DE10059777A1

DE10059777A1 - Transportvorrichtung und Verfahren zum Transport von zu prozessierenden Elementen durch eine Hochtemperaturzone

Info

Publication number: DE10059777A1
Application number: DE10059777A
Authority: DE
Inventors: Daniel Biro; Gernot Wandel; Reinhard Lenz; Peter Voelk
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Centrotherm Elektrische Anlagen GmbH and Co
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Centrotherm Photovoltaics AG
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: DE10059777B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zum Transport von zu prozessierenden Elementen durch eine Hochtemperaturzone sowie ein zugehöriges Verfahren. Die Transportvorrichtung arbeitet nach dem Hubbalkenprinzip, wobei anstelle von herkömmlichen Hubbalken dünne langgestreckte Tragelemente aus einem flexiblen Material vorgesehen sind, das entlang der Längsachsen der Tragelemente unter Zugspannung gehalten wird. DOLLAR A Die vorgeschlagene Transportvorrichtung ermöglicht einen kontaminationsarmen Transport der Elemente durch die Hochtemperaturzone sowie eine verbesserte Energieausbeute und die Möglichkeit des Einsatzes eines RTP-Prozesses.

Description

Technisches Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transport vorrichtung sowie ein Verfahren zum Transport von zu prozessierenden Elementen, insbesondere von Substraten oder Wafern, durch eine Hochtemperaturzone, wie sie beispielsweise bei der Prozessierung von Solarzellen durchlaufen werden muss.

Transportvorrichtungen sind für Gegenstände aller Art in vielen Bereichen der Technik bekannt. Gerade im Bereich der Halbleiterfertigung werden an ein Transportsystem für die zu prozessierenden Elemente jedoch besondere Anforderungen gestellt, da weder die Elemente selbst noch die einzelnen Prozessstationen durch das Transportsystem verunreinigt werden sollten.

Stand der Technik

Zur Vermeidung von Verunreinigungen ist es bekannt, die einzelnen Prozessstationen, insbesondere die Hochtemperaturzonen oder Öfen, chargenweise zu betreiben. Ein derartiger Ofen im Bereich der Halbleitertechnologie besteht in der Regel aus einem hochtemperaturfesten Prozessrohr aus hochreinem Quarzglas oder Siliziumcarbid. Eine dieses Prozessrohr umschließende Heizung erwärmt den durch das Prozessrohr gebildeten Innenraum, den Prozessraum, auf Prozess temperatur. Mehrere der zu prozessierenden Elemente werden vor dem Einbringen in den Ofen zunächst in Quarzglas- oder Silizimcarbid-Substratträgern angeordnet, die speziell nur für die Hochtemperäturzone verwendet werden. Anschließend wird der Träger mit den Elementen in das Prozessrohr eingefahren, um die Hochtemperaturprozessierung durchzuführen. Nach der Prozessierung wird der Träger mit den derart prozessierten Elementen wieder aus dem Ofen gefahren und die Elemente nach Abkühlung auf ca. Raumtemperatur in andere Transportträger umgeladen. Der Transport in und aus dem Ofen erfolgt mittels eines aus Silizium carbid oder Quarzglas bestehenden Paddels, das in den Träger eingreift.

Dieser Chargenbetrieb hat einerseits den Vorteil einer hohen Reinheit, da alle in den Ofen eingebrachten Träger und Antriebselemente aus hochreinen Materialien wie Quarzglas oder Siliziumcarbid bestehen. Auf der anderen Seite führt der Chargenbetrieb jedoch zu einem in einigen Fällen unerwünschten diskontinuierlichen Produktionsfluss.

Bei zahlreichen Prozessen, bei denen die Anfor derungen an die Reinheit während der Prozessierung nicht ganz so hoch liegen, werden auch Transportsysteme für ein kontinuierliches Durchlaufverfahren durch den Prozessraum eingesetzt. So ist es beispielsweise bei der Produktion von Siliziumsolarzellen, bei der die zu prozessierende Siliziumscheibe mehreren Hochtemperatur schritten ausgesetzt ist, bekannt, umlaufende Förder bänder für den Transport der Siliziumscheiben durch die Hochtemperaturzonen einzusetzen. Die Siliziumscheiben werden hierbei auf die Förderbänder gelegt, die üblicherweise in Form so genannter Tragkettenförderer ausgestaltet sind.

Ein Beispiel für ein derartiges Transportsystem ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Das umlaufende Kettenband 1 verläuft hierbei über mehrere Umlenkrollen und eine Antriebswelle 2 durch den Prozessraum 3. Die zu prozessierenden Siliziumscheiben 4 werden flach auf das Kettenband 1 gelegt und durch dieses in den und aus dem Prozessraum 3 transportiert. Die in Form von geflochtenen Ketten ausgebildeten Bänder dieser bekannten Transportsysteme bestehen üblicherweise aus Nickel-Chrom-Verbindungen. Gerade die im Prozessraum auftretenden hohen Temperaturen führen jedoch zu einer Diffusion von Metallionen aus dem Transportband in die darauf befindlichen zu prozessierenden Elemente. Da insbesondere Siliziumsolarzellen auf bereits kleinste metallische Verunreinigungen reagieren, wird der Wirkungsgrad der Solarzellen durch diese Metallatome, die in die Solarzelle diffundieren, herabgesetzt. Weiterhin können durch den kontinuierlichen Transport des Bandes in den Prozessraum ständig weitere Verun reinigungen von außen eingeschleppt werden.

Zur Verminderung der erstgenannten Problematik der Diffusion von Metallionen kann zwar das Förderband mit einem keramischen Material beschichtet werden, der Einsatz eines derartigen Transportsystems weist jedoch gerade beim Einsatz in einer Hochtemperaturzone weitere Nachteile auf. So müssen beträchtliche Energiemengen beim Betrieb der Anlage darauf verwendet werden, das Transportband am Ofeneingang zu erhitzen und am Ofenausgang wieder abzukühlen. Das Transportband tritt hierbei mit etwa Raumtemperatur in den Ofen ein, muss darin bis zu 1000°C aufgeheizt werden und soll den Ofen wieder mit annähernd Raumtemperatur verlassen. Die große thermische Masse des Metallbandes führt hierbei zu unerwünschten energetischen Verlusten und begrenzt auch die Flexibilität der Verfahrensführung, so dass beispielsweise kein schnelles Aufheizen in Form einer so genannten Temperaturrampe erfolgen kann.

Eine weitere bekannte Vorrichtung zum kontami nationsfreien Transport von Substraten oder Wafern durch eine Behandlungsstrecke ist aus der DE 198 57 142 A1 bekannt. Diese Vorrichtung nutzt das Prinzip des Luftkissentransportes, bei dem die Substrate oder Wafer zum Transport auf ihrer Unterseite mit einem Gasstrom beaufschlagt werden. Die Transportbahn weist bei dieser Vorrichtung seitliche Führungsleisten sowie zahlreiche bodenseitig angeordnete Gasdüsen auf. Bei einem derartigen Luftkissentransport kann jedoch eine Beeinflussung der Prozessatmosphäre durch die ein strömenden Transportgase auftreten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Transportvorrichtung sowie ein Verfahren für den Transport von zu prozessierenden Elementen durch eine Hochtemperaturzone anzugeben, die die obigen Nachteile nicht aufweisen. Die Vorrichtung und das Verfahren sollen hierbei einerseits einen kontami nationsarmen Transport durch die Hochtemperaturzone und andererseits eine bessere Energieausbeute bei der Prozessierung sowie die Anwendung schneller Temperatur wechsel in der Hochtemperaturzone ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit der Transportvorrichtung und dem Verfahren der Patentansprüche 1 bzw. 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung zum Transport von zu prozessierenden Elementen durch eine Hochtemperaturzone umfasst zumindest ein erstes Paar von in Transportrichtung parallel zueinander verlaufen den langgestreckten Tragelementen und zumindest einen Antriebsmechanismus für die Tragelemente, der diese zu einer wiederkehrenden Hub- und Vorschubbewegung auf einer geschlossenen Bahnkurve antreibt. Der Antriebs mechanismus ist hierbei derart ausgestaltet, dass die Tragelemente auf einer oberen Hälfte der Bahnkurve eine Vorschubbewegung in Transportrichtung ausführen und auf einer unteren Hälfte der Bahnkurve in eine Ausgangs position zurückkehren. Die Transportvorrichtung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass die lang gestreckten Tragelemente aus einem flexiblen Material bestehen, das entlang der Längsachsen der Tragelemente unter Zugspannung gehalten wird. Dies ermöglicht die Verwendung sehr dünner Tragelemente, da keine Bruchgefahr besteht.

Die Transportkinematik einer derartigen Vor richtung ist grundsätzlich unter dem Begriff Hubbalken prinzip bekannt. Dieses Hubbalkenprinzip wird in anderen Bereichen der Technik zum Transport von relativ großen Massen eingesetzt, wobei die starren Hubbalken entsprechend massiv ausgestaltet sein müssen. Bei einem Einsatz dieses Prinzips für leichtere Gegenstände ist der Durchmesser der Balken nach unten hin durch deren Bruchgefahr begrenzt. Bei Transportlängen von mehreren Metern, wie sie für die vorliegenden Hochtemperatur zonen erforderlich sind, müssten daher Balken von einigen cm Dicke eingesetzt werden, so dass wiederum beträchtliche Energie zur Aufheizung der thermischen Masse der Balken erforderlich wäre.

Die Erfinder der vorliegenden Transportvorrichtung bzw. des zugehörigen Verfahrens haben jedoch erkannt, dass ein abgewandeltes Hubbalkenprinzip, bei dem dünne flexible Tragelemente anstatt starrer Balken eingesetzt werden, bei der vorliegenden Anwendung des Transportes von zu prozessierenden Elementen durch eine Hoch temperaturzone erhebliche Vorteile aufweist, die mit den bisher in diesem Bereich eingesetzten Techniken nicht erreicht werden können. Durch die Ausbildung der langgestreckten Tragelemente aus einem flexiblen Material, das entlang der Längsachsen der Tragelemente unter Zugspannung gehalten wird, wird die in den Ofen eingebrachte thermische Masse des Transportsystems deutlich reduziert. Durch die geringe thermische Masse vermindert sich der erforderliche Energiebedarf zur Aufheizung dieser Elemente erheblich. Dies führt einerseits zu einer besseren Energieausbeute des Prozesssystems und ermöglicht zum anderen eine flexiblere Prozessführung hinsichtlich des Temperatur- Zeit-Profils.

Bei der vorliegenden Transportvorrichtung werden die Tragelemente zudem nicht wie bei Einsatz von Förderbändern kontinuierlich durch den Prozessraum transportiert, sondern lediglich innerhalb des Prozess raums auf der entsprechenden Antriebsbahn bewegt. Dies vermindert die Gefahr, den Prozessraum mit Verun reinigungen aus dem Außenraum zu kontaminieren, erheblich.

Das vorliegende Transportsystem lässt sich sowohl für einen kontinuierlichen wie auch für einen getak teten Transport der zu prozessierenden Elemente durch die Hochtemperaturzone einsetzen. Der getaktete Transport ermöglicht aufgrund der geringen thermischen Masse der Tragelemente den Einsatz so genannter RTP- Prozesse (RTP: Rapid Thermal Processing) in der Hochtemperaturzone. Dabei wird das zu prozessierende Element innerhalb der Zone kurzzeitig angehalten und die Heizleistung leistungs- oder temperaturgesteuert hochgeregelt. Die Heizleistung wird dabei in der Regel durch Lampen erzeugt, die um den Prozessraum angeordnet sind. Das zu prozessierende Element wird hierbei homogen mit einer sehr schnellen Temperaturrampe hoch geheizt. Dies ist mit den herkömmlichen Transport systemen nicht möglich, da die erforderliche Aufheizung des gesamten Förderbandes einer schnellen Temperatur änderung entgegensteht.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Transport systems besteht darin, dass die zu prozessierenden Elemente bei einer derartigen Prozessierung auch von unten beleuchtet werden können, ohne dass es zu nennenswerten Abschattungen kommt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Transport vorrichtung kann auch nur ein Paar von langgestreckten Tragelementen vorgesehen sein. In diesem Fall müssen seitliche feste Auflageflächen für das Element vorhanden sein, um dieses während der Bewegung der Tragelemente auf der unteren Hälfte der Bahnkurve aufzunehmen. Auch eine zentrale Auflagefläche zwischen den beiden Tragelementen kann hierfür ausgebildet sein. Es versteht sich von selbst, dass diese Auflageflächen in der Höhe zwischen der oberen Begrenzung und der unteren Begrenzung der Bahnkurve der Tragelemente liegen muss.

Die langgestreckten Tragelemente sind vorzugsweise drahtförmig, fadenförmig, als dünne Kordeln oder als schlauchförmig gewebte Keramikschnüre ausgebildet. Als Materialien können alle Materialien eingesetzt werden, die die in der Temperaturzone auftretenden Temperaturen stabil überstehen und der für den Transport erforder lichen Zugspannung standhalten. Vorzugsweise werden die Tragelemente aus einem keramischen Material oder einem Quarzmaterial gewählt, da diese zu keinerlei Kontami nation des Prozessraums oder der zu prozessierenden Elemente führen. Die Bewegungsrichtung für die Elemente wird über die Antriebsrichtung des Antriebsmechanismus bestimmt. Hierbei ist es auch möglich, die Elemente in einer Richtung in den Prozessraum einzubringen und - durch Umschalten der Antriebsrichtung - in der entgegengesetzten Richtung wieder aus dem Prozessraum heraus zu transportieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist zumindest ein weiteres Paar von langgestreckten Tragelementen parallel zum ersten Paar vorgesehen. Das zweite Paar ist derart angeordnet, dass zumindest ein Tragelement des ersten Paares zwischen den Tragelementen des weiteren Paares oder zumindest ein Tragelement des weiteren Paares zwischen den Tragelementen des ersten Paares liegt. Der Antriebsmechanismus für das erste Paar oder ein gesonderter Antriebsmechanismus für das weitere Paar ist derart angeordnet, dass er die Tragelemente des weiteren Paares zu einer wiederkehrenden Hub- und Vorschubbewegung auf einer geschlossenen Bahnkurve antreibt, so dass die Tragelemente des weiteren Paares phasenversetzt zur Bewegung des ersten Paares auf einer oberen Hälfte der Bahnkurve eine Vorschubbewegung in Transportrichtung ausführen und auf einer unteren Hälfte der Bahnkurve in eine Ausgangsposition zurück kehren. Die Bewegung dieser weiteren Tragelemente entspricht daher der der ersten Tragelemente, nur jeweils phasenverschoben. Auf diese Weise kann ein Transport der zu prozessierenden Elemente erreicht werden, ohne gesonderte Auflageflächen vorsehen zu müssen. Selbstverständlich kann auch eines der beiden Paare still stehen und damit als feste Auflage für den Transport der Elemente durch das andere Paar dienen.

Selbstverständlich ist die Anzahl der Tragelemente nicht auf zwei bzw. vier beschränkt. Vielmehr können weitere Paare oder auch weitere einzelne Tragelemente parallel zu den bestehenden vorgesehen sein, um beispielsweise große und/oder schwere Elemente trans portieren zu können. Hierbei können auch mehr als zwei Tragelemente eine gemeinsame Antriebsbewegung durch führen. Ebenso kann eine Ausführungsform realisiert werden, bei der mehr als zwei zueinander phasenver schobene Bewegungen mit unterschiedlichen Tragelementen durchgeführt werden.

Der Antriebsmechanismus ist vorzugsweise so ausge führt, dass die Vorschubbewegung auf der Bahnkurve sehr groß gegen die Hubbewegung ausfällt. Besonders einfach lassen sich hierbei ellipsenförmige, rechteckförmige oder rautenförmige Bahnkurven realisieren. Der Antrieb selbst ist dabei außerhalb der Temperaturzone bzw. des Ofens angeordnet, so dass sich nur die Tragelemente innerhalb des Ofens erstrecken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung sowie das zugehörige Verfahren werden nachfolgend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Beispiel für ein herkömmliches Transportsystem zum Transport von zu prozessierenden Elementen durch einen Prozessofen;

Fig. 2 schematisch ein Beispiel für den Transport mechanismus der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3 schematisch ein weiteres Beispiel für den Transportmechanismus der vorliegenden Erfindung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Ein bekanntes Transportsystem, wie es im vorliegenden Bereich des Transportes von zu prozessierenden Silizium-Solarzellen durch eine Hochtemperaturzone eingesetzt wird, wurde in Verbindung mit der schematischen Darstellung der Fig. 1 bereits im einleitenden Teil erläutert.

Fig. 2 zeigt schematisch das Transportprinzip, wie es bei der vorliegenden Transportvorrichtung eingesetzt wird. In der Figur ist hierbei der Eingang zum Ofen 3 zu erkennen, in den ein Wafer 4 in Pfeilrichtung eingebracht wird. Das zugehörige Transportsystem besteht im vorliegenden Beispiel aus 4 parallel zueinander angeordneten Tragelementen 5a, 5b, 6a und 6b. Diese langgestreckten Tragelemente sind als dünne Keramikkordeln ausgestaltet, die in ihrer Längsrichtung unter Zugspannung stehen bzw. gehalten werden. Die Tragelemente 5a, 5b, 6a und 6b sind somit beiderseits des Ofens an einem nicht explizit dargestellten Antriebsmechanismus eingespannt. Selbstverständlich können die Tragelemente auch aus nicht keramischem Material, beispielsweise aus dünnen Quarzfäden gebildet sein.

In der Fig. 2 sind weiterhin die Bewegungsbahnen 7 angedeutet, auf denen die Tragelemente 5a, 5b, 6a und 6b durch den Antriebsmechanismus bewegt werden. Hierbei werden jeweils zwei Tragelemente 5a und 5b bzw. 6a und 6b simultan zueinander auf der gleichen Bahnkurve bewegt, d. h. die entsprechenden Tragelemente 5a und 5b bzw. 6a und 6b erreichen jeweils gleichzeitig den oberen oder unteren Punkt ihrer Bahnkurve. Das jeweils andere Paar von Tragelementen wird im vorliegenden Beispiel um 180° phasenverschoben zur Bewegung auf der gleichen Bahnkurve angetrieben. In der Figur ist hierbei eine Momentaufnahme zu sehen, bei der die Tragelemente 5a und 5b den obersten Punkt ihrer Bahnkurve und die Tragelemente 6a und 6b den untersten Punkt ihrer Bahnkurve erreicht haben. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Siliziumscheibe 4 daher auf den Tragelementen 5a und 5b auf.

Die Bewegungsbahn mit ihrem horizontalen undvertikalen Anteil hat im vorliegenden Beispiel eine elliptische Form, wobei die kleine Halbachse dem Hub und die große Halbachse dem Vorschub entspricht. Das Verhältnis der großen zur kleinen Halbachse ist in diesem Beispiel nur zur Veranschaulichung annähernd ausgeglichen dargestellt. In der Regel werden sich die Längen dieser Halbachsen deutlich voneinander unter scheiden. So kann beispielsweise die große Halbachse eine Länge von 10 bis 20 cm bei einer Länge der kleinen Halbachse von lediglich 3 bis 15 mm aufweisen.

Durch die vorliegende Bewegungsform der phasen verschobenen Bewegung der jeweiligen Paare von Trag elementen 5a und 5b bzw. 6a und 6b wird der Transport der Siliziumscheibe 4 durch den Prozessraum erreicht. Selbstverständlich gibt es neben der ellipsenförmigen auch andere Bewegungsmodi, die zu einem Vorschub des Transportgutes führen. Da sich die gesamte Mechanik außerhalb des Prozessraumes befindet, sind keine besonderen Anpassungen im Prozessraum erforderlich. Geeignete Antriebsmechanismen, mit denen sich die vorliegenden Bahnkurven realisieren lassen, sind dem Fachmann geläufig.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung, die eine ähnliche Ausgestaltung aufweist wie die der Fig. 2. In Fig. 3 sind zusätzlich die Führungselemente 8a, 8b zur Führung der Tragelemente 5a, 5b, 6a und 6b zu erkennen. Diese starr ausgebildeten Führungselemente 8a, 8b sind mit der nicht dargestellten Antriebseinrichtung der Vorrichtung verbunden und verlaufen im vorliegenden Beispiel unterhalb des Ofens 3. Das Führungselement 8a dient hierbei der Führung der äusseren Transportelemente 5a, 5b, das Führungselement 8b der Führung der inneren Transportelemente 6a, 6b.

Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 2 wird bei der Ausführungsform der Fig. 3 eine annähernd rechteckförmige Bewegungskurve realisiert, die für die beiden Tragelemente 5a, 5b bzw. das Führungselement 8a mit dem Bezugszeichen 7a und für die Tragelemente 6a, 6b bzw. das Führungselement 8b mit dem Bezugszeichen 7b angedeutet ist. Hierbei werden jeweils zwei Trag elemente 5a und 5b bzw. 6a und 6b simultan zueinander auf der gleichen Bahnkurve bewegt, d. h. die entsprechenden Tragelemente 5a und 5b bzw. 6a und 6b erreichen jeweils gleichzeitig den oberen oder unteren Punkt ihrer Bahnkurve. Das jeweils andere Paar von Tragelementen wird im vorliegenden Beispiel um 180° phasenverschoben zur Bewegung auf der gleichen Bahn kurve angetrieben, wie dies aus der Figur ersichtlich ist. Die angedeutete Verbindungslinie zwischen den beiden Bahnkurven 7a und 7b zeigt die momentane Position der jeweiligen Tragelemente auf ihrer Bahn kurve, bei der die Tragelemente 6a und 6b den obersten Punkt der Bahnkurve 7b und die Tragelemente 5a und 5b den untersten Punkt der Bahnkurve 7a erreicht haben. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Siliziumscheibe 4 daher auf den Tragelementen 6a und 6b auf.

Vorzugsweise wird das Transportsystem in einem Ofen eingesetzt, der eine so genannte RTP (Rapid Thermal Processing) Zone enthält. In einer RTP-Zone kann der eingebrachte Wafer mit einer sehr schnellen Temperaturrampe (< 100 K/s) aufgeheizt werden. Hierbei werden die Lampen in der RTP-Zone über ein Pyrometer gesteuert. Die RTP-Zone ist innenverspiegelt und hat eine so genannte Kaltwand. Die Wandung der Zone wird gekühlt, so dass sich bei der Prozessierung nur der Wafer aufheizt, da er im Wesentlichen das einzige Element im Ofen ist, welches das Licht der Lampen absorbiert. Auf diese Weise können temperatur- oder leistungsgesteuerte Prozesse gefahren werden. Gerade die so genannten Temperaturrampen sind hierbei eine bevorzugte Variante der Prozessführung. Die geringe niedrige thermische Masse des erfindungsgemäßen Transportsystems - im dargestellten Beispiel mit Keramikkordeln mit einem Durchmesser von nur 2-3 mm und einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 1100°C - erlaubt es erst, diese schnelle Prozessführung in einem Durchlaufofen zu integrieren. Desweiteren ist es auch mit diesem Transportsystem möglich, das Pyrometer entweder unter oder über dem Wafer anzubringen, da es zwischen den Tragelementen auf den Wafer schauen und so die Wärmestrahlung messen kann, aus der die Temperatur ermittelt wird. Diese direkte Zugänglichkeit ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Wafer auf einer Seite eine Schicht aufweist, die sich während des Prozesses verändert. Eine Erfassung der Strahlung dieser Schicht mit dem Pyrometer würde zu großen Fehlern bei der Temperaturmessung führen. Da sich die Schicht in der Regel zur Vermeidung von Kontaminationen auf der Seite des Wafers befindet, die nicht auf dem Transportsystem aufliegt, muss die pyrometrische Temperaturmessung die Strahlung von der Unterseite des Wafers erfassen. Eine pyrometrische Temperaturerfassung ist gerade bei Anwendung von Temperatur-Rampen aufgrund der schnellen Temperaturänderungen zwingend erforder lich, da Thermoelemente nicht schnell genug reagieren können.

Eine derartige Prozessführung in einem Ofen, beispielsweise einem Diffusionsofen, ist mit den bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik nicht in gleicher Weise möglich.

Selbstverständlich lässt sich das Transportsystem der vorliegenden Erfindung neben der Anwendnung bei Diffusionsprozessen auch bei anderen Prozessen einsetzen. Ein Beispiel hierfür ist das Feuern von Kontakten bei der Herstellung von Solarzellen. Nach der Diffusion werden die Solarzellen kontaktiert. Dies erfolgt in der Regel über Siebdruckverfahren. Nach dem Druck müssen die Kontakte gefeuert werden, um die gewünschten Eigenschaften auszubilden. Hierfür werden die Scheiben nach einem Trockenschritt ebenfalls in einen Hochtemperaturbereich, üblicherweise bei 600-900°C, transportiert. Bei der Feuerung sind schnelle Temperaturrampen von Vorteil, wie sie bei Einsatz des vorliegenden Transportsystems erzeugt werden können.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der Einsatz des Transportsystems in Trocknern, die zwar bei relativ niedrigen Temperaturen von 100-400°C arbeiten, aber bereits das Transportgut verunreinigen können. Diese Verunreinigungen können bei anschließenden Hoch temperaturprozessen in das Material eindiffundieren oder den Prozessraum verunreinigen. Der Einsatz des vorliegenden Transportsystems vermindert die Gefahr derartiger Verunreinigungen.

Bezugszeichenliste

1

Kettenband

2

Antriebswelle

3

Ofen

4

Wafer

5

a/b Tragelemente

6

a/b Tragelemente

7

/

7

a/

7

b Bewegungsbahnen

8

a/

8

b Führungselemente

Claims

1. Transportvorrichtung zum Transport von zu prozessierenden Elementen (4) durch eine Temperaturzone, insbesondere eine Hoch temperaturzone, mit:
zumindest einem ersten Paar von in Transport richtung parallel zueinander verlaufenden langgestreckten Tragelementen (5a, 5b), und zumindest einem Antriebsmechanismus für die Tragelemente, der diese zu einer wiederkehrenden Hub- und Vorschubbewegung auf einer geschlossenen Bahnkurve (7, 7a, 7b) antreibt,
so dass die Tragelemente (5a, 5b) auf einer oberen Hälfte der Bahnkurve eine Vorschubbewegung in Transportrichtung ausführen und auf einer unteren Hälfte der Bahnkurve in eine Ausgangsposition zurückkehren, dadurch gekennzeichnet,
dass die langgestreckten Tragelemente (5a, 5b) aus einem flexiblen Material bestehen, das entlang der Längsachsen der Tragelemente unter Zugspannung gehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckten Tragelemente (5a, 5b) drahtförmig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckten Tragelemente (5a, 5b) als dünne Kordeln ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckten Tragelemente (5a, 5b) aus einem keramischen Material bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckten Tragelemente (5a, 5b) aus gewebten oder schlauchförmig gewebten Keramik schnüren gebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckten Tragelemente (5a, 5b) aus Quarzmaterial bestehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Paar von langgestreckten Trag elementen (6a, 6b) parallel zum ersten Paar (5a, 5b) vorgesehen und derart angeordnet ist, dass zumindest ein Tragelement (5b) des ersten Paares zwischen den Tragelementen (6a, 6b) des weiteren Paares oder zumindest ein Tragelement (6a) des weiteren Paares zwischen den Tragelementen (5a, 5b) des ersten Paares liegt, und der oder ein weiterer Antriebsmechanismus die Tragelemente (6a, 6b) des weiteren Paares zu einer wiederkehrenden Hub- und Vorschubbewegung auf einer geschlossenen Bahnkurve (7, 7a, 7b) antreibt, so dass die Tragelemente (6a, 6b) des weiteren Paares phasen versetzt zur Bewegung des ersten Paares (5a, 5b) auf einer oberen Hälfte der Bahnkurve (7, 7a, 7b) eine Vorschubbewegung in Transportrichtung ausführen und auf einer unteren Hälfte der Bahnkurve (7, 7a, 7b) in eine Ausgangsposition zurückkehren.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere weitere langgestreckte Tragelemente parallel zum ersten Paar von Tragelementen (5a, 5b) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus zur Ausführung einer ellipsenförmigen Bahnkurve (7, 7a, 7b) ausgebildet ist, wobei die große Hauptachse der Ellipse parallel zur Transportrichtung verläuft.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus zur Ausführung einer im Wesentlichen rechteck- oder rautenförmigen Bahnkurve (7, 7a, 7b) ausgebildet ist, wobei eine geradlinige Begrenzung des Rechtecks bzw. der Raute parallel zur Transportrichtung verläuft.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckten Tragelemente (5a, 5b, 6a, 6b) durch einen Ofen (3), insbesondere als Bestandteil einer Anlage zur Halbleiterfertigung, verlaufen, wobei der Antriebsmechanismus außerhalb des Ofens (3) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (3) eine RTP-Zone enthält.

13. Verfahren zum Transport von zu prozessierenden Elementen (4), insbesondere Substraten oder Wafern, durch eine Hochtemperaturzone unter Einsatz der Technik des Hubbalkenprinzips, bei dem an Stelle der Hubbalken langgestreckte Trag elemente (5a, 5b, 6a, 6b) aus einem flexiblen Material eingesetzt werden, die entlang ihrer Längsachse unter Zugspannung gehalten werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dünne draht-, faden- oder kordelförmige Tragelemente (5a, 5b, 6a, 6b) aus einem keramischen Material oder aus Quarz eingesetzt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass gewebte oder schlauchförmig gewebte Keramik schnüre als langgestreckte Tragelemente (5a, 5b) eingesetzt werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, zum Transport von Substraten oder Wafern durch eine Hochtemperaturzone bei der Halbleiterfertigung.