本公开内容的实施方式涉及一种用以处理基板上的材料的设备、一种用于处理基板上的材料的设备的冷却配置、和一种用以测量于基板上处理的材料的一或多个性质的方法。本公开内容的实施方式特别涉及一种用于处理基板和测量于基板上处理的材料的一或多个性质的设备。
背景技术：
涂层(特别是基板上的光学涂层和其它材料)可以特定的光谱反射率和透射比数值和产生的颜色值来作为特点，基板例如是塑料膜。涂层的性质(特别是光学性质)可以由测量配置所测量，测量配置可包括光源和光检测器。在涂层制造期间或涂层制造之后，透射率(t)与反射率(r)的可靠的一列式测量可为需要考虑沉积工艺的控制与涂布产品的光学质量控制的一方面。t/r测量的较复杂的部分是反射率的测量。因为膜的平面度的小误差导致反射光束到检测器的路径的几何形状改变，所以反射率测量可能在移动的塑料膜上有挑战性，而产生错误的测量结果。在沉积设备中，反射率可在塑料膜与设备的导件滚轴机械接触的位置处进行测量，以确保塑料膜与滚轴的表面的平面接触。
然而，在此情形下，测量受限于测量配置的固定位置。对于成本理由来说，在卷对卷(roll-to-roll，r2r)溅射机器中，固定的测量配置或测量头的数量可能受限于一个及五个之间。甚至是具有五个测量配置的系统无法传送有关于层均匀的足够的信息且符合沿着基板宽度的光学规格。因此，有必要提出一种能够在各个不同位置进行测量的测量配置。
对于一列式测量来说，测量配置可位在处理设备的真空腔室中，例如在沉积或涂布装置的真空腔室中。在真空条件下，测量配置的发热部件可能难以达成有效的冷却，特别是当位在不同位置的发热部件要冷却时。为了有效冷却，例如是水的冷却流体可流经柔性管而至真空腔室内可能需要冷却的不同位置。然而，真空环境中冷却流体的缺点在于流体回路中渗漏的风险。假如发生渗漏，在机器内的数个部件可能会被严重影响或毁损。冷却效果差或无效的冷却效果可能会对测量质量产生负面影响，且甚至可能导致测量配置的发热部件产生缺陷。
因此，仍然需要可实现对基板和基板上的涂层具有改善质量检测的设备。对测量基板和/或于基板上处理的材料的性质的改善方法也有需求，此方法特别是适用于具有高输出能力的处理系统。
技术实现要素：
有鉴于上述，提供一种用以处理基板上的材料的设备，和一种用于处理基板上的材料的设备的冷却配置。再者，提供测量基板和/或于基板上处理的材料的一或多个性质的方法。本公开内容的其他方面、优点和特征由权利要求书、描述和所附的附图更为清楚。
根据本公开内容的一方面，提出一种用以处理基板上的材料的设备。此设备包括真空腔室和测量配置，测量配置装配用以测量基板和/或于基板上处理的材料的一或多个性质，其中测量配置包括具有热电冷却器的冷却装置，用以冷却测量配置的至少一个发热部件。
在一些实施方式中，测量配置可进一步包括传送装置，装配用以使冷却装置与至少一个发热部件在真空腔室内一起移动或独立地移动。
根据本公开内容的另一方面，提出一种冷却配置，用于一种处理基板上的材料的设备。此冷却配置包括冷却装置和传送装置，冷却装置具有热电冷却器，用以冷却配置于真空腔室中的测量配置的至少一个发热部件，传送装置装配用以使冷却装置与至少一个发热部件在真空腔室内分开地移动或一起移动。
根据本公开内容的另一方面，提出一种测量在真空腔室中的基板和/或于基板上处理的材料的一或多个性质的方法。此方法包括在测量期间，由冷却装置的热电冷却器冷却测量配置的至少一个发热部件，其中冷却装置和发热部件配置于真空腔室内的测量位置。
在一些实施方式中，此方法进一步包括使至少一个发热部件与冷却装置一起移动至真空腔室内的第二测量位置或校准位置。
本公开内容的其他方面、优点和特征由权利要求书、描述和所附的附图更为清楚。
附图说明
为了可详细地了解本公开内容上述的特征，简要摘录于上的本公开内容更特有的说明可参照实施方式。所附的附图涉及本公开内容的实施方式且说明于下方。典型的实施方式绘示于附图中且详细说明于下方。于附图中：
图1绘示光学涂层的反射率和透射率测量的示意图；
图2绘示根据此处所述实施方式的处理设备的示意图；
图3绘示根据此处所述实施方式的处理设备的示意图；
图4绘示根据此处所述实施方式的处理设备的示意图；
图5绘示根据此处所述实施方式的处理设备的示意图；
图6绘示图5的用以处理基板上的材料的设备的另一示意图，其位在真空腔室中的测量位置和两个校准位置；
图7绘示根据此处所述实施方式的冷却配置；
图8绘示根据此处所述实施方式的冷却配置；
图9绘示根据此处所述实施方式的用以使用处理设备，测量基板和/或于基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法的流程图。
具体实施方式
详细的参照将以各种实施方式来达成，实施方式的一或多个例子绘示在各附图中。各例子通过说明的方式提供且不意味为一限制。举例来说，所说明或叙述而作为一实施方式的部分的特征可用于任何其他实施方式或与任何其他实施方式结合，以取得再其他实施方式。此意指本公开内容包括此些调整和变化。
在附图的下方说明中，相同的附图标记意指相同或相似的部件。一般来说，说明仅有有关于各别实施方式的不同之处。除非有另外说明，于一实施方式中的一部分或方面的说明也应用于另一实施方式中的一对应部分或方面。
图1绘示光学涂层的反射率和透射率测量的示意图。
在沉积设备中，镜面反射(specularreflectance)可在例如是塑料膜的基板和设备的滚轴(例如是导件滚轴)机械接触的位置中进行测量，以确保塑料膜与滚轴的表面的平面接触，如将更详细参照图1说明于下方。
如图1中所示，基板15由真空腔室(未绘示)内的涂布滚筒(coatingdrum)11、第一滚轴12和/或第二滚轴13载运和运送。第一滚轴12和第二滚轴13可为导件滚轴。在第一滚轴12和第二滚轴13之间的一位置中，提供透射率测量配置16。在第一滚轴12和第二滚轴13之间的位置或区域可也意指为“未支撑间距(freespan)”或“未支撑间距位置”。此外，在例如是塑料膜的基板15与第二滚轴13机械接触的另一位置处，提供反射率测量配置14。
然而，入射光束不仅在基板15的前面和背面反射，且还在第二滚轴13的表面上反射。因为金属的滚轴的反射率r是相当的高(例如是r>50％)，所以具有低或减少的反射率的滚轴表面是有利的。第二滚轴13可具有黑或黑化表面，使得第二滚轴13的表面具有低或减少的反射率。然而，这些黑或黑化表面的反射率面临不足够的低与不均匀的反射率。绝对反射率的测量的可靠度是相当低。
此处使用的名称“基板(substrate)”应特别是包含柔性基板，例如是塑料膜、网状结构或箔。然而，本公开内容并不以此为限，且名称“基板”也可包含非柔性基板，例如是晶片、透明结晶片、或玻璃板材，透明结晶片例如是蓝宝石或类似物。根据一些实施方式，基板可为透明基板。此处使用的名称“透明(transparent)”应特别是包括一结构以相对低散射的方式传送光的能力，使得例如是穿透此结构的光可以实质上清楚的方式看见。一般来说，基板包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)。
一种用以处理基板上的材料的设备(也指此处的“处理设备”)可为用以沉积薄材料层于基板上的涂布或沉积设备，薄材料层例如是透明、半透明和/或不透明层。处理设备可包括处理腔室，被涂布的基板在处理腔室中从第一涂布区域被传送至第二涂布区域，或从涂布区域被传送至固化或存储区域。一般来说，当一或多个层沉积在基板上之后，测量所述层的反射率和/或透射率性质，以便描述所述层的特性，例如是层均匀性。透射率和/或反射率可经由在被涂布基板不同位置处的测量配置所测量，例如是在沿着基板宽度方向的不同位置处。宽度方向可垂直于传送方向，其中基板沿着传送方向而经过真空腔室移动。
一般来说，测量配置(特别是光学测量配置)包括发热部件，发热部件在真空腔室内产生热，例如是光源、光检测器、电子芯片、传感器芯片、ccd芯片、光栅和/或其他光学、电和/或光电元件。由于没有热对流经过真空传递，发热部件往往在真空中更快速地加热，且在真空腔室中可能难以进行有效的冷却。真空腔室中的冷却可通过辐射和/或发热部件与冷却装置的直接热接触来实现。典型的冷却装置可包括具有与发热部件直接热接触的循环冷却流体(例如水)的热交换器。
真空环境中具有冷却流体的冷却缺点在于流体回路中渗漏的风险。若此情形发生，腔室内的数个部件(泵、真空计、沉积源)可能会受到严重的电性影响或毁损，例如是因短路或快速的压力变化。
根据此处所述的实施方式，远离至少一个发热部件(也指此处的“热源”)的热传递的效率通过使用热电冷却器形式的热泵而增加。热电冷却器有着许多不同的变形。通过向热电冷却器施加直流(dc)电压，元件的一侧可冷却下来(冷却侧)，而另一侧(加热侧)可加热。所述热可从加热侧朝向散热器散失。在一些实施方式中，热电冷却器可包括交替配置的多个p型和n型半导体颗粒(pellets)。此些半导体颗粒可配置于设置在支撑结构上(例如是在陶瓷基板上)的数个导片(conductortabs)之间。
图2绘示根据此处所述实施方式的用以处理基板上的材料的设备100的示意图。处理设备100包括真空腔室110和测量配置160，测量配置160装配用以测量基板15和/或在基板上处理的材料17的一或多个性质，例如沉积在基板上的涂布层的光学性质。测量配置160包括一或多个发热部件，例如用于信号传输和/或信号分析的电子芯片、光学传感器芯片(例如是ccd芯片)、光学元件(例如是光栅)。数个发热部件的至少一者由冷却装置170所冷却，冷却装置包括热电冷却器171。
热电冷却器171也可以用来控制发热部件161的温度。在一些实施方式中，可提供用以控制冷却量的控制装置，其中冷却由热电冷却器171依据发热部件的温度，和/或依据冷却装置的温度而提供。举例来说，可控制热电冷却器的冷却侧的温度维持实质上恒定(+/-5℃)，在由发热部件提供变化的热负载的情况下亦然。
热电冷却器可装配以在数秒内提供温度变化。举例来说，热电冷却器可装配以在10秒或更短的时间内降低5℃的温度。在包括敏感电子元件的发热部件的情形下，快速冷却可能是有益的，敏感电子元件例如是传感器芯片。在一些实施方式中，控制装置可装配来保持热电冷却器的冷却侧的温度维持实质上恒定。
在一些可与此处所述的其他实施方式结合的实施方式中，热电冷却器171可与发热部件161直接热接触。举例来说，热电冷却器171的冷却侧可与发热部件161的热表面直接机械接触。在一些实施方式中，热电偶可配置在发热部件161和热电冷却器171之间。热电偶可包括具有良好导热性的材料，且可与发热部件的热表面和热电冷却器的冷却侧进行平面式的接触。
热电冷却器171可包括至少一个帕耳帖(peltier)元件。应注意的是，帕耳帖元件本身也可产生一些热，此些热需要被传递到散热器。因此，当使用帕耳帖元件时，要被散热至散热器的总热能可能会增加。举例来说，在一些实施方式中，当使用帕耳帖元件时，需要被散热的总热能可高达10倍。出乎意料地，即使考虑到帕耳帖元件所产生的额外热能，仍然具有更有效的将热带离发热部件161的热传递，使发热部件的冷却可根据此处所述实施方式而得到改善。尤其，可以更快速地补偿温度变化，从而可降低损坏的风险。
在一些实施方式中，通过在热电冷却器和发热部件之间配置高导热性箔，例如石墨箔，热电冷却器和发热部件之间的热接触可进一步改善。举例来说，通过配置使热电偶与发热部件进行热接触，可提供良好的热接触，其中，石墨箔配置在热电冷却器的冷却侧和热电偶之间。石墨箔适于提供优异的热接触。
沉积在基板15上的材料17的光学性质可由测量配置160所测量，测量配置160包括检测装置162，例如光学检测器，诸如光谱仪和/或照相机。检测装置可包括下述至少一者：光谱仪、ccd芯片、ccd照相机、传感器芯片、用于分析信号的电性芯片、连接至传感器芯片的pcb、一或多个光栅、和其它电性、光学和电光部件。尤其，敏感电子芯片可能需要保持在实质上恒定的温度，其在真空条件下可能有困难。所提到的部件的至少一者可以构成此处所述一些实施方式中由热电冷却器171冷却的发热部件。
在一些实施方式中，测量配置160可包括用以产生光线以进行反射率和/或透射率测量的光源163，例如激光光源。对于被装配用于透射率测量的测量配置160，光源163可以配置在基板15的第一主侧，且发热部件与冷却装置可以一起配置在基板的第二主侧。对于被装配用于反射率测量的测量配置，与发热部件和冷却装置相比，光源可以配置在基板15的相同主侧。
根据本公开内容的一些实施方式，测量配置160进一步包括传送装置180，传送装置180装配用于使冷却装置170和至少一个发热部件161在真空腔室110内一同移动。如此，测量配置160可装配用以在被涂布基板的不同位置处进行测量。举例来说，传送装置180可装配用于使冷却装置170和发热部件161一同在基板15的宽度方向上移动，宽度方向相对于传送方向是垂直或横向的，其中基板沿着传送方向通过真空腔室110。在一些实施方式中，传送装置可装配以使冷却装置170和发热部件一同在至少两个方向上移动，例如是宽度方向和传送方向。在一些可与此处所述的其它实施方式结合的实施方式中，传送装置180可装配以在真空腔室110内移动整个测量配置160(包括光源163、检测装置162和冷却装置170)，例如是沿着基板15的宽度方向移动。
在一些实施方式中，传送装置180可包括线性定位平台(linearpositioningstage)。在一些实施方式中，传送装置可包括装配用于测量配置的二维或三维移动的x-y平台或x-y-z平台。根据一些可与此处所述其它实施方式结合的实施方式，传送装置180可包括致动器。致动器可装配以沿着轨迹执行测量配置160的移动，轨迹例如是线性轨迹。
转换能量成动作的致动器可通过为电流、液体压力或气体压力的形式的能源来操作。根据一些实施方式，致动器可为电性马达、线性马达、气压致动器、液压致动器或压电致动器。
在一些实施方式中，传送装置180可装配以在真空腔室内移动冷却装置，使其与发热部件分开，例如是从第一发热部件移动至第二发热部件。
因此，根据此处所公开的实施方式，一个测量配置可从第一测量位置移动至第二测量位置和/或至一校准位置，而无需浸没(flood)真空腔室。再者，于第一和第二测量位置处的测量期间，此至少一个发热部件可被冷却。再者，有需要的话，当测量配置配置在校准位置时，发热部件也可在校准期间冷却，使得可以在各种测量和/或校准位置处提供相等的温度条件。在一些实施方式中，可在发热部件的移动期间提供冷却。如此增加测量精度并增加测量速度，因为不需要浸没真空腔室以改变冷却装置的位置。再者，移动热电冷却器可以比移动用于流体冷却的管或通道更为容易，且没有在真空腔室中泄漏流体的风险，因为热电冷却器并不需要可移动的水软管或管。因此，可简化并加速测量过程，同时增加测量的精度。
根据一些可与此处所述其它实施方式结合的实施方式，传送装置180包括致动器，用以使发热部件161和冷却装置170一同移动至测量位置、反射率校准位置和透射率校准位置中的至少一者。
在一些实施方式中，传送装置180的致动器可包括电性马达、线性马达、气压致动器、液压致动器和压电致动器中的至少一者。
图3绘示根据此处所述实施方式的处理设备200的示意图。处理设备200部分对应于图2所示的处理设备100，因此可参考上述说明，以下内容将仅解释其中的不同处。
处理设备200包括真空腔室110和测量配置160，测量配置160用以测量沉积于基板15上的涂布层的光学性质，例如透射或反射性质。测量配置160包括发热部件161，其产生的热将由冷却装置270所耗散，其中冷却装置270以直接或间接的方式与发热部件161进行热接触。
类似于图1所示的实施方式，发热部件161可为检测装置的一部分，例如是传感器芯片、光栅或另一电子和/或光学部件中的至少一者。
冷却装置270包括热电冷却器171和热交换模块271，其中热交换模块271与热电冷却器171热接触。换句话说，热电冷却器171可耦接于至少一发热部件161和热交换模块271之间。
在一些可与此处所述其他实施方式结合的实施方式中，热交换模块271包括用于循环冷却介质的冷却通道272和/或冷却管，并装配用以将热从热电冷却器171的发热侧传递至冷却介质。
通过使热电冷却器171介于发热部件161和热交换模块271之间，可以增加从发热部件161传递至热交换模块271的热传递效率。换句话说，通过使用热电冷却器形式的热泵，可实现至热交换模块的改善的热交换，其中热交换模块可被设置为冷却板。热电冷却器可被设置为帕耳帖元件，其中从帕耳帖元件的发热侧生成的热可耗散至热交换模块。
为了进一步改善热电冷却器和发热部件之间的热接触，可于其间配置热电偶275。或者或另外，可将一或多个石墨箔插置于热电冷却器的发热侧和热交换模块之间，和/或插置于热电冷却器的冷却侧和热电偶275之间。
为了防止泄漏的情况造成损坏的风险，可配置热交换模块271，使气态冷却介质在热交换模块的冷却通道272内循环。举例来说，冷却介质可为大气、空气或另一种冷却气体。在一些实施方式中，热交换模块可耦接至泵装置277，泵装置277用以将气态冷却介质供给至热交换模块。泵装置277并不一定要配置在真空腔室110内。举例来说，可提供馈通(feed-through)，用以穿过真空腔室110的壁提供冷却介质，其中热交换模块271配置于真空腔室110。
在一些实施方式中，可提供馈通，用以提供电源缆线，以提供电压(例如dc电压)至热电冷却器171。
在一些实施方式中，具有热交换模块271和热电冷却器171的冷却装置270可固定至传送装置180，以一同移动真空腔室内的冷却装置与发热部件161。当冷却装置是可移动地配置在真空腔室110内时，可提供柔性管278或软管，以使冷却介质从泵装置277传送至热交换装置271，反之亦然。
倘若在气体冷却回路中有泄漏产生，真空腔室内的压力可以升高，直到真空泵的电力关闭。因此降低损坏的风险。待修好泄漏之后，可再次重启真空泵。相较于流体(像是水)，气体(像是空气)的热传递系数较低。因此，取决于待被耗散的热的量，高的气流可以是合理的，以使热从热电冷却器的发热侧耗散。举例来说，泵装置277可装配用于提供多于1公升/秒的气体产量。
图4绘示根据此处所述其他实施方式的处理设备300。处理设备300的测量配置20包括位在真空腔室(未绘示)中的至少一个球结构21，特别是积分球(integratingsphere)。球结构21可用来同时做反射率测量和透射率测量，特别是在相同位置做测量，相同位置举例为在两个滚轴之间的基板15或塑料膜的未支撑间距位置。甚至如果膜的表面并非平面时，反射光几乎完全地收集在球结构中。
球结构21提供在球结构中均匀的光散射(scattering)和漫射(diffusing)。入射在球结构的内表面上的光平均地分布在球中。入射光的方向效应(directionaleffects)缩小。此让测量入射光(例如是从基板和/或于基板上处理的材料反射的光或透射基板和/或于基板上处理的材料的光)具有高度的正确性和可靠度。
根据一些实施方式，球结构21为积分球或包括积分球。积分球(或乌布利希球(ulbrichtsphere))为光学装置，光学装置包括中空球腔，中空球腔具有至少一个端口(port)，例如是至少一个入口端口和/或至少一个出口端口。中空球腔的内部可以以反射涂层(例如是扩散白色反射涂层)覆盖。积分球提供在球中的均匀的光散射或漫射。入射在内表面的光平均地分布在球中。入射光的方向效应缩小。积分球可当作扩散体，扩散体保存功率但破坏空间信息。
测量配置20配置在真空腔室内。真空腔室可为处理腔室或包括处理腔室，待涂布的基板15位于处理腔室。根据此处所述实施方式的设备可为沉积设备，且特别是溅射设备、物理气相沉积(physicalvapordeposition，pvd)设备、化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)设备、等离子体辅助化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)设备等。
如图4示意性地绘示，根据此处所述实施方式的测量配置20装配以用以测量基板15和/或于基板15上处理的材料的一或多个光学性质，此一或多个光学性质特别是反射率和/或透射率。本申请通篇所使用的名称“反射率(reflectance)”意指入射于表面上的全部辐射通量所反射的比例。表面可包括于基板上处理的材料的表面、基板的前表面和基板的后表面的至少一者。值得注意的是，名称“反射率(reflectance)”和“反射比(reflectivity)”可同时使用。本申请通篇所使用的名称“透射率(transmission)”意指通过例如是具有于基板上处理的材料或层的基板的入射光(电磁辐射)的比例。名称“透射率(transmission)”和“透射比(transmittance)”可同时使用。
球结构21可具有腔22。根据一些实施方式，腔22可为中空球腔。在典型实施方式中，腔22的表面至少部分地以反射涂层(例如是白色反射涂层)覆盖。球结构21提供在球结构21内均匀的光散射或漫射。入射在腔22的表面上的光在腔22中均匀地分散。
根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，球结构21且特别是球结构21的腔22具有150mm或更小的内直径，特别是100mm或更小的内直径，更特别是75mm或更小的内直径。
为了测量此一或多个光学性质，测量配置20可包括配置，该配置具有至少一个光源23和至少一个检测器。此至少一个光源和此至少一个检测器的可能配置说明于下。然而，其他配置是可行的。
在典型实施方式中，测量配置20包括光源23。光源23装配以用以发光至球结构21的腔22中。根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，光源23装配以用以发出在380-780nm的可见辐射范围中的光和/或780nm至3000nm的红外线辐射范围中的光和/或200nm至380nm的紫外光辐射范围中的光。
根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，光源23配置为使得光可发出至腔22中。光源23可配置在腔22中，或贴附于腔22的内壁或表面。根据数个实施方式，光源23可配置在球结构21外，其中球结构21的壁可包括开口，此开口装配使得从光源23发出的光可照射至球结构21的内部中，且特别是照射到腔22中。
根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，光源23可装配成例如是灯丝灯泡(filamentbulb)、卤钨灯泡(tungstenhalogenbulb)、发光二极管(leds)、高功率leds或氙弧灯(xe-arc-lamps)。光源23可装配使得光源23可短时间开启或关闭。为了达到切换的目的，光源23可连接于控制单元(未绘示)。
在典型实施方式中，球结构21具有至少一个端口26。端口26可装配成入口端口和/或出口端口。作为一例子来说，自基板15和/或于基板15上处理的反射的光或穿透基板15和/或于基板15上处理的光可经由端口26进入球结构21。于另一例子中，由光源23提供的光可经由端口26离开，例如是对反射率测量来说。端口26可以覆盖元件覆盖，覆盖元件举例为防护玻璃。于其他例子中，端口26可为不覆盖或开放的。
根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，端口26可具有25mm或更小的直径，特别是15mm或更小的直径，更特别是10mm或更小的直径。通过增加端口26的直径，基板15的较大部分可照亮，用以执行基板15和/或于基板15上处理的材料的此至少一个光学性质的测量。
在典型的应用中，从球结构21通过端口26所发出的漫射光可照射在基板15上，用以测量基板15和/或于基板15上处理的材料的至少一个光学性质。通过利用漫射光照亮基板15，照射在基板15上的光具有与基板15的照亮部分相同的强度。根据可与此处所述其他实施方式结合的一些实施方式，发出的漫射光可以在数个角度发出的光作为特点，特别是具有均匀的角度分布的光强度。举例来说，此可通过在球结构中漫射反射来产生，球结构例如是积分球或乌布利希球，在球中的材料选择以用于提供漫射反射。
如图4中的范例性绘示，在光束离开端口26之前，光束可在球结构21的内部表面上具有原点位置p，光束以具有箭头的实线绘示，箭头表示光的方向。光束可从基板15和/或于基板15上处理的材料反射且在反射的情况中，以具有反射角进入端口26，如图4中的范例性绘示。
根据可与此处所述其他实施方式结合的一些实施方式，测量配置20包括第一检测装置24和第二检测装置27，第一检测装置24和第二检测装置27位在球结构21，装配以用以测量基板15和/或于基板15上处理的材料的反射率。
第一检测装置24可装配以用以接收经由端口26进入的光(如以具有箭头的实线表示，箭头表示光的方向)，且特别是从基板15和/或于基板15上处理的材料反射的光。根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，第一检测装置24装配且配置，使得没有从球结构21的内侧反射的光线被第一检测装置24所检测。举例来说，第一检测装置24可配置，使得仅有通过球结构21的端口26的光可由第一检测装置24检测，所述仅有通过球结构21的端口26的光例如是从基板15和/或于基板15上处理的材料上所反射的光。
第二检测装置27可装配以用以接收从腔22的内部壁散射或反射的光。作为一例子来说，第二检测装置27可提供参考测量。于典型的应用中，反射率基于由第一检测装置24所接收或测量的第一光强度和由第二检测装置27所接收或测量的第二光强度决定。第一光强度可包括直接从基板15和/或于基板上处理的材料反射的光，此光直接到达第一检测装置24且没有在球结构21的内部中反射。第二光强度可为参考光强度，参考光强度实质上没有包括此种直接从基板15和/或于基板15上处理的材料反射的光。
根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，第一光检测装置24和/或第二光检测装置27装配且配置，使得没有直接来自光源23的光由第一光检测装置和/或第二光检测装置所检测。举例来说，屏蔽配置(screeningarrangement)(未绘示)可提供于球结构21中，屏蔽配置避免由光源23所发出的光直接地射至第一光检测装置和/或第二光检测装置。此种屏蔽配置可例如是由屏蔽物、孔(apertures)或透镜实现，屏蔽物、孔或透镜装配和配置，使得没有由光源23发出的光可直接射入第一光检测装置和/或第二光检测装置。
根据数个实施方式，第一检测装置24包括第一数据处理或第一数据分析单元25，且第二检测装置27包括第二数据处理或第二数据分析单元28。数据处理或数据分析单元25和28可适用于分别检视和分析第一检测装置24和第二检测装置27的信号。根据一些实施方式，如果测量到定义为基板15和/或于基板上处理的材料的非常态的任何特性时，数据处理或数据分析单元25和28可检测到改变且触发(trigger)一反应，此反应例如是停止处理基板15。
根据可与此处所述其他实施方式结合的一些实施方式，测量配置20包括第三检测装置29，用以基板15和/或于基板上处理的材料的透射率测量。第三检测装置29可装配以用以测量透射率，特别是基板15和/或于基板上处理的材料的透射率。在典型的应用中，第三检测装置29包括第三数据处理或数据分析单元，如上述有关于第一和第二检测装置的说明。
第三检测装置29可装配以用以接收通过端口26离开的光，且特别是穿透基板15和/或于基板上处理的材料的光。根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，第三检测装置29以具有缝隙的方式配置于球结构21的外侧或对面，此缝隙位于第三检测装置29与球结构21之间。基板15可位于此缝隙中，用以测量透射率，例如是穿透基板15和/或于基板上处理的材料的光。
在上述例子中，以具有光源23、第一检测装置24、第二检测装置27和第三检测装置29的测量配置20的装配进行说明。然而，其他装配是可行的。作为一例子来说，可提供两个球结构，其中第一球结构可装配以用以反射率测量，且第二球结构可装配以用以透射率测量。第一光源和第一检测器可提供在第一球结构，用以反射率测量。第二检测器可提供在第二球结构，第二检测器装配以用以接收通过球结构的端口进入的光，且特别是穿透基板和/或于基板上处理的材料的光，且第二光源可以以具有缝隙的方式提供于第二球结构的外侧或对面，此缝隙位于第二光源和第二球结构之间。基板可位于此缝隙中，用以测量透射率，例如是穿透基板和/或于基板上处理的材料的光。
测量配置20通过使用球结构来改善反射率和/或透射率的测量。作为一例子来说，柔性基板的反射率和/或透射率可例如是在未支撑间距位置中进行测量，柔性基板例如是塑料膜。测量配置也在柔性基板并非平面时作用，举例为柔性基板具有皱褶处的情况中。
测量配置20包括至少一个发热部件，其中一或多个发热部件利用冷却装置所冷却，冷却装置包括热电冷却器。在图4所示的实施方式中，第一检测装置24的第一数据分析单元25的电性芯片利用第一冷却装置42所冷却，第二检测装置27的第二数据分析单元28的电性芯片利用第二冷却装置44所冷却，且第三检测装置29的数据分析单元的电性芯片利用第三冷却装置46所冷却。第一、第二和第三冷却装置中的每一个包括至少一个热电冷却器。在一些实施方式中，第一、第二和第三冷却装置中的至少一者可包括热交换模块。热电冷却器可介于构成发热部件的电性芯片和热交换模块之间，如图3所示。在一些实施方式中，可提供多于或少于三个的冷却装置。在一些实施方式中，或者或另外，第一、第二和第三检测器装置的传感器芯片、光栅和另一电和/或光学部件中的至少一者可利用冷却装置所冷却，冷却装置包括热电冷却器。
在一些实施方式中，球结构21可利用冷却装置所冷却，冷却装置包括热电冷却器。
根据本公开内容的一些实施方式，处理设备300包括传送装置129，传送装置129装配用以在真空腔室中移动测量配置20。作为一个例子来说，传送装置129装配用以在真空腔室110内移动至少球结构21、第一检测装置24、第二检测装置27和第三检测装置29。在一些实施方式中，传送装置可包括线性定位平台。作为一个例子来说，传送装置129可装配用以在至少三个位置30、31和32之间移动球结构21和第一、第二和第三检测装置，如图5所绘示。第一个位置30可为透射率校准位置，第二个位置31可为测量位置，且第三个位置32可为反射率校准位置。此至少三个位置30、31和32可为未支撑间距位置。作为一例子来说，透射率校准位置为可为开放位置。测量位置可为未支撑间距位置，特别是在两个导件滚轴之间。一般来说，提供多于一个测量位置，举例为至少五个，且特别是6、7、8、9或10个。根据一些实施方式，反射率参考元件33可提供在反射率校准位置。反射率参考元件33可提供已知反射标准。作为一例子来说，反射率参考元件33可包括或可为硅(si)。
可提供具有致动器的单一传送装置用以在真空腔室内移动测量配置20(包括球结构和所有的检测装置)。在一些实施方式中，提供多于一个的传送装置，例如用以移动球结构(在一些情况中还一起移动第一和第二检测装置)的第一传送装置，以及用以移动第三检测装置29的第二传送装置。传送装置可装配用以分别使冷却装置和检测装置和/或球结构一起移动。
图5和图6绘示根据此处所述实施方式的用以处理基板15上的材料的设备的示意图。待处理的基板15放置在真空腔室110中。根据此处所述实施方式的一或多个测量配置提供在真空腔室110中。测量配置装配以于真空腔室110中是可移动的，特别是在至少三个位置30、31和32之间。
根据可与此处所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空腔室110可具有凸缘，用以连接真空系统，真空系统例如是真空泵或类似物，用以真空腔室110的排气。
根据可与此处所述其他实施方式结合的一些实施方式，真空腔室可为选自由缓冲腔室、加热腔室、移送腔室、循环时间调整腔室、沉积腔室、处理腔室或类似腔室所组成的群组的腔室。根据可与此处所述其他实施方式结合的数个实施方式，真空腔室可为处理腔室。根据本公开内容，“处理腔室(processingchamber)”可理解为一腔室，用以处理基板的处理装置配置于此腔室中。处理装置可理解为任何使用来处理基板的装置。举例来说，处理装置可包括沉积源，用以沉积一层于基板上。因此，包括沉积源的真空腔室或处理腔室也可意指为沉积腔室。沉积腔室可为化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)腔室或物理气相沉积(physicalvapordeposition，pvd)腔室。
根据可与此处所述其他实施方式结合的一些实施方式，此处理设备可装配以用以沉积材料，材料选自由例如是sio2、mgf的低折射率材料、例如是sin、al2o3、aln、ito、izo、sioxny、aloxny的中折射率材料和例如是nb2o5、tio2、tao2的高折射率材料、或其他高折射率材料所组成的群组。
根据可与此处所述其他实施方式结合的典型实施方式，处理设备包括至少一个负载锁定腔室，用以导引基板15进入和/或离开处理设备，且特别是进入和/或离开真空腔室110。此至少一个负载锁定腔室可装配以用以改变内部压力，从大气压力至真空，或反之亦然，真空例如是10mbar或以下的压力。根据数个实施方式，提供包括入口端口的进入负载锁定腔室与包括出口端口的离开负载锁定腔室(未绘示)。
作为一例子来说，透射率测量和反射率测量的校准可在未支撑间距位置中执行。球结构、第一检测器(反射率传感器)和第二检测器(透射率传感器)可安装于可移动的线性定位平台上，用以同步移动。对于透射率校准来说，检测器(传感器)连同装配用以冷却相应检测器的冷却装置移动至透射率校准位置，以100％校准。透射率校准位置可为开放位置。对于反射率校准来说，检测器(传感器)连同装配用以冷却相应检测器的冷却装置移动至反射率校准位置，已知反射标准(例如是硅)提供。一般来说，检测器可移动至具有传送装置的校准位置，传送装置也可意指为驱动机构。于一些实施方式中，测量位置可例如是在生产流程期间改变。
如上所说明，根据一些实施方式，处理设备可利用在基板的外侧的两个参考位置。于一个位置中，反射率可由已知参考来校准，举例为校准的铝镜(al-mirror)或抛光的硅表面，且透射比可在球结构21和第三检测器29之间没有任何物品的情况中于另一位置校准。反射率和透射率校准可在基板15的外侧的校准位置周期性重复，以例如是补偿偏移(drift)。此可为持续例如是数小时的长涂布流程中的一方面。
图7绘示根据此处所述实施方式的处理设备的冷却配置50的示意图。冷却配置50包括冷却装置52和传送装置54。冷却装置52包括热电冷却器55，举例为帕耳帖模块，且冷却装置52装配用以冷却测量配置的至少一个发热部件56，测量配置配置于真空腔室中。
传送装置54装配用以使真空腔室内的冷却装置连同发热部件56一起移动。在一些实施方式中，传送装置可装配用以使真空腔室内的冷却装置独立地从发热部件56移动，例如从第一发热部件移动至第二发热部件。
发热部件56可为测量配置的电子、光学或光电部件，用以测量于基板上处理的材料的光学性质。在一些实施方式中，发热部件56是检测装置、球结构的检测装置的数据分析单元的至少一部分，例如是用于分析传感器信号的传感器芯片或电性芯片。
测量配置可包括另外于本公开内容所述的特征，于此不再赘述。冷却装置52可包括另外于本公开内容所述的特征，于此不再赘述。传送装置54可包括另外于本公开内容所述的特征，于此不再赘述。真空腔室(未绘示)可包括本公开内容的另外特征，于此不再赘述。
图8绘示根据此处所述实施方式的处理设备的冷却配置60。冷却配置60包括冷却装置和传送装置54。冷却装置包括热电冷却器55，例如帕耳帖模块，且冷却装置装配用以冷却测量配置的至少一个发热部件56，测量配置配置在真空腔室中，其中发热部件56也可为冷却配置60的一部件。冷却装置进一步包括热交换模块62，用以从热电冷却器55的发热侧传递热至冷却介质，特别是传递至气态冷却介质。
传送装置54装配用以使真空腔室内的冷却装置连同发热部件56一起移动。在一些实施方式中，传送装置可装配用以使真空腔室内的冷却装置独立地从发热部件56移动，例如从第一发热部件移动至第二发热部件。
在一些可与此处所述其他实施方式结合的实施方式中，热交换模块62包括用以循环冷却介质的冷却通道272，且热交换模块62装配用以从热电冷却器55的发热侧传递热至冷却介质。通过使热电冷却器55介于发热部件56和热交换模块62之间，可增加从发热部件56至热交换模块62的热传递效率。热电冷却器55可提供作为帕耳帖元件，其中从帕耳帖元件的发热侧产生的热可耗散至热交换模块62。
在一些实施方式中，热电偶275可配置于发热部件56和热电冷却器55之间。或者或另外，一或多个石墨箔63可置于热电冷却器55的发热侧和热交换模块62之间，和/或置于热电冷却器55的冷却侧和热电偶275之间。
热交换模块62可装配用于使气态冷却介质在冷却通道272内循环。举例来说，冷却介质可为大气、空气或另一种冷却气体。在一些实施方式中，热交换模块62可耦接至泵装置277，泵装置277用以将气态冷却介质供给至热交换模块。在一些实施方式中，可提供馈通，用以提供电源缆线，以提供电压(例如dc电压)至热电冷却器171。可提供柔性连接(例如柔性管278或软管)，以使冷却介质从泵装置277供给至可移动配置的热交换模块62。
测量配置可包括于本公开内容所述的另外的特征，于此不再赘述。冷却装置可包括于本公开内容所述的另外的特征，特别是参考图3所示的实施方式，于此不再赘述。传送装置54可包括于本公开内容所述的另外的特征，于此不再赘述。
图9绘示根据此处所述实施方式的用以在真空腔室中测量基板和/或于基板上处理的材料的一或多个性质的方法1000的流程图。
在方块1010中，此方法包括于测量期间冷却测量配置的至少一个发热部件，测量配置具有冷却装置的热电冷却器，其中冷却装置和发热部件配置在真空腔室内的测量位置。
在一些实施方式中，方法进一步包括方块1020中，使至少一个发热部件连同冷却装置一同移动至真空腔室内的第二测量位置或至校准位置。
方法1000可使用此处所述的任一实施方式的处理设备来执行，处理设备包括真空腔室和位于真空腔室中的测量配置。测量配置包括发热部件，发热部件由冷却装置所冷却，冷却装置包括热电冷却器。
测量可包括测量沉积于基板上的涂层的一或多个光学性质，例如透射率和/或反射率。测量配置可包括位于真空腔室中的至少一个球结构。
在一些实施方式中，方法1000可包括使测量配置和冷却装置移动至真空腔室中的第一校准位置(特别是至反射率校准位置)以及校准测量配置。在典型的实施方式中，方法1000可包括使测量配置和冷却装置移动至真空腔室中的第二校准位置(特别是至透射率校准位置)以及校准测量配置。
根据可与此处所述其他实施方式结合的一些实施方式，于第一校准位置的校准和于第二校准位置的校准的至少一者是周期性或周期性重复。作为一例子来说，在处理周期之后、在处理周期期间、和类似的期间，校准可在预定的时间区段中重复。反射率和透射率校准可在校准位置中周期性重复，例如是以补偿偏移。此可为持续例如是数小时的长涂布流程中的一方面。
根据此处所述的实施方式，用以测量基板和/或于基板上处理的材料的一或多个光学性质的方法可经由计算机程序、软件、计算机软件产品和有相关的控制器来执行。有相关的控制器可具有中央处理器(cpu)、存储器、用户接口、及与用以处理大面积基板的设备的对应部件通讯的输入和输出装置。
本公开内容可使用在真空腔室中的球结构来例如是在两个滚轴之间的基板的未支撑间距位置中测量反射率和/或透射率，基板例如是塑料膜。根据一些实施方式，反射率和透射率测量可在相同位置执行。甚至如果膜的表面不是平面时，反射的光几乎完全地收集在球结构中。根据一些实施方式，为了让测量沿着基板宽度的任何选定的位置上，此设备的测量配置可装设在线性定位平台上，线性定位平台例如是由马达驱动。与用以透射比的检测器结合，根据此处所述实施方式的设备提供于基板上处理的材料的预定位置的反射率和折射率测量，于基板上处理的材料例如是已涂布的膜。特别是，反射率测量对基板平面(例如是+/-5mm)的改变(皱褶)没有那么敏感。
在实施方式中，透射率和反射率可在相同位置执行，例如是只利用具有举例为两个耦接轴的一个线性定位平台。使用球结构提供改善的反射率测量正确性。此设备可例如是使用来检视光学层系统，例如是抗反射率(antireflection)、不可见的ito、窗膜(windowfilm)、及类似物。对于客户来说，整个软质基材(web)宽度的光学质量控制是可行的。根据一些实施方式，设备且特别是测量配置具有电磁干扰(electromagneticinterference，emi)兼容性，且可容忍例如是因溅射沉积源(直流(dc)、中频(mf)、射频(rf))所感应的强大电场。
在一些实施方式中，至少于测量期间，控制至少一个发热部件的温度维持实质上恒定，例如是在目标温度的+/-5℃的范围内。为此，可提供用以控制一或多个热电冷却器的控制器，其中一或多个热电冷却器热耦接至一或多个发热部件。
虽然前面部分涉及本公开内容的实施方式，本公开内容的其他和进一步的实施方式可经设计而不背离本公开内容的基本范围，本公开内容的保护范围由随附权利要求书确定。