专利名称：试验玻片更换系统的制作方法
试验玻片更换系统本发明涉及用于在真空涂覆设备内选择性涂覆和光学检测试验玻片的试验玻片更换系统，就像例如在DE3604624A1中所述类型的系统。光学多层膜系(也被称为干涉层膜)的制造例如在光学产品如带通滤波器、锐截止滤波器、冷光反射镜、分束器和抗反射膜中扮演重要角色。这种涂层的目的是，在预定的波长范围内在多层膜系上获得尽量完整的透射或反射，但在其外的波长范围内尽量无过渡地实现可忽略不计的透射或反射。满足这样的要求的前提是要有大量的独立层膜，其中例如将高折射层和低折射层交替涂覆到基片上，也可以两个高折射或两个低折射层膜直接相接。在制造这种复合层系时，尤其当制造具有特殊功能性的多层时，定期测量或检查涂覆到基片上的功能层是必需的，以保证期望的层膜厚度和层膜性能。为此，采用了多个测试玻片，每个测试玻片上淀积有单个层并且对此检查。对于复杂的滤光器，为了达到滤光器规范而必须多次更换试验玻片。为获得所需要的精度，必须在基片位置上设置试验玻片并且基本获得与基片一样的涂层。而且，应该尽量使在独立的涂覆次序之间的试验玻片更换自动化进行，就是说，不用操作人员手动更换测试玻片。由DE3604624A1公开一种试验玻片更换装置，它允许在封闭的涂覆室内完成试验玻片更换。基片借助于转台布置在至少一股涂覆材料流穿过的路径上，在该转台上支承有一个用于接纳多个测试玻片的支架。该支架随转台运动并且可相对转台转动地支承。沿该转台路径设置的步进选择器每次将一个试验玻片接入相对转台固定不动的位置中，在此位置上，它和基片一起在转台的预定圈数下被引导交替经过测量装置的光路和涂覆材料流。 支架通过盖子被盖住，盖子固定不动地安置在转台上并且总是只开放唯一一个试验玻片在其涂覆测量位置上。支架的转动通过一个活动的、设置在涂覆室内的、伸入转台循环运动路径中的且与支架上的凸起配合的开关指来实现。当开关指接合支架凸起时，使试验玻片从与测量窗重合的重合位置上转出，后面的试验玻片来到其位置。DE3604624A1的试验玻片更换装置因此允许在封闭的涂覆室内进行试验玻片更换。可是，试验玻片更换装置的装载十分麻烦，因为必须使若干测试玻片穿过基片闸门并进入试验玻片更换装置的支架中。而且，DE3604624A1所示的试验玻片更换装置可能只能接纳较少数目(四个)的测试玻片，因而在制造多层膜系时，需要(至少)一次手动更换测试玻片。因而，本发明基于以下任务，如此改进已知的现有技术，即，能提供更多的测试玻片，它们无需人工干预就可以在涂覆室内被更换。此外，将测试玻片送入涂覆室将以尽量简单的方式来完成。该任务将通过权利要求1的特征来完成。有利的实施方式是从属权利要求的主题。据此，该试验玻片更换系统包括试验玻片保持座，它具有用于接纳一个或多个测试玻片的玻璃试板以及遮盖玻璃试板并保护位于其中的测试玻片免受涂覆的盖子。盖子开设有测量窗，该测量窗只露出该玻璃试板的一小部分用于涂覆。也可以设置多个测量窗和/ 或基准窗。借助构成试验玻片更换系统的一部分的转动装置，可以使玻璃试板相对盖子转动，由此使安置在玻璃试板上的不同测试玻片移动到测量窗区域中，其在该区域被涂覆和测量。本发明的试验玻片更换系统与DE3604624A1所述类型系统的区别在于，试验玻片保持座(连同玻璃试板和盖子)构成封闭的单元，其与待涂覆的基片一样经过基片闸门被送入涂覆室并且能定位在转台上。这允许特别简单省时的转台装载，代替了在DE3604624A1 中所需要的给(永久固定到转台的)试验玻片更换系统配装测试玻片，其中该测试玻片必须单独通过基片闸门并且被定位在玻璃试板上。当使用本发明的试验玻片更换系统时，可在时间上与基片更换无关地在涂覆室外执行试验玻片保持座的装载或准备工作。这在经济方面是有利的并且节省了时间。而且，可以在试验玻片保持座上安置比较多的测试玻片。如此设计试验玻片保持座的盖子，它可相对玻璃试板转动和升起。在涂覆室内的试验玻片更换按照以下方式完成，试验玻片保持座的盖子被顶起，玻璃试板相对盖子转动一个预定角度，并且盖子随后又落下。用于使玻璃试板转动的转动装置最好以升降/转动装置的形式构成，借此能实现围绕平行于转台转动轴线的轴线的转动和沿该轴线方向的升降运动。于是，试验玻片更换按照以下方式进行，玻璃试板在轴向上从转台(或者设立在转台上的试验玻片保持座主体)上升起并且使该盖子在该轴向上从玻璃试板上升起。这两个升起运动能够同时或是错时地完成。随后，使玻璃试板转动，由此换掉位于盖子测量窗下方的玻璃试板区域并且玻璃试板的一个新区域位于盖子测量窗下方。在此新的相对角度位置上，玻璃试板和盖子被搁下。如果现在要使试验玻片保持座在转台上移动经过涂覆室的涂覆站，则刚好转动到测量窗下的玻璃试板区域被涂覆。为了在圆形或圆柱形玻璃试板上进行试验玻片更换，升降/转动装置适当地具有两个同心的环形体，两者(有利的是共同)可做升降调整，两个环形体之一可以受控制地转动。可转动的环形体用于升起和转动玻璃试板，而另一个环形体用于升起盖子。升降/转动装置可以位置固定地安置在处理室内并且例如在涂覆站区域中定位。 在此情况下，只能在转台的一个规定转动位置上进行试验玻片更换，即当试验玻片保持座准确位于升降/转动装置上方时。或者，试验玻片转动装置可被安置在转台(或与转台同步转动的回转平台)上。这有以下优点，试验玻片更换可无需改变转台速度且在涂覆室内的任何一个位置上(例如在测量站和涂覆站之间输送试验玻片保持座时)进行。在本发明的第一实施方式中，玻璃试板是圆盘形的监视器玻璃。在此实施方式中， 整个玻璃试板或者任何被选中的玻璃试板区域可以作为试验玻片。监视器玻璃有利地配设有一个中心开口，基准光线能在光学测量过程中被引导经过该中心开口，以控制测量光的漂移。在本发明的第二实施方式中，玻璃试板配设有多个用于接纳独立的测试玻片的容纳区。在这里，在试验玻片更换时使玻璃试板相对盖子转动一个预定角度，以便该试验玻片准确位于盖子的测量窗下方。以下将结合附图所示的实施例来详细说明本发明，其中图Ia和Ib是带有转台的涂覆设备的截面图；图2是图Ia和Ib的转台的俯视示意图；图3示出带有试验玻片保持座和升降/转动装置的本发明试验玻片更换系统的第一实施方式；图3a是试验玻片保持座的俯视图北是试验玻片保持座的截面图；图3c是对应的升降/转动装置的截面图；图4示出带有试验玻片保持座和升降/转动装置的本发明试验玻片更换系统的另一个实施方式；图如是试验玻片保持座的俯视图；图4b是试验玻片保持座的截面图；图如是对应的升降/转动装置的截面图。图Ia和Ib示意表示涂覆室1的截面图，该涂覆室是真空涂覆设备3的一部分。 在涂覆室1内有转台2，转台能借助可控的或可调的转动装置4被驱动绕转动轴线5转动。 图2示出了转台2的俯视图。在转台2上设有多个凹槽6，它们安置在以轴线5为中心的一个共同的大圆23上。这些凹槽6能可选地配装有圆盘形基片7或者试验玻片保持座8。 在涂覆室1内并在残余气体下，在该基片7和试验玻片保持座8上淀积氧化层。该试验玻片保持座8与试验玻片转动装置9 一起构成试验玻片更换系统10的一部分。给转台2配装基片7和试验玻片保持座8是通过在涂覆室1侧壁内的基片闸门20 进行的。为了取出基片7或试验玻片保持座8，在涂覆室1内并且在基片闸门20正对面设有升降装置21，该升降装置具有能沿轴向5移动的顶杆22。在基片更换时，升降装置21的顶杆22从下方被引导插入在转台2的凹槽区6中的缺口 6'并同时将位于凹槽区6中的基片7或试验玻片保持座8顶离转台2，从而基片7或者试验玻片保持座8通过基片闸门20 被取走。利用基片闸门20，可容易地换上另一个试验玻片保持座8，因而在处理很多层膜的情况下也能提供足够多的监视器玻璃，不会破坏真空或不会损失大量用于试验玻片保持座的空间。涂覆室1包括涂覆站11和测量站13，它们最好通过隔板相互分隔开并且只通过隔板中的缝隙相互连通。在涂覆站11中有溅射装置12，在该溅射装置中，按照已知方式利用反应溅射来喷溅靶溅射材料，在这里，溅射材料和氧的化合物沉积在涂覆室1的室壁和基片7或者试验玻片保持座8上。在测量站13中有光学测量装置14，借此能确定生长层膜的光学性能，尤其是透射性和/或反射性。光学测量装置14包括安置在涂覆室1上方的光源以及安置在涂覆室1下方和/或上方的检测器16，用于测量透射光和/反射光。在涂覆室 1的盖子17或者底板18中安设有真空密封的窗19，测量光线15通过该窗被传递经过涂覆室1。光学测量装置14最好是单波长光谱仪或多波长光谱仪，尤其是分光测光仪或光谱椭圆计。借助光学测量装置14，可以在沉积了预定层膜厚度之后测量光损失并且根据来自光学测量装置14的信号调节层膜性能。当使用分光测光仪时，能够以简单方式与层厚相关地测定在规定光谱范围内的透射、吸收和反射。除了
图1所示的涂覆站11，在涂覆室1内还可以设有其它的处理区域(例如等离子体处理区域，其它溅射装置等)。此外，可以设置其它测量站。借助转动装置4，使转台2在涂覆室1内可控地或可调节地绕转动轴线5转动。此时，使基片7和试验玻片保持座8按照圆形运动轨迹至少一次先后经过涂覆站11和测量站 13。试验玻片保持座8如图2所示近似具有与基片7 —样的直径，从而试验玻片保持座8 像基片7那样容纳在转台2的任何一个凹槽6内并且在采用升降装置21的情况下能从转台2中被取出。
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为了定期检查涂覆到基片7上的涂层，借助测量装置13对容放在试验玻片保持座 8中的试验玻片M进行测量。图3a和北示出图1的试验玻片保持座8的俯视图(图3a) 或者截面图(图北)。该试验玻片保持座8包括管形的主体25，主体上安放有圆盘形玻璃试板26。玻璃试板沈具有中心开口 27。在图3a和北的实施例中，监视器玻璃沈‘构成玻璃试板沈，就是说，它呈带有中心开口 27的整圆盘形玻璃板形状。为了目的明确地涂覆被选中的监视器玻璃26'区域，监视器玻璃沈‘被可取走的圆形盖子观盖住。盖子观配设有两个孔，一个是测量窗四，一个是基准窗30。如果要使试验玻片保持座8在转台2上移动经过涂覆站11，则位于测量窗四下方的监视器玻璃沈‘区域31获得涂层，而被盖子观遮住的监视器玻璃沈‘其余区域未被涂覆。测量窗四用于在测量站13中光学测量位于窗四内的监视器玻璃沈‘区域31的层膜厚度或者层膜性能。居中安置在盖子观上的基准窗30用于100%测量涂覆到监视器玻璃沈‘上的层膜，由此避免测量光漂移。在图3的实施例中，两个窗四、30呈矩形形状， 但它们也可以为圆形、椭圆形等。如果要将试验玻片保持座8送入涂覆站11，则位于测量窗四下方的监视器玻璃沈‘区域31暴露在溅射物质下并获得涂层，该涂层的厚度和组成在测量站13中被测定。在更换站32处，使位于试验玻片保持座8内的监视器玻璃沈‘转过预定的角度33，以便将监视器玻璃沈‘的另一个(之前未涂覆的)区域31'安放在测量窗四下方。监视器玻璃沈‘的这种转动借助设置在更换站32中的转动装置9来实现，该转动装置最好呈升降/转动装置34的形式，并且如图Ib所示，该转动装置在转台2下方安装在涂覆室1的底板18上。在图Ib的实施例中，更换站32位于与涂覆站11相同的涂覆室1区域中，从而升降/转动装置34设置在溅射装置12下方。升降/转动装置34包括两个同心布置的环形体35、37 (见图3c)并且安置在涂覆室1内的这样的位置上，即，环形体35、37的共同中心39就在支承于转台2上的基片7的大圆23的正下方。内侧环形体35可以借助(附图未示出)控制装置绕轴线5'转动，该轴线经过其中心39并且近似平行于转台2的转动轴线5地取向。此外，环形体35、37可以借助控制装置共同平行于轴线5'移动。升降/转动装置也可以如此设计，这两个环形体35、 37能被单独移动，但是这需要一个附加的运动轴，因此，规定两个环形体35、37的共同进给运动是有利的。每个环形体35、37配备有一组升降件36、38，在本实施例中是一组销36'、 38'，它们在移动方向5'上突入环形体35、37中。如果要执行试验玻片更换(即，使试验玻片保持座8的监视器玻璃沈‘转动一个角度33)，则试验玻片保持座8借助转台2如此相对升降/转动装置；34定位，即，试验玻片保持座8的中心40位于环形体35、37的中心39 的上方。接着，使这两个环形体35、37向上运动，直到外侧环形体37的这些销38'进入试验玻片保持座8的主体25内的空腔41，而内侧环形体35的销36'容纳在主体41的内腔 42中。如此设定销36' ,38'的长度，从而在环形体35、37继续进给时，外侧环形体37的销 38'顶起试验玻片保持座8的盖子观，而内侧环形体35的销36'顶起监视器玻璃沈‘，确切说，按照以下方式，监视器玻璃26'从主体25上升起，而盖子观从监视器玻璃沈‘上升起，从而监视器玻璃沈‘或者盖子观没有相互接触且没有接触主体25地静置在销36'或 38'上。在此姿态下，通过内侧环形体35的转动使监视器玻璃沈‘转动过该角度33，而主体25和盖子观保持其位置不变。通过这种方式，现在，顶替最初位于测量窗四下方的监视器玻璃区域31，监视器玻璃沈‘的另一个区域31'现在位于测量窗四下方。就是说，通过监视器玻璃26'的转动，就像执行了试验玻片更换监视器玻璃沈‘相对盖子观的相继转动实现了监视器玻璃26'的不同区域31、31'运动到测量窗四区域中。升降/转动装置34因此允许在封闭的涂覆室1内进行全自动的试验玻片更换。如此确定测量窗四的尺寸和位置，监视器玻璃沈‘能通过转动而运动到至少6个不同的测试位置，有利的是移动到8个(或更多)不同的测试位置。在图3a和北的实施例中，监视器玻璃沈‘的直径为125mm，而测量窗四的尺寸为38mmX15mm。涂覆顺序按以下方式进行首先，基片7和一个装有未涂覆的监视器玻璃沈‘的试验玻片保持座8经基片闸门20被引入涂覆室1中并且放置在转台2的为其而设的位置 6中。在第一次涂覆中，基片7和位于测量窗四下方的监视器玻璃沈‘区域31在溅射装置12中接受第一次涂覆；在测量站13，在涂覆过程中现场测量透射和/或反射的强度变化并借此通过光学确定在监视器玻璃沈‘的区域31中淀积的膜层的厚度和状况。在包括淀积至少一层但一般可以有多层的第一次涂覆作业后，使试验玻片保持座8相对升降/转动装置34定位并且如上所述通过监视器玻璃沈‘的转动执行试验玻片更换，从而现在顶替区域31地，监视器玻璃沈‘的新区域31'位于测量窗四下方。随后，执行第二次涂覆，以及在现场的第二次测量。这个过程一直重复进行，直到最后一次涂覆。如果期望的涂覆次数大于可在监视器玻璃沈‘上可安置的涂覆区31、31'的数量，则试验玻片保持座8通过基片间门20被换走，换上一个带有新的未涂覆基片的试验玻片保持座。图示出本发明试验玻片更换系统的另一个实施方式。该试验玻片更换系统 10"包括试验玻片保持座8"，其玻璃试板沈由载板沈“构成，该载板具有用于多个独立的测试玻片>24"的开口。在本实施例中，这些测试玻片>24"由长条形的、端部被倒圆的、40mm长且16mm宽的玻璃片构成，这些玻璃片对称安置在载板沈“上，在图 4b的实施例中，载板沈“可以接纳8片测试玻片，每片测试玻片相对相邻的测试玻片转过45°的角度33〃。载板沈〃居中具有一个开口 27〃。为了有目的地涂覆被选中的测试玻片，载板沈“被可取走的圆形盖子观“盖住。如图4b的视图所示，盖子观〃具有测量窗四“(使被选中的测试玻片可用)和基准窗30"(在测量站13中的光学测量时用于基准测量)。如果使试验玻片保持座8"在转台2上运动经过涂覆站11，则位于测量窗四“下的水平测试玻片获得涂层，而被盖子观“盖住的其它测试玻片未被涂覆。该涂层的厚度和成分在测量站13内被测定。在更换站32中，使试验玻片保持座8的载板沈“转过预定的角度33"，以便将另一片测试玻片放置在盖子观“中的测量窗四“下。载板26"的转动借助呈升降/转动装置34"形式的转动装置9"实现，该转动装置被接附在涂覆室1的底板18上并且包括两个同心布置的环形体35"、37"(见图如)。环形体35"、37"的中心39"紧接在支承于转台2上的基片7的大圆23的下方。 外侧环形体35〃能够可控地绕轴线5'转动，而这两个环形体35〃、37〃可平行于轴线5' 地共同移动。每个所述环形体35"、37"配备有呈朝上突出的环形连板36"、38"形式的升降件36、38。在试验玻片更换时，使两个环形体35"、37"向上运动，内侧环形体37“的连板38"碰到盖子观“的向下伸出的管段43"并将盖子观“向上顶，而外侧环形体35" 的连板36〃碰到载板沈〃的下边缘44〃并顶起载板沈〃。连板36〃、38〃的长度如此确定，在共同进给环形体35〃、37〃时，载板沈〃从转台2上升起，而盖子观〃从载板沈〃上升起，从而载板26"和盖子观“没有相互接触且没有接触转台2地静置在连板36"、38〃
7上。在此姿态下，通过外侧环形体35"的转动使载板沈“转动了角度33"，而保持在环形体38"上的盖子观“留在其位置上，从而顶替最初位于测量窗四“下的试验玻片，现在有另一片试验玻片来到测量窗四“下。就是说，通过使载板沈“相对盖子观“依次转动，可以使不同的试验玻片>24"移动到测量窗四“区域中。就是说，升降/转动装置34"允许在封闭的涂覆室1内进行全自动的试验玻片更换。
权利要求
1.一种用于在真空涂覆设备(3)的涂覆室(1)内选择性涂覆和光学检测试验玻片 (24,24")的试验玻片更换系统(10，10")，在该涂覆室内设有用于引导至少一个基片(7) 布置在涂覆材料流所穿过的路径上的转台O)，其中该试验玻片更换系统(10，10")具有试验玻片保持座(8，8")，该试验玻片保持座包括用于接纳试验玻片04J4")的玻璃试板06)和用于选择性覆盖该玻璃试板06)的盖子08二8")，该试验玻片更换系统(10) 具有用于使该玻璃试板06)绕近似平行于该转台O)的转动轴线(5)取向的轴线(5') 转动的转动装置(9)，其中，该试验玻片保持座(8，8")作为一个单元能定位在该转台(2) 上并且能从该涂覆室(1)被取出。
2.根据权利要求1所述的试验玻片更换系统(10)，其特征是，该玻璃试板06)由圆盘形的监视器玻璃)构成。
3.根据权利要求2所述的试验玻片更换系统(10)，其特征是，该监视器玻璃)具有中心开口 07)。
4.根据权利要求1所述的试验玻片更换系统(10")，其特征是，该玻璃试板06)设计成用于接纳多个试验玻片)的载板)形式。
5.根据前述权利要求之一所述的试验玻片更换系统(10，10")，其特征是，该试验玻片转动装置(9)设计成升降/转动装置(34)的形式，借助于该升降/转动装置(34)-该玻璃试板06)能在轴向(5')上相对该转台( 移动，-该盖子08，观“)能在该轴向(5')上相对该玻璃试板06)移动，并且-该玻璃试板06)能绕该轴向(5 ‘)转动。
6.根据权利要求5所述的试验玻片更换系统(10，10")，其特征是，该升降/转动装置 (23)具有用于升起该盖子08二8")的第一环形体(37，37")和用于升起并转动该玻璃试板(26)的第二环形体(35,35")。
7.根据权利要求5或6所述的试验玻片更换系统(10，10")，其特征是，该升降/转动装置(34)固定地设置在该处理室(1)中。
8.根据权利要求5或6所述的试验玻片更换系统(10，10")，其特征是，该升降/转动装置(34)安置在该转台(2)上。
9.根据前述权利要求之一所述的试验玻片更换系统(10，10')，其特征是，设有用于给该转台(2)供应基片的基片闸门00)。
全文摘要
本发明涉及用于在真空涂覆设备(3)的涂覆室(1)内选择性涂覆和光学检测试验玻片(24，24″)的试验玻片更换系统(10)。在该涂覆室内，借助活动的转台(2)使基片(7)位于涂覆材料流所经过的路径上。该试验玻片更换系统(10)具有试验玻片保持座(8，8″)，该试验玻片保持座包括用于接纳试验玻片(24，24″)的玻璃试板(26)和用于选择性覆盖玻璃试板(26)的盖子(28，28″)。试验玻片更换系统(10)还具有用于使玻璃试板(26)绕近似平行于转台(2)的转动轴线(5)取向的轴线(51)转动的转动装置(34)。试验玻片保持座(8，8″)能作为一个单元定位在转台(2)上并能从该涂覆室(1)被取出。
文档编号C23C14/54GK102272348SQ200980153904
公开日2011年12月7日 申请日期2009年11月5日 优先权日2008年11月6日
发明者M·谢勒 申请人:莱博德光学有限责任公司