專利名稱：用于熱處理基板的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I前序部分的用于熱處理基板的熱處理內(nèi)腔，如其例如在同類的US6，703，589B1中所描述的那樣。此外，本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求18前序部分的、具有熱處理內(nèi)腔的處理箱，所述熱處理內(nèi)腔被布置在外部腔室中并且適用于熱處理基板。
背景技術(shù)：
通常，在基板的表面處理、例如通過(guò)利用在高真空中的金屬蒸汽冷凝或者利用濺射エ藝進(jìn)行涂覆時(shí)，一些エ藝步驟是必需的，在這些步驟中基板(及必要時(shí)涂覆在基板上的涂層)經(jīng)受熱預(yù)處理和/或后處理。為此，基板通常借助于熱源被加熱到所希望的溫度并且將該溫度保持預(yù)定的時(shí)間。
在文獻(xiàn)DE 10304774B3中公開了ー種用于對(duì)エ件加載溫度的方法，其中，エ件被容納在封閉容器中并且借助于氣體對(duì)流進(jìn)行對(duì)基板的退火。所述氣體通過(guò)調(diào)溫體被導(dǎo)入并且接著環(huán)繞流過(guò)待加熱的エ件。該方法允許到エ件上的非常均勻的熱傳遞，但是要求存在退火流體。此外，對(duì)于大面積的エ件來(lái)說(shuō)則僅可非常困難地以較大的単位面積功率OiOW/cm2)實(shí)現(xiàn)快速加熱(>1° C/s)o在文獻(xiàn)EP 662247B1中描述了ー種用于制造薄膜太陽(yáng)能電池的兩階段方法，在該方法中進(jìn)行熱處理。為了在基板上形成銅銦硒(CIS)半導(dǎo)體層，首先將構(gòu)成半導(dǎo)體的組分Cu，In和Se以元素形式涂覆到設(shè)有Mo電極的基板上；接著將這種層式結(jié)構(gòu)共同加熱到大約400°C的處理溫度，其中形成了 CIS半導(dǎo)體層。該層式結(jié)構(gòu)的熱處理在此以這樣的方式實(shí)現(xiàn)，即，在退火過(guò)程期間保持構(gòu)成組分所期望的的分壓力。為了保證這一點(diǎn)，具有所述層式結(jié)構(gòu)的基板在保護(hù)氣體條件下被鎖閉在封閉容器、例如石墨箱中，并且在該容器中利用加熱裝置、例如鹵素?zé)魜?lái)加熱。所述封閉容器保證了，在退火過(guò)程期間不會(huì)泄漏任何組分，并由此在基板上形成具有期望的化學(xué)計(jì)量比的黃銅。石墨具有高的發(fā)射能力及高的導(dǎo)熱能力，并且因此可快速及高效地接收由鹵素?zé)舭l(fā)出的輻射并輸出到包含在石墨箱中的層式結(jié)構(gòu)上。可選地還提供了，借助于光學(xué)手段來(lái)加熱所述層式結(jié)構(gòu)，并在此將其包圍在由透明材料、例如石英制成的容器中。當(dāng)采用在文獻(xiàn)EP 662247B1中描述的用于熱處理大面積的多層體的容器吋，則-尤其是在快速加熱時(shí)-產(chǎn)生向多層體的各単一層不均勻熱輸入的危險(xiǎn)，這可能造成層的撕裂或斷裂。為了避免這種問(wèn)題，文獻(xiàn)DE 19936081A1提供了，設(shè)置多個(gè)能量源用于加熱，借助于所述能量源可對(duì)多層體的各單ー層獨(dú)立進(jìn)行加熱。為此，在待加熱的層與為其配置的能量源之間布置透明體，所述透明體的傳遞及吸收性能與相應(yīng)的層相匹配。所述調(diào)溫體例如可由玻璃陶瓷制成，所述玻璃陶瓷吸收并傳遞大部分的熱輻射。因此，在熱處理期間出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)カ應(yīng)保持得盡可能小。尤其可將多層體布置在封閉容器中，所述容器的朝向能量源的壁由透明體構(gòu)成。在同類的文獻(xiàn)US 6, 703, 589B1描述了一種用于在有毒的和/或腐蝕性氣體環(huán)境中熱處理工件的處理室。所述處理室包括外部腔室，封閉的熱處理內(nèi)腔被布置在所述外部腔室中，待退火的工件被引入所述熱處理內(nèi)腔中。所述處理室還包括加熱裝置，借助于所述加熱裝置可加熱熱處理內(nèi)腔及其中包含的工件。因此，由上述步驟公開了用于熱處理基板的多種方法和裝置。在此，所述熱處理內(nèi)腔的壁通常由吸收并傳遞熱輻射的材料(例如石墨或玻璃陶瓷)制成。這樣造成，大部分導(dǎo)向熱處理內(nèi)腔的功率對(duì)所述腔的壁加熱，這可能在短的循環(huán)時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致所述壁的過(guò)熱。此夕卜，一部分功率穿過(guò)熱處理內(nèi)腔的壁向外輻射。那么這特別在熱處理內(nèi)腔被另外的腔室、例如真空腔包圍時(shí)是有問(wèn)題的，因?yàn)槠鋾?huì)經(jīng)歷加熱，所述加熱可導(dǎo)致真空容器及其中包含的敏感組件的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供用于尤其是在使用硒的情況下熱處理基板的熱處理內(nèi)腔，所述熱處理內(nèi)腔能夠?qū)崿F(xiàn)，高效地且在非常短的時(shí)間內(nèi)將大量熱能引入到基板上，而不會(huì)導(dǎo)致熱處理內(nèi)腔、尤其是腔壁的過(guò)熱。此外，提供處理腔，所述處理腔能夠?qū)崿F(xiàn)在保護(hù)氣 體環(huán)境下和/或在真空中對(duì)基板的熱處理。所述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。有利的技術(shù)方案是從屬權(quán)利要求的主題。以下提供用于熱處理基板的熱處理內(nèi)腔，其具有包圍熱處理內(nèi)腔的內(nèi)部空間的腔壁，具有用于在熱處理期間支承基板的支承裝置并且具有用于將能量引入熱處理內(nèi)腔中的能量源，其中，所述腔壁內(nèi)側(cè)的至少一部分被構(gòu)造用于反射由能量源引入的功率，其特征在于，所述腔壁內(nèi)側(cè)的至少一部分由至少高反射紅外線輻射的材料制成。通過(guò)使所述壁的內(nèi)側(cè)由至少反射紅外線輻射的材料構(gòu)成，有利地實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)有技術(shù)相比簡(jiǎn)化且成本低廉的生產(chǎn)作業(yè)。在下文中，將具有>60%、優(yōu)選>80%，特別優(yōu)選>90%的反射率的材料稱為是高反射的。這類反射率的值優(yōu)選被設(shè)置在250nm至3000nm之間、優(yōu)選在600nm至2000nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。所述材料直到200°C、優(yōu)選直到500°C，特別優(yōu)選直到900°C都是熱穩(wěn)定的。優(yōu)選地，所述材料與在熱處理時(shí)使用的基板、例如硒相比是惰性的。在另一種實(shí)施方案中，在熱處理期間在其中接收基板的熱處理內(nèi)腔包括冷卻裝置，借助于所述冷卻裝置可冷卻熱處理內(nèi)腔的腔壁。借助于所述冷卻裝置，熱處理內(nèi)腔可相對(duì)周圍環(huán)境被熱屏蔽，在該熱處理內(nèi)腔內(nèi)部在熱處理期間借助于能量源產(chǎn)生高的溫度。此夕卜，所述冷卻裝置排出被導(dǎo)入腔壁中的熱能并且從而阻止熱處理內(nèi)腔的過(guò)熱。該冷卻裝置優(yōu)選被構(gòu)造為用于具有高比熱的液態(tài)或氣態(tài)冷卻介質(zhì)、尤其是油的冷卻循環(huán)回路，所述冷卻介質(zhì)通過(guò)熱處理內(nèi)腔的腔壁循環(huán)。為此，所述熱處理內(nèi)腔的腔壁至少區(qū)段性地設(shè)有冷卻通道，通過(guò)所述通道導(dǎo)送冷卻介質(zhì)。所述熱處理內(nèi)腔的所有腔壁都應(yīng)設(shè)有冷卻通道，使得可在所有側(cè)面上限制或降低熱處理內(nèi)腔向外部腔室方向的熱輻射。所述冷卻通道可呈蛇曲型地在熱處理內(nèi)腔的腔壁中延伸；在此，冷卻通道優(yōu)選以這種方式被布置，即，冷的冷卻介質(zhì)被導(dǎo)入在熱處理期間被最強(qiáng)烈地加熱的腔壁區(qū)域中，并且從該處被傳送到對(duì)熱要求不太強(qiáng)的腔壁區(qū)域中。當(dāng)在所述熱處理內(nèi)腔的內(nèi)部應(yīng)產(chǎn)生非常高的溫度(>500°C及直到2000°C及更高)吋，則熱處理內(nèi)腔以及位于其中的組件承受高熱及腐蝕性的負(fù)荷；為此選擇的材料因此必須具有高的耐熱性且尤其針對(duì)硒來(lái)說(shuō)是抗腐蝕性的。適合用于熱處理內(nèi)腔的腔壁的材料尤其是耐高溫的鋼，但是所述鋼通常具有相對(duì)小的導(dǎo)熱能力。優(yōu)選的是奧氏體不銹鋼AISI316L。為了保證在熱處理內(nèi)腔的腔壁中通過(guò)冷卻通道循環(huán)的冷卻介質(zhì)能夠高效地排出熱量并且不產(chǎn)生大的溫度梯度，有利的是，所述冷卻通道被構(gòu)造為具有矩形的橫截面。相鄰的冷卻通道通過(guò)隔板分開，所述這些隔板的寬度優(yōu)選為冷卻通道的寬度的20%至80%。借助相對(duì)小的隔板寬度實(shí)現(xiàn)了，將入射的熱量功率通過(guò)具有相對(duì)大的橫截面的短的路徑帶入冷卻介質(zhì)，其中，同時(shí)可達(dá)到足夠大的機(jī)械穩(wěn)定性。所述隔板的高度被確定，用于使足夠多的冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻通道，以使得冷卻介質(zhì)中的溫度差保持足夠小。優(yōu)選地，所述隔板的高度為冷卻通道的寬度的20%至80%。優(yōu)選地，用于加熱在熱處理內(nèi)腔中的基板的能量借助于加熱裝置被輸入，所述加熱裝置發(fā)出紅外線范圍內(nèi)的電磁輻射并且被布置在熱處理內(nèi)腔中。示例性地，所述加熱裝置可通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)可加熱的石英棒構(gòu)成，所述石英棒伸入到熱處理 內(nèi)腔中。優(yōu)選地，設(shè)置多個(gè)石英棒，這些石英棒被彼此平行地并且平行于基板面地布置。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)基板的底面和頂面的均勻加熱，石英棒可不僅布置在基板面的上方而且還可布置設(shè)置在基板面的下方?？蛇x地，加熱能量例如可通過(guò)在紅外線、可見(jiàn)光或紫外線的光譜范圍內(nèi)的激光輻射產(chǎn)生，所述激光輻射通過(guò)適當(dāng)?shù)拇哎韺?dǎo)入熱處理內(nèi)腔中。所述熱處理內(nèi)腔根據(jù)其作用應(yīng)是可封閉的容器，使得在熱處理基板期間，熱處理內(nèi)腔的內(nèi)部空間被腔壁完全包圍并且加熱裝置將其熱能僅僅輻射到熱處理內(nèi)腔中，而不輻射到位于熱處理內(nèi)腔外部的區(qū)域中。用于為加熱裝置供電的引線(纜線等)可以是絕熱的，用以使自熱處理內(nèi)腔的能量外流中的局部不均勻性保持得盡可能小。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)所述熱處理內(nèi)腔的內(nèi)部空間的盡可能快速、有效的加熱以及為了保持傳遞到腔壁中的熱功率的份額盡可能低，可在熱處理內(nèi)腔的內(nèi)部空間中布置反射裝置。優(yōu)選地，至少熱處理內(nèi)腔的朝向內(nèi)部區(qū)域的腔壁面由在從可見(jiàn)光至2000nm或3000nm的遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高反射率的材料制成。當(dāng)借助紅外線輻射器(例如石英棒)輸入能量時(shí)，則優(yōu)選至少在紅外線輻射器的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高的反射。作為腔壁材料的表面材料可使用例如不銹鋼、鑰、金、氮化物，例如氮化鈦、氮化硅或漫射-高反射熱塑性塑料(例如由Labsphere公司以Spectralon而公知的壓制PTFE,其在高至400%的溫度下仍具熱穩(wěn)定性，具有250nm至2500nm的有效光譜范圍并且在400nm與1500nm之間具有99%的反射率及在250nm與2500nm之間具有大于95%的反射率)。有利地，所述熱處理內(nèi)腔的內(nèi)壁設(shè)有反射裝置，所述反射裝置針對(duì)饋入內(nèi)部空間中的熱功率隔蔽腔壁。優(yōu)選地，設(shè)有由至少高反射紅外線輻射的材料制成的中間反射壁或者設(shè)有由這類材料制成的并且朝向內(nèi)部區(qū)域的中間反射壁面，所述壁面在熱處理內(nèi)腔朝向內(nèi)部區(qū)域的壁面之前，并優(yōu)選利用其背面與熱處理內(nèi)腔朝向內(nèi)部區(qū)域的壁面間隔開地布置。當(dāng)使用中間反射壁，則布置在其后面的熱處理內(nèi)腔的腔壁具有例如在40%至60%的較小反射率。其它的反射裝置可被構(gòu)造成這種方式并布置在熱處理內(nèi)腔中，S卩，所述反射裝置將加熱基板的電磁輻射(例如紅外線輻射)聚焦到基板上。此外，可設(shè)置(附加的)可運(yùn)動(dòng)的(例如可擺動(dòng)的)反射器板，所述反射器板局部地影響射入基板中的功率。借助這種反射器板尤其是可實(shí)現(xiàn)在基板邊緣區(qū)域中的溫度曲線均勻化。為了優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)射入基板上的能量的進(jìn)一步均勻化，可在基板與熱處理內(nèi)腔的已冷卻的腔壁之間布置部分透明的(例如由玻璃陶瓷制成的)中間反射裝置。為了將所述基板導(dǎo)入及導(dǎo)出熱處理內(nèi)腔，根據(jù)該目的設(shè)置可閉合的開口，所述開口的橫截面與基板的形狀相匹配；在用于處理扁平基板的設(shè)備中，所述開口被構(gòu)造為縫槽狀的。此外，可在所述熱處理內(nèi)腔的內(nèi)部設(shè)置用于支撐及用于將基板輸送到熱處理內(nèi)腔中的輸送裝置。應(yīng)將支承裝置構(gòu)造為輸送裝置，基板在熱處理內(nèi)腔中進(jìn)行熱處理期間支承在所述支承裝置上。當(dāng)所述熱處理是介于兩個(gè)要求真空或使用不同的加工氣體的其它處理步驟之間的中間步驟時(shí)，則通常在加工技術(shù)上有利的是，在真空容器的內(nèi)部進(jìn)行所述熱處理，使得在熱處理之前或之后不會(huì)出現(xiàn)由于抽真空而造成的額外消耗。適合這種加工的處理腔包括具有冷卻的腔壁的熱處理內(nèi)腔，所述熱處理內(nèi)腔被布置在外部腔室、尤其是真空腔的內(nèi)部空間中。通過(guò)冷卻的腔壁將熱處理內(nèi)腔的熱的內(nèi)部空間相對(duì)于真空腔進(jìn)行熱絕緣。以此方式 確保了，通常對(duì)溫度非常敏感的真空腔的組件即使在進(jìn)行高溫?zé)崽幚頃r(shí)(尤其是在>500°C時(shí))也不會(huì)產(chǎn)生損壞。布置在所述外部腔室內(nèi)部空間中的熱處理內(nèi)腔借助于間隔墊片支撐在外部腔室的腔壁上，所述間隔墊片由具有低導(dǎo)熱能力的材料制成。當(dāng)為了冷卻熱處理內(nèi)腔而-如上所述地-使用冷卻劑循環(huán)回路時(shí)，則應(yīng)該使用管路，用以將所述冷卻介質(zhì)向熱處理內(nèi)腔的腔壁導(dǎo)入及導(dǎo)出，所述管路在間隔墊片的內(nèi)部延伸。根據(jù)本發(fā)明的處理腔的構(gòu)造允許高效地?zé)崽幚砘澹谒鎏幚砬恢锌稍诙虝r(shí)間內(nèi)將高能量輸入引入基板中，而不會(huì)造成包圍加熱腔的外部腔室(真空腔)的過(guò)熱。即使在>15ff/cm2的大單位面積功率入射到基板上時(shí)，所述熱處理內(nèi)腔的內(nèi)部空間也相對(duì)外部腔室被有效地?zé)崞帘瘟恕?br>

以下根據(jù)在附圖中示出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中示出了 圖I是具有外部腔室和熱處理內(nèi)腔的、用于基板熱處理的處理腔的橫向透視截面圖；圖2是根據(jù)圖I中截面的熱處理內(nèi)腔的腔壁的細(xì)部圖。
具體實(shí)施例方式在附圖中相互對(duì)應(yīng)的元件被標(biāo)示以相同的標(biāo)記標(biāo)號(hào)。所述附圖示意性地表示實(shí)施例，并且不與本發(fā)明的特定參數(shù)重復(fù)。此外，所述附圖僅僅用于闡述本發(fā)明有利的實(shí)施方案，而并不應(yīng)將其理解為所述附圖限制了本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖I和2示出了用于熱處理基板20的處理腔I的透視截面圖。此處所述“基板”的概念應(yīng)被理解為任何待處理的、待涂覆的和/或已被涂覆的物體，也即不僅可以是像這樣的(可能被預(yù)處理的)載體材料還可以是具有單重或多重涂層的載體材料。在圖I和2的實(shí)施例中，所述基板是扁平狀的工件，所述工件的面積可介于幾平方厘米與幾平方米之間。優(yōu)選地，所述基板20也可被安置在用于熱輻射的半透明的基板箱中，其優(yōu)選具有由玻璃陶瓷制成的箱壁和用干支承箱壁的石墨框架?！盁崽幚怼睉?yīng)被理解為每個(gè)伴隨有對(duì)基板的加熱的エ藝或エ藝步驟。所述處理腔I包括可被抽真空的真空腔(外部腔室)2，在所述真空腔的內(nèi)部空間22中布置熱處理內(nèi)腔3。所述熱處理內(nèi)腔3被構(gòu)造為具有腔壁10的可封閉的容器23，所述腔壁優(yōu)選從所有側(cè)面上包圍熱處理內(nèi)腔3的內(nèi)部空間24。但是，所述熱處理內(nèi)腔3并不需被氣密地封閉；相反，所述熱處理內(nèi)腔3的內(nèi)部空間24可例如借助于外部腔室2被吹洗或抽真空。優(yōu)選地，所述腔壁10的內(nèi)側(cè)由至少高反射紅外線輻射的金屬材料制成。此外優(yōu)選的是，所述腔壁10、尤其是腔壁的內(nèi)側(cè)由高耐熱性的材料制成，并且尤其針對(duì)硒來(lái)說(shuō)是抗腐蝕的。用于所述熱處理內(nèi)腔3的壁10的適合材料尤其是耐高溫的鋼、例如奧氏體不銹鋼AISI 316L。所述處理腔I用于在多級(jí)制造加工過(guò)程中對(duì)基板20的熱處理。相應(yīng)地，所述外部腔室2具有輸入閘口和輸出閘ロ 4，通過(guò)所述閘ロ，基板20可自之前(在附圖中未示出)的加工級(jí)被導(dǎo)入處理腔I中，并且自處理腔I繼續(xù)輸送至其他之后(在附圖中未示出)的加工 級(jí)中。在所述熱處理內(nèi)腔3的兩個(gè)彼此相対的端面上設(shè)有可封閉的縫槽狀開ロ(未示出)，用以將基板20向熱處理內(nèi)腔3中導(dǎo)入及導(dǎo)出。所述熱處理內(nèi)腔3設(shè)有可受控或受調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)?，用以支承及輸送所述基板20，所述輥?zhàn)颖恢С性跓崽幚韮?nèi)腔3的腔壁10中的圓形開ロ 9中。所述熱處理內(nèi)腔3具有帶有加熱裝置11’的能量源11，用以加熱基板20，在圖I和2的實(shí)施例中所述加熱裝置由可加熱的石英棒12構(gòu)成，所述石英棒穿過(guò)熱處理內(nèi)腔3的腔壁10中的凹槽13導(dǎo)入內(nèi)部空間24中。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在圖I和2中僅分別示出了ー個(gè)唯一的石英棒12 ;但是，示出在基板平面上方及下方的腔壁10中的多個(gè)凹槽13就顯示出設(shè)有多個(gè)平行于基板平面配備的石英棒12，借助所述石英棒可將基板自下及自上進(jìn)行加熱?？蛇x地或附加地，熱能例如可以以(脈沖的)電磁輻射的形式通過(guò)窗ロ被弓I入所述熱處理內(nèi)腔3中。所述熱處理內(nèi)腔3設(shè)有冷卻裝置14，用以將外部腔室2的熱負(fù)載保持最小，借助于所述冷卻裝置可排出由能量源11散發(fā)到腔壁10上的熱量(至少大部分)。所述冷卻裝置14因此將熱處理內(nèi)腔3的熱的內(nèi)部空間相對(duì)于外部腔室2進(jìn)行熱屏蔽。所述冷卻裝置14包括用于液態(tài)冷卻介質(zhì)(例如油)的冷卻循環(huán)回路15，所述冷卻介質(zhì)通過(guò)熱處理內(nèi)腔3的腔壁10中的冷卻通道16循環(huán)。所述冷卻裝置14還包括(在圖中未示出的)泵以及熱交換器，借助于所述熱交換器可將自冷卻通道16回流的、變熱的冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，之后它被重新輸入到熱處理內(nèi)腔3的冷卻通道16中。所述冷卻通道16在腔壁10的內(nèi)部蛇曲形地延伸。熱處理內(nèi)腔的腔壁10由耐高溫的鋼制成，用以能夠承受>500°C的溫度。這種鋼具有低導(dǎo)熱能力，因此必須采取ー些特別措施，以便可實(shí)現(xiàn)均勻的腔壁的熱量分布；所述冷卻通道16具有近似矩形的橫截面輪廓。相鄰的冷卻通道16通過(guò)隔板18被隔開，所述隔板的寬度19小于冷卻通道16的寬度17 ;通常所述隔板寬度19為通道寬度17的20%至80%。通過(guò)小的隔板寬度19有效地避免了位于冷卻通道16之間的隔板區(qū)域18中的腔壁的局部加熱。此外，所述隔板高度18a為通道寬度17的20%至80%。所述熱處理內(nèi)腔3的腔壁10借助于間隔墊片26被緊固在外部腔室2上，優(yōu)選地通過(guò)這種方式，即每個(gè)腔壁10通過(guò)至少一個(gè)間隔墊片26被緊固在外部腔室2上。優(yōu)選地，所述腔壁10中的至少一個(gè)具有僅由一個(gè)間隔墊片26實(shí)現(xiàn)的單獨(dú)固定。所述間隔墊片26由具有低導(dǎo)熱能力的材料制成并且內(nèi)部是中空的；在所述間隔墊片的內(nèi)部區(qū)域中(在圖中未示出)設(shè)置導(dǎo)入及導(dǎo)出裝置，用于將冷卻液供給至冷卻通道16。為了盡可能快速、高效地加熱所述熱處理內(nèi)腔3的內(nèi)部空間24并且為了盡可能低地保持傳遞到腔壁10中的熱功率的份額，在熱處理內(nèi)腔3的內(nèi)部空間24中設(shè)有中間反射壁28，優(yōu)選所述中間反射壁與腔壁10間隔開。在圖I和2的實(shí)施例中，利用這樣的材料對(duì)所述腔壁10的內(nèi)側(cè)29進(jìn)行涂覆，所述材料在加熱裝置11’的波長(zhǎng)范圍中(這里在石英棒12輻射的紅外線區(qū)域中)具有高的反射能力(反射率)并且由此同樣被用作反射器。涂層例如由Spectralon——一種漫射-高反射的熱塑性塑料制成。此外，如在圖I中還示例性地顯示了，在所述內(nèi)部空間24的指定區(qū)域中、例如在角部中，設(shè)有其他反射器30，所述反射器作用導(dǎo)致針對(duì)加熱裝置11’的輻射對(duì)該區(qū)域進(jìn)行屏蔽，和/或?qū)⑦M(jìn)行加熱的紅外線輻射聚焦到基板20上。此外，可在所述熱處理內(nèi)腔3的腔壁10與基板20之間設(shè)有部分透明的中間反射器(例如由石英陶瓷制成)， 所述中間反射器具有高的熱穩(wěn)定性并且起到在空間上均勻化加熱的作用。在圖I和2的實(shí)施例中，自加熱裝置11 (石英棒12)到基板20上的熱傳遞優(yōu)于這樣的熱輻射?？蛇x地，可通過(guò)(在圖中未示出的)導(dǎo)入及導(dǎo)出裝置將保護(hù)氣體、尤其是惰性氣體導(dǎo)入熱處理內(nèi)腔3中，以便借助對(duì)流提高熱傳遞。在所述熱處理內(nèi)腔3中可設(shè)置(在圖中未示出的)用于溫度測(cè)量的裝置，例如配置在基板20上的高溫計(jì)，所述高溫計(jì)檢測(cè)自基板20散發(fā)的熱輻射。此外，可通過(guò)在冷卻劑循環(huán)回路15的入口和回流處進(jìn)行溫度測(cè)量來(lái)測(cè)定通過(guò)冷卻劑自腔壁10中排出的能量并將其與輻射入的能量進(jìn)行比較；這樣允許對(duì)所述熱處理內(nèi)腔3的熱平衡的連續(xù)監(jiān)控，以便檢測(cè)或者避免過(guò)熱。所述裝置尤其適用于薄膜太陽(yáng)能電池或薄膜太陽(yáng)能模塊的制造，所述電池或模塊具有由玻璃或石英制成的載體層，在所述載體層上涂覆了作為電極的Mo層以及由銅銦硒(CIS)-半導(dǎo)體或銅-銦-鎵-硫-硒化合物(CIGSSe)-半導(dǎo)體制成的功能層。附圖標(biāo)記列表I處理腔2外部腔室(真空腔)3熱處理內(nèi)腔8 輥?zhàn)?在熱處理腔的腔壁中的開口10熱處理腔的腔壁11能量源12可加熱的石英棒13腔壁中的凹槽(用于石英棒)14冷卻裝置15冷卻循環(huán)回路16冷卻通道
17冷卻通道寬度18 隔板18a隔板高度19隔板寬度20 基板22外部腔室的內(nèi)部空間23容器=熱處理腔24熱處理腔的內(nèi)部空間26間隔墊片28中間反射器29腔壁的內(nèi)側(cè)30反射器的邊緣區(qū)域
權(quán)利要求
1.用于熱處理基板(20)的熱處理內(nèi)腔(3)，所述熱處理內(nèi)腔具有包圍熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)的腔壁(10)， 所述熱處理內(nèi)腔(3)具有用于在熱處理期間支承基板(20)的支承裝置(8)及用于將能量引入所述熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)中的能量源(11)， 其中，所述腔壁(10)內(nèi)側(cè)的至少一部分被構(gòu)造用于反射由能量源(11)引入的功率， 其特征在于，所述腔壁(10)內(nèi)側(cè)的至少一部分由至少高反射紅外線輻射的材料制成。
2.尤其根據(jù)權(quán)利要求I所述的、用于熱處理基板(20)的熱處理內(nèi)腔(3)，所述熱處理內(nèi)腔(3)具有 包圍熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)的腔壁(10)， 用于在熱處理期間支承基板(20)的支承裝置(8)和 用于將能量引入所述熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)中的能量源(11)， 其特征在于， 設(shè)有用于冷卻所述腔壁(10)的至少一部分的冷卻裝置(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述腔壁(10)在多個(gè)側(cè)面上、優(yōu)選在所有側(cè)面上包圍熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述冷卻裝置(14)包括用于液態(tài)冷卻介質(zhì)、尤其是油的循環(huán)回路(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述熱處理內(nèi)腔(3)的至少一個(gè)壁(10)設(shè)有冷卻通道(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述熱處理內(nèi)腔(3)的至少80%的腔壁面和/或所有腔壁(10)設(shè)有冷卻通道(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述冷卻通道(16)蛇曲形地在熱處理內(nèi)腔(3)的腔壁(10)中延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述冷卻通道(16)具有近似矩形的橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中之一所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，相鄰的冷卻通道(16)通過(guò)隔板(18)被隔開，所述隔板的寬度(19)和/或高度(18a)為冷卻通道(16)的寬度(17)的 20% 至 80%。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述能量源(11)包括用于輸出熱能的加熱裝置(11’)，所述加熱裝置被布置在熱處理內(nèi)腔(3 )中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述加熱裝置(11’)由多個(gè)、優(yōu)選平行于基板面(20)延伸的石英棒(12)構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述石英棒(12)被布置在基板面(20)的兩側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至12中任一項(xiàng)所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，在所述熱處理內(nèi)腔(3)中設(shè)有用于反射由能量源(11)輻射入的功率的中間反射壁(28)和/或邊緣反射器(30)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述熱處理內(nèi)腔(3)的至少一個(gè)腔壁(10)和/或至少內(nèi)側(cè)(29)至少區(qū)段性地由耐高溫的和/或耐硒的和/或至少高反射紅外線輻射的材料、優(yōu)選不銹鋼、鑰、金、氮化物，氮化鈦、氮化硅或漫射-高反射的熱塑性塑料制成或包括這種材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述中間反射壁(28)和/或邊緣反射器(30)被構(gòu)造為所述中間反射壁和/或邊緣反射器將自能量源(11)輻射的功率聚焦到基板(20)上。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，在所述熱處理內(nèi)腔(3)的冷卻的腔壁(10)與基板(20)之間設(shè)置至少一個(gè)用于溫度均勻化的中間反射器(20”)。
17.根據(jù)權(quán)利要求2至16中任一項(xiàng)所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述熱處理內(nèi)腔(3)包括用于導(dǎo)入及導(dǎo)出基板(20)的可封閉的開口(6)。
18.根據(jù)權(quán)利要求2至17中任一項(xiàng)所述的熱處理內(nèi)腔(3)，其特征在于，所述熱處理內(nèi)腔(3 )與用于輸送基板(20 )的輸送裝置(8 )相連接，和/或所述基板(20 )被安置在基板箱中。
19.用于熱處理基板(20)的處理腔(1)，所述處理腔具有用于相對(duì)于周圍環(huán)境對(duì)基板(20 )進(jìn)行屏蔽的外部腔室(2 )，所述處理腔(I)具有 用于在熱處理期間容納基板(20)的、布置在外部腔室(2)中的熱處理內(nèi)腔(3)， 用于將能量引入熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)中的能量源(11)， 其特征在于，所述處理腔(I)包括用于冷卻熱處理內(nèi)腔(3)的腔壁(10)的至少一部分的冷卻裝置(14)，和/或所述熱處理內(nèi)腔(3)包括腔壁(10)，其中所述腔壁(10)的內(nèi)側(cè)的至少一部分由至少高反射紅外線輻射的材料制成，用以反射由能量源(11)引入的功率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的處理腔(1)，其特征在于，所述熱處理內(nèi)腔(3)借助于間隔墊片(26)被緊固在外部腔室(2)上。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的處理腔(I)， 其特征在于， 所述冷卻裝置(14)包括用于液態(tài)冷卻介質(zhì)、尤其是油的循環(huán)回路(15)， 以及所述間隔墊片(26)具有用于導(dǎo)入及導(dǎo)出冷卻介質(zhì)的中空腔(27)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)所述的處理腔(1)，其特征在于，所述外部腔室(2)
是真空腔。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于熱處理基板(20)的熱處理內(nèi)腔(3)，其具有包圍熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)的腔壁(10)，具有用于在熱處理期間支承基板(20)的支承裝置(8)及具有用于將能量引入熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)中的能量源(11)，其中，所述腔壁(10)內(nèi)側(cè)的至少一部分被構(gòu)造用于反射由能量源(11)引入的功率，其中規(guī)定了，所述腔壁(10)內(nèi)側(cè)的至少一部分由至少高反射紅外線輻射的材料制成。此外，本發(fā)明涉及用于熱處理基板(20)的熱處理內(nèi)腔(3)，其具有包圍熱處理內(nèi)腔(3)的內(nèi)部空間(24)的腔壁(10)，具有用于在熱處理期間支承基板(20)的支承裝置(8)及具有用于將能量引入熱處理內(nèi)腔內(nèi)部空間(24)中的能量源(11)，其中，設(shè)有用于冷卻所述腔壁(10)的冷卻裝置(14)。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102859646SQ201180019194
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者A·卡斯帕瑞, S·漢高, J·特魯布, S·史蒂勒, M·福范格爾 申請(qǐng)人:萊博德光學(xué)有限責(zé)任公司, 法國(guó)圣戈班玻璃廠