Title:
Prüfverfahren und -systeme für optische Elemente, die einen winkelselektiven Breitbandfilter einsetzen
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Ein Prüfsystem für optische Elemente beinhaltet ein winkelselektives Breitbandfilter, das entlang eines Strahlengangs mit einem zu prüfenden optischen Element angeordnet ist. Das System beinhaltet auch einen Wandler elektromagnetischer Strahlung, der ein Signal als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung ausgibt, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht. Das System beinhaltet auch eine Speichervorrichtung, die Daten speichert, die dem Signal entsprechen, das von dem Wandler elektromagnetischer Strahlung ausgegeben wird, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Reaktion auf eine Prüfung angeben.





Inventors:
Perkins, David L., Tex. (The Woodlands, US)
Price, James M., Tex. (Spring, US)
Application Number:
DE112015006163T
Publication Date:
10/26/2017
Filing Date:
08/12/2015
Assignee:
Halliburton Energy Services, Inc. (Tex., Houston, US)
International Classes:
E21B49/08; E21B47/00; G01V3/18
Attorney, Agent or Firm:
Fleuchaus & Gallo Partnerschaft mbB, 81369, München, DE
Claims:
1. Prüfsystem für optische Elemente, umfassend:
ein winkelselektives Breitbandfilter, das entlang eines Strahlengangs mit einem zu prüfenden optischen Element angeordnet ist;
einen Wandler elektromagnetischer Strahlung, der ein Signal als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung ausgibt, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht; und
eine Speichervorrichtung, die Daten speichert, die dem Signal entsprechen, das von dem Wandler elektromagnetischer Strahlung ausgegeben wird, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Antwort auf eine Prüfung angeben.

2. System nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Gehäuse und eine Quelle elektromagnetischer Strahlung innerhalb des Gehäuses.

3. System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Abscheidungsquelle und eine Steuerung, wobei die Steuerung die Abscheidungsquelle zum Einstellen einer Schicht des optischen Elements oder zum Hinzufügen einer Schicht zu dem optischen Element auf Grundlage der Daten anweist.

4. System nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Abscheidekammer und eine Trägerbaugruppe innerhalb der Abscheidekammer, wobei die Steuerung die Trägerbaugruppe anweist, das optische Element quer innerhalb der Abscheidekammer auf Grundlage der Daten zu bewegen.

5. System nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Abscheidekammer und eine Trägerbaugruppe innerhalb der Abscheidekammer, wobei die Steuerung die Trägerbaugruppe anweist, das optische Element innerhalb der Abscheidekammer auf Grundlage der Daten zu drehen.

6. System nach Anspruch 3, wobei die Steuerung die Abscheidungsquelle anweist, eine Abscheidungsrate auf Grundlage der Daten einzustellen.

7. System nach Anspruch 1, wobei das winkelselektive Breitbandfilter und der Wandler elektromagnetischer Strahlung angeordnet sind, um zu verhindern, dass gestreute elektromagnetische Strahlung oder ungerichtete elektromagnetische Strahlung zum Wandler elektromagnetischer Strahlung gelangt.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Daten eine Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung angeben.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Daten eine Ellipsometrieprüfung angeben.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Daten eine Spektrometrieprüfung angeben.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das optische Element ein integriertes Rechenelement (ICE) ist.

12. Prüfverfahren für optische Elemente, umfassend:
Anordnen eines zu prüfenden optischen Elements und eines winkelselektiven Breitbandfilters entlang eines Strahlengangs;
Ausgeben eines Signals als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht; und
Speichern von Daten, die dem Signal entsprechen, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Reaktion auf eine Prüfung angeben.

13. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend Einstellen einer Schicht des optischen Elements oder Hinzufügen mindestens einer Schicht zu dem optischen Element auf Grundlage der Daten.

14. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend Bewegen des optischen Elements in einer Abscheidekammer auf Grundlage der Daten.

15. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend Einstellen einer Abscheidungsrate auf Grundlage der Daten.

16. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend Verwenden der Daten zum Fertigen einer Charge von optischen Elementen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Daten eine Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung angeben.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Daten eine Ellipsometrieprüfung angeben.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Daten eine Spektrometrieprüfung angeben.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei das optische Element ein integriertes Rechenelement (ICE) ist.

Description:
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Es gibt verschiedene Werkzeuge, um Proben mit elektromagnetischer Strahlung zu analysieren. Ein beispielhaftes Probenanalysewerkzeug, das als Photometer bezeichnet wird, stellt Informationen darüber bereit, wie die Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung aufgrund dessen beeinflusst werden, dass sie von einer Probe reflektiert oder emittiert wird oder durch eine solche hindurchgeht. Ein weiteres beispielhaftes Werkzeug, das als Ellipsometer bezeichnet wird, stellt Informationen darüber bereit, wie die Polarisierung der elektromagnetischen Strahlung aufgrund dessen beeinflusst wird, dass sie von einer Probe reflektiert wird oder durch eine solche hindurchgeht. Ein weiteres beispielhaftes Werkzeug, das als Spektrometer bezeichnet wird, stellt Informationen darüber bereit, wie bestimmte Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung aufgrund dessen beeinflusst werden, dass sie von einer Probe reflektiert oder emittiert wird oder durch eine solche hindurchgeht. Bisherige Anstrengungen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Probenanalysewerkzeugen beinhalten eine sorgfältige Anordnung von einem oder mehreren optischen Elementen entlang eines Strahlengangs. Die Leistungsfähigkeit eines optischen Elements, das in einem Probenanalysewerkzeug verwendet wird, ist eine Funktion des Fertigungsprozesses des optischen Elements. In einem beispielhaften Fertigungsprozess eines optischen Elements werden eine oder mehrere Schichten auf einem Substrat abgeschieden, um ein gewünschtes Filterungsergebnis bereitzustellen (z.B. Lichtintensitätsfilterung, Lichtwellenlängenfilterung, Lichtpolarisationsfilterung). Aufgrund von Schwankungen im Fertigungsprozess ist es schwierig, optische Elemente mit den gleichen Betriebscharakteristiken in großen Stückzahlen zu produzieren.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung des Fertigungsprozesses optischer Elemente besteht darin, Betriebscharakteristiken von optischen Elementen während des Fertigungsprozesses zu prüfen. Solche Prüfungen sind kein trivialer Prozess und werden durch die Fertigungsumgebung negativ beeinflusst. Zum Beispiel können Wärme- und Vibrationsquellen in der Fertigungsumgebung gestreute elektromagnetische Strahlung einführen, die den Fehlerbetrag erhöht, wenn die Betriebscharakteristiken eines optischen Elements geprüft werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Dementsprechend werden hier Prüfverfahren und -systeme für optische Elemente offenbart, die ein winkelselektives Breitbandfilter einsetzen. In den Zeichnungen zeigen:

1A1C Blockdiagramme von beispielhaften Konfigurationen eines Prüfsystems für optische Elemente;

2 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Probenanalysewerkzeugs;

3A eine beispielhafte Bohrumgebung;

3B eine beispielhafte Wireline-Vermessungsumgebung; und

4 ein beispielhaftes Prüfverfahren für optische Elemente.

Es versteht sich jedoch, dass die konkreten Ausführungsformen, die in den Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung unten angegeben sind, die Offenbarung nicht beschränken. Im Gegenteil, sie stellen die Grundlage für einen Durchschnittsfachmann dazu dar, die alternativen Formen, Äquivalente und anderen Modifikationen zu unterscheiden, die im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Hier sind Prüfsysteme und -verfahren für optische Elemente offenbart, die ein winkelselektives Breitbandfilter einsetzen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Prüfsysteme und -verfahren während und/oder nach der Fertigung eines optischen Elements eingesetzt werden. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich der Begriff „winkelselektives Breitbandfilter“ auf eine optische Komponente, die es ermöglicht, dass elektromagnetische Strahlung in einem weiten Frequenzbereich durch sie hindurchgeht, aber nur bei einem bestimmten Einfallswinkel oder einem engen Bereich von Einfallswinkeln. Ohne Beschränkung ist ein dokumentiertes winkelselektives Breitbandfilter zu 98 % durchlässig für p-polarisierte, einfallende elektromagnetische Strahlung unter einem Winkel von 55° +/– etwa 4°. Siehe Yichen Shen et al., Optical Broadband Angular Selectivity, Science 343, 1499 (2014). Die Verwendung eines winkelselektiven Breitbandfilters in Prüfsystemen und -verfahren für optische Elemente stellt Optionen bereit, die bestehende Prüfdesigns verbessern oder ersetzen könnten. In verschiedenen Ausführungsformen können optische Elemente, die unter Verwendung der offenbarten Prüfsysteme und -verfahren erhalten werden, in einer Vielfalt optischer Werkzeuge eingesetzt werden, wie etwa Probenanalysewerkzeugen (z.B. Photometern, Ellipsometern und Spektrometern).

Im hier verwendeten Sinne bezieht sich ein „optisches Element“ auf eine optische Komponente, die einfallende elektromagnetische Strahlung, die durch sie hindurchgeht, von ihr emittiert oder reflektiert wird, als Funktion der Wellenlänge, der Polarität und/oder des Einfallswinkels reflektiert, absorbiert oder auf andere Weise beeinflusst. Beispiele für optische Elemente beinhalten eines oder mehrere von einem optischen Filter, einem Polarisationselement, einem Wellenlängenauswahlelement und einem integrierten Rechenelement (ICE). In einigen Fällen entsprechen optische Elemente, die den offenbarten Prüfverfahren und -systemen ausgesetzt werden, eigenständigen Komponenten, die entlang eines Strahlengangs eines Probenanalysewerkzeugs oder eines anderen optischen Werkzeugs eingesetzt werden können. In anderen Fällen entsprechen optische Elemente, die den offenbarten Prüfverfahren und -systemen ausgesetzt werden, Kombinationskomponenten, wobei ein optisches Element mit einer anderen Komponente kombiniert wird, die entlang eines Strahlengangs eines Probenanalysewerkzeugs oder eines anderen optischen Werkzeugs eingesetzt werden kann. Beispielhafte Kombinationskomponenten beinhalten eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, eine Linse oder einen Wandler elektromagnetischer Strahlung (einen Detektor) mit einer oder mehreren Schichten optischer Elemente, die auf mindestens einer seiner Oberflächen aufgebracht sind.

In mindestens einigen Ausführungsformen beinhaltet ein beispielhaftes Prüfsystem ein winkelselektives Breitbandfilter, das entlang eines Strahlengangs mit einem zu prüfenden optischen Element angeordnet ist. Das System beinhaltet auch einen Wandler elektromagnetischer Strahlung, der ein Signal als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung ausgibt, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht. Das System beinhaltet auch eine Speichervorrichtung, die Daten speichert, die dem Signal entsprechen, das von dem Wandler elektromagnetischer Strahlung ausgegeben wird, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Reaktion auf eine Prüfung angeben. Unterdessen beinhaltet ein beispielhaftes Prüfverfahren für optische Elemente Anordnen eines zu prüfenden optischen Elements und eines winkelselektiven Breitbandfilters entlang eines Strahlengangs. Das Verfahren beinhaltet auch Ausgeben eines Signals als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht. Das Verfahren beinhaltet auch Speichern von Daten, die dem Signal entsprechen, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Reaktion auf eine Prüfung angeben. Verschiedene Prüfoptionen für optische Elemente, Fertigungsoptionen für optische Elemente und Probeanalysewerkzeugoptionen, die von den optischen Elementen profitieren können, die unter Verwendung der offenbarten Prüf- und Fertigungsoptionen erhalten werden, werden hier beschrieben. Die offenbarten Systeme und Verfahren werden am besten verstanden, wenn sie in einem beispielhaften Verwendungskontext beschrieben werden. 1A1C zeigen Blockdiagramme von verschiedenen Konfigurationen 10A10C von Prüfsystemen für optische Elemente. In der Konfiguration 10A von 1A entspricht die zu analysierende elektromagnetische Strahlung dem Strahlengang 12A, wo von der Quelle 11 elektromagnetischer Strahlung (ER) emittierte elektromagnetische Strahlung von einer Oberfläche des optischen Elements 13 reflektiert wird, durch das winkelselektive Breitbandfilter 14 hindurchgeht und zu dem ER-Wandler 16 gelangt. Das von dem ER-Wandler 16 als Reaktion auf einfallende elektromagnetische Strahlung ausgegebene Signal wird digitalisiert, gespeichert und analysiert, um eine Eigenschaft des optischen Elements 13 als Reaktion auf eine Prüfung zu charakterisieren (z.B. eine Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung, eine Ellipsometrieprüfung oder eine Spektrometrieprüfung). Beispielsweise kann die Konfiguration von 1A verwendet werden, um Charakteristiken als optische Überwachungsvorrichtung des optischen Elements 13 (z.B. wie die Intensität einer von der ER-Quelle 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung, die einer diskreten Wellenlänge oder einem Wellenlängenbereich entspricht, aufgrund dessen, dass sie von dem optischen Element 13 reflektiert wird, beeinflusst wird), Ellipsometriecharakteristiken des optischen Elements 13 (d.h., wie die Polarisation einer von der ER-Quelle 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung aufgrund dessen, dass sie von dem optischen Element 13 reflektiert wird, beeinflusst wird) oder Spektrometriecharakteristiken des optischen Elements 13 (d.h., wie bestimmte Wellenlängen einer von der ER-Quelle 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung aufgrund dessen, dass sie von dem optischen Element 13 reflektiert wird, beeinflusst wird) zu identifizieren.

In der Konfiguration 10B von 1B entspricht die zu analysierende elektromagnetische Strahlung dem Strahlengang 12B, wobei die von der ER-Quelle 11 emittierte elektromagnetische Strahlung durch das optische Element 13 hindurchgeht, durch das winkelselektive Breitbandfilter 14 hindurchgeht und zum ER-Wandler 16 gelangt. Das von dem ER-Wandler 16 als Reaktion auf einfallende elektromagnetische Strahlung ausgegebene Signal wird digitalisiert, gespeichert und analysiert, um eine Eigenschaft des optischen Elements 13 als Reaktion auf eine Prüfung zu charakterisieren (z.B. eine Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung, eine Ellipsometrieprüfung oder eine Spektrometrieprüfung). Beispielsweise kann die Konfiguration von 1B verwendet werden, um Charakteristiken als optische Überwachungsvorrichtung des optischen Elements 13 (z.B. wie die Intensität einer von der ER-Quelle 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung, die einer diskreten Wellenlänge oder einem Wellenlängenbereich entspricht, aufgrund dessen, dass sie durch das optische Element 13 hindurchgeht, beeinflusst wird), Ellipsometriecharakteristiken des optischen Elements 13 (d.h., wie die Polarisation einer von der ER-Quelle 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung aufgrund dessen, dass sie durch das optische Element 13 hindurchgeht, beeinflusst wird) oder Spektrometriecharakteristiken des optischen Elements 13 (d.h., wie bestimmte Wellenlängen einer von der ER-Quelle 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung aufgrund dessen, dass sie durch das optische Element 13 hindurchgeht, beeinflusst wird) zu identifizieren. In verschiedenen Ausführungsformen können Konfigurationen eines Prüfsystems für optische Elemente, wie die Konfigurationen 10A und 10B, mit einer Fertigungs- oder Modifizierungseinrichtung für optische Elemente kombiniert werden, um das Erhalten eines optischen Elements mit gewünschten Charakteristiken zu beschleunigen.

In der Konfiguration 10C eines Prüfsystems für optische Elemente von 1C sind ein Prüfabschnitt 20 und ein Fertigungsabschnitt 30 dargestellt. Man beachte: Komponenten des Prüfabschnitts 20 können auf verschiedenen Seiten des Fertigungsabschnitts 30 unter Verwendung geeigneter Öffnungen oder Fenster 37A37D positioniert werden. Zusätzlich oder alternativ können Komponenten des Prüfabschnitts 20 in dem Fertigungsabschnitt 20 (z.B. innerhalb der Abscheidekammer 31) enthalten sein. Ferner ist ein Computersystem 70 dargestellt, wobei das Computersystem 70 die Vorgänge von Komponenten des Prüfabschnitts 20 und/oder des Fertigungsabschnitts 30 anweisen oder Messungen von diesen empfangen kann. Das Computersystem 70 kann auch zugehörige Informationen und/oder Steueroptionen einem Bediener anzeigen. Die Interaktion des Computersystems 70 mit dem Prüfabschnitt 20 und/oder dem Fertigungsabschnitt 20 kann automatisiert sein und/oder einer Benutzereingabe unterliegen. In mindestens einigen Ausführungsformen beinhaltet das Computersystem 70 eine Verarbeitungseinheit 72, die Prüfoptionen, Fertigungsoptionen und/oder Prüfergebnisse anzeigt, indem sie Software oder Anweisungen ausführt, die von einem lokalen oder entfernten nicht-transitorischen computerlesbaren Medium 78 erhalten werden. Das Computersystem 70 kann auch eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 76 (z.B. eine Tastatur, eine Maus, ein Berührungsfeld usw.) und eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen 74 (z.B. einen Monitor, einen Drucker usw.) beinhalten. Solche Eingabevorrichtung(en) 76 und/oder Ausgabevorrichtung(en) 74 stellen eine Benutzerschnittstelle bereit, die es einem Bediener ermöglicht, mit Komponenten des Prüfabschnitts 20, Komponenten des Fertigungsabschnitts 30 und/oder Software, die von der Verarbeitungseinheit 72 ausgeführt wird, zu interagieren. Zum Beispiel kann es das Computersystem 70 einem Bediener ermöglichen, Prüfoptionen auszuwählen (z.B. Ellipsometerprüfung, Spektrometerprüfung, Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung oder einstellbare Parameter), Prüfergebnisse anzuschauen, Fertigungsoptionen auszuwählen und/oder andere Aufgaben durchzuführen. Wie bereits erwähnt, können mindestens einige Aufgaben, die durch das Computersystem 70 ausgeführt werden (z.B. um Komponenten des Prüfabschnitts 20 anzuweisen, um Komponenten des Fertigungsabschnitts 30 anzuweisen, um Prüfergebnisse zu speichern, um Prüfergebnisse anzuzeigen usw.), automatisiert werden. In mindestens einigen Ausführungsformen basieren die Vorgänge des Fertigungsabschnitts 30 mindestens teilweise auf Messungen, die von dem Prüfabschnitt 20 erfasst wurden. Während die Erörterung der Konfiguration 10C auf das Prüfen und Fertigen der ICE-Komponenten 33 fokussiert ist, versteht es sich, dass andere Arten von optischen Elementen 13 in ähnlicher Weise während der Herstellung oder Modifizierung geprüft werden könnten.

Gemäß mindestens einigen Ausführungsformen beinhaltet der Fertigungsabschnitt 30 eine Abscheidekammer 31 mit einer oder mehreren Abscheidungsquellen 38, um Materialien mit einem niedrigen komplexen Brechungsindex n·L und einem hohen komplexen Brechungsindex n·H bereitzustellen, die verwendet werden, um Schichten von ICE 33 zu bilden. Substrate, auf denen Schichten der ICE 33 abgeschieden werden, werden auf einen Substratträger 32 platziert. Die Substrate weisen eine Dicke und einen komplexen Brechungsindex auf, die durch das ICE-Design spezifiziert sind. In verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Abscheidungstechniken verwendet werden, um einen Stapel von Schichten von jedem der ICE 33 gemäß eines Ziel-ICE-Designs zu bilden. Beispielhafte Abscheidungstechniken beinhalten physikalische Dampfabscheidung (PVD), chemische Dampfabscheidung (CVD), Atomschichtabscheidung (AVD) und Molekularstrahlepitaxie (MBE). Bei PVD-Vorgängen werden beispielsweise die Schichten der ICE 33 durch Kondensation einer verdampften Form von Material(ien) der Abscheidungsquelle(n) 38 gebildet, während ein Abscheidekammervakuum aufrechterhalten wird. In einigen Ausführungsformen wird PVD unter Verwendung einer Elektronenstrahl(E-Strahl)-Abscheidung durchgeführt, wobei ein Strahl hochenergetischer Elektronen elektromagnetisch auf Material(ien) der Abscheidungsquelle(n) 38 fokussiert wird, um atomare Spezies zu verdampfen (z.B. Si oder SiO2). In einigen Fällen wird die E-Strahl-Abscheidung durch Ionen unterstützt, die das/die ICE-Substrat(e) reinigen oder ätzen und/oder die Energien des/der verdampften Materials/Materialien erhöhen, so dass sie dichter auf die Substrate abgeschieden werden. Wenn Ionen verwendet werden, könnte dem Fertigungsabschnitt 30 eine Ionenquelle hinzugefügt werden.

Eine weitere PVD-Technik, die verwendet werden kann, um den Stapel von Schichten von jedem der ICE 33 zu bilden, ist kathodische Lichtbogenabscheidung, wobei ein elektrischer Lichtbogen, der an das/die Material(ien) der Abscheidungsquelle(n) 38 abgegeben wird, einen Teil des Materials/der Materialien als ionisierten Dampf abstrahlt, der auf den sich bildenden ICE 33 abgeschieden werden soll. Noch eine weitere PVD-Technik, die verwendet werden kann, um den Stapel von Schichten von jedem der ICE 33 zu bilden, ist eine Verdampfungsabscheidung, wobei Material(ien), das/die in der/den Abscheidungsquelle(n) 38 enthalten ist/sind, durch eine elektrische Widerstandsheizung auf einen hohen Dampfdruck erwärmt wird/werden. Noch eine weitere PVD-Technik, die verwendet werden kann, um den Stapel von Schichten von jedem der ICE 33 zu bilden, ist eine gepulste Laserabscheidung, wobei ein Laser Material(ien) von der/den Abscheidungsquelle(n) 38 in einen Dampf ablatiert. Noch eine weitere PVD-Technik, die verwendet werden kann, um den Stapel von Schichten von jedem der ICE 33 zu bilden, ist Sputterabscheidung, wobei eine Glimmplasmaentladung (die sich gewöhnlich um die Abscheidungsquelle(n) 38 herum befindet durch einen Magneten das Material/die Materialien der Quelle(n) 38 bombardiert wobei etwas davon als Dampf für die anschließende Abscheidung weggesputtert wird.

In verschiedenen Ausführungsformen kann die relative Ausrichtung der Abscheidungsquelle(n) 38 und des Substratträgers 32 und die Separation dieser variieren, um eine gewünschte Abscheidungsrate(n) und eine räumliche Gleichförmigkeit über die auf dem Substratträger 32 angeordneten ICE 33 bereitzustellen. Wenn die räumliche Verteilung einer Abscheidungsfahne, die durch die Abscheidungsquelle(n) 38 bereitgestellt wird, ungleichförmig ist, kann die Trägerbaugruppe 34 periodisch den Substratträger 32 relativ zu der/den Abscheidungsquelle(n) 38 entlang mindestens einer Richtung bewegen. Beispielsweise kann die Trägerbaugruppe 34 eine Querbewegung (z.B. nach oben, nach unten, nach links, nach rechts entlang einer geraden Linie wie durch die „r“- oder „z“-Achsen dargestellt) des Substratträgers 32 in einer Abscheidekammer und/oder eine Drehbewegung um eine Achse 36 (z.B. eine Änderung der azimutalen Richtung „θ“) unterstützen, um reproduzierbar gleichförmige Schichtabscheidungen für die ICE 33 innerhalb einer Charge zu erhalten.

Der Prüfabschnitt 20, der mit dem Fertigungsabschnitt 100 verwendet wird, kann mehrere Komponenten beinhalten. Wie in 1C dargestellt, kann die Position der Komponenten für den Prüfabschnitt 20 variieren, um eine reflexionsbasierte Analyse oder Durchgangs(d.h. Transmissions-)-Analyse von optischen Schichten zu ermöglichen, die gefertigt werden. Wenngleich nicht ausdrücklich dargestellt, kann in mindestens einigen Ausführungsformen der Prüfabschnitt 20 eine Überwachungsvorrichtung der physikalischen Dicke, wie etwa eine Quarzkristall-Mikrowaage (nicht gezeigt) beinhalten, um eine Abscheidungsrate zu messen. Die gemessene Abscheidungsrate kann verwendet werden, um Vorgänge der Abscheidungsquelle(n) 38 (d.h. die Abscheidungsrate kann erhöht oder verringert werden) und/oder der Vorgänge des Substratträgers 32 zu steuern (z.B. den Substratträger 32 relativ zu der/den Abscheidungsquelle(n) 38 zu bewegen). In einigen Ausführungsformen können komplexe Brechungsindizes und Schichtdicke durch das Computersystem 70 unter Verwendung von Messungen bestimmt werden, wie die von einer EM-Quelle (z.B. ER-Quelle 22A oder 22B) emittierte elektromagnetische Strahlung mit den gebildeten Schichten eines bestimmten Prüf-ICE 33T interagieret (wobei ICE 33 geprüft wird). Die von der ER-Quelle 22A oder 22B emittierte elektromagnetische Strahlung entspricht jeglicher Art elektromagnetischer Strahlung, die eine oder mehrere Sondierungswellenlängen aus einem geeigneten Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufweist. Der Prüfabschnitt 20 beinhaltet auch mindestens einen ER-Wandler (z.B. ER-Wandler 26A und 26B), der so konfiguriert ist, dass er elektromagnetische Strahlung empfängt, nachdem sie mit der Prüf-ICE 33T interagiert hat und durch ein jeweiliges winkelselektives Breitbandfilter 28A oder 28B hindurchgegangen ist. Genauer gesagt ist der ER-Wandler 26A angeordnet, um elektromagnetische Strahlung zu empfangen, die von der ER-Quelle 22A emittiert und von dem Prüf-ICE 33T reflektiert wurde, während der ER-Wandler 26B angeordnet ist, um elektromagnetische Strahlung zu empfangen, die von der ER-Quelle 22B emittiert wurde und durch das Prüf-ICE 33T hindurchgegangen ist.

In mindestens einigen Ausführungsformen führt der Prüfabschnitt 20 eine Ellipsometrieprüfung durch. Beispielsweise kann die Ellipsometrieprüfung den ER-Wandler 26A einbeziehen, der (z.B. während oder nach dem Bilden der j-ten Schicht der ICE 33) Amplituden- und Phasenkomponenten (Ψ, Δ) von elliptisch polarisiertem Sondierungslicht, das von der ER-Quelle 22A bereitgestellt wird, nach Reflexion von einem Stapel mit j Schichten, die Prüf-ICE 33T entsprechen, misst. Das Sondierungslicht wird von der ER-Quelle 22A beispielsweise durch eine Sondenöffnung oder ein Sondenfenster 37A in der Abscheidekammer 31 bereitgestellt wird. In der Zwischenzeit gelangt die reflektierte elektromagnetische Strahlung zum ER-Wandler 26A durch eine andere Öffnung oder ein anderes Fenster 37C in der Abscheidekammer 31. Die gemessenen Amplituden- und Phasenkomponenten (Ψ, Δ) können vom Computersystem 70 verwendet werden, um die Real- und Imaginärkomponenten der komplexen Brechungsindizes und die Dicken jeder der gebildeten Schichten im Stapel zu bestimmen. In mindestens einigen Ausführungsformen nimmt das Computersystem 70 diese Bestimmung vor, indem es die Maxwell-Gleichungen für sich ausbreitendes/reflektiertes Sondenlicht, das der Ellipsometrieprüfung entspricht, durch die gebildeten Schichten des Prüf-ICE 33T löst.

Zusätzlich oder alternativ kann der Prüfabschnitt 20 eine Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung durchführen. Beispielsweise kann die Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung Messen (z.B. während oder nach Bilden der j-ten Schicht der ICE 33) einer Änderung der Intensität eines Sondenlichts, das durch die ER-Quelle 22B bereitgestellt wird, und durch einen Stapel mit j-Schichten, der dem Prüf-ICE 33T entspricht, einbeziehen. Für die Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung weist das Sondenlicht eine oder mehrere „diskrete“ Wellenlängen {λk, k = 1, 2, ...} auf, wobei eine diskrete Wellenlänge λk eine Mittenwellenlänge λk innerhalb einer schmalen Bandbreite Δλk (z.B. ±5 nm oder weniger) beinhaltet und wobei zwei oder mehr Wellenlängen λ1 und λ2, die in dem Sondenlicht enthalten sind, jeweilige Bandbreiten Δλ1 und Δλ2 aufweisen, die sich nicht überlappen. Die ER-Quelle 22B kann beispielsweise ein Laser mit kontinuierlichen Wellen (CW-Laser) sein. Wie in 1C dargestellt, stellt die ER-Quelle 22B Sondenlicht durch eine Öffnung oder ein Fenster 37B in der Abscheidekammer 31 bereit. In der Zwischenzeit erfasst der ER-Wandler 26B entsprechende Messungen durch eine andere Öffnung oder ein anderes Fenster 37D. Die gemessene Änderung der Intensität I(j; λk) kann von dem Computersystem 70 verwendet werden, um die komplexen Brechungsindizes und Dicken jeder der gebildeten Schichten in dem Stapel zu bestimmen. In mindestens einigen Ausführungsformen nimmt das Computersystem 70 diese Bestimmung vor, indem es die Maxwell-Gleichungen für sich ausbreitendes Sondenlicht, das der Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung entspricht, durch die gebildeten Schichten des Prüf-ICE 33T löst. Zusätzlich oder alternativ kann der Prüfabschnitt 20 eine Spektrometrieprüfung durchführen. Beispielsweise kann die Spektrometrieprüfung Messen (z.B. während oder nach dem Bilden der j-ten Schicht der ICE 33) eines Spektrums S(j; λ) elektromagnetischer Strahlung, die von einer ER-Quelle 22B bereitgestellt wird, und einen Stapel mit j-Schichten, der dem Prüf-ICE 33T entspricht, durchlaufen hat, einbeziehen, wobei die elektromagnetische Strahlung einen breiten und kontinuierlichen Wellenlängenbereich von λmin bis λmax aufweisen kann. Man beachte: Um die Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung und die Spektrometrieprüfung durchzuführen, könnte die ER-Quelle 22B Komponenten einer Quelle elektromagnetischer Breitbandstrahlung und Komponenten einer Quelle elektromagnetischer Schmalbandstrahlung entsprechen, die für beide Prüfungsarten erforderlich sind. Für die Spektrometrie stellt die ER-Quelle 22B die elektromagnetische Breitbandstrahlung durch eine Öffnung oder ein Fenster 37B in der Abscheidekammer 31 bereit. In der Zwischenzeit erfasst der ER-Wandler 26B entsprechende Messungen durch eine andere Öffnung oder ein anderes Fenster 37D. Das durch den ER-Wandler 26B (über den Wellenlängenbereich von λmin bis λmax) gemessene Spektrum S(j; λ) kann von dem Computersystem 70 verwendet werden, um die komplexen Brechungsindizes und Dicken jeder der gebildeten Schichten in dem Stapel zu bestimmen. In mindestens einigen Ausführungsformen nimmt das Computersystem 70 diese Bestimmung vor, indem es die Maxwell-Gleichungen für sich ausbreitendes Sondenlicht, das der Spektrometrieprüfung entspricht, durch die gebildeten Schichten des Prüf-ICE 33T löst.

In mindestens einigen Ausführungsformen ist ein Prüf-ICE 33T in Bezug auf Komponenten des Prüfabschnitts 20 in Ruhe, wenn Prüfmessungen erfasst werden. In diesem Fall wird die Abscheidung einer Schicht L(j) vor der Durchführung der Messung unterbrochen oder abgeschlossen. Für einige der Schichten eines ICE-Designs kann der Prüfabschnitt 20 die Charakteristiken von Sondenlicht messen, das mit dem Prüf-ICE 33T interagiert hat, nachdem die Schicht L(j) mit ihrer vollen Zieldicke t(j) abgeschieden worden ist, oder entsprechend, wenn die Abscheidung der Schicht L(j) abgeschlossen ist. Alternativ kann der Prüfabschnitt 20 die Charakteristiken von Sondenlicht messen, das mit dem Prüf-ICE 33T während der Abscheidung der Schicht L(j) interagiert hat. In verschiedenen Szenarien kann eine solche Messung durchgeführt werden, wenn die Schicht L(j) zu einem Bruchteil ihrer Zieldicke (z.B. f = 50 %, 80 %, 90 %, 95 % usw.) abgeschieden worden ist.

In weiteren Ausführungsformen bewegt sich das Prüf-ICE 33T in Bezug auf Komponenten des Prüfabschnitts 20. Zum Beispiel kann die Trägerbaugruppe 34 den Substratträger 32 und die ICE 33 veranlassen, sich zu bewegen (z.B. nach oben, unten, links, rechts, sich zu drehen), wenn Prüfmessungen erfasst werden. In einem solchen Fall kann die Abscheidung der Schicht L(j) vor der Durchführung von Prüfmessungen unterbrochen oder abgeschlossen werden, muss jedoch nicht. Für mindestens einige der Schichten des ICE-Designs werden Prüfmessungen kontinuierlich für die gesamte Dauer ΔT(j) der Abscheidung der Schicht L(j) oder für Teile des Abscheidungsprozesses (z.B. während der letzten 50 %, 20 %, 10 % des Prozesses) erfasst. Wiederum können die Prüfmessungen einer Ellipsometrieprüfung, einer Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung oder einer Spektrometrieprüfung entsprechen, wie hier beschrieben. Nach Wunsch können erfasste Messungen über eine Anzahl von Zeit- oder Bewegungsintervallen (z.B. 5 Intervalle) gemittelt werden. Als weiteres Beispiel können mehrere ICE 33 (nicht nur Prüf-ICE 33T) nacheinander geprüft werden, wenn die Trägerbaugruppe jedes ICE 33 relativ zu Komponenten des Prüfabschnitts 20 bewegt. Die Prüfmessungen, die für verschiedene ICE 33 erhalten werden, können gemittelt werden.

Eine Komplikation bei der Erlangung von Prüfmessungen von Transmissionsspektren im nahen Infrarot (NIR) oder mittleren Infrarot (MIR) besteht darin, dass elektromagnetische Störstrahlung, die von einer warmen (z.B. einem Schwarzkörper) Oberfläche innerhalb der Abscheidekammer 31 ausgeht, zu den ER-Wandlern 26A und 26B gelangen und die Prüfmessungen stören kann. Eine weitere Komplikation kann auftreten, wenn elektromagnetische Störstrahlung von einer der ER-Quellen 22A oder 22B (d.h. elektromagnetische Strahlung, die mit dem Prüf-ICE 33T nicht interagiert hat) zu dem ER-Wandler 26A oder 26B gelangt. Die elektromagnetische Störstrahlung kann auf Komponenten in der Abscheidekammer 31 und/oder Vibrationen in der Abscheidekammer 31 zurückzuführen sein. Um eine solche Störung der Prüfmessungen zu vermeiden, sind die winkelselektiven Breitbandfilter 28A und 28B vor ihrem jeweiligen ER-Wandler 26A und 26B positioniert. Auf diese Weise wird unerwünschte elektromagnetische Störstrahlung aus unerwünschten Winkeln durch die winkelselektiven Breitbandfilter 28A und 28B blockiert, wodurch die erhaltenen Prüfmessungen verbessert werden.

ICEs 33 und/oder andere optische Elemente 13, die auf Grundlage von Prüfergebnissen, wie hier beschrieben, gefertigt und/oder modifiziert worden sind, können in verschiedenen Werkzeugen, wie beispielsweise einem Probenanalysewerkzeug, eingesetzt werden. 2 zeigt ein beispielhaftes Probenanalysewerkzeug 40. Das Probenanalysewerkzeug 40 beinhaltet eine ER-Quelle 41, eine Probenkammer 42, mindestens ein optisches Element 13 und mindestens einen ER-Wandler 46, die entlang eines Strahlengangs 50 angeordnet sind. Die Anordnung und Ausrichtung der entlang des Strahlengangs 50 eingesetzten Komponenten kann variieren. Ferner entspricht der Strahlengang 10 nicht notwendigerweise einem geraden Weg (z.B. können Ecken, Kurven oder andere Richtungsänderungen entlang des Strahlengangs 50 vorhanden sein). Ferner kann das Probenanalysewerkzeug 40 räumliche Maskierungskomponenten, Abbildungsoptiken und/oder Linsen entlang des Strahlengangs 50 beinhalten. Alternativ können solche Komponenten je nach der Anordnung des/der ER-Wandler(s) 46 weggelassen werden.

In einigen Ausführungsformen kann die ER-Quelle 41 weggelassen werden, wenn elektromagnetische Strahlung außerhalb des Probenanalysewerkzeugs 40 verfügbar ist. Ferner ist in einigen Ausführungsformen eine Probe 43 innerhalb der Probenkammer 42 in der Lage, elektromagnetische Strahlung zu emittieren (z.B. durch ein durchlässiges Fenster der Probenkammer 42) und kann als ER-Quelle 41 dienen. In verschiedenen Ausführungsformen ermöglicht es das optische Element 13 dem Probenanalysewerkzeug 40, Photometriemessungen, Ellipsometriemessungen oder Spektrometriemessungen zu erhalten, die verwendet werden können, um die Probe 43 zu charakterisieren oder zu identifizieren.

In mindestens einigen Ausführungsformen beinhaltet das Probenanalysewerkzeug 40 auch mindestens einen Digitalisierer 47, um Analogsignale von jedem ER-Wandler 46 in ein entsprechendes Digitalsignal umzuwandeln. Ferner kann das Probenanalysewerkzeug 40 einen Datenspeicher 48 beinhalten, um Daten zu speichern, die dem Ausgang jedes ER-Wandlers 46 entsprechen. Als weitere Option kann das Probenanalysewerkzeug 40 eine Kommunikationsschnittstelle 49 beinhalten, um Daten, die dem Ausgang jedes ER-Wandlers 46 entsprechen, an eine andere Vorrichtung zu übermitteln. Zusätzlich oder alternativ kann das Probenanalysewerkzeug 40 eine Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) beinhalten, um Daten zu verarbeiten, und/oder eine Anzeigeeinheit (nicht gezeigt), um Daten anzuzeigen, die dem Ausgang jedes ER-Wandlers 46 entsprechen. Beispielsweise können die Daten, die dem Ausgang jedes ER-Wandlers 46 entsprechen, analysiert werden, um eine Eigenschaft der Probe 43 zu identifizieren. Als ein Beispiel kann die identifizierte Eigenschaft einer Dichte (oder einem anderen physikalischen Parameter) und/oder einer chemischen Komponente entsprechen. Die identifizierte Eigenschaft kann über eine Anzeigeeinheit angezeigt und/oder unter Verwendung der Kommunikationsschnittstelle 49 an eine andere Vorrichtung übertragen werden. Die Konfiguration des Probenanalysewerkzeugs 40 kann je nach Umgebung variieren, in der das Probenanalysewerkzeug 40 verwendet wird. Zum Beispiel kann sich eine Bohrlochkonfiguration des Probenanalysewerkzeugs 40 aufgrund von räumlichen Beschränkungen, Probeentnahmebeschränkungen, Energiebeschränkungen, Umgebungsparametern (Temperatur, Druck usw.) oder anderen Faktoren von einer Laborkonfiguration des Probenanalysewerkzeugs 40 unterscheiden.

Ferner versteht es sich, dass das Probenanalysewerkzeug 40 Komponenten zum Erhalten einer Probe enthalten kann. Zum Beispiel kann das Probenanalysewerkzeug 40 zur Entnahme von Proben in einer Bohrlochumgebung eine Probenentnahmeschnittstelle beinhalten, die sich zu einer Bohrlochwand erstreckt und Fluid aus einer Formation zieht. Ferner kann die Probenentnahmeschnittstelle das Formationsfluid in die Probenkammer 42 leiten. Nach Wunsch können die erhaltenen Proben für eine spätere Analyse gelagert werden, nachdem ein Probenanalysewerkzeug 40 zurückgeholt worden ist (z.B. aus einer Bohrlochumgebung), oder die Proben können ausgespült werden, um eine Analyse einer nachfolgenden Probe zu ermöglichen, während das Probenanalysewerkzeug 40 in einer Bohrlochumgebung bleibt. Ferner versteht es sich, dass das Probenanalysewerkzeug 40 Komponenten zum Steuern des Drucks oder der Temperatur einer Probe während der Analyse beinhalten kann.

3A zeigt eine beispielhafte Bohrumgebung 51A. In 3A ermöglicht eine Bohrbaugruppe 54, dass ein Bohrstrang 60 in einem Bohrloch 55 abgesenkt und angehoben wird, das die Formationen 59 der Erde 58 durchdringt. Der Bohrstrang 60 ist beispielsweise aus einem modularen Satz von Bohrstrangsegmenten 62 und Adaptern 63 gebildet. An dem unteren Ende des Bohrstrangs 60 entfernt eine Bohrgarnitur 61 mit einem Bohrmeißel 69 Material aus den Formationen 59 unter Verwendung bekannter Bohrtechniken. Die Bohrgarnitur 61 beinhaltet auch einen oder mehrere Bohrkrägen 67 und ein Bohrlochwerkzeug 66 mit einer oder mehreren Probenanalyseeinheiten 68A68N, von denen jede einer gewissen Abwandlung des in 2 beschriebenen Probenanalysewerkzeugs 40 entsprechen kann. Zur Entnahme von Fluidproben in der Bohrumgebung 51A beinhaltet das Bohrlochwerkzeug 66 eine Probeentnahmeschnittstelle (nicht gezeigt). Beispielsweise kann die Probeentnahmeschnittstelle in einem Bohrkragen 67 nahe dem Bohrmeißel 69 integriert sein. Die Bohrvorgänge können nach Bedarf angehalten werden, um zu ermöglichen, dass Fluidproben unter Verwendung bekannter Probeentnahmetechniken erhalten werden können.

Zusätzlich zu den Probenanalyseeinheiten 68A68N kann das Bohrlochwerkzeug 66 auch Elektronik für die Datenspeicherung, Kommunikation usw. beinhalten. In verschiedenen Ausführungsformen werden Probenanalysemessungen, die durch die eine oder die mehreren Probenanalyseeinheiten 68A68N erhalten werden, unter Verwendung bekannter Telemetrietechniken (z.B. drahtgebundene Rohrtelemetrie, Schlammimpulstelemetrie, akustische Telemetrie, elektromagnetisch) zur Erdoberfläche übermittelt und/oder von dem Bohrlochwerkzeug 66 gespeichert. In mindestens einigen Ausführungsformen kann sich ein Kabel 57A von der BHA 61 zur Erdoberfläche erstrecken. Beispielsweise kann das Kabel 57A unterschiedliche Formen annehmen, wie etwa eingebettete elektrische Leiter und/oder optische Wellenleiter (z.B. Fasern), um eine Übertragung von Energie und/oder Kommunikationen zwischen der Bohrgarnitur 61 und der Erdoberfläche zu ermöglichen. Anders ausgedrückt kann das Kabel 57A mit den modularen Komponenten des Bohrstrangs 60 integriert, daran befestigt oder darin enthalten sein. In 3A empfängt eine Schnittstelle 56 an der Erdoberfläche Probenanalysemessungen (oder andere im Bohrloch erfasste Daten) über das Kabel 57A oder einen anderen Telemetriekanal und übermittelt die Probenanalysemessungen an ein Computersystem 50. In einigen Ausführungsformen können die Oberflächenschnittstelle 26 und/oder das Computersystem 50 verschiedene Vorgänge durchführen, wie etwa Umwandeln von Signalen von einem Format in ein anderes, Speichern von Probenanalysemessungen und/oder Verarbeiten von Probenanalysemessungen, um Informationen über Eigenschaften einer Probe zu gewinnen. Beispielsweise beinhaltet das Computersystem 50 in mindestens einigen Ausführungsformen eine Verarbeitungseinheit 52, die Probenanalysemessungen oder zugehörige Probeneigenschaften durch Ausführen von Software oder Anweisungen, die von einem lokalen oder entfernten nicht-transitorischen computerlesbaren Medium 58 erhalten werden, anzeigt. Das Computersystem 50 kann auch eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 56 (z.B. eine Tastatur, eine Maus, ein Berührungsfeld usw.) und eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen 54 (z.B. einen Monitor, einen Drucker usw.) beinhalten. Solche Eingabevorrichtung(en) 56 und/oder Ausgabevorrichtung(en) 54 stellen eine Benutzerschnittstelle bereit, die es einem Bediener ermöglicht, mit dem Bohrlochwerkzeug 66 und/oder Software, die von der Verarbeitungseinheit 52 ausgeführt wird, zu interagieren. Zum Beispiel kann es das Computersystem 70 einem Bediener ermöglichen, Probenentnahmeoptionen auszuwählen, Probenanalyseoptionen auszuwählen, erfasste Probenanalysemessungen anzuschauen, von den Probenanalysemessungen erhaltene Probeneigenschaften anzuschauen und/oder andere Aufgaben auszuführen. Ferner können Informationen über die Bohrlochposition, bei der eine bestimmte Probe entnommen wird, berücksichtigt und verwendet werden, um Bohrlochkomplettierungsentscheidungen und/oder andere strategische Entscheidungen im Zusammenhang mit der Förderung von Kohlenwasserstoffen zu ermöglichen.

Zu verschiedenen Zeiten während des Bohrvorgangs kann der in 3A gezeigte Bohrstrang 61 aus dem Bohrloch 55 herausgeholt werden. Bei herausgeholtem Bohrstrang 60 beinhaltet eine weitere Option zum Durchführen von Probenanalysevorgängen die Wireline-Umgebung 51B von 3B. In 3B ist ein Wirline-Werkzeugstrang 90 in einem Bohrloch 55 aufgehängt, das die Formationen 59 der Erde 58 durchdringt. Zum Beispiel kann der Wireline-Werkzeugstrang 90 durch ein Kabel 86 aufgehängt werden, das Leiter und/oder optische Fasern umfasst, um den Wireline-Werkzeugstrang 90 mit Energie zu versorgen. Das Kabel 86 kann auch als Kommunikationsschnittstelle für Bohrlochaufwärts- und Bohrlochabwärtskommunikationen verwendet werden. In mindestens einigen Ausführungsformen wird das Kabel 86 nach Bedarf auf eine Kabeltrommel 84 gewickelt bzw. von dieser abgewickelt, wenn der Wireline-Werkzeugstrang 90 absenkt oder angehoben wird. Wie gezeigt, kann die Kabeltrommel 84 Teil einer beweglichen Vermessungseinrichtung oder eines Fahrzeugs 80 sein, das eine Kabelführung 82 aufweist.

In mindestens einigen Ausführungsformen beinhaltet der Wireline-Werkzeugstrang 90 ein oder mehrere Vermessungswerkzeuge 94 und ein Bohrlochwerkzeug 92 mit einer oder mehreren Probenanalyseeinheiten 68A68N, von denen jede einer Abwandlung des in 2 beschriebenen Probenanalysewerkzeugs 40 entsprechen kann. Das Bohrlochwerkzeug 62 kann auch Elektronik für Datenspeicherung, Kommunikation usw. beinhalten. Die von der einen oder den mehreren Probenanalyseeinheiten 38A38N erhaltenen Probenanalysemessungen werden an die Erdoberfläche übermittelt und/oder von dem Bohrlochwerkzeug 62 gespeichert. In beiden Fällen können die Probenanalysemessungen verwendet werden, um eine oder mehrere Eigenschaften einer Probe zu bestimmen, die in der Bohrlochumgebung entnommen wurde. Beispielsweise können die Probenanalysemessungen verwendet werden, um eine Dichte einer Probe zu bestimmen, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Chemikalie festzustellen und/oder eine andere Eigenschaft einer Probe zu bestimmen. Ferner können Informationen über die Bohrlochposition, bei der eine bestimmte Probe entnommen wurde, berücksichtigt und verwendet werden, um Komplettierungsentscheidungen und/oder andere strategische Entscheidungen im Zusammenhang mit der Förderung von Kohlenwasserstoffen zu ermöglichen.

An der Erdoberfläche empfängt eine Oberflächenschnittstelle 56 die Probenanalysemessungen über das Kabel 86 und übermittelt die Probenanalysemessungen an ein Computersystem 70. Wie zuvor erörtert, können/kann die Schnittstelle 56 und/oder das Computersystem 70 (z.B. ein Teil der beweglichen Vermessungseinrichtung eines Fahrzeugs 80) verschiedene Vorgänge durchführen, wie etwa Umwandeln von Signalen von einem Format in ein anderes, Speichern der Probenanalysemessungen, Verarbeiten der Probenanalysemessungen, Anzeigen der Probenanalysemessungen oder der zugehörigen Probeneigenschaften usw.

4 zeigt ein beispielhaftes Prüfverfahren 100 für optische Elemente. Wie gezeigt, umfasst das Verfahren 100 Anordnen eines zu prüfenden optischen Elements und eines winkelselektiven Breitbandfilters entlang eines Strahlengangs (Block 102). Bei Block 104 wird ein Signal als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung ausgegeben, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht. Die elektromagnetische Strahlung kann einer Ellipsometrieprüfung, einer Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung oder einer Spektrometrieprüfung entsprechen, wie hier beschrieben. Bei Block 106 werden Daten, die dem Signal entsprechen, gespeichert, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Reaktion auf eine Prüfung angeben. Gemäß mindestens einigen Ausführungsformen kann das Prüfverfahren 100 für optische Elemente während der Fertigung eines optischen Elements durchgeführt werden, um Fertigungsprozesse wie PVD zu lenken. Alternativ kann das Prüfverfahren 100 für optische Elemente durchgeführt werden, nachdem die Fertigung abgeschlossen ist, um die Funktionalität eines gefertigten optischen Elements zu prüfen. In jedem Fall kann die Modifizierung eines optischen Elements oder einer Charge von optischen Elementen auf den Prüfergebnissen basieren. Nach Fertigung oder Modifizierung können optische Elemente, die dem hier beschriebenen Prüfprozess unterzogen wurden, mit Werkzeugen wie Probenanalysewerkzeugen eingesetzt werden, wie hier beschrieben.

Hier offenbarte Ausführungsformen beinhalten Folgendes:

  • A: Ein Prüfsystem für optische Elemente umfasst ein winkelselektives Breitbandfilter, das entlang eines Strahlengangs mit einem zu prüfenden optischen Element angeordnet ist. Das System umfasst auch einen ER-Wandler, der ein Signal als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung ausgibt, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht. Das System umfasst auch eine Speichervorrichtung, die Daten speichert, die dem Signal entsprechen, das von dem ER-Wandler ausgegeben wird, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Reaktion auf eine Prüfung angeben.
  • B: Ein Prüfverfahren für optische Elemente umfasst Anordnen eines zu prüfenden optischen Elements und eines winkelselektiven Breitbandfilters entlang eines Strahlengangs. Das Verfahren beinhaltet auch Ausgeben eines Signals als Reaktion auf elektromagnetische Strahlung, die durch das winkelselektive Breitbandfilter hindurchgeht. Das Verfahren beinhaltet auch Speichern von Daten, die dem Signal entsprechen, wobei die Daten eine Eigenschaft des optischen Elements als Reaktion auf eine Prüfung angeben.

Jede der Ausführungsformen A und B kann eines oder mehrere der folgenden zusätzlichen Elemente in beliebiger Kombination aufweisen. Element 1: ferner umfassend ein Gehäuse und eine Quelle elektromagnetischer Strahlung innerhalb des Gehäuses. Element 2: ferner umfassend eine Abscheidungsquelle und eine Steuerung, wobei die Steuerung die Abscheidungsquelle zum Einstellen einer Schicht des optischen Elements oder zum Hinzufügen einer Schicht zu dem optischen Element auf Grundlage der Daten anweist. Element 3: ferner umfassend eine Abscheidekammer und eine Trägerbaugruppe innerhalb der Abscheidekammer, wobei die Steuerung die Trägerbaugruppe anweist, das optische Element quer innerhalb der Abscheidekammer auf Grundlage der Daten zu bewegen. Element 4: ferner umfassend eine Abscheidekammer und eine Trägerbaugruppe innerhalb der Abscheidekammer, wobei die Steuerung die Trägerbaugruppe anweist, das optische Element innerhalb der Abscheidekammer auf Grundlage der Daten zu drehen. Element 5: wobei die Steuerung die Abscheidungsquelle anweist, eine Abscheidungsrate auf Grundlage der Daten einzustellen. Element 6: wobei das winkelselektive Breitbandfilter und der ER-Wandler elektromagnetischer Strahlung angeordnet sind, um zu verhindern, dass gestreute elektromagnetische Strahlung oder ungerichtete elektromagnetische Strahlung zum ER-Wandler elektromagnetischer Strahlung gelangt. Element 7: wobei die Daten eine Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung angeben. 8: wobei die Daten eine Ellipsometrieprüfung angeben. Element 9: wobei die Daten eine Spektrometrieprüfung angeben. Element 10: wobei das optische Element ein ICE ist.

Element 11: ferner umfassend Einstellen einer Schicht des optischen Elements oder Hinzufügen mindestens einer Schicht zu dem optischen Element auf Grundlage der Daten. Element 12: ferner umfassend Bewegen des optischen Elements in einer Abscheidekammer auf Grundlage der Daten. Element 13: ferner umfassend Einstellen einer Abscheidungsrate auf Grundlage der Daten. Element 14: ferner umfassend Verwenden der Daten zum Fertigen einer Charge von optischen Elementen. Element 15: wobei die Daten eine Prüfung einer optischen Überwachungsvorrichtung angeben. Element 16: wobei die Daten eine Ellipsometrieprüfung angeben. Element 17: wobei die Daten eine Spektrometrieprüfung angeben. Element 18: wobei das optische Element ein ICE ist.

Zahlreiche weitere Abwandlungen und Modifikationen werden für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, sobald die obige Offenbarung vollständig gewürdigt wird. Es ist vorgesehen, dass die folgenden Ansprüche so auszulegen sind, dass sie alle derartigen Abwandlungen und Modifikationen, soweit anwendbar, einschließen.