DE102011077005A1 - Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin - Google Patents

Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin Download PDF

Info

Publication number
DE102011077005A1
DE102011077005A1 DE102011077005A DE102011077005A DE102011077005A1 DE 102011077005 A1 DE102011077005 A1 DE 102011077005A1 DE 102011077005 A DE102011077005 A DE 102011077005A DE 102011077005 A DE102011077005 A DE 102011077005A DE 102011077005 A1 DE102011077005 A1 DE 102011077005A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor arrangement
investment
sensor
substrates
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011077005A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011077005B4 (de
Inventor
Jochen Burkhardt
Milo Gaggioli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehm Thermal Systems GmbH
Original Assignee
Rehm Thermal Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehm Thermal Systems GmbH filed Critical Rehm Thermal Systems GmbH
Priority to DE102011077005.4A priority Critical patent/DE102011077005B4/de
Priority to US14/124,421 priority patent/US9466514B2/en
Priority to PCT/EP2012/002406 priority patent/WO2012167922A1/de
Priority to CN201280028130.5A priority patent/CN103765568B/zh
Publication of DE102011077005A1 publication Critical patent/DE102011077005A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011077005B4 publication Critical patent/DE102011077005B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/40—Arrangements of controlling or monitoring devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0014—Devices for monitoring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67173—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers in-line arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67745—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber characterized by movements or sequence of movements of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage (100) zur Wärmebehandlung von Substraten und ein Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin, wobei die Anlage (100) mindestens eine heizbare Kammer (102), ein Trägersystem (108), eine Sensoranordnung (112) und einen von dem Trägersystem (108) unabhängigen Aktuator (111) umfasst. Das Trägersystem (108) ist dabei zum Tragen von Substraten ausgebildet, wohingegen die Sensoranordnung (112) weiter zur Kopplung an eine Datenerfassungs- und/oder Datenspeichervorrichtung (130) konfiguriert ist. Der Aktuator (111) ist dabei mit der Sensoranordnung (112) gekoppelt und zum Positionieren der Sensoranordnung (112) innerhalb der heizbaren Kammer (102) konfiguriert.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und ein Verfahren zum Erfassen von Messdaten in einer solchen Anlage.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Wärmebehandlungen finden bei vielen industriellen Prozessen Anwendung. Hohe Bedeutung besitzen sie insbesondere in der Halbleitertechnik, wie zum Beispiel bei der Herstellung von Photovoltaik-Zellen.
  • Bei der Herstellung von Solarzellen durchlaufen Halbleiterwafer im Allgemeinen drei Metallisierungsprozesse, den Busbar-, den Aluminiumrückseitenkontakt- und den Frontseitenkontakt-Metallisierungsprozess. Metallisierungsprozesse dienen der Kontaktierung der Halbleiterwafer und stellen Kontakte zu dotierten Gebieten des Halbleiterwafers her.
  • Der Kontaktierungsprozess ist in der Regel dreistufig: In einem ersten Schritt wird beispielsweise mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise Siebdruck, eine metallhaltige Paste in der Form des herzustellenden Kontaktes auf die zu kontaktierende Oberfläche aufgebracht. Damit kann der Kontakt als Kontaktgitter ausgebildet oder ganzflächig auf die zu kontaktierende Oberfläche des Halbleiterwafers aufgebracht werden. Durch die Beigabe von organischen Lösungs- und Bindemitteln, die den Pasten zugesetzt sind, wird dabei sichergestellt, dass die Kontaktpasten zumindest während des Aufbringvorgangs zähflüssig sind.
  • In einem zweiten Schritt wird die auf den Halbleiterwafer aufgebrachte Paste bei Temperaturen von ca. 250°C getrocknet, so dass das in den Pasten enthaltene Lösungs- und Bindemittel verdunstet.
  • In einem dritten Schritt werden die zu kontaktierenden Halbleiterwafer Temperaturen von 200 bis 400°C ausgesetzt, bei welchen die restlichen in der Paste enthaltenen organischen Substanzen rückstandsfrei verbrennen. Es schließt sich eine kurzzeitige (wenige Sekunden) Sinterung der Paste bei Temperaturen von 600 bis 1000°C an. Bei diesem dritten Schritt erfolgt die eigentliche Kontaktbildung zwischen dem Halbleiterwafer und der Metallpaste und die elektrische Leitfähigkeit der Kontakte wird während des Sinterprozesses ausgebildet.
  • Bei der Kontaktierung von Halbleiterwafern ist zu beachten, dass zum Einen der Überganswiderstand zwischen dem Halbleiterwafer und dem Kontakt niedrig sein sollte und zum Anderen, dass, wie gerade bei Solarzellen, ein möglichst geringer Anteil der effektiven Funktionsfläche des Halbleiterwafers von den Kontakten überdeckt wird. Dies gilt insbesondere bei der Herstellung von Kontakten für Solarzellen auf der dem einfallenden Licht zugewandten Seite, da diese Kontakte aufgrund von Reflexion oder Absorption des einfallenden Lichts das Halbleitermaterial abschatten.
  • Dabei sind die während der Metallisierung notwendigen Temperaturprofile für die Qualität und den zu erzielenden Wirkungsgrad der Solarzelle entscheidend. Neben den sogenannten Längsprofilen, die den Temperaturzeitverlauf des thermischen Prozesses abbilden, stellen Querprofile, sogenannte Cross Profiles, die Temperaturverteilung über die Breite der thermischen Anlage dar. Während die Längsprofile für gewöhnlich einen Peak der Temperaturverteilung aufweisen, der bei Fast-Firing-Anlagen bis zu 1000°C betragen kann und den Einbrennvorgang darstellt, sollten Querprofile eine möglichst homogene Verteilung der Temperatur entlang der Breite der thermischen Anlage widerspiegeln. Von besonderem Interesse kann auch eine Erfassung einer Temperaturverteilung in einer Umgebung um den Peak sein, oder die Erfassung einer Temperaturverteilung innerhalb eines den Peak umfassenden Messvolumens.
  • Der Einbrennvorgang erfolgt in der Regel innerhalb eines Durchlaufofens, der mehrere Heizzonen sowie eine Kühlstrecke aufweist. Dabei werden die Halbleiterwafer auf einem Metallgliederband liegend durch den Ofen transportiert. Typischerweise sind Heizelemente oberhalb und unterhalb des Bandes angeordnet. Für hochproduktive Herstellungsprozesse werden in Trocknungs- und Firings-Anlagen teilweise mehrspurige Durchlauföfen verwendet. Eine typische Trocknungsanlage kann aus einer Kombination von fünf Infrarot-Zonen und einer zentralen Konvektionszone bestehen. Innerhalb der einzelnen Heizzonen lässt sich die Temperatur unabhängig von den anderen Heizzonen steuern, wodurch ein vorbestimmtes Temperaturprofil innerhalb der Anlage eingestellt werden kann. Dabei ist zu beachten, dass das Transportband die Temperaturverteilung innerhalb eines Durchlaufofens durch seine eigene Wärmekapazität mitbestimmt.
  • Die Qualität der Kontaktierung eines Halbleiterwafers wird durch die elektrische und mechanische Kontaktbildung bestimmt, wobei gleichzeitig der Halbleiterwafer keiner Beschädigung ausgesetzt werden darf. Dies ist besonders wichtig bei der Kontaktierung einer Solarzellenvorderseite, bei der eine Beschädigung Kurzschlüsse zur Folge haben kann und die Effizienz der Solarzelle somit stark beeinträchtigt wird.
  • Es ist daher von großer Bedeutung, ein Temperaturprofil in Längs- als auch in Querrichtung eines Ofens und/oder einer Anlage zu bestimmen und eine gewünschte Temperaturverteilung innerhalb des Ofens bzw. der Anlage einzustellen und aufrechtzuerhalten.
  • Aus der Druckschrift DE 103 25 602 ist ein Verfahren zur temperaturgeregelten Prozessierung von Halbleiterwafern bekannt, bei dem die Temperatur eines Halbleiterwafers innerhalb einer Reaktionskammer mittels eines Pyrometers berührungslos gemessen wird. Das Pyrometer ist außerhalb der Kammer fest angebracht und detektiert die von einer Seite des Halbleiterwafers emittierte Strahlung durch ein Inspektionsfenster hindurch. Bei diesem Messverfahren kann also nur die Temperatur von einer Seite des Halbleiterwafers an einem durch das Inspektionsfenster vorgegebenen Punkt detektiert werden. Es ist jedoch nicht möglich, einen Temperaturverlauf innerhalb der Reaktionskammer entlang beliebiger Messpunkte in einer von zu prozessierenden Halbleiterwafern unabhängigen Weise zu detektieren.
  • Die Druckschrift DE 10 2007 020 176 offenbart ein Messsystem zur Temperaturprofilmessung in Durchlauföfen, bei dem ein Temperatursensor mit einer impedanzangepassten Fühlerantenne mittels eines Transportbands durch den Ofen gefahren wird. Im Durchlaufofen befinden sich Abfrageantennen, die die durch den Sensor ermittelte Temperatur und die Position des Sensors abfragen.
  • Gemäß einer anderen weit verbreiteten Technik werden einzelne Messwafer durch einen Durchlaufofen geschickt. Zur Temperaturerfassung werden meist Thermoelemente und Datenaufzeichnungsgeräte verwendet. Die Thermoelemente sind dabei entweder nur mittels einer mechanischen Vorspannung auf einem als Messwafer fungierenden Siliziumwafer kontaktiert oder mittels geeigneter Klebstoffe daran befestigt. Im Allgemeinen ist eine Kontaktierung von Thermoelementen auf Siliziumwafern mit Problemen behaftet, da Siliziumwafer spröde und sehr dünn (ca. 180 μm) sind. Eine mechanische Fixierung mittels Vorspannung weist das Problem auf, dass sich diese bei den in den Anlagen auftretenden hohen Temperaturen leicht lösen kann. Klebstoffe verändern die Wärmekapazität am Messort und können die Temperaturmessung verfälschen.
  • Zur Ermittlung einer Temperaturverteilung entlang der Breite eines Siliziumwafers ist ein Thermoelement nicht ausreichend. Oft werden drei Thermoelemente auf dem Siliziumwafer befestigt und eine ermittelte Temperaturdifferenz zwischen den Messorten der einzelnen Thermoelemente auf dem Siliziumwafer stellt ein Maß für die Homogenität der Temperaturverteilung dar. Jedes einzelne auf dem Wafer angebrachte Thermoelement erzeugt bei der Temperaturerfassung ein individuelles Temperaturprofil mit unterschiedlichen Messabweichungen. Eine Kalibrierung ist jedoch sehr aufwändig und auch schwierig. Meist wird im Alltag auf die Kalibrierung verzichtet, wodurch die Messergebnisse mit einem relativ großen systematischen Fehler behaftet sind.
  • Desweiteren ist die Anzahl der durch die Thermoelemente erzeugten Temperaturprofile dadurch begrenzt, dass nur eine von der Breite des Wafers abhängige Anzahl von Thermoelementen auf einem Wafer befestigt werden kann. Üblicherweise werden ein bis vier Thermoelemente auf einem Wafer befestigt.
  • Siliziumwafer weisen insbesondere durch das Antireflexcoating unterschiedliche Reflexions- und Absorptionseigenschaften auf. Lokal unterschiedliche Reflexions- und Absorptionseigenschaften können die Messungen der einzelnen Thermoelemente erheblich beeinflussen.
  • Üblicherweise werden bei diesen Bestimmungen der Temperaturverteilung wiederholt dieselben Messwafer auf das Transportsystem der Anlage aufgelegt und mittels des Transportsystems durch die Anlage gefahren, um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Da man als Messwafer mit Thermoelementen bestückte Siliziumwafer verwendet, ist die Anzahl der Wiederholungsmessungen durch die Lebensdauer der Siliziumwafer beschränkt. Aufgrund der sehr hohen Transportgeschwindigkeiten von Förderbändern (4 bis 6 Meter pro Minute) besteht weiter die Gefahr, dass die Messwafer leicht beschädigt werden können. Es ist auch schwer, die Messungen auf eine reproduzierbare Weise zu wiederholen.
  • Es sind aber nicht nur Temperaturprofile in Anlagen zur Wärmebehandlung von Substraten von Interesse sondern auch andere Messdaten, wie zum Beispiel Daten, die ein Strömungsverhalten von Konvektionsströmen oder Vibrationen der Anlage darstellen. Die Kenntnis von Konvektionsströmungen innerhalb von Öfen ist äußerst wichtig für ein Einstellen von vorbestimmten Temperaturprofilen, wohingegen eine Erfassung von Vibrationen die Gefahr einer Schädigung von Substraten durch Erschütterungen frühzeitig erkennen lässt.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik bei der Bestimmung von Messdaten innerhalb dieser Anlagen ausräumt. Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Verfahren zur Erfassung von Messdaten in einer solchen Anlage bereitzustellen, das die Probleme des Stands der Technik löst.
  • Allgemeine Beschreibung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten gelöst, wobei die Anlage mindestens eine heizbare Kammer, ein Trägersystem, das zum Tragen von Substraten ausgebildet ist, eine Sensoranordnung, die zur Kopplung an eine Datenerfassungs- und/oder Datenspeichervorrichtung konfiguriert ist, und einen von dem Trägersystem unabhängigen Aktuator umfasst, der mit der Sensoranordnung gekoppelt ist und zum Positionieren der Sensoranordnung innerhalb der heizbaren Kammer konfiguriert ist. Dadurch, dass die Anlage einen zum Verfahren und Positionieren einer Sensoranordnung konfigurierten Aktuator und ein davon unabhängiges Trägersystem zum Tragen von Substraten aufweist, kann das Positionieren der Sensoranordnung unabhängig von dem Trägersystem erfolgen. Damit stellt die Anlage eines von der Prozessführung der Substrate unabhängiges Messsystem bereit und das Messvolumen wird nicht durch ein Trägersystem beschränkt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die heizbare Kammer ein Durchlaufofen. Auf eine einfache Weise können somit die Beschickungszeiten des Ofens verkürzt und die Fördermenge der Anlage vergrößert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Anlage weiter eine Steuervorrichtung auf, die zur elektromechanischen Steuerung des Aktuators konfiguriert ist, so dass die Sensoranordnung entlang mindestens eines vorbestimmten Verfahrwegs verfahrbar und positionierbar ist. Dadurch kann die Sensoranordnung in einer vorgegebenen Weise automatisiert positioniert werden, wobei gleichzeitig die Reproduzierbarkeit der Positionierung verbessert ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verläuft der mindestens eine Verfahrweg entlang einer Richtung, die senkrecht zu einer Durchlaufrichtung orientiert ist. Dadurch ist es mittels eines einzigen Sensors möglich, ein Querprofil zu erfassen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verläuft der Verfahrweg entlang einer Richtung, die parallel oder antiparallel zu einer Durchlaufrichtung orientiert ist. Dadurch, dass der Verfahrweg entlang oder entgegen einer Durchlaufrichtung verläuft, können Messdaten entlang oder entgegen einer Durchlaufrichtung erfasst werden, wie beispielsweise ein Längsprofil der Temperatur.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu konfiguriert, die Sensoranordnung kontinuierlich zu verfahren. Eine kontinuierliche Positionierung der Sensoranordnung entlang eines Verfahrwegs kann es ermöglichen, Messdaten entlang des Verfahrwegs kurzzeitig zu erfassen. Damit kann eine permanente Zustandsüberwachung erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu konfiguriert, die Sensoranordnung stufenweise zu verfahren. Dadurch können Messdaten an einer diskreten Anzahl von Messorten durch die Sensoranordnung erfasst werden. Es ist zum Beispiel möglich, an Messorten vorliegende Temperaturen zu erfassen, nachdem die Sensoranordnung mit ihrer Umgebung in thermischem Gleichgewicht steht. Die Sensoranordnung ist an voneinander weiter entfernt liegende Messpositionen positionierbar und es sind Messdaten an voneinander weiter entfernt liegenden Messpositionen in kürzerer Zeit erfassbar. Zum Beispiel kann der Einfluss der Wärmekapazität der Sensoranordnung auf die Temperaturmessung reduziert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Trägersystem als ein kettengeführtes Transportsystem ausgebildet. Dies erlaubt es, die Sensoranordnung an Messorten zu positionieren, die oberhalb oder unterhalb des Trägersystems oder sogar zwischen den Ketten des Transportsystems angeordnet sind, da keine „Abschattung” von der Wärmequelle in der Kammer auftritt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Aktuator eine teleskopartig verlängerbare Vorrichtung, an deren einem Ende die Sensoranordnung angeordnet und die mit dem Aktuator verbunden ist. Durch die teleskopartig verlängerbare Vorrichtung ist eine flexible und auch reproduzierbare Positionierung der Sensoranordnung innerhalb der Anlage möglich.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Sensoranordnung auf einem Substrat angeordnet, das aus Silizium oder einem Material gebildet ist, das mit Silizium vergleichbare thermische Eigenschaften aufweist. Diese Ausführungsform ermöglicht es der Sensoranordnung Messdaten, wie beispielsweise Temperaturen, unter Bedingungen zu erfassen, wie sie sich in der Nähe von Substraten während der Wärmebehandlung einstellen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung wenigstens einen Temperatursensor und/oder wenigstens einen Vibrationssensor und/oder wenigstens einen Strömungssensor und/oder wenigstens einen Lichtsensor. Vibrationssensoren ermöglichen ein Erfassen von Erschütterungen innerhalb der Anlage, Strömungssensoren können zu einer Erfassung von Konvektionsströmungen innerhalb der Anlage dienen und Temperatursensoren bieten die Möglichkeit der Erfassung von Temperaturprofilen innerhalb der Anlage.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Sensoranordnung ein Thermoelement auf. Dadurch ist eine möglichst einfache Ausbildung der Sensoranordnung gegeben. Da die Sensoranordnung nur über einen Messpunkt verfügt, sind Messabweichungen gering.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Sensoranordnung eine Zeilenanordnung von Thermoelementen auf. Diese Konfiguration ermöglicht ein schnelleres Erfassen der Temperaturverteilung in einem Messvolumen und eine Erhöhung der Auflösung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Sensoranordnung eine zweidimensionale Anordnung von Thermoelementen in einer Fläche auf. Diese Konfiguration erlaubt eine verkürzte Messzeit und eine Erhöhung der Auflösung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem Aktuator und der Sensoranordnung ein hitzebeständiger Abschirmkörper angeordnet. Das Vorsehen eines Abschirmkörpers zwischen der Sensoranordnung und dem Aktuator ermöglicht es, den Aktuator vor den Temperaturen zu schützen, denen die Sensoranordnung ausgesetzt ist. Dadurch wird die Lebensdauer der Anlage verlängert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Aktuator zur Rotation der Sensoranordnung um eine Achse konfiguriert. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine flexible und präzise Positionierung der Sensoranordnung innerhalb der heizbaren Kammer.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Aktuator ein XYZ-Linearpositionierersystem. Das Vorsehen eines XYZ-Linearpositionierersystems ermöglicht eine einfache Positionierung der Sensoranordnung innerhalb eines Volumens. Dementsprechend ist die Erfassung von Messdaten, wie beispielsweise einer Temperaturverteilung, nicht auf eine Fläche beschränkt, die durch das Trägersystem festgelegt ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Anlage ferner einen Encoder, der zur Bestimmung der Position der Sensoranordnung konfiguriert ist. Durch das Vorsehen eines Encoders kann eine Positionsbestimmung der Sensoranordnung relativ zu der heizbaren Kammer erfolgen. Der Encoder kann beispielsweise durch Markierungen gebildet sein, die an der heizbaren Kammer und/oder an der Steuervorrichtung und/oder am Aktuator angebracht sind. Weiterhin ist es möglich, dass der Encoder ein gerichtetes Signal emittiert und die Position der Sensoranordnung über Laufzeitmessungen der Signale erfolgen kann. Weiterhin kann der Encoder durch ein System ausgebildet sein, welches einen in der Nähe der Sensoranordnung angeordneten Emitter und eine ein das größtmögliche Messvolumen umgebende Empfängeranordnung umfasst.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Aktuator an einem Eingang und/oder Ausgang mindestens einer heizbaren Kammer angeordnet. Dabei ist die Sensoranordnung in die Kammer einfahrbar oder aus der Kammer heraus fahrbar. Dies ermöglicht es, die Sensoranordnung bei Bedarf in die Kammer einzubringen und den in der Kammer vorherrschenden Temperaturen auszusetzen, wobei die Sensoranordnung außerhalb der Kammer angeordnet ist, solange keine Messungen innerhalb der Kammer notwendig sind. Dadurch, dass die Sensoranordnung nicht notwendigerweise dauerhaft den hohen Temperaturen ausgesetzt ist, kann die Lebensdauer der Sensoranordnung erhöht werden. Weiterhin weist ein Anordnung des Aktuators an einem Eingang und/oder Ausgang der heizbaren Kammer den Vorteil auf, dass dieser leicht zugänglich ist und nicht den hohen Temperaturen ausgesetzt sein muss.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform stellt die Anlage eine Trocknungs- und/oder eine Feuerungsanlage in einer Metallisierungsanlage zur Herstellung von Solarzellen oder einen Hybridofen dar. Da die Qualität der Solarzellen eng mit dem in einer Trocknungs- und/oder einer Feuerungsanlage vorherrschenden Temperaturprofilen zusammenhängt, kann die vorliegende Anlage in einer äußerst effizienten Weise Metallisierungsanlagen zur Herstellung von Solarzellen oder bekannte Hybridöfen verbessern.
  • Bei den vorstehend genannten Messsystemen zur Erfassung von Messdaten besteht der Vorteil, dass diese Messsysteme nicht nur während eines Produktionsstopps einsetzbar sind, sondern auch während der Produktion eingesetzt werden können. Damit können bei der Produktion von Solarzellen unakzeptable Ausfälle vermieden werden.
  • Die vorangehend erläuterten Messsysteme weisen den Vorteil auf, dass mit ihnen durchgeführte Messungen sehr schnell durchgeführt werden können.
  • Die vorangehend erläuterten Messsysteme weisen den Vorteil auf, dass sie sehr leicht kalibrierbar sind.
  • Die vorangehend erläuterten Messsysteme weisen den Vorteil auf, dass bei Wiederholungsmessungen keine großen Abweichungen der Messergebnisse auftreten.
  • Die vorangehend erläuterten Messsysteme weisen den Vorteil auf, dass sie innerhalb eines frei bestimmbaren Messvolumens positioniert werden können und Messdaten innerhalb eines frei bestimmbaren Messvolumens erfasst werden kann.
  • Die vorangehend erläuterten Messsysteme weisen den Vorteil auf, dass sie sehr robust sind und eine lange Lebensdauer aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Erfassung von Messdaten in einer Anlage gemäß einer der vorangehend erklärten Ausführungsformen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Einbringen von zu behandelnden Substraten in die Anlage, ein Fördern der Substrate entlang einer Durchlaufrichtung und ein Positionieren der Sensoranordnung innerhalb der heizbaren Kammer. Dabei erfolgt das Positionieren der Sensoranordnung längs der Durchlaufrichtung und/oder quer zur Durchlaufrichtung. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft zur Gewinnung von Messdaten, wie beispielsweise Temperaturverteilungen, innerhalb der heizbaren Kammer bei einer gleichzeitigen Förderung von zu behandelnden Substraten durch die Anlage.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Positionieren der Sensoranordnung längs der Durchlaufrichtung derart, dass die Sensoranordnung relativ zu den geförderten Substraten entlang der Durchlaufrichtung mitbewegt wird. Dies ermöglicht die Erfassung von Messdaten, wie beispielsweise eines Temperaturprofils, auf der Höhe der Substrate in Längs- und/oder Querrichtung, ohne die Förderung der Substrate aussetzen zu müssen. Weiterhin ist es damit möglich, eine Verteilung von Messdaten innerhalb der heizbaren Kammer während eines Betriebs der Anlage zu erfassen. Insbesondere können dadurch Verschleppungseffekte durch die Wärmekapazitäten der geförderten Substrate zuverlässig erkannt werden, da Temperatur- und/oder Strömungsprofile während der Förderung von Substraten erfassbar sind. Außerdem ist es möglich, schon während des Betriebs und der Förderung eine Abweichung von Messdaten von vorbestimmten Solldaten zu erkennen und geeignete Maßnahmen zur Korrektur zu ergreifen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Positionieren der Sensoranordnung und ein Auslesen und/oder Aufnehmen von mindestens einem von der Sensoranordnung bereitgestellten Messsignal abwechselnd. Das damit verbunden stufenweise Positionieren und Auslesen und/oder Aufnehmen von Messsignalen ermöglicht es, Messdaten an Messorten zu erfassen, die sich nach der Einstellung eines thermischen Gleichgewichts zwischen der Sensoranordnung und der Umgebung ergeben. Damit ist es möglich, Effekte zu berücksichtigen, die durch die Wärmekapazität der Sensoranordnung hervorgerufen werden. Das Auslesen und/oder Aufnehmen von Messsignalen kann dabei in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen. Diese vorbestimmten Zeitintervalle können von einer gewünschten Genauigkeit der Erfassung von Messdaten und/oder von einer gewünschten Dauer der Erfassung der Messdaten und/oder von der Fördergeschwindigkeit der Substrate und/oder von einem Abstand zweier direkt benachbarter geförderter Substrate abhängen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt ferner ein Steuern der Anlage in Abhängigkeit von mindestens einem durch die Sensoranordnung bereitgestellten Messsignal. So kann beispielsweise bei einer erfassten Abweichung von Temperaturdaten an mindestens einem Messpunkt innerhalb der heizbaren Kammer von vorbestimmten Sollwerten eine Unterbrechung der Förderung erfolgen. Es kann außerdem eine Regelung der Temperatur innerhalb der heizbaren Kammer aufgrund der erfassten und vom Sensor bereitgestellten Messsignale erfolgen. Es ist möglich, dass eine Steuerung der Fördergeschwindigkeit aufgrund der von der Sensoranordnung bereitgestellten Messsignale erfolgt, um durch die Förderung erzeugte Verschleppungseffekte auszugleichen. So kann zum Beispiel bei einem erfassten Temperaturrückgang und/oder einer Veränderung eines Strömungsprofils an mindestens einer Position eine Erhöhung der Fördergeschwindigkeit und/oder Regelung der Temperatur und/oder eine Verringerung einer Beschickungsfrequenz erfolgen. Auch kann zum Beispiel bei einer erfassten Erhöhung der Temperatur und/oder einer Veränderung eines Strömungsprofils an mindestens einer Position eine Vergrößerung der Fördergeschwindigkeit und/oder eine Regelung der Temperatur und/oder eine Erhöhung einer Beschickungsfrequenz erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren ein Bestimmen der Position der Sensoranordnung und ein Speichern von Positionsdaten der Sensoranordnung in einer Permanentspeichervorrichtung. Damit ist die Position der Sensoranordnung bekannt und kann auch, zum Beispiel durch eine Störung der Anlage, nicht verlorengehen.
  • Bei den vorstehend genannten Verfahren zur Erfassung von Messdaten besteht außerdem der Vorteil, dass diese Verfahren nicht nur während eines Produktionsstopps einsetzbar sind. Damit können unakzeptable Ausfälle bei der Produktion von Solarzellen vermieden werden.
  • Die vorangehend erläuterten Verfahren weisen den Vorteil auf, dass sie Messdaten sehr schnell erfassen können.
  • Die vorangehend erläuterten Verfahren weisen den Vorteil auf, dass sie sehr leicht zu kalibrieren sind.
  • Die vorangehend erläuterten Verfahren weisen den Vorteil auf, dass bei Wiederholungsmessungen geringe Abweichungen der Messergebnisse auftreten.
  • Die vorangehend erläuterten Verfahren weisen den Vorteil auf, dass sie die Sensoranordnung innerhalb eines frei bestimmbaren Messvolumens positionieren und Messdaten innerhalb eines frei bestimmbaren Messvolumens erfassen können.
  • Beschreibung der Figuren
  • Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen und der folgenden detaillierten Beschreibung anschaulicher Ausführungsbeispiele hervor, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird.
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Messsystems;
  • 3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Anlage 100 zur Wärmebehandlung von Substraten. Die Anlage 100 umfasst eine heizbare Kammer 102, die durch eine Heizvorrichtung 104 beheizt werden kann. Die Heizvorrichtung 104 kann an einer Oberseite und/oder an einer Unterseite der heizbaren Kammer 102 angeordnet sein. Ferner weist die heizbare Kammer 102 einen Eingang 106 und einen Ausgang 107 auf.
  • Zur Beheizung der heizbaren Kammer 102 weist die Heizvorrichtung 104 Heizelemente 105 auf, die durch Infrarotstrahlung emittierende Heizstrahler, beispielsweise Wolfram-Halogenlampen, oder andere Wärme erzeugende Heizkörper gebildet sein können. Die Heizelemente 105 können einzeln regelbar sein, so dass eine Temperaturverteilung innerhalb der heizbaren Kammer 102 einer vorbestimmten Soll-Temperaturverteilung entsprechend eingestellt werden kann. Die Heizvorrichtung 104 kann innerhalb der heizbaren Kammer 102 durch ein Quarzglas abgeschirmt sein. Dadurch kann eine Verschmutzung der heizbaren Kammer 102 durch die Heizvorrichtung 102 und insbesondere durch die Heizelemente 105 vermieden werden.
  • Innerhalb der heizbaren Kammer 102 ist ein Trägersystem 108 angeordnet, über das die heizbare Kammer 102 durch den Eingang 106 mit Substraten beschickbar ist. Das Trägersystem 108 kann als ein Transportsystem, beispielsweise als ein Gitternetzbandsystem, Metallkettensystem, Keramikkettensystem, Hubbalkensystem, Teflonbandsystem, ein Geflechtsbandsystem oder ein Stiftkettensystem ausgebildet sein. Das Trägersystem 108 kann auch für einen mehrspurigen Betrieb konfiguriert sein. Die Kammer 102 stellt dabei einen Durchlaufofen dar, dessen Durchlaufrichtung parallel zu einer Richtung 124 eines Dreibeins 122 orientiert ist. Dabei ist das Dreibein 122 derart orientiert, dass die Richtung 124 und eine dazu senkrechte Richtung 126 in der Papierebene der Darstellung liegen. Eine zu der Richtung 124 und zu der Richtung 126 senkrechte Richtung 128 ist in die Papierebene hineingerichtet. Damit stellt die Richtung 124 eine Durchlaufrichtung der Anlage 100 dar, die Richtung 126 stellt eine Höhe der Anlage 100 dar, und die Richtung 128 stellt eine Breite der Anlage 100 dar.
  • Die Anlage 100 umfasst weiter ein Messsystem 110. Das Messsystem 110 weist einen Aktuator 111 auf, der an der Oberseite der heizbaren Kammer 102 am Eingang 106 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Aktuator 111 und/oder mindestens ein weiterer Aktuator an der Oberseite und/oder an der Unterseite der heizbaren Kammer 102 am Eingang 106 und/oder am Ausgang 107 angeordnet sein. Eine Sensoranordnung 112 ist mittels eines Gestänges 114 mit dem Aktuator 111 verbunden. Das Gestänge 114 kann durch den Aktuator 111 derart verfahren und positioniert werden, dass die Sensoranordnung 112 entlang der Richtungen 124, 126 und 128 innerhalb der heizbaren Kammer 102 anordenbar ist.
  • Die Sensoranordnung 112 kann aus mindestens einem Thermoelement gebildet sein, dessen Vergleichsstelle nicht dargestellt ist. Die Sensoranordnung 112 kann dabei mindestens ein K-Typ- und/oder N-Typ- und/oder R-Typ- und/oder S-Typ- und/oder B-Typ-Thermoelement umfassen. Ferner kann die Sensoranordnung 112 auf einem Substrat angeordnet sein, das aus Silizium oder einem Material gebildet ist, das mit Silizium vergleichbare thermische Eigenschaften aufweist. Entsprechende Sensoranordnungen 112, die auf diesen Substraten angeordnet sind, erlauben eine Erfassung einer Temperaturverteilung entlang einer Positionierung. Diese erfassten Temperaturverteilungen entsprechen somit Temperaturverteilungen, die sich auf durch Anlagen geförderten Substraten während der Wärmebehandlung einstellen. Das mindestens eine Thermoelement kann auf Bruchstücken von Siliziumwafern oder auf Materialstücken angeordnet sein, die mit Silizium vergleichbare thermische Eigenschaften aufweisen. Bei der Verwendung mehrerer Thermoelemente können Thermoelemente möglichst gleicher Art verwendet werden. Die Sensoranordnung kann zusätzlich oder alternativ auch andere Sensoren aufweisen, wie beispielsweise Vibrationssensoren und/oder Strömungssensoren und/oder Lichtsensoren.
  • Zwischen der Sensoranordnung 112 und dem Aktuator 111 ist ein hitzebeständiger Abschirmkörper 116 am Eingang 106 und/oder Ausgang 107 angeordnet, so dass der Aktuator 111 vor den innerhalb der heizbaren Kammer 102 erzeugten hohen Temperaturen abgeschirmt ist. Der hitzebeständige Abschirmkörper 116 kann aus einem hitzebeständigen Material, wie beispielsweise einem Metall, gebildet sein. Der hitzebeständige Abschirmkörper 116 kann ferner eine hohe Wärmekapazität und/oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Der hitzebeständige Abschirmkörper kann auch eine Kühlung durch Kühlmittel umfassen, um eine optimale Abschirmung vor hohen Temperaturen zu gewährleisten. Der hitzebeständige Abschirmkörper 116 kann aus einem Isolationsmaterial mit einer gut reflektierenden Oberfläche gebildet sein, wie beispielsweise einem Keramikfasermaterial mit gut reflektierender Oberfläche.
  • Eine Datenerfassungs- und Datenspeichervorrichtung 130 erfasst Messsignale der Sensoranordnung 112 mittels einer Signalleitung 132. Die Datenerfassungs- und Datenspeichervorrichtung kann beispielsweise ein Datalogger oder eine andere geeignete Hard- und Software sein. Weiterhin kann die Datenerfassungs- und Speichervorrichtung 130 eine nicht dargestellte Anzeigevorrichtung, wie ein Display, einen Bildschirm oder ähnliches, umfassen, um die erfassten Daten darzustellen. Dazu kann die Datenerfassungs- und Speichervorrichtung 130 weiter ein Datenbearbeitungsprogramm aufweisen, das die erfassten Daten für eine geeignete Darstellung durch die Anzeigevorrichtung bearbeitet.
  • Der Aktuator 111 wird mittels einer Steuervorrichtung 140, die mit dem Aktuator 111 mittels einer Signalleitung 142 verbunden ist, gesteuert. Weiterhin ist es möglich, den Aktuator 111 mittels geeigneter mechanischer Steuermittel 141 zusätzlich zu der Steuervorrichtung 140 durch einen Betreiber der Anlage 100 zu steuern. Die mechanischen Mittel 141 können beispielsweise als Schieber oder Kurbeln zur manuellen Betätigung des Aktuators 111 ausgebildet sein.
  • Die Steuervorrichtung 140 kann ein nicht dargestelltes Schlittensystem umfassen, entlang welchem der Aktuator 111 die Sensoranordnung 112 positionieren und verfahren kann. Das Schlittensystem kann derart ausgebildet sein, dass ein Betreiber der Anlage 100 durch Betätigen eines Schalters oder einer mechanischen Vorrichtung eine Positionierung der Sensoranordnung 112 erreicht. Dazu kann das Schlittensystem ein motorisches Antriebssystem aufweisen. Weiterhin kann die Steuervorrichtung 140 einen nicht dargestellten Speicher umfassen, in dem Daten zu vorbestimmten Verfahrwegen gespeichert sein können, entlang welcher die Sensoranordnung 112 positioniert werden kann. Anhand dieser Daten kann die Steuervorrichtung 140 den Aktuator 111 ansteuern, um eine Positionierung der Sensoranordnung 112 zu erreichen. Die Steuervorrichtung 140 kann aber auch Daten übermittelt bekommen, um den Aktuator 111 entsprechend der übermittelten Daten anzusteuern. Weiterhin kann die Steuervorrichtung 140 eine nicht dargestellte Eingabevorrichtung aufweisen, über die ein Betreiber der Anlage 100 Daten eingeben kann, die zu einer Ansteuerung des Aktuators 111 dienen, so dass die Sensoranordnung 112 entsprechend der eingegebenen Daten entlang eines Verfahrwegs positionierbar und verfahrbar ist.
  • Eine geeignete Hard- und Software 150, die beispielsweise aus einer CPU und einer geeigneten Anzeigevorrichtung sowie Speichermedien gebildet sein kann, steuert die Steuervorrichtung 140 mittels einer Signalleitung 144 an und ist mit der Datenerfassungs- und Datenspeichervorrichtung 130 mittels einer Signalleitung 134 verbunden. Die Hard- und Software 150 liest von der Datenerfassungs- und Datenspeichervorrichtung 130 erfasste und gespeicherte Daten über die Signalleitung 134 aus, die über eine Anzeigevorrichtung durch die Hard- und Software 150 ausgegeben werden kann.
  • In der Hard- und Software 150 können vorbestimmte Ansteuerungsprogramme gespeichert sein, die mittels der Signalleitung 144 an die Steuervorrichtung 140 übertragen werden können. Auch ist es möglich, in der Steuervorrichtung 140 vorgespeicherte Ansteuerungsprogramme durch die Hard- und Software 150 auszuwählen oder auswählen zu lassen, die als Steuersignale über die Signalleitung 142 an den Aktuator 111 ausgegeben werden. Dadurch wird der Aktuator 111 zur Ausführung eines Verfahrwegs angesteuert, so dass die Sensoranordnung 112 entsprechend positioniert wird. Die Hard- und Software 150 erfasst die von der Sensoranordnung 112 entlang der Positionierung bereitgestellten Messsignale mittels der Datenerfassungs- und Datenspeichervorrichtung 130.
  • Die Hard- und Software 150 kann auch nicht dargestellte Eingabevorrichtungen umfassen, wie zum Beispiel einen Taster, eine Tastatur, ein Touchscreen und/oder ähnliches.
  • Mittels Leitungen und Schnittstellen 152 können von der Soft- und Hardware 150 empfangene, gespeicherte und angezeigte Daten bereitgestellt werden, die beispielsweise zur Steuerung der Anlage 100 verwendet werden können und/oder an andere Anlagen übertragen werden können. Die Leitungen und Schnittstellen 152 können auch weitere Verbindungen zu Netzwerken bereitstellen.
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Messsystems 210. Das Messsystem 210 weist einen Aktuator 211 auf, der mehrere Linearlager und/oder Gleitlager 209 umfasst. Die Linearlager und/oder Gleitlager 209 können Linearkugellager und/oder Lineargleitlager und/oder Wälzlager und/oder andere geeignete Gleitlager aufweisen, so dass ein Gestänge 214 entlang einer Richtung 228 verfahrbar ist.
  • Die Richtung 228 ist normal zu der Papierebene orientiert und in die Papierebene hinein gerichtet. Senkrecht zu der Richtung 228 ist eine Richtung 224 und eine Richtung 226 orientiert, wobei die Richtung 224 und die Richtung 226 senkrecht zueinander orientiert sind und in der Papierebene liegen. Die Richtungen 224, 226 und 228 bilden somit ein Dreibein 222.
  • Der Aktuator 211 umfasst weiter ein Lager 207, das ein Verfahren des Gestänges 214 entlang oder entgegen einer Richtung 226 ermöglicht. Das Lager 207 kann ein Gleitlager oder ein Linearkugellager oder ein Lineargleitlager oder ein Wälzlager aufweisen. Ferner erlaubt das Lager 207 eine Rotation des Gestänges 214 um eine Achse 208. Dazu kann das Lager 207 ein Gleitlager oder eine Welle oder ein Kugellager umfassen. Damit ist eine beliebige Positionierung der Sensoranordnung 212 in einem dreidimensionalen Raumvolumen zu erreichen.
  • Die Sensoranordnung 212 kann aus mindestens einem Thermoelement gebildet sein, dessen Vergleichsstelle in 2 angedeutet und mit dem Bezugszeichen 213 versehen ist. Die Sensoranordnung 212 kann dabei mindestens ein K-Typ- und/oder N-Typ- und/oder R-Typ- und/oder S-Typ- und/oder B-Typ-Thermoelement umfassen. Ferner kann die Sensoranordnung 212 auf einem Substrat angeordnet sein, das aus Silizium oder einem Material gebildet ist, das mit Silizium vergleichbare thermische Eigenschaften aufweist. Entsprechende Sensoranordnungen 212, die auf diesen Substraten angeordnet sind, erlauben eine Erfassung einer Temperaturverteilung entlang einer Positionierung. Diese erfassten Temperaturverteilungen entsprechen somit Temperaturverteilungen, die sich auf durch Anlagen geförderten Substraten während der Wärmebehandlung einstellen. Das mindestens eine Thermoelement kann auf Bruchstücken von Siliziumwafern oder auf Materialstücken angeordnet sein, die mit Silizium vergleichbare thermische Eigenschaften aufweisen. Bei der Verwendung mehrerer Thermoelemente können Thermoelemente möglichst gleicher Art verwendet werden. Die Sensoranordnung kann zusätzlich oder alternativ auch andere Sensoren aufweisen, wie beispielsweise Vibrationssensoren und/oder Strömungssensoren und/oder Lichtsensoren.
  • Zwischen dem Aktuator 211 und der Sensoranordnung 212 ist ein hitzebeständiger Abschirmkörper 216 angeordnet. Der hitzebeständige Abschirmkörper 216 kann zwischen der Vergleichsstelle 213 und der Sensoranordnung 212 angeordnet sein. In diesem Fall dient der hitzebeständige Abschirmkörper 216 zur thermischen Entkopplung der Vergleichsstelle 213 und des Aktuators 211 von der Position der Sensoranordnung 212. Dies ist für die Vergleichsstelle 213 insofern von Bedeutung, da sich zwischen der Vergleichsstelle 213 und den die Sensoranordnung 212 bildenden Thermoelementen eine elektrische Potentialdifferenz bildet. Aus der am Vergleichspunkt 213 abgegriffenen Spannung kann auf die Temperatur am Messpunkt geschlossen werden, sofern die Temperatur am Vergleichspunkt bekannt ist, da die abgegriffene Spannung ein Maß für den Unterschied der am Messpunkt 212 vorliegenden Temperatur und der am Vergleichspunkt 213 vorliegenden Temperatur darstellt. Der hitzebeständige Abschirmkörper 216 kann aus einem hitzebeständigen Material, wie beispielsweise einem Metall, gebildet sein. Der hitzebeständige Abschirmkörper 216 kann ferner eine hohe Wärmekapazität und/oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Der hitzebeständige Abschirmkörper 216 kann auch eine nicht dargestellte Kühlung durch Kühlmittel umfassen, um eine optimale Abschirmung vor hohen Temperaturen zu gewährleisten. Ferner kann der hitzebeständige Abschirmkörper 116 aus einem Isolationsmaterial mit einer gut reflektierenden Oberfläche gebildet sein, wie beispielsweise einem Keramikfasermaterial mit gut reflektierender Oberfläche.
  • Die Sensoranordnung 212 ist weiter an einem Ende einer teleskopartig verlängerbaren Vorrichtung 218 angeordnet, die mit dem Aktuator 211 verbunden ist. Die teleskopartig verlängerbare Vorrichtung 218 erlaubt bei der in 2 dargestellten Orientierung der Sensoranordnung eine Positionierung der Sensoranordnung 212 entlang oder entgegen der Richtung 224. Dabei kann das Thermoelement zum Teil als Spule oder als Spirale ausgeführt sein, die innerhalb der teleskopartig verlängerbaren Vorrichtung 218 angeordnet ist oder die teleskopartig verlängerbare Vorrichtung 218 bereichsweise umgibt, so dass eine Verlängerung der teleskopartig verlängerbaren Vorrichtung 218 zu einer Abwicklung der Spule oder zu einer Dehnung der Spirale führt und eine Positionierung der Sensoranordnung entlang der Erstreckungsrichtung der teleskopartig verlängerbaren Vorrichtung 218 möglich ist. Im Allgemeinen kann die Sensoranordnung mittels der teleskopartig verlängerbaren Vorrichtung 218 bezüglich der Achse 208 radial positioniert werden, wenn mit Rotationen um die Achse 208 kombiniert. Damit stellt das Messsystem 210 ein flexibel einsetzbares System dar, das in der Lage ist, die Sensoranordnung 212 in einem Messvolumen ohne Einschränkung exakt und reproduzierbar zu positionieren. Es ist eine beliebige Positionierung der Sensoranordnung 212 in einem durch das Dreibein 222 aufgespannten dreidimensionalen Raumvolumen erreichbar.
  • Eine weitere Ausführungsform einer Anlage 300 zur Wärmebehandlung von Substraten ist in 3 perspektivisch dargestellt. Die Anlage 300 weist eine heizbare Kammer 302 mit einem Ausgang 306 und einem Eingang 307 auf. Ein Trägersystem 308 ist als ein kettengeführtes Transportsystem ausgebildet. Dabei verläuft eine erste Kette 309 auf einer Seite der Heizkammer 302 entlang der Durchlaufrichtung und eine zweite Kette 310 verläuft entlang der Durchlaufrichtung der heizbaren Kammer 302 an der gegenüberliegenden Seite. An jeweils einem Ende des Transportsystems führt ein Rollensystem, welches in 3 durch zwei Rollen dargestellt ist, die erste Kette 309 bzw. die zweite Kette 310 entlang der Durchlaufrichtung zu dem anderen Ende des Transportsystems. Die Rollen werden von einer Stange 322 getragen, die mittels eines Trägers 321 an der heizbaren Kammer angebracht sind und die Spannung der Ketten aufrechterhalten. Ein Antriebssystem für das Trägersystem 308 ist in 3 aufgrund der vereinfachten Darstellung nicht gezeigt.
  • Am Ausgang 306 ist ein Aktuator 311 auf der heizbaren Kammer 302 angeordnet. Der Aktuator 311 kann mittels einer Wellenführung 313 ein Gestänge 314 entlang der Erstreckungsrichtung der Wellenführung 313 verfahren. Eine Beschreibung des Aktuators 311 kann in Analogie zu der Beschreibung des Aktuators 211 oder des Aktuators 111 wie vorangehend dargestellt wurde, erfolgen und es wird auf die entsprechenden Stellen in der Beschreibung der 1 und der 2 verwiesen.
  • Das Gestänge 314 verbindet den Aktuator 311 mit einer Sensoranordnung 312. Zwischen der Sensoranordnung 312 und dem Aktuator 311 ist auf der Höhe des Ausgangs 306 ein hitzebeständiger Abschirmkörper 316 angeordnet. Der hitzebeständige Abschirmkörper 316 besteht aus einem hitzebeständigen Material und dient zur Abschirmung bzw. zur thermischen Entkopplung der Komponenten darüber von den hohen Temperaturen innerhalb der heizbaren Kammer 302. Der hitzebeständige Abschirmkörper 316 kann entsprechend der vorangehend erläuterten Ausführungsformen ausgebildet sein und es wird auf die entsprechenden Stellen in der Beschreibung der 1 und 2 verwiesen.
  • Das Gestänge 314 weist unterhalb des Abschirmkörpers 316 eine stufenförmige Gestalt auf, an deren Ende die Sensoranordnung 312 angeordnet ist. Die stufenförmige Ausbildung des Gestänges 314 erlaubt eine Positionierung der Sensoranordnung 312 zwischen den Ketten 309 und 310 insbesondere dann, wenn zu behandelnde Substrate durch die Ketten gefördert werden. In der Kammer tritt daher keine „Abschattung” der Wärmequellen auf. Eine Bestimmung eines Temperaturprofils längs oder entgegen der Durchlaufrichtung oder quer zur Durchlaufrichtung kann auch dann erfolgen, wenn Substrate zur Wärmebehandlung durch die heizbare Kammer geschickt werden. Damit kann trotz einer Erfassung von Messdaten ein Betrieb der Anlage 300 aufrechterhalten werden. Das Gestänge 314 kann eine teleskopartig verlängerbare Vorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, wie sie im Zusammenhang mit 2 beschrieben ist. Für eine entsprechende Beschreibung wird auf die entsprechenden Stellen in der Beschreibung der 2 verwiesen.
  • Die Sensoranordnung 312 kann entsprechend der im Zusammenhang mit der 1 und/oder der 2 beschriebenen Sensoranordnung 112 und/oder Sensoranordnung 212 ausgebildet sein. Für eine entsprechende Beschreibung wird auf die entsprechenden Stellen in der Beschreibung der 1 und/oder 2 verwiesen.
  • Die Anlage 300 kann ferner die im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Datenerfassungs- und Datenspeichervorrichtung 130, Steuervorrichtung 140 und Hard- und Software 150 und entsprechende Merkmale und Vorrichtungen aufweisen, wie vorangehend beschrieben wurde. Für eine entsprechende Beschreibung wird auf die entsprechenden Stellen in der Beschreibung der 1 verwiesen.
  • Die Anlage 300 kann ferner einen nicht dargestellten Encoder umfassen, der zur Bestimmung der Position der Sensoranordnung 312 relativ zu einem festen Bezugspunkt konfiguriert ist. Der Encoder kann Markierungen aufweisen, die an der Anlage 300 und/oder an einer nicht dargestellten Steuervorrichtung und/oder an dem Aktuator 311 angebracht sind. Diese Markierungen können als optisch ab- bzw. auslesbare Markierungen ausgebildet sein, die durch das menschliche Auge bzw. eine geeignete Auslesevorrichtung ab- bzw. auslesbar sind. Es ist auch möglich, dass der Encoder durch ein optisches System gebildet wird, das die Position der Sensoranordnung mittels Interferenz von durch das optische System emittierter Strahlung erfasst. Weiterhin ist es möglich, dass der Encoder ein gerichtetes Signal emittiert und die Position der Sensoranordnung über Laufzeitmessungen des Signals erfolgen kann. Weiterhin kann der Encoder durch ein System ausgebildet sein, welches einen in der Nähe der Sensoranordnung angeordneten Emitter und eine das größtmögliche Messvolumen umgebende Empfängeranordnung umfasst. Diese Daten können an eine Auslesevorrichtung ausgegeben werden, die diese an eine CPU übermittelt oder in einer Permanentspeichervorrichtung speichert. Dadurch kann der Positionsverlust hervorgerufen durch eine Störung der Anlage 300 vermieden werden.
  • Anhand von 3 wird nun eine Ausführungsform für ein Verfahren zur Erfassung von Messdaten, wie beispielsweise einem Bestimmen eines Temperaturprofils, in der Anlage 300 zur Wärmebehandlung von Substraten erläutert. Sofern eine Positionsbestimmung der Sensoranordnung 312, die mittels eines Encoders erfolgen kann, dazu führt, dass die Sensoranordnung 312 zu ihrer Schonung außerhalb der heizbaren Kammer 302 angeordnet ist, wird die Sensoranordnung 312 mittels einer den Aktuator 311 ansteuernden Steuervorrichtung innerhalb der heizbaren Kammer 302 an einer vorbestimmten Position positioniert. Alternativ kann auf Basis eines Vergleichs von der Sensoranordnung 312 bereitgestellten Messdaten, wie beispielsweise Temperatursignalen, mit geeigneten Solldaten, wie beispielsweise der Temperatur außerhalb der heizbaren Kammer 302, entschieden werden, ob die Sensoranordnung 312 innerhalb oder außerhalb der heizbaren Kammer 302 angeordnet ist.
  • Sofern nicht ein vorbestimmtes Routineprogramm gestartet wird, kann ein vorbestimmter Verfahrweg zur Positionierung der Sensoranordnung 312 von einem Benutzer zur Ansteuerung des Aktuators 311 durch eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) ausgewählt werden. Der Verfahrweg wird entsprechend von zu erfassenden Messdaten, wie beispielsweise einem zu bestimmenden Temperaturprofil, gewählt.
  • Bei einer Messung während eines Betriebs der heizbaren Kammer 302 werden weiterhin zu behandelnde Substrate in die Anlage 300 eingebracht und von dem Fördersystem 308 entlang einer Durchlaufrichtung gefördert. Die Durchlaufrichtung ist von dem Eingang 307 zu dem Ausgang 306 hin gerichtet.
  • Ein Positionieren der Sensoranordnung 312 innerhalb der heizbaren Kammer 302 erfolgt längs der Durchlaufrichtung und/oder quer zur Durchlaufrichtung entsprechend eines vorbestimmten Verfahrwegs. Dabei können Daten an Messpunkten erfasst werden, die unterhalb der Substratebene, auf der Höhe der Substrate und/oder über den Substraten positioniert sind. Die Sensoranordnung kann „schwebend” über dem Fördersystem 308 positioniert werden. Werden auf der Höhe der Substrate oder unterhalb der Substrate Daten erfasst, wie zum Beispiel eine Temperaturverteilung bzw. ein Temperaturprofil, so erfolgt das Positionieren der Sensoranordnung 312 längs der Durchlaufrichtung derart, dass die Sensoranordnung relativ zu den Substraten entlang der Durchlaufrichtung mitbewegt wird. Eine zu der Positionierung längs der Durchlaufrichtung unabhängige Positionierung quer zur Durchlaufrichtung, beispielsweise entlang einer Breite der Anlage 300, kann mit einer beliebigen Geschwindigkeit erfolgen. Dadurch kann z. B. ein zickzackförmiger Verfahrweg oder aber auch ein parabelförmiger oder hyperbolischer oder zykloidischer Verfahrweg entstehen. Die mitbewegende Positionierung längs zur Durchlaufrichtung stellt sicher, dass die Sensoranordnung relativ zu den geförderten Substraten entlang der Durchlaufrichtung keine weitere Positionierung erfährt und damit relativ zu den geförderten Substraten ihren relativen Abstand entlang oder entgegen der Durchlaufrichtung beibehält. Die Positionierung quer zur Durchlaufrichtung kann auch beschleunigt oder verzögert erfolgen. Die Positionierung entlang der Durchlaufrichtung kann in Abhängigkeit von einer Fördergeschwindigkeit der Substrate und/oder einem Abstand zweier aufeinanderfolgend eingebrachter Substrate und/oder einer Beschickungsfrequenz erfolgen. Eine Beschickungsfrequenz kann durch das Reziproke eines zeitlichen Abstands, mit dem je zwei direkt aufeinander folgende Substrate in die Anlage 300 eingebracht werden, definiert sein.
  • Ein Auslesen und Aufnehmen der von der Sensoranordnung 312 bereitgestellten Messsignale erfolgt während der Mitführung der Sensoranordnung 312 zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Substraten. Damit kann eine Verteilung von Messdaten, wie beispielsweise ein Temperaturprofil und/oder ein Strömungsprofil und/oder Erschütterungen, innerhalb der heizbaren Kammer 302 während einer Förderung von Substraten erfasst werden.
  • Unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit kann bei einer darauf abgestimmten verzögernden und beschleunigenden Bewegung längs der Durchlaufrichtung auch ein abwechselndes Positionieren und Aufnehmen der Messsignale durch die Sensoranordnung 312 zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Substraten erfolgen.
  • Die von der Sensoranordnung 312 bereitgestellten Messsignale können mit Solldaten verglichen werden. Dieser Vergleich kann als Basis für eine Steuerung der Anlage 300 dienen.
  • Bei jeder Positionierung der Sensoranordnung 312 können mittels eines Encoders gleichzeitig Positionsdaten bestimmt werden, die in einer Permanentspeichervorrichtung abgespeichert werden können.
  • Es ist jedoch auch möglich Daten, wie zum Beispiel Temperaturprofile, über der Substratebene zu erfassen, wobei Messsignale nur dann aufgenommen werden, wenn kein Substrat unterhalb der Position der Sensoranordnung 312 angeordnet ist. Dies bedeutet, dass ein Aufnehmen und/oder Auslesen von durch die Sensoranordnung 312 bereitgestellten Messsignalen nur dann erfolgt, wenn jede zu der Durchlaufrichtung senkrechte Ebene, in der ein Sensor angeordnet ist, nicht von einem Substrat geschnitten wird. Damit lassen sich Messdaten, wie beispielsweise eine Temperaturverteilung, in einem Messvolumen erfassen.
  • Die in den vorangehenden Ausführungsformen erläuterte Sensoranordnung kann durch ein Thermoelement, eine Zeilenanordnung von Thermoelementen oder eine flächige Anordnung von Thermoelementen gebildet sein. Die flächige Anordnung von Thermoelementen kann einer Matrixstruktur entsprechend in Zeilen und Spalten erfolgen. Eine Zeilenanordnung von Thermoelementen kann parallel zu einer Durchlaufrichtung oder quer zu einer Durchlaufrichtung orientiert sein. Eine Zeilenanordnung von Thermoelementen und eine flächige Anordnung von Thermoelementen erhöhen die Anzahl der während eines Verfahrens und einer Positionierung erfassten Messsignale bei einer gleichzeitigen Reduzierung der gesamten Erfassungszeit einer Positionierung entlang eines vorbestimmten Verfahrwegs.
  • Das Erfassen von Messdaten während der Förderung von Substraten durch die Anlage wurde anhand eines vorangehenden Ausführungsbeispiels erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Erfassen von Messdaten kann auch während eines Zustands erfolgen, in dem die Anlage keine Substrate fördert.
  • In den vorangehenden Ausführungsbeispielen wurde ein Erfassen von Messdaten auch anhand von zum Beispiel Temperatuprofilmessungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Fachmann wird erkennen, dass die erläuterten Messsysteme auch Konvektionsströmungen und Vibrationen messen und entsprechende Daten erfasst werden können.
  • In einem vorangehenden Ausführungsbeispiel wurde erklärt, dass bei einer Messung über der Substratebene ein Aufnehmen und/oder Auslesen von der Sensoranordnung bereitgestellten Messsignalen nur dann erfolgt, wenn kein Substrat unterhalb der Sensoranordnung angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein Aufnehmen und/oder Auslesen von Messsignalen auch dann erfolgt, wenn ein Substrat unterhalb der Sensoranordnung angeordnet ist. Dadurch könnte eine Diskriminierung der Einflüsse der Wärmekapazität von Substraten auf Erfassung von Messdaten innerhalb der Anlage erfolgen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsbeispielen mit Bezug auf einen Durchlaufofen erläutert. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf einen Durchlaufofen beschränkt ist. Zum Beispiel kann die heizbare Kammer auch ein Batchofen oder ein Ofen mit einem Trägersystem sein, wobei der Ofen nur eine Öffnung zum Beschicken mit Substraten aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsbeispielen mit Bezug auf eine einspurige Förderung von Substraten erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es können auch Anlagen mehrspurige Träger- und/oder Transportsysteme aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsbeispielen mit Bezug auf eine Thermoelemente umfassende Sensoranordnung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es sind auch Sensoranordnungen denkbar, die optische Sensoren, wie beispielsweise Pyrometer, oder temperaturabhängige elektrische Widerstande aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsbeispielen auch mit Bezug auf eine zum Beispiel Temperatursensoren umfassende Sensoranordnung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es sind auch Sensoranordnung denkbar, die zusätzlich oder alternativ zu einem Temperaturmesssystem mindestens einen Vibrationssensor und/oder mindestens einen Strömungssensor und/oder mindestens einen Lichtsensor aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsformen dahingehend erläutert, dass ein Aktuator auf einer Kammer und an einem Eingang bzw. Ausgang angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ein oder mehrere Aktoren können auch an einer heizbaren Kammer unter einer Eingangsöffnung und/oder Ausgangsöffnung und/oder oberhalb einer Eingangsöffnung und/oder einer Ausgangsöffnung angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass eine Kammer eine zusätzliche Öffnung aufweist, durch die eine Sensoranordnung in die Kammer einfahrbar und/oder aus der Kammer heraus fahrbar ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsformen dahingehend erläutert, dass ein Aktuator außerhalb einer Kammer angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ein oder mehrere Aktoren können innerhalb einer heizbaren Kammer angeordnet sein.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsformen dahingehend erläutert, dass eine Sensoranordnung aus einer heizbaren Kammer heraus und in eine heizbare Kammer einfahrbar ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine oder mehrere Sensoranordnungen können auch dauerhaft innerhalb einer heizbaren Kammer angeordnet sein.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Ausführungsformen dahingehend erläutert, dass Anlagen zur Wärmebehandlung von Substraten ein Messsystem aufweisen und Messdaten anhand von einem Messsystem erfasst werden. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass Anlagen zur Wärmebehandlung von Substraten auch mehrere Messsysteme aufweisen können und Messdaten durch mehrere Messsysteme erfasst werden können. Zum Beispiel kann mindestens ein Messsystem mindestens ein Temperaturmesssystem darstellen und/oder kann mindestens ein Messsystem mindestens ein Strömungsmesssystem darstellen und/oder kann ein Messsystem mindestens ein Vibrationsmesssystem darstellen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und ein Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin, wobei die Anlage mindestens eine heizbare Kammer, ein Trägersystem, eine Sensoranordnung und einen von dem Trägersystem unabhängigen Aktuator umfasst. Das Trägersystem ist dabei zum Tragen von Substraten ausgebildet, wohingegen die Sensoranordnung zur Kopplung an eine Datenerfassungs- und/oder Datenspeichervorrichtung konfiguriert ist. Der Aktuator ist dabei mit der Sensoranordnung gekoppelt und zum Positionieren der Sensoranordnung innerhalb der heizbaren Kammer konfiguriert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10325602 [0012]
    • DE 102007020176 [0013]

Claims (27)

  1. Anlage (100; 300) zur Wärmebehandlung von Substraten, umfassend: – mindestens eine heizbare Kammer (102; 302), – ein Trägersystem (108; 308), das zum Tragen von Substraten ausgebildet ist, – eine Sensoranordnung (112; 212; 312), die zur Kopplung an eine Datenerfassungs- und/oder Datenspeichervorrichtung (130) konfiguriert ist, – einen von dem Trägersystem (108; 308) unabhängigen Aktuator (111; 211; 311), der mit der Sensoranordnung (112; 212; 312) gekoppelt ist und zum Verfahren und Positionieren der Sensoranordnung (112; 212; 312) innerhalb der heizbaren Kammer (102; 302) konfiguriert ist.
  2. Anlage (100; 300) nach Anspruch 1, wobei die heizbare Kammer (102; 302) ein Durchlaufofen ist.
  3. Anlage (100; 300) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Anlage (100; 300) weiter eine Steuervorrichtung (140) aufweist, die zur elektromechanischen Steuerung des Aktuators (111; 211; 311) konfiguriert ist, so dass die Sensoranordnung (112; 212; 312) entlang mindestens eines vorbestimmten Verfahrwegs verfahrbar und positionierbar ist.
  4. Anlage (100; 300) nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine Verfahrweg entlang einer Richtung verläuft, die senkrecht zu einer Durchlaufrichtung (124; 224) orientiert ist.
  5. Anlage (100; 300) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Verfahrweg ferner entlang einer Richtung verläuft, die parallel oder antiparallel zu einer Durchlaufrichtung (124; 224) orientiert ist.
  6. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Steuervorrichtung (140) dazu konfiguriert ist, die Sensoranordnung (112; 212; 312) kontinuierlich zu verfahren.
  7. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Steuervorrichtung (140) dazu konfiguriert ist, die Sensoranordnung (112; 212; 312) stufenweise zu verfahren.
  8. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Trägersystem (108; 308) als ein kettengeführtes Transportsystem ausgebildet ist.
  9. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine teleskopartig verlängerbare Vorrichtung (218), an deren einem Ende die Sensoranordnung (112; 212; 312) angeordnet ist, und die mit dem Aktuator (111; 211; 311) verbunden ist.
  10. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Sensoranordnung (112; 212; 312) auf einem Substrat angeordnet ist, das aus Silizium oder einem Material gebildet ist, das mit Silizium vergleichbare thermische Eigenschaften aufweist.
  11. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Sensoranordnung wenigstens einen Temperatursensor und/oder wenigstens einen Vibrationssensor und/oder wenigstens einen Strömungssensor und/oder wenigstens einen Lichtsensor umfasst.
  12. Anlage (100; 300) nach Anspruch 11, wobei die Sensoranordnung (112; 212; 312) ein Thermoelement aufweist.
  13. Anlage (100; 300) nach Anspruch 11, wobei die Sensoranordnung (112; 212; 312) eine Zeilenanordnung von Thermoelementen aufweist.
  14. Anlage (100; 300) nach Anspruch 11, wobei die Sensoranordnung (112; 212; 312) eine zweidimensionale Anordnung von Thermoelementen in einer Fläche aufweist.
  15. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei zwischen dem Aktuator (111; 211; 311) und der Sensoranordnung (112; 212; 312) ein hitzebeständiger Abschirmkörper (116; 216; 316) angeordnet ist.
  16. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Aktuator (111; 211; 311) zur Rotation der Sensoranordnung (112; 212; 312) um eine Achse (208) konfiguriert ist.
  17. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Aktuator (111; 211; 311) ein XYZ-Linearpositionierersystem umfasst.
  18. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Aktuator (111; 211; 311) mindestens ein Linearlager und/oder ein Gleitlager (207) umfasst.
  19. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner einen Encoder umfassend, der zur Bestimmung der Positionen der Sensoranordnung (112; 212; 312) konfiguriert ist.
  20. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Aktuator (111, 211; 311) an einem Eingang und/oder Ausgang mindestens einer heizbaren Kammer (102; 302) angeordnet ist und die Sensoranordnung (112; 212; 312) in die Kammer (102; 302) einfahrbar und aus der Kammer (102; 302) heraus fahrbar ist.
  21. Anlage (100; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Anlage (100; 300) eine Trocknungs- und/oder eine Feuerungsanlage in einer Metallisierungsanlage zur Herstellung von Solarzellen oder ein Hybridofen ist.
  22. Verfahren zum Erfassen von Messdaten in einer Anlage (100; 300) zur Wärmebehandlung von Substraten gemäß einem der Ansprüche 2 bis 20, das Verfahren umfassend: – Einbringen von zu behandelnden Substraten in die Anlage (100; 300), – Fördern der Substrate entlang einer Durchlaufrichtung, und – Positionieren der Sensoranordnung (112; 212; 312) innerhalb der heizbaren Kammer (102; 302), wobei das Positionieren der Sensoranordnung (112; 212; 312) längs der Durchlaufrichtung und/oder quer zur Durchlaufrichtung erfolgt.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Positionieren längs der Durchlaufrichtung derart erfolgt, dass die Sensoranordnung relativ zu den geförderten Substraten entlang der Durchlaufrichtung mitbewegt wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei ein Auslesen und/oder Aufnehmen von mindestens einem von der Sensoranordnung (112; 212; 312) bereitgestellten Messsignal erfolgt, solange die Sensoranordnung zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Substraten positioniert wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei das Positionieren der Sensoranordnung (112; 212; 312) und ein Auslesen und/oder Aufnehmen von mindestens einem von der Sensoranordnung (112; 212; 312) bereitgestellten Messsignal abwechselnd erfolgt.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, ferner umfassend: – Steuern der Anlage (100; 300) in Abhängigkeit von mindestens einem durch die Sensoranordnung (112; 212; 312) bereitgestellten Messsignal.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, ferner umfassend: – Bestimmen der Position der Sensoranordnung (112; 212; 312), und – Speichern von Positionsdaten der Sensoranordnung (112; 212; 312) in einer Permanentspeichervorrichtung.
DE102011077005.4A 2011-06-06 2011-06-06 Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin Expired - Fee Related DE102011077005B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011077005.4A DE102011077005B4 (de) 2011-06-06 2011-06-06 Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin
US14/124,421 US9466514B2 (en) 2011-06-06 2012-06-06 System for the heat treatment of substrates, and method for detecting measurement data in said system
PCT/EP2012/002406 WO2012167922A1 (de) 2011-06-06 2012-06-06 Anlage zur wärmebehandlung von substraten und verfahren zum erfassen von messdaten darin
CN201280028130.5A CN103765568B (zh) 2011-06-06 2012-06-06 用于热处理衬底的设备和其中检测测量数据的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011077005.4A DE102011077005B4 (de) 2011-06-06 2011-06-06 Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011077005A1 true DE102011077005A1 (de) 2012-12-06
DE102011077005B4 DE102011077005B4 (de) 2017-11-16

Family

ID=46317326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011077005.4A Expired - Fee Related DE102011077005B4 (de) 2011-06-06 2011-06-06 Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9466514B2 (de)
CN (1) CN103765568B (de)
DE (1) DE102011077005B4 (de)
WO (1) WO2012167922A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014010173A1 (de) * 2013-07-11 2015-01-15 Engel Austria Gmbh Heizvorrichtung
DE102019006960A1 (de) * 2019-10-07 2021-04-08 ABP lnduction Systems GmbH Verfahren zur Überwachung des Funktionszustandes eines Induktionstiegelofens und Induktionstiegelofen
DE102014116147B4 (de) 2013-11-20 2024-06-13 Besi Switzerland Ag Durchlaufofen für Substrate, die mit Bauteilen bestückt werden, und Die Bonder

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605079B1 (ko) * 2015-05-20 2016-03-22 (주)울텍 급속 열처리 장치
CN111413002A (zh) * 2019-01-08 2020-07-14 日新离子机器株式会社 基板温度测定装置和半导体制造装置
US11261538B1 (en) * 2020-09-21 2022-03-01 Applied Materials, Inc. In-situ temperature mapping for epi chamber
WO2023198804A1 (de) 2022-04-14 2023-10-19 Hte Gmbh The High Throughput Experimentation Company Vorrichtung zur wärmebehandlung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033181A1 (de) * 1990-10-19 1992-04-30 Rainer Ludwig Pruefeinrichtung
DE69313756T2 (de) * 1992-07-31 1998-01-22 Texas Instruments Inc Verfahren und Vorrichtung zum rechnergesteuerten Herstellen von dreidimensionalen Gegenständen aus Rechnerdaten
DE10017900A1 (de) * 1999-04-12 2001-01-11 Gen Electric Sensorenfeld, Herstellungsverfahren und Verwendung
DE69333104T2 (de) * 1992-05-26 2004-04-22 T. A. Instruments, Inc., New Castle Verfahren und Vorrichtung für modulierte differenzielle Analyse mit räumlicher Auflösung
DE10325602B3 (de) 2003-06-05 2004-09-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur temperaturgeregelten Prozessierung von Substraten
DE102006016677A1 (de) * 2006-04-08 2007-10-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung geometrischer Merkmale von Objekten mit einem robotergeführten Lasersensor
DE602004009980T2 (de) * 2003-02-05 2008-07-31 General Electric Co. Vorrichtung zum Detektieren von Infrarotstrahlung
DE102007020176A1 (de) 2007-04-25 2008-10-30 Heinz Meßtechnik GmbH Messsystem zur Temperaturmessung in Durchlauföfen
DE102009003023A1 (de) * 2009-05-12 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Durchlauf-Lötofens und Vorrichtung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4807144A (en) 1986-12-02 1989-02-21 Glasstech International L.P. Temperature control system for glass sheet furnace
US5399018A (en) * 1993-03-31 1995-03-21 Omega Engineering, Inc. Adjustable positioning housing assembly for an infrared thermocouple
JP3249911B2 (ja) * 1996-01-08 2002-01-28 東京エレクトロン株式会社 温度測定装置、処理装置及び処理方法
US5909004A (en) 1996-04-17 1999-06-01 General Electric Company Thermocouple array and method of fabrication
JP3218389B2 (ja) * 1997-08-29 2001-10-15 坂口電熱株式会社 加熱炉内の被加熱面の温度測定装置
WO2000002232A2 (en) * 1998-07-01 2000-01-13 Intevac, Inc. Rapid thermal processing system having scanning temperature sensor
JP2000138176A (ja) * 1998-11-04 2000-05-16 Sony Corp 縦型熱処理装置
JP4176236B2 (ja) 1999-06-07 2008-11-05 東京エレクトロン株式会社 処理装置における紫外線ランプの光量測定方法及び装置
JP2001176949A (ja) * 1999-12-21 2001-06-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
US7158221B2 (en) 2003-12-23 2007-01-02 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for performing limited area spectral analysis
KR20060088817A (ko) * 2005-01-28 2006-08-07 가부시키가이샤 이빔 기판처리장치 및 기판처리방법
US7521687B2 (en) * 2006-03-30 2009-04-21 Tokyo Electron Limited Static electricity deflecting device, electron beam irradiating apparatus, substrate processing apparatus, substrate processing method and method of manufacturing substrate
JP4994724B2 (ja) 2006-07-07 2012-08-08 株式会社東芝 成膜装置及び成膜方法
CN102356458B (zh) * 2009-04-16 2014-10-15 Tp太阳能公司 利用极低质量运送系统的扩散炉及晶圆快速扩散加工处理的方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033181A1 (de) * 1990-10-19 1992-04-30 Rainer Ludwig Pruefeinrichtung
DE69333104T2 (de) * 1992-05-26 2004-04-22 T. A. Instruments, Inc., New Castle Verfahren und Vorrichtung für modulierte differenzielle Analyse mit räumlicher Auflösung
DE69313756T2 (de) * 1992-07-31 1998-01-22 Texas Instruments Inc Verfahren und Vorrichtung zum rechnergesteuerten Herstellen von dreidimensionalen Gegenständen aus Rechnerdaten
DE10017900A1 (de) * 1999-04-12 2001-01-11 Gen Electric Sensorenfeld, Herstellungsverfahren und Verwendung
DE602004009980T2 (de) * 2003-02-05 2008-07-31 General Electric Co. Vorrichtung zum Detektieren von Infrarotstrahlung
DE10325602B3 (de) 2003-06-05 2004-09-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur temperaturgeregelten Prozessierung von Substraten
DE102006016677A1 (de) * 2006-04-08 2007-10-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung geometrischer Merkmale von Objekten mit einem robotergeführten Lasersensor
DE102007020176A1 (de) 2007-04-25 2008-10-30 Heinz Meßtechnik GmbH Messsystem zur Temperaturmessung in Durchlauföfen
DE102009003023A1 (de) * 2009-05-12 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Durchlauf-Lötofens und Vorrichtung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014010173A1 (de) * 2013-07-11 2015-01-15 Engel Austria Gmbh Heizvorrichtung
AT514454A1 (de) * 2013-07-11 2015-01-15 Engel Austria Gmbh Heizvorrichtung
AT514454B1 (de) * 2013-07-11 2015-03-15 Engel Austria Gmbh Heizvorrichtung
DE102014010173B4 (de) * 2013-07-11 2017-11-23 Engel Austria Gmbh Heizvorrichtung
DE102014010173C5 (de) 2013-07-11 2022-03-03 Engel Austria Gmbh Heizvorrichtung
DE102014116147B4 (de) 2013-11-20 2024-06-13 Besi Switzerland Ag Durchlaufofen für Substrate, die mit Bauteilen bestückt werden, und Die Bonder
DE102019006960A1 (de) * 2019-10-07 2021-04-08 ABP lnduction Systems GmbH Verfahren zur Überwachung des Funktionszustandes eines Induktionstiegelofens und Induktionstiegelofen

Also Published As

Publication number Publication date
CN103765568B (zh) 2016-08-17
CN103765568A (zh) 2014-04-30
DE102011077005B4 (de) 2017-11-16
WO2012167922A1 (de) 2012-12-13
US20140147798A1 (en) 2014-05-29
US9466514B2 (en) 2016-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011077005B4 (de) Anlage zur Wärmebehandlung von Substraten und Verfahren zum Erfassen von Messdaten darin
DE69930649T2 (de) Abstimmung eines substrattemperaturmesssystems
DE112013003275T5 (de) Temperatursteuerung für auf GaN basierende Materialien
DE69816913T2 (de) Anlage zur Temperaturreglung der Seitenwände eines Ofens
DE102007042779B4 (de) Kalibrationssubstrat und -verfahren
EP1850122B1 (de) Ofen zur Durchführung von dilatometrischen Untersuchungen
EP1856730B1 (de) Verfahren zur positionierung eines wafers
DE102015118438A1 (de) System und Methode zum Regeln der Oberflächentemperatur der Halbleiterkristallscheibe und der Dünnschicht
DE102013114412A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors unter Verwendung zweier Temperatursensoreinrichtungen
CN106165079B (zh) 处理系统及校准、验证工件工艺及在高温处理工件的方法
DE102010038329A1 (de) IR-Spektrometer mit berührungsloser Temperaturmessung
WO2016083373A1 (de) Verfahren zum kalibrieren einer pyrometeranordnung eines cvd- oder pvd-reaktors
DE102004025150B4 (de) Lagebestimmung eines Halbleitersubstrats auf einer Rotationsvorrichtung
EP0874388B1 (de) Anordnung zur Bearbeitung einer Substratscheibe und Verfahren zu deren Betrieb
DE112018000643T5 (de) Wärmebehandlungseinrichtung, wärmebehandlungsverfahren und verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung
EP2543992B1 (de) Dilatometer zur Messung von metallischen Proben
DE102012201061B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Kalibrierung eines Pyrometers
DE202012101674U1 (de) Anordnung zur Kalibrierung eines Pyrometers
DE2036247A1 (de) Temperaturregelvorrichtung fur eine elektrische Heizvorrichtung
WO2004049438A2 (de) Verfahren zum herstellen eines kalibrationswafers
DE10325602B3 (de) Verfahren zur temperaturgeregelten Prozessierung von Substraten
DE102010009795A1 (de) Verfahren zur Herstellung von metallischen Rückkontakten für waferbasierte Solarzellen
DE102005054552B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung von Halbleitersubstraten auf Risse
DE10243411B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung von Messgeräten zur quantitativen Infrarotstrahlungsmessung
DE102012201054A1 (de) Verfahren zur Überprüfung der Anzeigegenauigkeit eines Pyrometers und Kontrollanordnung zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee