測基板及/或於基板上處理之材料的一或多個光學性質之方法可利用電腦程式、軟體、電腦軟體產品及有互相關係之控制器來執行。有互相關係之控制器可具有中央處理器(CPU)、記憶體、使用者介面、及與用以處理大面積基板之設備的對應元件通訊之輸入和輸出元件。
本揭露係使用在真空腔室中之球結構來例如是在兩個滾軸之間的基板之未支撐間距位置中量測反射率及/或穿透率，基板例如是塑膠膜。根據一些實施例，反射率和穿透率量測可在相同位置執行。甚至如果膜之表面不是平面時，反射之光係幾乎完全地收集在球結構中。根據一些實施例，為了讓量測係沿著基板寬度之任何選定的位置上，此設備之量測配置可裝設在線性定位平台上，線性定位平台例如是由馬達驅動。與用以透射比之偵測器結合，根據此處所述實施例的設備係提供於基板上處理之材料的預定位置之反射率和折射率量測，於基板上處理之材料例如是已塗佈之膜。特別是，反射率量測係對基板平面(例如是+/-5 mm)之改變(皺褶)沒有那麼敏感。
如上所述，例如是在處理基板期間，本揭露之設備係讓反射率及穿透率同時在使用者定義之位置進行量測。特別是，穿透率和反射率量測可在相同位置執行，例如是只利用具有舉例為兩個耦接軸之一個線性定位平台。使用球結構係提供改善之反射率量測正確性。特別是，因上述有關於第1圖之干涉黑化滾軸的反射率而低消反射率係沒有發生。在處理安裝期間，此設備可減少用於機器調試之時間，其中均勻性可串聯式或在原位量測而無需切割樣品來進行量測。減少之處理安裝時間可達成。舉例來說，處理安裝時間有可能減少約30%-50%。利用量測配置可取得可靠的光譜資料來再計算多層系統而用以再估測層厚度值。此設備可例如是使用來檢視光學層系統，例如是抗反射率(antireflection)、不顯眼之ITO、窗膜(window film)、及類似物。對於客戶來說，整個軟質基材寬度的光學品質控制係可行的。根據一些實施例，設備且特別是量測配置具有電磁干擾(electromagnetic interference，EMI)相容性，且可容忍例如是因濺射沈積源(直流(DC)、中頻(MF)、射頻(RF))所感應之強大電場。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11‧‧‧塗佈鼓
12‧‧‧第一滾軸
13‧‧‧第二滾軸
14‧‧‧反射率量測裝置
15‧‧‧基板
16‧‧‧穿透率量測裝置
20‧‧‧量測配置
21‧‧‧球結構
22‧‧‧腔
23‧‧‧光源
24‧‧‧第一偵測裝置
25‧‧‧第一資料處理或資料分析單元
26‧‧‧埠
27‧‧‧第二偵測裝置
28‧‧‧第二資料處理或資料分析單元
29‧‧‧第二偵測器
30、31、32‧‧‧位置
33‧‧‧反射率參考元件
40‧‧‧設備
41‧‧‧真空腔室
50‧‧‧掃描位置
51‧‧‧掃描方向
52‧‧‧傳送方向
101、102、103、104‧‧‧方塊
P‧‧‧原點位置
為了可詳細地了解本揭露上述之特徵，簡要摘錄於上之本揭露更特有的說明可參照實施例。所附之圖式係有關於本揭露之實施例且說明於下方。典型之實施例係繪示於圖式中且詳細說明於下方。於圖式中： 第1圖繪示光學塗層之反射率及穿透率量測的示意圖； 第2圖繪示根據此處所述實施例之量測配置的球結構的示意圖； 第3圖繪示根據此處所述實施例之用以處理基板上之材料的設備之示意圖； 第4圖繪示第3圖之用以處理基板上之材料的設備之一部分的示意圖，設備之一部分具有球結構，位在真空腔室中之量測位置和兩個校準位置； 第5圖繪示根據此處所述實施例之用以處理基板上之材料的再另一設備之示意圖； 第6圖繪示用以評估厚度分佈之量測位置的示意圖； 第7圖繪示用以評估厚度分佈之量測位置的另一示意圖；以及 第8圖繪示根據此處所述實施例之用以藉由處理設備，量測基板及/或於基板上處理之材料之一或多個光學性質的方法的流程圖。
11‧‧‧塗佈鼓
12‧‧‧第一滾軸
13‧‧‧第二滾軸
15‧‧‧基板
20‧‧‧量測配置
41‧‧‧真空腔室

Claims (20)

  1. 一種用以處理一基板上之一材料的設備，包括： 一真空腔室：以及 一量測配置，裝配以用以量測該基板及於該基板上處理之該材料的至少一者的一或多個光學性質，該量測配置包括至少一球結構，位於該真空腔室內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該一或多個光學性質係選自由一反射率及一穿透率所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該球結構係為一積分球。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之設備，更包括一基板支撐件，位於該真空腔室內，其中該基板支撐件係裝配以用以支撐該基板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之設備，更包括一基板支撐件，位於該真空腔室內，其中該基板支撐件係裝配以用以支撐該基板，且其中該基板係為一可撓性基板。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該基板支撐件包括一第一滾軸及一第二滾軸，以具有一縫隙的方式平行地配置，用以傳送該基板，該縫隙形成於該第一滾軸與該第二滾軸之間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中該基板支撐件包括一第一滾軸及一第二滾軸，以具有一縫隙的方式平行地配置，用以傳送該可撓性基板，該縫隙形成於該第一滾軸與該第二滾軸之間。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中在量測該基板及於該基板上處理之該材料的至少一者的該一或多個光學性質的期間，該球結構係位於該第一滾軸與該第二滾軸之間的一區域中。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中在量測該基板及於該基板上處理之該材料的至少一者的該一或多個光學性質的期間，該球結構係位於該第一滾軸與該第二滾軸之間的一區域中。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該量測配置包括一光源及一第一偵測器，該光源位於該球結構，該第一偵測器位於該球結構，用以該基板及於該基板上處理之該材料的至少一者的一反射率量測。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該量測配置包括一光源及一第二偵測器，該光源位於該球結構，該第二偵測器用以該基板及於該基板上處理之該材料的至少一者的一穿透率量測。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之設備，更包括一傳送裝置，裝配以用以移動至少該球結構。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之設備，其中該傳送裝置係裝配以用以於該真空腔室中移動該球結構。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之設備，其中該傳送裝置係裝配以用以移動至少該球結構至一反射率校準位置及一穿透率校準位置之至少一者。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該量測配置更包括一冷卻裝置。
  16. 如申請專利範圍第1至15項之其中一者所述之設備，其中該量測配置係裝配以用以於真空環境中之一串聯式操作。
  17. 一種用以藉由一處理設備，量測一基板及於該基板上處理之一材料的至少一者之一或多個光學性質的方法，其中該處理設備包括一真空腔室，該方法包括： 使用具有至少一球結構之一量測配置來量測該一或多個光學性質，該球結構提供於該真空腔室中。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，更包括下列之至少一者： 移動至少該球結構至該真空腔室中的一第一校準位置且校準該量測配置，其中該第一校準位置係為一反射率校準位置；以及 移動至少該球結構至該真空腔室中的一第二校準位置且校準該量測配置，其中該第二校準位置係為一穿透率校準位置。
  19. 如申請專利範圍第18項所述方法，其中於該第一校準位置之校準及於該第二校準位置之校準係為週期性或週期性重覆。
  20. 一種用以處理一基板上之一材料的設備，包括： 一真空腔室； 一量測配置，包括至少一球結構，位於該真空腔室中，其中該量測配置係裝配以用以量測該基板及於該基板上處理之該材料之至少一者的一反射率及一穿透率之至少一者；以及 一傳送裝置，裝配以用以在一量測位置與至少一校準位置之間移動於該真空腔室中之至少該球結構。
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