CN107686979A - 用于基材支架的适配装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)以及适配装置的应用，其中，所述基材支架包括由多个分别具有至少一个基材贴靠面(25)的板条(21、22、23、24)限界的开口(3)。按照本发明的适配装置的特征在于，其具有至少一个伸进基材支架的至少一个开口(3)中的具有基材贴靠面(12、12’、12”)的基材贴靠元件(11、11’、11”)，并且所述适配装置设置在基材支架的板条(21、22、23、24)的交叉区域内，使得与所述至少一个基材贴靠元件相邻的板条的邻接于所述至少一个基材贴靠元件之基材贴靠面的基材贴靠面(25)和所述至少一个基材贴靠元件之基材贴靠面(12、12’、12”)形成一个封闭的基材贴靠面。

Description

用于基材支架的适配装置
技术领域
本发明涉及一种用于基材支架的适配装置以及适配装置的应用，其中，所述基材支架包括由多个分别具有至少一个基材贴靠面的板条限界的开口。通过基材支架的开口，基材对于表面处理来说是可接近的。同类型的适配装置特别是应用在所有表面处理方法中，在所述表面处理方法中基材贴靠在基材支架上在设备中被处理。
背景技术
在制造可在例如生产太阳能电池时用作基材的单晶体硅晶片时，如果从圆柱形原材料锯割具有多边形、尤其是矩形基面的晶片，则由于下脚料而产生巨大的材料成本。一种为此减少该下脚料的方案在于，选择具有多于四角的其他几何轮廓作为晶片的基面。具有其他基面几何的晶片在此应在与具有矩形基面的晶片相同的设备中接受处理。
在保持基材以便进行表面处理时一方面存在借助基材支架这样保持基材使得能够在对不要处理的基材表面没有干扰(Umgriff)的情况下进行单侧涂层、清洁或其他方式的处理。另一方面，对于处理不可接近的遮挡面积必须尽可能小。
由现有技术已知不同的方案用于保持具有不同基面几何的基材。在DE 10 2010052 689 A1中公开了一种框架形式的基材保持架，在该基材保持架中一些在形状和尺寸方面适配于基材的多边形框架能装入一个支架中。在此，基材在其整个周边上贴靠在框架的倾斜的边面上。该解决方案的缺点是高的材料用量，因为整个框架的形状和尺寸须与要处理的基材相协调。
在DE 103 55 679 A1中描述了一种基材支架适配器系统，该基材支架适配器系统包括环形的基体支架作为适配器，在该适配器的外壁上安装有用来嵌接用于基材支架的保持或夹紧设施的装置，并且该适配器的内部空间可以具有适配于不同基材的形状和尺寸的保持装置。即使在该解决方案中也存在如下缺点，即，整个保持装置须与要处理的基材相协调。
发明内容
因此，从现有技术出发，本发明的目的在于，创造一种简单且成本低廉的用于基材保持架的适配装置，通过该适配装置能用小的材料用量为不同形状和尺寸的基材使用同样的基材保持架，而在处理基材时没有干扰。
所述目的通过一种用于基材支架的适配装置来实现，该适配装置具有在权利要求书中阐述的特征。
按照本发明，适配装置具有至少一个伸进基材支架的至少一个开口中的具有基材贴靠面的基材贴靠元件。适配装置这样设置在基材支架的板条的交叉区域内，使得板条的与所述至少一个基材贴靠元件之基材贴靠面相邻的基材贴靠面(亦即板条的在空间上直接邻接于基材贴靠元件之基材贴靠面的基材贴靠面)和所述适配装置的所述至少一个基材贴靠元件之基材贴靠面形成一个封闭的基材贴靠面。
基材支架的每个如下区域看作是本发明意义上的板条的交叉区域，在所述区域中基材支架的沿不同方向定向的板条彼此接触。
基材通过处理开口对于处理过程来说是可接近的，所述处理开口按照本发明由基材支架的多个分别具有至少一个基材贴靠面的板条和至少一个具有基材贴靠面的基材贴靠元件限界。处理开口以及没有适配装置的基材保持架的开口在其形状方面原则上不受限制，因此可以例如是多边形的。基材为了保持以及为了避免一侧的处理过程对基材的不要处理的表面的干扰而贴靠在封闭的基材贴靠面上。因此，基材的可处理的表面在尺寸和形状方面与处理开口相应。
在基材支架的和/或适配装置的一种实施方式中，所述至少一个基材贴靠元件的基材贴靠面和/或板条的基材贴靠面这样倾斜，使得基材贴靠面和要涂层的基材表面形成锐角。基材便以其外棱边贴靠在封闭的倾斜的基材贴靠面的环绕的贴靠线上。
优选地，所述至少一个基材贴靠元件的基材贴靠面和板条的基材贴靠面平行于基材的要涂层的表面定向。基材贴靠元件的基材贴靠面便为了形成封闭的基材贴靠面而与板条的基材贴靠面齐平。基材以其要涂层的表面的环绕的部分贴靠在环绕的封闭的基材贴靠面上。为了使遮挡面、即基材的面向处理装置的表面的对于处理来说不可接近的部分尽可能小，环绕的封闭的基材贴靠面刚好如此之大，使得保证可靠地保持基材。基材的尺寸特别优选等于处理开口的尺寸加上基于环绕的封闭的基材贴靠面之宽度的附加值。
按照本发明的适配装置的应用在基材相对于处理装置的面向下的布置中以及面向上的布置中都能在相应构成的基材支架上实现。
借助按照本发明构成的适配装置，可以对其基面具有与由基材支架的开口限定的形状不同形状的基材在基材支架中无干扰地进行处理，其中，基材的要处理的面小于没有适配装置的基材支架的开口。按照本发明的适配装置特别是具有仅设置在基材支架的板条的交叉区域内的优点并且因此提供一种成本特别低廉的且节省材料的能为不同形状和尺寸的基材使用相同基材支架的可能性。
在按照本发明的适配装置的一种优选的构造方案中，所述适配装置构成为一体的并且因此能特别快速且简单地装配。
在按照本发明的适配装置的另一种优选的构造方案中，所述适配装置在基材支架的板条的交叉区域内可拆卸地力锁合地或者可拆卸地形锁合地与基材支架相连接。有利地，本发明的该实施方式提供了用于在基材支架上特别快速且简单地装配和拆卸适配装置并且因而用于没有长的设备停机时间地处理不同形状和尺寸的基材的可能性。
进一步优选地，按照本发明的适配装置的面向基材支架的表面与基材支架的面向适配装置的表面互补地形成轮廓部，至少在适配装置在基材支架上设置所在的区域内。本发明的该实施方式保证适配装置特别稳定且运行可靠地、特别是形锁合地设置在基材支架上。
本发明的进一步优选的实施方式的特征在于，所述适配装置具有刚好一个基材贴靠元件或多个基材贴靠元件，适配装置的所述多个基材贴靠元件伸进基材支架的不同开口中。一个适配装置的基材贴靠元件的数量尤其是由适配装置相对于基材支架的位置确定，例如通过适配装置应设置在基材支架的外角部上、在基材支架的外侧限界板条上、或者在基材支架的内部区域中(相应地按照本发明在板条的交叉区域中)。
按照本发明的适配装置的另一优选构造方案的特征在于，由封闭的基材贴靠面限界的用于基材的处理面是八边形的，所述封闭的基材贴靠面由板条的与适配装置的所述至少一个基材贴靠元件之基材贴靠面相邻的基材贴靠面和适配装置的所述至少一个基材贴靠元件之基材贴靠面形成。基材便适宜地同样具有八边形的基面，其中，八边形的分别贴靠在与基材贴靠元件相邻的板条的基材贴靠面上的所述至少两条边短于适配于没有适配装置的基材支架的基材的相应边。
在具有八边形基面的基材中的优点在于，从圆柱形的原材料出发进行切割比切割出具有少于八个角的基面的基材引起更少的下脚料。
按照本发明的适配装置的一种特别优选的实施方式规定，适配装置的基材贴靠元件具有三角形的基面，从而基材的处理面通过基材贴靠元件相对于基材贴靠元件伸进其中的基材支架开口的面积至少减小了三角形基面的面积。八边形的处理开口可以借助按照本发明的适配装置的该实施方式在具有n边形开口(n＝4、5、6、7)的基材支架中以特别有利的方式通过如下方式得到，即，在对相应n边形开口限界的板条的(8-n)交叉区域内分别放置一个适配装置。考察n＝4的实例(亦即四边形开口)表明，为了形成八边形的处理面而需要在对相应的四边形开口限界的板条的所有四个交叉区域内设置四个适配装置。在这种情况下，可处理的基材的八边形基面相当于在没有利用适配装置时在基材支架中可处理的带有四个切除的角部的基材的八边形基面。本发明的一种相当特别优选的实施方式的特征在于，基材贴靠元件的基面相当于等腰三角形，其中，该三角形的两条腰平行于基材支架的板条延伸。
优选地，按照本发明的适配装置由与基材支架相同的材料制成。
此外，按照本发明的适配装置优选可以由以下材料中的至少一种材料制成：纤维加强的、例如CFK、或者未加强的塑料，或铝，或不锈钢，或钼，或石墨，或陶瓷。选择材料的条件是，该材料相对于使用适配装置时的工艺条件是稳定的，并且适配装置的材料和基材支架的材料的热膨胀系数在工艺条件下具有至少如此小的差别，使得环绕的基材贴靠面在温度变化时保持封闭。
按照本发明的用于基材支架的适配装置有利地用于使基材支架的由多个具有基材贴靠面的板条限界的开口至少部分地适配于在形状和尺寸方面与基材支架的开口有偏差的基材的要处理的面。
本发明还涉及按照本发明的用于基材支架的适配装置在内嵌(Inline)设备中的应用。此外，按照本发明的适配装置优选应用在用于对基材涂层的设备中，尤其是在等离子辅助的化学气相沉积(PECVD)或物理气相沉积(PVD)中。
附图说明
下面依据图1至5更详细地描述本发明的实施例，而不限于这些实施例。
图中：
图1示出具有按照本发明的适配装置的基材支架的面向处理装置的侧面的俯视图，
图2示出具有按照本发明的适配装置的基材支架的背向处理装置的侧面的俯视图的一个局部，
图3示出没有适配装置的基材支架的背向处理装置的侧面的俯视图，
图4a示出一种按照本发明的适配装置的面向处理装置的侧面的俯视图，
图4b示出一种按照本发明的适配装置的背向处理装置的侧面的俯视图，
图4c示出按照本发明的适配装置沿观察方向Y的侧视图，
图4d示出具有按照本发明的适配装置的基材支架沿着线X-X的剖视图，
图5示出能利用具有适配装置或没有适配装置的基材支架处理的基材的比较。
具体实施方式
图1示出按照本发明的适配装置1、1’、1”的面向处理装置(在图中未示出)、例如涂层装置的侧面的俯视图，所述适配装置安装在基材支架2的背向处理装置的侧面(未示出)上。在例如对于PECVD设备典型的面向下的配置中涂层装置设置在要涂层的基材之下，在所述配置中该视图对应于基材支架2下侧面的俯视图。为视图清晰起见，基材支架2具有四个通过纵向板条21、23和横向板条22、24限界的矩形开口3。通常，基材支架具有明显更多数量的开口、例如24个开口。
适配装置1、1’、1”设置在基材支架的纵向板条21、23和横向板条22、24的交叉区域内。在为图1选择的视图中，从适配装置1、1’、1”能分别看到其基材贴靠元件11、11’、11”。适配装置1、1’、1”的基材贴靠元件11、11’、11”的数量由适配装置1、1’、1”相对于基材支架2的位置确定。适配装置1在纵向板条21和横向板条22的交叉区域内并且邻接于基材支架2的四个开口3设置，该适配装置具有四个基材贴靠元件11，其中各一个基材贴靠元件11伸进基材支架2的四个不同开口3之一中。设置在向外对基材支架限界的纵向板条23与横向板条22的交叉区域内或在向外对基材支架限界的横向板条24与纵向板条21的交叉区域内以及邻接于基材支架2的各两个开口3的适配装置1’分别具有两个基材贴靠元件11’，这两个基材贴靠元件伸进基材支架2的两个不同开口3中。设置在向外对基材支架限界的纵向板条23与向外对基材支架限界的横向板条24的交叉区域内以及分别邻接于基材支架2的一个开口3的适配装置1”具有分别伸进基材支架2的一个开口3中的基材贴靠元件11”。
基材支架的一个矩形开口3的面积分别被不同适配装置1、1’、1”的四个伸进开口3中的基材贴靠元件11、11’、11”减小。基材贴靠元件11、11’、11”分别具有等腰直角三角形的形状并且形锁合地与邻接的板条21、22、23、24相连接。用虚线圈出边缘的面31与基材(未示出)的处理面、亦即基材的例如借助PECVD涂层的面相当。处理面31具有八边形的形状。处理面31的八边形的边短于开口3的边。
图2示出具有按照本发明的适配装置1、1’、1”的基材支架2的背向处理装置(未示出)的侧面的俯视图的一个局部。在为图2选择的视图中，分别可看到适配装置1、1’、1”的基材贴靠元件的基材贴靠面12、12’、12”以及盖板13、13’、13”。
如已经在图1中所示的，在图2中一个具有四个带有基材贴靠面12的基材贴靠元件的适配装置1设置在纵向板条21与横向板条22的交叉区域内。各一个具有两个带有基材贴靠面12’的基材贴靠元件的适配装置1’设置在外侧纵向板条23与横向板条22的交叉区域内和在外侧横向板条24与纵向板条21的交叉区域内。一个具有一个带有基材贴靠面12”的基材贴靠元件的适配装置1”设置在外侧纵向板条23与外侧横向板条24的交叉区域内。基材支架2的纵向板条21和横向板条22具有突出的轮廓部4，外侧纵向板条23和外侧横向板条具有突出的轮廓部4a。突出的轮廓部4、4a具有相对于板条表面突出的平面41、41a，该平面平行于板条21、22、23、24的表面定向。对于突出的轮廓部4来说，在其总长度的一部分上在平面41两侧分别设置有一个斜面42；对于突出的轮廓部4a来说，斜面仅仅设置在突出的面41a的朝向开口3的一侧。分别朝向板条21、22、23、24的交叉区域，平面41、41a在板条21、22、23、24的邻接于开口3的那侧由具有曲率半径43(也参见图3)、43a的曲面限界。斜面42、42a在板条21、22、23、24的邻接于开口3的那侧由板条21、22、23、24的平的基材贴靠面25限界。板条21、22、23、24的基材贴靠面25与适配装置1、1’、1”的基材贴靠元件的基材贴靠面12、12’、12”一起分别形成一个环绕每个开口3的封闭的基材贴靠面。能在带有适配装置1、1’、1”的基材支架2上没有干扰地处理的基材的形状和大小通过虚线轮廓5表示。
适配装置1、1’、1”可拆卸地形锁合地与基材支架2相连接，其中，依据图3和4a至4d对于适配装置1的实施例更详细地阐述形锁合。适配装置1’和1”附加地通过螺纹连接14可拆卸地力锁合地与基材支架2相连接。此外，对于所有适配装置1、1’、1”，在带有可见的基材贴靠面12’、12”的基材贴靠元件和分别邻接于基材贴靠元件的板条21、22、23、24之间存在形锁合，如在图4d中对于适配装置1所详细阐述的那样。
图3示出基材支架2的围绕一个纵向板条21与一个横向板条22的交叉区域的一个局部。示出了基材支架2的开口3。板条21、22具有带有连续平面41的突出的轮廓部4，平面41超出板条21、22表面的高度例如相当于板条21、22的一半高度。平面41在两侧通过斜面42或者直接在板条21、22的交叉区域内通过具有曲率半径43的曲面限界。板条21、22的邻接于具有曲率半径43的曲面的表面至少部分地用作用于按照本发明的适配装置(未示出)的贴靠面。如果按照本发明的适配装置(未示出)设置在基材支架2上，则仅仅板条21、22的表面的邻接于斜面的部分用作板条21、22的基材贴靠面25。
图4a至4c示出适配装置1的不同视图。所示的实施例能以类似的方式转用于适配装置1’和1”。
图4a示出按照本发明的适配装置1的在背向处理装置的侧面上的俯视图。在该视图中可看到适配装置1的盖板13和四个具有基材贴靠面12的基材贴靠元件。
图4b示出按照本发明的适配装置1的在面向处理装置和基材支架(未示出)的侧面上的俯视图。除了盖板13和这四个基材贴靠元件11之外，还可看到四个间隔元件15，这四个间隔元件具有与基材支架(未示出)在板条的交叉区域内所具有的轮廓部(参见图3)的曲面相同的曲率半径43。适配装置1的和基材支架的轮廓部据此构成为彼此互补的。借助高度与所述基材保持架轮廓部的高度相等的间隔元件15，在适配装置1和基材支架之间建立形锁合。在基材贴靠元件11和基材支架的相应相邻的板条之间存在另外的形锁合(见图1和2)。
图4c示出具有盖板13、间隔元件15和基材贴靠元件11的适配装置1的沿在图4a中示出的视向Y的侧视图的两维视图。
图4d示出按照本发明的适配装置1在基材支架2上的沿着在图2中示出的剖切线X-X的剖面的两维视图。带有盖板13、间隔元件15和基材贴靠元件11的适配装置1通过间隔元件15的与基材支架2的突出的轮廓部4互补的构造而形锁合地与基材支架2相连接。在每个基材贴靠元件11与基材支架2的分别相邻的板条21、22之间存在另外的形锁合。板条21的剖视图示出突出的轮廓部4的梯形形状。在图4d的视图中，在板条22上可看到突出的轮廓部4的斜面42。此外，突出的轮廓部4具有基体44，该基体的两个侧面441分别为板条21、22的基材贴靠面形成限界部并且因而为基材(未示出)形成正交的止挡面。
在图5中绘出八边形基材5的基面与正方形基材6的基面的比较，在处理所述八边形基材时使用带有按照本发明的适配装置的基材支架(未示出，参见图1和2)，在处理所述正方形基材时使用没有适配装置的基材支架(未示出，参见图3)。此外示出了能从其切割出八边形基材5的圆形硅单晶体51的尽可能小的圆周，或能从其切割出正方形基材6的圆形硅单晶体61的尽可能小的圆周。基材5的基面比基材6的基面小了四个基材角部62的总和面积。一个基材角部62的面积在此等于一个适配装置(见图1)的一个基材贴靠元件的基面的面积。另一方面，在切割出基材5时硅单晶体51的下脚料明显小于在切割出基材6时硅单晶体61的下脚料。此外，硅单晶体51的直径可以选择成小于硅单晶体61的直径。
在按照本发明的适配装置用于具有边长为156mm的正方形基材开口的基材保持架的典型应用中，基材贴靠元件的基面具有等腰直角三角形的形状，该三角形在底边上的高根据基材的尺寸在5至10mm之间变化，并且腰长与此相应地在7至14mm之间变化。
附图标记
1、1’、1” 适配装置
11、11’、11” 基材贴靠元件
12、12’、12” 基材贴靠元件的基材贴靠面
13、13’、13” 盖板
14 螺钉
15 间隔元件
2 基材支架
21 纵向板条
22 横向板条
23 用于在外侧对基材支架限界的纵向板条
24 用于在外侧对基材支架限界的横向板条
25 板条的基材贴靠面
3 基材支架的开口
31 基材的处理面
4、4a 基材支架的突出的轮廓部
41、41a 平面
42、42a 斜面
43、43a 曲面的曲率半径
44 基体
441 基体的侧面
5 八边形基材
51 八边形基材的硅单晶体
6 正方形基材
61 正方形基材的硅单晶体
62 基材角部

Claims (10)

1.用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)，其中，所述基材支架(2)包括由多个具有至少一个基材贴靠面(25)的板条(21、22、23、24)限界的开口(3)，
其特征在于，
所述适配装置(1、1’、1”)具有至少一个伸进基材支架(2)的至少一个开口(3)中的具有基材贴靠面(12、12’、12”)的基材贴靠元件(11、11’、11”)，并且
所述适配装置(1、1’、1”)设置在基材支架(2)的板条(21、22、23、24)的交叉区域内，使得与所述至少一个基材贴靠元件(11、11’、11”)相邻的板条(21、22、23、24)的邻接于所述至少一个基材贴靠元件(11、11’、11”)之基材贴靠面(12、12’、12”)的基材贴靠面(25)和所述适配装置(1、1’、1”)的所述至少一个基材贴靠元件(11、11’、11”)之基材贴靠面(12、12’、12”)形成一个封闭的基材贴靠面。
2.根据权利要求1所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)，其特征在于，所述适配装置(1、1’、1”)是一体的。
3.根据权利要求1或2之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)，其特征在于，所述适配装置(1、1’、1”)的面向基材支架(2)的表面与基材支架(2)的面向适配装置(1、1’、1”)的表面互补地形成轮廓部。
4.根据权利要求1至3之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)，其特征在于，所述适配装置(1、1’、1”)在基材支架(2)的板条(21、22、23、24)的交叉区域内可拆卸地力锁合地或者可拆卸地形锁合地与基材支架(2)相连接。
5.根据权利要求1至4之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)，其特征在于，所述适配装置(1、1’、1”)具有刚好一个基材贴靠元件(11、11’、11”)或多个基材贴靠元件(11、11’、11”)，适配装置(1、1’、1”)的所述多个基材贴靠元件(11、11’、11”)伸进基材支架(2)的不同开口(3)中。
6.根据权利要求1至5之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)，其特征在于，用于基材(5)的由封闭的基材贴靠面限界的处理面(31)是八边形的。
7.根据权利要求1至6之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)，其特征在于，所述适配装置(1、1’、1”)由与基材支架(2)相同的材料制成。
8.根据权利要求1至7之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)的应用，用于使基材支架(2)的至少一个由多个具有基材贴靠面(25)的板条(21、22、23、24)限界的开口(3)至少部分地适配于在形状和尺寸方面与基材支架(2)的开口(3)有偏差的基材(5)的要处理的面(31)。
9.根据权利要求1至7之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)在连续设备中的应用。
10.根据权利要求1至7之一所述的用于基材支架(2)的适配装置(1、1’、1”)在涂层设备中、尤其是在PECVD、PVD设备中的应用。
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