CN103765568A - 用于热处理衬底的设备和其中检测测量数据的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于热处理衬底的设备(100)和在所述设备(100)内用于检测测量数据的方法，其中所述设备(100)包括至少一个可加热的室(102)、载体系统(108)、传感器装置(112)和独立于载体系统(108)的执行器(111)。这里载体系统(108)设计用于承载衬底，其中，传感器装置(112)另外设置用于与数据检测和/或数据存储装置耦连。执行器(111)在此与传感器装置(112)耦连并且设置用于在可加热的室(102)内定位传感器装置(112)。

Description

用于热处理衬底的设备和其中检测测量数据的方法
技术领域
本发明涉及一种用于热处理衬底的设备和用于在这样的设备内检测测量数据的方法。 
背景技术
热处理在许多工业处理中被应用。其特别在半导体技术中具有大的意义，例如在制造光伏电池时。 
在制造太阳能电池时半导体晶片一般经历三种金属化镀膜处理：总线金属化镀膜处理、铝背面接触金属化镀膜处理、和正面接触金属化镀膜处理。金属化镀膜处理用于半导体晶片的接触并且建立对半导体晶片的施主掺杂的区域的接触。 
接触处理一般分三级：在第一步骤例如借助一种印刷方法，例如丝网印刷，在要接触的表面上涂敷形式为要建立的触点的含金属的凝胶体。由此触点可以作为接触栅构成或者在半导体晶片的要接触的表面的全部面上涂敷。通过添加要在凝胶体中掺入的有机溶剂和粘接剂，在这种情况下保证，接触凝胶体至少在涂敷期间是黏稠的。 
在第二步骤把在半导体晶片上涂敷的凝胶体在大约250℃的温度下干燥，使得在凝胶体内包含的溶剂和粘接剂蒸发。 
在第三步骤使要接触的半导体晶片经受200到400℃的温度，在该温度下在凝胶体内包含的剩余的有机物质无残渣地燃烧。接着在600到1000℃的温度下短时(数秒)地烧结凝胶体。在该第三步骤中进行半导体晶片和金属凝胶体之间的真正的触点形成并且触点的导电性在烧结过程期间构成。 
在接触半导体晶片时必须注意，一方面半导体晶片和触点之间的结电阻应该低，另一方面，正如在太阳能电池的情况下，半导体晶片的有效的作用面的尽可能小的部分由触点覆盖。这点特别在为太阳能电池在朝向入射光的侧面上制造触点时成立，因为这些触点由于入射光的反射或者吸收遮挡半导 体材料。 
在这种情况下在金属化期间需要的温度曲线对于太阳能电池的质量和要得到的效率起决定的作用。除构成热处理的温度时间曲线的所谓的纵向曲线外，横向曲线(所谓的交叉曲线)表示在加热设备的宽度上的温度分布。纵向曲线一般具有温度分布的一个尖峰，其在快速生火设备的情况下可以直到1000℃并且表示燃烧过程，而横向曲线应该反应沿加热设备的宽度尽可能均匀的温度分布。特别感兴趣的是还可以在围绕该尖峰的周围环境中检测温度分布，或者在包括该尖峰的测量体积内检测温度分布。 
燃烧过程通常在连续式加热炉内进行，它具有多个加热区以及一个冷却段。在这种情况下半导体晶片位于一个金属履带上通过加热炉传送。通常加热元件在该带之上或之下设置。在大生产率制造过程中在干燥设备和生火设备中部分地使用多道连续式加热炉。一种典型的干燥设备可以由五个红外线区和一个中心的对流区的组合组成。在单个的加热区内温度独立于其他加热区被控制，由此能够在设备内部建立预先规定的温度曲线。这里必须注意，传送带在连续式加热炉内通过它自己的热容量参与决定温度分布。 
半导体晶片的接触的质量通过电气的和机械的触点构成来确定，同时其中不允许对半导体晶片形成任何损坏。这在接触太阳能电池的前面时特别重要，其中损坏可能导致短路，从而强烈地负面影响太阳能电池的效率。 
因此，确定加热炉和/或设备的纵向和横向的温度曲线和在加热炉或者设备内调整希望的温度分布并且保持具有重要的意义。 
从专利文献DE10325602B3中获知一种用于温度调整处理的方法，其中半导体晶片的温度在反应室内借助高温计无接触地测量。该高温计在反应室外固定设置，并且检测从半导体晶片的一侧辐射的穿过观察窗的射线。也就是说在这种测量方法中仅半导体晶片的一侧的温度在通过观察窗预先规定的点能够检测。然而不能够在反应室内沿任意的测量点以独立于要处理的半导体晶片的方式检测温度曲线。 
专利说明书DE102007020176A1公开了一种用于温度曲线测量的测量系统，其中具有阻抗匹配的探针天线的温度传感器借助传送带移动通过加热炉。在连续式加热炉中设置测试天线，它测试通过传感器确定的温度和传感器的位置。 
根据另一种进一步扩展的技术，单个测量晶片被传送通过连续式加热 炉。为温度检测大多使用热电偶和数据显示装置。在这种情况下热电偶要么仅借助一种机械的张力在一个作为测量晶片作用的硅晶片上接触，要么借助适宜的粘接材料在其上固定。一般热电偶在硅晶片上的接触容易出现问题，因为硅晶片脆而且非常薄(约为180μm)。借助张力的机械式固定具有这样的问题，即它在设备中出现高的温度的情况下容易松动。粘接材料会在测量位置上改变热容量并且会使温度测量结果错误。 
为确定沿硅晶片的宽度的温度分布，一个热电偶还不够。经常在硅晶片上固定三个热电偶并且硅晶片上单个热电偶测量位置之间确定的温度差表示温度分布的均匀性的程度。晶片上设置的每一个单个的热电偶在温度检测时产生独特的具有温度偏差的温度曲线，然而校准的花费非常大，也很困难。平日多放弃校准，由此测量结果容易带有相对大的系统性错误。 
此外通过热电偶产生的温度曲线的数目会被这样限制，即在一个晶片上仅能固定依赖于晶片的宽度的数目的热电偶。通常在一个晶片上固定一到四个热电偶。 
硅晶片特别通过防反射涂敷而具有不同的反射和吸收特性。局部不同的反射和吸收特性能够极大地影响单个热电偶的测量。 
通常在确定温度分布时重复把同一测量晶片在设备的传送系统上放置并且借助该传送系统移动通过设备，以便得到可重复的结果。因为将装备有热电偶的硅晶片用作测量晶片，所以重复测量的次数被硅晶片的寿命所限制。由于传送带的非常高的传送速度(每分钟4到6米)进一步存在测量晶片能够被容易地损坏的危险。以可再生的方式重复测量也很困难。 
但是不仅设备中的温度曲线对衬底的热处理值得关注，而且其他的测量数据也值得关注，例如表示对流流动的流动行为或者设备的振动的数据。加热炉内的对流流动的数据对于调整预先确定的温度曲线极为重要，与此相对，振动的检测可以提前识别衬底通过振动损坏的危险。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于衬底的热处理的设备，其在确定该设备内的测量数据时能够避免现有技术的缺点。此外本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种用于在这样的设备中检测测量数据的有效率的方法，其能够解决现有技术的问题。 
根据本发明，所述技术问题通过用于热处理衬底的设备解决，其中，该设备包括至少一个可加热的室；载体系统，其设计用于承载衬底并且作为传送系统；传感器装置，其设置用于与数据采集和/或数据存储设备耦连；和独立于载体系统的执行器，其与传感器装置耦连并且设置用于在可加热的室内定位传感器装置。该设备具有设置用于驱动和定位传感器装置的执行器和与其独立的用于承载衬底的载体系统，由此传感器装置的定位可以独立于载体系统进行。由此提供一种独立于衬底的处理执行的测量系统的设备，并且测量体积不被载体系统限制。 
在另一种有利的实施方式中可加热的室是连续式加热炉。因此能够以简单的方式缩短加热炉的给料时间和放大设备的传送量。 
根据另一种有利的实施方式，所述设备另外具有控制设备，其设置用于机电地控制执行器，使得传感器装置可沿至少一个预先规定的移动路径移动和定位。由此能够以预先给定的方式自动地定位传感器装置，同时改善定位的可重复性。 
根据另一种有利的实施方式，至少一个移动路径沿垂直于通过方向的方向延伸。由此能够借助唯一的传感器检测横向曲线。 
根据另一种有利的实施方式，移动路径沿通过方向或逆向于通过方向延伸。通过行驶路径沿通过方向或者逆着通过方向延伸，能够沿通过方向或者逆着通过方向检测测量数据，例如温度的纵向曲线。 
在另一种有利的实施方式中，控制设备设置用于连续地驱动传感器装置。传感器装置沿移动路径的连续的定位能够使得沿移动路径用短的时间检测测量数据。由此能够进行持续的状态监视。 
根据另一种有利的实施方式，控制设备设计用于步进地移动传感器装置。由此能够在离散数目的测量位置通过传感器装置检测测量数据。例如在控制设备连同它的周围环境处于热平衡之后，可以检测位于测量位置的温度。传感器装置可设置在彼此间隔的测量位置，并且测量数据可以在彼此间隔的测量位置上以较短的时间检测。例如能够减小传感器装置的热容量对温度检测的影响。 
根据另一种有利的实施方式，载体系统设计为链引导的传送系统。它允许把在载体系统之上或之下甚或在传感器系统的链之间设置的传感器装置定位在测量位置，因为在室内不出现热源的任何“遮挡”。 
根据另一种有利的实施方式，执行器包括可伸缩延长的设备，在它的一端设置传感器装置并且该设备与执行器连接。通过该可伸缩延长的设备能够在设备中实现传感器装置的灵活的和可重复的定位。 
根据另一种有利的实施方式，传感器装置设置在由硅或者具有与硅可比的热特性的材料构成的衬底上。该实施方式使得能够由传感器装置检测测量数据，测量数据例如是在热处理期间在衬底的附近出现的温度。 
根据另一种有利的实施方式，传感器装置包括至少一个温度传感器和/或至少一个振动传感器和/或至少一个流动传感器和/或至少一个光传感器。振动传感器使得能够检测设备中的振动。流动传感器可以用于检测设备内的对流流动，而温度传感器提供检测设备内的温度曲线的可能性。 
根据另一种有利的实施方式，传感器装置具有热电偶，由此能够简单地构造传感器装置。因为该传感器装置仅具有一个测量点，所以测量偏差小。 
根据另一种有利的实施方式，传感器装置具有行排列的热电偶。该结构使得能够快速地检测测量体积内的温度分布并且提高分辨率。 
根据另一种有利的实施方式，传感器装置具有在平面内的二维排列的热电偶。该结构允许缩短测量时间和提高分辨率。 
根据另一种有利的实施方式，在执行器和传感器装置之间设置热隔离的屏蔽体。屏蔽体设置在执行器和传感器装置之间，这能够保护执行器不受传感器装置所处的温度的影响。由此能够延长设备的寿命。 
根据另一种有利的实施方式，执行器设计用于使传感器装置围绕轴线转动。这使得能够以简单的方式在可加热的室内灵活地和精确地定位传感器装置。 
根据另一种有利的实施方式，执行器包括一个XYZ线性定位系统。XYZ线性定位系统的提供使得能够在一个容积内简单地定位传感器装置。与此相应测量数据的检测，例如温度分布，不限于通过载体系统规定的平面。 
根据另一种有利的实施方式，所述设备另外包括编码器，其为设计用于确定传感器装置的位置。通过提供编码器能够确定传感器装置相对于可加热的室的位置。该编码器例如可以由标记装置构成，该标记装置安置在可加热的室上和/或在控制设备上和/或执行器上。另外可以，该编码器发射定向的信号，并且能够通过该信号的运行时间的测量进行传感器装置的定位。另外编码器可以通过一个系统构成，该系统包括一个在传感器装置的附近设置的 发射器和一个包围尽可能大的测量体积的接收器设备。 
根据另一种有利的实施方式，执行器设置在至少一个可加热的室的入口或者出口上。在这种情况下传感器装置可以移入该室内或者可以从该室内移出。这使得能够在需要时把传感器装置放入室内并且使其经受室内居支配地位的温度，同时传感器装置可以在室外设置，只要不需要在室内进行测量。通过传感器装置不必要持久地经受高的温度，能够提高传感器装置的寿命。另外执行器设置在可加热的室的入口和/或出口处具有这样的优点：它容易进入而不必暴露在高的温度下。 
根据一种有利的实施方式，所述设备表示用于制造太阳能电池的金属化镀膜设备内的干燥和/或加热设备或者混合加热炉。因为太阳能电池的质量与在干燥和/或加热设备内居支配地位的温度曲线紧密关联，所以本设备能够以极为有效率的方式改善用于制造太阳能电池的金属化镀膜设备或者已知的混合加热炉。 
在上述用于检测测量数据的测量系统中存在优点：该测量系统不仅可以在生产停止期间使用，而且也能够在生产期间使用。由此能够避免在生产太阳能电池时不可接受的失效。 
上述测量系统具有优点：用它执行的测量能够非常快地执行。 
上述测量系统具有优点：它非常容易校准。 
上述测量系统具有优点：在重复测量时测量结果不出现大的偏差。 
上述测量系统具有优点：它能够在可自由规定的测量体积内设置并且能够在可自由规定的测量体积内检测测量数据。 
上述测量系统具有优点：它非常结实并且具有长的寿命。 
根据本发明的另一种有利的实施方式，提供一种在根据上述实施方式之一的设备中检测测量数据的方法。该方法包括在所述设备内设置要处理的衬底；沿通过方向传送衬底和在可加热的室内定位传感器装置。在这种情况下传感器装置的定位沿通过方向和/或横向于通过方向进行。该方法对在可加热的室内、在同时通过该设备传送要处理的衬底的情况下、获取测量数据例如温度分布特别有利。 
根据另一种有利的实施方式，如此进行传感器装置沿通过方向的定位，使得传感器装置相对于被传送的衬底沿通过方向一起运动。这使得能够在衬底的高度上沿纵向和/或横向进行测量数据例如温度曲线的检测，而不必传送 衬底。此外由此还能够在设备的运行期间在可加热的室内检测测量数据的分布。特别由此能够通过被传送的衬底的热容量可靠地识别拖延效应(Verschleppungseffekte)，因为在衬底传送的期间能够检测温度曲线和/或流动曲线。此外能够在运行和传送期间就已经了解测量数据与规定的理论数据的偏差并且采取适宜的措施加以修正。 
根据另一种有利的实施方式，传感器装置的定位和对至少一个由传感器装置提供的测量信号的读出和/或接收交替地进行。与此联系的步进式的定位和测量信号的读出和/或接收使得能够在测量位置检测在传感器装置和周围环境之间建立热平衡后产生的测量数据。由此能够考虑通过传感器装置的热容量引起的效果。在这种情况下测量信号的读出和/或接收可以以规定的时间间隔进行。这些规定的时间间隔可以取决于测量数据的检测的希望的准确度和/或测量数据的检测的希望的持续时间和/或衬底的传送速度和/或两个直接相邻传送的衬底的间隔。 
根据另一种有利的实施方式，另外取决于至少一个由传感器装置提供的测量信号进行设备的控制。于是例如能够当在可加热的室内的至少一个测量点检测到的温度数据与预先规定的理论值有偏差时中断传送。此外可以根据已检测的和从传感器提供的信号进行可加热的室内的温度的调节。可以根据由传感器装置提供的测量信号进行传送速度的控制，以便平衡通过传送产生的拖延效果。这样例如可以在检测到温度下降和/或在至少一个位置处流动曲线改变时提高传送速度和/或调节温度和/或减小装料频率。也可以例如在检测到温度升高和/或在至少一个位置处流动曲线改变时提高传送速度和/或调节温度和/或提高装料频率。 
根据另一种有利的实施方式，本方法包括确定传感器装置的位置和在永久存储设备中存储传感器装置的位置数据。由此知晓传感器装置的位置并且它们也不会例如由于设备的损坏而丢失。 
此外上述用于检测测量数据的方法具有优点：该方法不仅在生产停止的期间可以使用。由此能够避免在生产太阳能电池时不可接受的中断。 
上述方法具有优点，能够非常快地检测测量数据。 
上述方法具有优点：它非常容易校准。 
上述方法具有优点：在重复测量时测量结果出现很小的偏差。 
上述方法具有优点：它能够在可自由规定的测量体积内设置并且能够在 可自由规定的测量体积内检测测量数据。 
附图说明
本发明的另外的特征、有利的实施方式和优点从所附权利要求和下面对直观的实施例的详细的说明产生，其中参考下面的附图。 
图1表示根据本发明的用于热处理衬底的设备的一种实施方式的示意的横截面图； 
图2表示测量系统的一种实施方式的示意的横截面图； 
图3示意表示根据本发明的用于热处理衬底的设备的另一种实施方式的透视图。 
具体实施方式
图1表示用于热处理衬底的设备100的横截面图。设备100包括一个可加热的室102，它可以通过加热设备104加热。加热设备104可以在可加热的室102的上侧和/或在下侧设置。此外可加热的室102具有入口106和出口107。 
为加热可加热的室102，加热设备104具有加热元件105，它可以通过发射红外线的热辐射器例如卤化钨灯或者其他产生热的发热体构成。加热元件105可以单个调节，使得可加热的室102内的温度分布能够相应于预先规定的理论温度分布建立。加热设备104可以在可加热的室102内通过石英玻璃屏蔽。由此能够避免可加热的室102被加热设备104和特别通过加热元件105污染。 
在可加热的室102内设置载体系统108，通过该系统可加热的室102可以通过入口106装载衬底。载体系统108可以作为传送系统例如设计为网格带系统、金属链系统、陶瓷链系统、步进梁系统、聚四氟乙烯带系统、编织带系统或者销链系统。载体系统108还可以设计用于多道运行。室102在这里表示连续式加热炉，它的通过方向平行于三脚架122的一个方向124定向。这里三脚架122如此定向，使得方向124和一个与它垂直的方向126位于附图的纸面内。一个与方向124和与方向126垂直的方向128穿入纸面。由此方向124表示设备100的通过方向，方向126表示设备100的高度，方向128表示设备100的宽度。 
设备100另外包括一个测量系统110。该测量系统110具有一个执行器111，其在可加热的室102的上侧在入口106旁设置。另选或者对此附加可以把该执行器111和/或至少另一个执行器在可加热的室102的上侧和/或下侧在入口106旁和/或出口107旁设置。传感器装置112借助连杆114与执行器111连接。连杆114可以通过执行器111如此移动和定位，使得传感器装置112可沿方向124、126和128在可加热的室102内设置。 
传感器装置112可以由至少一个热电偶构成，它的比较端未图示。在这种情况下传感器装置112可以包括至少一个K型和/或N型和/或R型和/或S型和/或B型热电偶。此外传感器装置112可以设置在用硅或者具有与硅可比的热特性的材料构成的衬底上。在该衬底上设置的相应的传感器装置112允许检测沿一种定位的温度分布。因此这些检测的温度分布对应在热处理期间在通过设备传送的衬底上建立的温度分布。该至少一个热电偶可以设置在硅晶片的断片上或者在具有与硅可比的热特性的材料块上。在应用多个热电偶的情况下可以使用尽可能相同类型的热电偶。传感器装置也可以附加地或者另选具有另外的传感器，例如振动传感器和/或流动传感器和/或光传感器。 
在传感器装置112和执行器111之间在入口106和/或出口107旁设置耐热的屏蔽体116，使得执行器111屏蔽在可加热的室102内产生的高温。耐热的屏蔽体116可以用耐热材料例如金属构成。此外耐热的屏蔽体116可以具有高的热容量和/或高的导热性。该耐热的屏蔽体也可以包括通过冷却介质的冷却，以便保证从高温的最优的屏蔽。耐热的屏蔽体116也可以用具有良好反射表面的绝缘材料构造，例如具有良好反射表面的陶瓷纤维材料。 
数据检测和数据存储设备130借助信号线132检测传感器装置112的测量信号。数据检测和数据存储设备例如可以是数据记录仪或者另外适宜的硬件和软件。此外数据检测和数据存储设备130包括未图示的显示装置例如显示器、屏幕或者设备，以便显示检测的数据。为此数据检测和数据存储设备130另外可以具有数据处理程序，其为通过显示装置适宜显示而处理检测的数据。 
执行器111由借助信号线142与执行器111连接的控制设备140控制。此外能够借助适宜的机械的控制单元141在控制设备140之外通过设备100的操作员控制执行器111。机械的单元141例如可以作为用于手动操作执行器111的导板或者手柄构造。 
控制设备140可以包括一个未图示的滑板系统，沿该系统执行器111能够定位和驱动传感器装置112。该滑板系统可以这样构造，使得设备100的操作员通过操作开关或者机械设备实现传感器装置112的定位。为此滑板系统可以具有电动的驱动系统。此外控制设备140可以包括未图示的存储器，其内可以存储对于实现规定的沿其可以定位传感器装置112的移动路径的数据。根据这些数据控制设备140可以控制执行器111，以便实现传感器装置112的定位。但是控制设备140还可以获得传输的数据，以便相应于该传输的数据控制执行器111。此外控制设备140可以具有未图示的输入设备，通过它设备100的操作员能够输入用于控制执行器111的数据，使得传感器装置112能够相应于输入的数据沿行驶路径被定位和驱动。 
一种适宜的例如可以由CPU和适宜的显示装置和存储介质构成的硬件和软件装置150借助信号线144控制控制设备140，并且借助信号线134与数据检测和数据存储设备130连接。该硬件和软件装置150通过信号线134从数据检测和数据存储设备130中读出检测的和存储的数据，这些数据可以通过显示装置通过硬件和软件装置150输出。 
在硬件和软件装置150中可以存储预先规定的控制程序，它们能够借助信号线144向控制设备140传输。还可以通过硬件和软件装置150选择或者允许选择在控制设备140中预先存储的控制程序，其作为控制信号通过信号线142向执行器111输出。由此为实现行驶路径而控制执行器111，使得传感器装置112被相应定位。硬件和软件装置150借助数据检测和数据存储设备130检测由传感器装置112沿定位提供的测量信号。 
硬件和软件装置150还可以包括未图示的输入设备，例如按键、键盘、触摸屏和/或类似部件。 
借助线和接口152可以提供从硬件和软件装置150接收的、存储的和显示的数据，其例如可以用于控制设备100和/或可以向其他设备传输。线和接口152还可以提供对网络的另外的连接。 
图2表示测量系统210的一个示意的横截面图。该测量系统210具有一个执行器211，其包括多个直线轴承209。直线轴承和/或滑动轴承209可以具有直线滚珠轴承和/或直线滑动轴承和/或滚动轴承和/或其他适宜的滑动轴承，使得连杆214可沿方向228行驶。 
方向228对纸面垂直定向，并且穿入纸面。方向224和方向226垂直于 方向228定向，其中方向224和方向226又彼此垂直定向并且位于纸面内。方向22，226和228形成三脚架222。 
执行器211另外包括轴承207，它使得连杆214能够沿着或者逆着方向226移动。轴承207可以具有滑动轴承或者直线滚珠轴承或者直线滑动轴承或者滚动轴承。此外轴承207允许连杆214围绕轴线208转动。为此轴承207可以包括滑动轴承或者轴或者滚珠轴承。由此能够实现在三维空间体积内传感器装置212的任意的定位。 
传感器装置212可以由至少一个热电偶构成，它的比较端在图2中表示并且标以附图标记213。这里传感器装置212可以包括至少一个K型和/或N型和/或R型和/或S型和/或B型热电偶。此外传感器装置212可以设置在用硅或者具有与硅可比的热特性的材料构成的衬底上。在该衬底上设置的相应的传感器装置212允许检测沿定位方向的温度分布。因此这些检测的温度分布对应在热处理期间在通过设备传送的衬底上建立的温度分布。该至少一个热电偶可以设置在硅晶片的断片上或者在具有与硅可比的热特性的材料块上。在使用多个热电偶的情况下可以使用尽可能相同类型的热电偶。传感器装置也可以附加地或者备选地具有另外的传感器，例如振动传感器和/或流动传感器和/或光传感器。 
在执行器211和传感器装置212之间设置耐热的屏蔽体216。该耐热的屏蔽体216可以在比较端213和传感器装置212之间设置。在这种情况下耐热的屏蔽体216用于比较端213和执行器211与传感器装置212的位置的热脱耦。就此而言这对于比较端213具有意义，因为在比较端213和传感器装置212之间构造的热电偶构成一个电位差。只要知道比较端的温度，由在比较端213上截取的电压可以推断测量点的温度，因为截取的电压表示用于在测量点212处存在的温度和在比较端213处存在的温度的差的尺度。耐热的屏蔽体216可以用耐热的材料例如金属构成。此外耐热的屏蔽体216可以具有高的热容量和/或高的导热性。该耐热的屏蔽体216也可以包括未图示的通过冷却介质的冷却，以便保证理想地屏蔽高温。此外耐热的屏蔽体116也可以设计为具有良好反射表面的绝缘材料，例如具有良好反射表面的陶瓷纤维材料。 
另外在可伸缩延长的设备218的一个末端设置传感器装置212，其与执行器211连接。可伸缩延长的设备218在图2所示传感器装置的定向的情况 下允许传感器装置212沿着或逆着方向224定位。在这种情况下热电偶一部分可以设计为线圈或者螺旋线，其在可伸缩延长的设备218内设置或者部分区域包围可伸缩延长的设备218，使得可伸缩延长的设备218的伸长可导致线圈的展开或者螺旋线的旋转，并且传感器装置能够沿可伸缩延长的设备218的延伸方向定位。一般当与围绕轴线208的转动结合时传感器装置能够借助可伸缩延长的设备218相对轴线208在径向上定位。由此测量系统210表示一个可灵活使用的系统，它能够把传感器装置212在一个测量体积内无限制地精确地和可重复地定位。能够实现传感器装置212在通过三脚架222撑开的三维空间体积内任意的定位。 
用于热处理衬底的设备300的另一种实施方式在图3中以透视方式表示。设备300具有可加热的室302，其具有出口306和入口307。载体系统308设计为链引导的传送系统。在这种情况下第一链309在可加热的室302的一个侧面上沿通过方向运行，第二链310沿可加热的室302的通过方向在相对的侧面上运行。在传送系统的每一端敷设滚子系统，它在图3中通过两个滚子表示，第一链309或者第二链310沿通过方向朝向传送系统的另一端延伸。这些滚子由一根杆122承载，其借助载体321在可加热的室内设置并且保持链的张力。用于载体系统308的驱动系统在图3中为简化图面而未表示。 
在出口306旁在可加热的室302上设置执行器311。执行器311可以借助轴导轨313沿轴导轨313的延伸方向驱动连杆314。执行器311的说明可以类似执行器211或者执行器111的说明如上述进行，并且在图1和图2的说明中参照相应的位置。 
连杆314连接执行器311与传感器装置312。在传感器装置312和执行器311之间在出口306的高度上设置耐热的屏蔽体316。该耐热的屏蔽体316由耐热的材料组成并且用于屏蔽可加热的室302内的高温或者解除对部件的热耦合。该耐热的屏蔽体316可以相应于上述实施方式构造，并且在图1和2的说明中参照相应的位置。 
此外连杆314在屏蔽体316的下面具有台阶形的外形，在它的末端设置传感器装置312。连杆314的台阶形的结构允许传感器装置312在链309和310之间、特别在要处理的衬底通过链传送时定位。因此在室内不发生热源的“遮挡”。温度曲线沿着或逆着通过方向或者横向于通过方向的确定也可以 在那时进行，即当要被热处理的衬底通过可加热的室传送时。由此尽管检测测量数据但是仍然能够保持设备300的运行。连杆314可以具有可伸缩延长的设备(未图示)，如关联图2说明的那样。对于相应的说明在图2的说明中参照相应的位置。 
传感器装置312可以相应于关联图1和/或图2说明的传感器装置112和/或传感器装置212构造。对于相应的说明在图1和/或图2的说明中参照相应的位置。 
此外设备300具有关联图1说明的数据检测和数据存储设备130、控制设备140和硬件和软件装置150以及相应的特征和设备，如上所述。对于相应的说明参照图1的说明中相应的位置。 
设备300另外可以包括未图示的编码器，其设置用于确定传感器装置312相对于固定的参考点的位置。该编码器可以具有标记，它们在设备300上和/或在未图示的控制设备上和/或在执行器311上设置。这些标记可以设计为视觉上可读取的或者读出的标记，这些标记可通过人眼或者适宜的读出装置读取或者读出。还可行的是，该编码器设计为光学系统，它通过对由该光学系统发射的射线的干涉检测传感器装置的位置。另外可以，编码器发射定向的信号，并且能够通过该信号的运行时间的测量进行传感器装置的定位。另外编码器可以通过一个系统构成，该系统包括在传感器装置的附近设置的发射器和包围尽可能大的测量体积的接收器设备。这些数据可以向读出设备输出，后者将这些数据向CPU输出或者在永久存储设备内存储。由此能够避免由于设备300的损坏而引起的位置丢失。 
根据图3现在说明在用于热处理衬底的设备300内用于检测测量数据(例如规定温度曲线)的方法的一种实施方式。如果借助编码器确定传感器装置312的位置，这使得为保护传感器装置312可将其设置在可加热的室302的外面，则借助控制执行器311的控制设备(图3中未表示)把传感器装置312在可加热的室302内定位在一个预先规定的位置。另外可选的方案是，可以根据由传感器装置312提供的测量数据例如温度分布与适宜的理论数据例如可加热的室302外部的温度的比较，决定传感器装置312是设置在可加热的室302之内还是之外。 
只要未起动预先规定的例行程序，就由控制执行器311的用户通过控制设备(图3中未表示)选择一个预先规定的用于定位传感器装置312的移动 路径。该移动路径相应于待检测的测量数据例如要确定的温度曲线来选择。 
另外在可加热的室302的运行期间、在测量时将要处理的衬底置入设备300内并且由传送系统308沿通过方向传送。通过方向从入口307朝向出口306定向。 
传感器装置312在可加热的室302内的定位沿通过方向和/或横向于通过方向相应于一条预先规定的移动路径进行。在这种情况下可以检测测量点处的数据，所述测量点设置在衬底平面之下、在衬底的高度上和/或在衬底之上。传感器装置“悬浮”地设置在传送系统308之上。如果在衬底的高度或者在衬底之下检测数据，例如温度分布或者温度曲线，则沿通过方向如此进行传感器装置312的定位，使得传感器装置相对于衬底沿通过方向一起运动。对于沿通过方向的定位独立的横向于通过方向的定位，例如沿设备300的宽度，可以以任意的速度进行。由此例如可以存在之字形移动路径或者还有抛物线形或者双曲线形或者圆形的移动路径。沿通过方向的一起运动保证，传感器装置相对于被传送的衬底沿通过方向不经受任何其他的定位从而沿着或逆着通过方向保持它的相对于被传送的衬底的相对距离。也可以加速或者减慢进行横着通过方向的定位。沿通过方向的定位可以取决于衬底的传送速度和/或两个彼此相继设置的衬底的间隔和/或装料频率进行。装料频率可以通过每两个彼此直接相继的衬底被引入设备300内的时间间隔的倒数定义。 
由传感器装置312提供的测量信号的读出和接收在传感器装置312在两个彼此直接相继的衬底之间伴随引导的期间进行。由此能够在可加热的室302内在传送衬底的期间检测测量数据的分布，例如温度曲线和/或流动分布和/或振动。 
在考虑传送速度的情况下在沿通过方向与之配合的延迟或者加速运动的情况下也可以通过传感器装置312在每两个彼此相继的衬底之间交替地进行定位和测量数据的接收。 
由传感器装置312提供的测量信号可以与理论数据比较。该比较可以用作控制设备300的基础。 
在每次定位传感器装置312时可以借助编码器同时确定定位数据，该定位数据可以在永久存储设备中存储。 
然而也可以检测衬底平面上的可能的数据，例如温度曲线，其中测量信号仅在当在传感器装置312的位置下面不设置任何衬底时被接收。这意味着， 由传感器装置312提供的测量信号的接收和/或读出仅在那时进行，即当每一个向对通过方向垂直的、其内设置有传感器的平面不由衬底切割时。由此能够在一个测量体积内检测测量数据例如温度分布。由传感器装置312提供的测量信号的接收和/或读出可以取决于传送速度和/或设备300的装料频率进行。 
在上面的实施方式中说明的传感器装置可以通过一个热电偶、热电偶的行排列或者热电偶的平面排列构成。热电偶的平面排列可以相应于矩阵结构在行和列中进行。热电偶的行排列可以平行于通过方向或者横向于通过方向定向。热电偶的行排列和热电偶的平面排列，在减少沿预先规定的移动路径的定位的整体检测时间的同时，提高在驱动和定位期间被检测的测量信号的数目。 
在通过设备传送衬底期间测量数据的检测已经根据上述实施方式说明。然而本发明不限于此。测量数据的检测也可以在设备不传送衬底的状态期间进行。 
在上述实施方式中测量数据的检测还根据例如温度曲线测量说明。然而本发明不限于此。专业人员知晓，所说明的测量系统也能够测量对流流动和振动并且相应检测数据。 
在上述实施例中说明了在衬底平面上方测量的情况中，仅当任何衬底都不在传感器装置之下设置时进行传感器装置提供的测量信号的接收和/读出。。然而也可以想到，测量信号的接收和/读出也当衬底在传感器装置之下设置时进行。由此能够在设备内排除衬底的热容量对测量数据的检测的影响的差别。 
在实施例中关于连续式加热炉说明了本发明。然而专业人员知晓，本发明不限于连续式加热炉。例如可加热的室也可以是分批式加热炉或者是具有载体系统的加热炉，其中该加热炉仅具有一个开口用于装载衬底。 
在实施例中关于衬底的单道式传送说明了本发明。然而本发明不限于此。该设备也可以具有多道式载体和/或传送系统。 
在实施例中关于包括热电偶的传感器装置说明了本发明。然而本发明不限于此。也可以想到具有光学传感器例如高温计、或者依赖于温度的电阻的传感器装置。 
在实施例中还关于例如包括温度传感器的传感器装置说明了本发明。然 而本发明不限于此。也可以考虑作为对温度测量系统的补充或备选的传感器装置，其具有至少一个振动传感器和/或至少一个流动传感器和/或至少一个光传感器。 
在实施方式中关于下述一点说明了本发明，即执行器在可加热的室上并且在入口或者出口旁设置。然而本发明不限于此。一个或者多个执行器也可以在可加热的室旁在进入开口和/或取出开口之下和/或在进入开口和/或取出开口之上设置。还可以，可加热的室具有另一个开口，通过它传感器装置可移入室内和/或从室内移出。 
在实施方式中关于下述一点说明了本发明，即执行器在可加热的室的外面设置。然而本发明不限于此。一个或者多个执行器可以在可加热的室内设置。 
在实施方式中关于下述一点说明了本发明，即传感器装置可从可加热的室中移出和移入可加热的室内。然而本发明不限于此。一个或者多个传感器装置也可以持久地在可加热的室内设置。 
在实施方式中关于下述一点说明了本发明，即用于热处理衬底的设备具有一个测量系统并且测量数据根据一个测量系统检测。然而专业人员知晓，用于热处理衬底的设备也可以具有多个测量系统并且测量数据可以通过多个测量系统检测。例如至少一个测量系统可以表示至少一个温度测量系统和/或至少一个测量系统可以表示至少一个流动测量系统和/或一个测量系统可以表示至少一个振动测量系统。 
本发明涉及用于热处理衬底的设备和涉及用于在该设备内检测数据的方法，其中所述设备包括至少一个可加热的室、一个载体系统、一个传感器装置和一个独立于载体系统的执行器。这里载体系统设计用于承载衬底，与此相反，传感器装置设置用于与数据检测和/或数据存储装置耦连。执行器在这里与传感器装置耦合并且设置用于在可加热的室内定位传感器装置。 

Claims (27)

1.用于热处理衬底的设备(100；300)，包括：
-至少一个可加热的室(102；302)；
-载体系统(108；308)，其设计用于承载衬底，其中该载体系统(108；308)设计为传送系统；
-传感器装置(112；212；312)，其设置用于与数据检测和/或数据存储装置(130)耦连；
-独立于载体系统(108；308)的执行器(111；211；311)，其与传感器装置(112；212；312)耦连并且设置用于在可加热的室(102；302)内驱动和定位传感器装置(112；212；312)。
2.根据权利要求1所述的设备(100；300)，其中，可加热的室(102；302)是连续式加热炉。
3.根据权利要求1或2所述的设备(100；300)，其中，设备(100；300)具有控制装置(140)，其设置用于机电式控制执行器(111；211；311)，使得传感器装置(112；212；312)可沿至少一条预先规定的移动路径移动和定位。
4.根据权利要求3所述的设备(100；300)，其中，所述至少一条移动路径沿垂直于通过方向(124；224)的方向延伸。
5.根据权利要求3或4所述的设备(100；300)，其中，所述行驶路径另外沿着或者逆向于通过方向(124；224)延伸。
6.根据权利要求3到5之一所述的设备(100；300)，其中，控制设备(140)设置用于连续地驱动传感器装置(112；212；312)。
7.根据权利要求3到5之一所述的设备(100；300)，其中，控制设备(140)设置用于步进式驱动传感器装置(112；212；312)。
8.根据权利要求1到7之一所述的设备(100；300)，其中，载体系统(108；308)设计为链引导的传送系统。
9.根据权利要求1到8之一所述的设备(100；300)，还包括可伸缩延长的设备(218)，在它的一端设置传感器装置(112；212；312)，并且所述可伸缩延长的设备(218)与执行器(111；211；311)连接。
10.根据权利要求1到9之一所述的设备(100；300)，其中，传感器装置(112；212；312)设置在衬底上，衬底由硅或者具有与硅可比的热特性的材料构成。
11.根据权利要求1到10之一所述的设备(100；300)，其中，传感器装置包括至少一个温度传感器和/或至少一个振动传感器和/或至少一个流动传感器和/或至少一个光传感器。
12.根据权利要求11所述的设备(100；300)，其中，传感器装置(112；212；312)具有热电偶。
13.根据权利要求11所述的设备(100；300)，其中，传感器装置(112；212；312)具有行排列的热电偶。
14.根据权利要求11所述的设备(100；300)，其中，传感器装置(112；212；312)具有平面内二维排列的热电偶。
15.根据权利要求1到14之一所述的设备(100；300)，其中，在执行器(111；211；311)和传感器装置(112；212；312)之间设置耐热的屏蔽体(116；216；316)。
16.根据权利要求1到15之一所述的设备(100；300)，其中，执行器(111；211；311)设置用于使传感器装置(112；212；312)围绕轴线(208)转动。
17.根据权利要求1到16之一所述的设备(100；300)，其中，执行器(111；211；311)包括XYZ线性定位系统。
18.根据权利要求1到17之一所述的设备(100；300)，其中，执行器(111；211；311)包括至少一个直线轴承和/或滑动轴承(207)。
19.根据权利要求1到18之一所述的设备(100；300)，还包括一个编码器，其设置用于确定传感器装置(112；212；312)的位置。
20.根据权利要求1到19之一所述的设备(100；300)，其中，执行器(111；211；311)在至少一个可加热的室(102；302)的入口和/或出口处设置，并且传感器装置(112；212；312)可移入可加热的室(102；302)内和从可加热的室(102；302)内移出。
21.根据权利要求1到20之一所述的设备(100；300)，其中，设备(100；300)是用于制造太阳能电池的金属化镀膜设备中的干燥和/或生火设备或者是混合炉。
22.用于在根据权利要求2到20之一所述的用于热处理衬底的设备(100；300)中检测测量数据的方法，该方法包括：
-在设备(100；300)内置入要处理的衬底；
-沿通过方向传送衬底；和
-在可加热的室(102；302)内定位传感器装置(112；212；312)，
其中，传感器装置(112；212；312)的定位沿通过方向和/或横向于通过方向进行。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，沿通过方向的定位如此进行，使得传感器装置相对于被传送的衬底沿通过方向一起运动。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，读出和/或接收至少一个由传感器装置(112；212；312)提供的测量信号，只要传感器装置位于两个直接相继的衬底之间。
25.根据权利要求22到24之一所述的方法，其中，传感器装置(112；212；312)的定位和至少一个由传感器装置(112；212；312)提供的测量信号的读出和/或接收交替进行。
26.根据权利要求22到25之一所述的方法，还包括：
-根据至少一个由传感器装置(112；212；312)提供的测量信号控制所述设备(100；300)。
27.根据权利要求22到26之一所述的方法，还包括：
-确定传感器装置(112；212；312)的位置；和
-在永久存储设备中存储传感器装置(112；212；312)的位置数据。
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