DE102015103577A1

DE102015103577A1 - Prozessieranordnung und Verfahren zum Kurzzeittempern einer Beschichtung auf einem lichtdurchlässigen Substrat

Info

Publication number: DE102015103577A1
Application number: DE102015103577.4A
Authority: DE
Inventors: Harald Gross
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung (100) Folgendes aufweisen: eine Bestrahlungsvorrichtung (102) zum Bestrahlen eines Substrats (120) in einem Bestrahlungsbereich (100s) einer Prozesskammer; eine Absorberstruktur (104) zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung, wobei die Absorberstruktur (104) den Bestrahlungsbereich (100s) entlang mindestens einer Richtung begrenzt; und eine Transportvorrichtung zum Positionieren und/oder Transportieren des Substrats (120) in dem Bestrahlungsbereich (100s) über der Absorberstruktur (104).

Description

Die Erfindung betrifft eine Prozessieranordnung und ein Verfahren zum Kurzzeittempern einer Beschichtung auf einem lichtdurchlässigen Substrat.
Im Allgemeinen können Werkstoffe oder Substrate, wie plattenförmige Substrate, Glasscheiben, Wafer, Folien oder andere Träger, prozessiert, z.B. erwärmt, getrocknet oder getempert werden. Beispielsweise können Substrate, z.B. Platten, Gläser, Wafer, Halbzeuge, Werkzeuge oder andere Verarbeitungsgüter, in einer Prozesskammer mit elektromagnetischer Strahlung (z.B. mit infrarotem, sichtbaren und/oder ultraviolettem Licht) bestrahlt werden. Anschaulich kann das Bestrahlen (auch als Belichten bezeichnet) dazu genutzt werden, Energie in das zu bestrahlende bzw. zu belichtende Substrat einzutragen. Mittels eines Energieeintrags können beispielsweise chemische Prozesse und/oder physikalische Prozesse in dem Substrat selbst oder in einem Material auf dem Substrat angeregt werden, z.B. eine chemische Reaktion, Diffusion, Sintern, Kristallwachstum, Ausheilvorgänge im Kristallgitter des Materials oder Ähnliches.
Mittels Blitzlampen kann elektromagnetische Strahlung mit vergleichsweise großer Intensität gepulst erzeugt werden, so dass ein Substrat beispielsweise mit einer entsprechend großen Bestrahlungsstärke zeitlich gepulst bestrahlt werden kann. Die zum Belichten großer Substrate, z.B. Glasplatten mit einer Breite von mehr als einem Meter, oder zum gleichzeitigen Belichten einer Vielzahl von Substraten können lange Blitzlampen zum Einsatz kommen, z.B. Blitzlampen mit einer Länge von mehr als einem Meter. Diese Blitzlampen können wassergekühlt sein, wobei herkömmlicherweise eine Gasentladungsröhre (die als Blitzlampe betrieben werden kann) koaxial in einem Hüllrohr angeordnet ist. Dabei kann Kühlwasser oder kaltes Gas zum Kühlen der Anordnung zwischen dem Hüllrohr und der Gasentladungsröhre geführt werden.
Im Allgemeinen kann eine Gasentladungsröhre, eine Gasentladungslampe bzw. eine Niederdruckgasentladungslampe als Blitzlampe betrieben werden. Eine Gasentladungsröhre weist herkömmlicherweise eine Kathode und eine Anode innerhalb einer gasgefüllten Glasröhre auf. Die Gasentladungsröhre kann mittels eines Treiberschaltkreises betrieben werden, welcher mit der Kathode und der Anode der Blitzlampe gekoppelt ist. Der Treiberschaltkreis kann beispielsweise einen Kondensator aufweisen, welcher durch die Gasentladungsröhre hindurch entladen werden kann. Da die Gasentladungsröhre ohne Plasma, also im nicht gezündeten Zustand einen Isolator darstellt, kann es notwendig sein, die Gasentladungsröhre mittels einer Zündspannung zu zünden. Dabei kann der Treiberschaltkreis derart eingerichtet sein, z.B. eine oder mehrere Spulen aufweisen, dass sich der Kondensator nach dem Zünden der Gasentladungsröhre in Form eines Entladungspulses (Strompulses) durch die Gasentladungsröhre hindurch entladen kann, beispielsweise in Form einer elektrischen Gasentladung unter Aussendung von Licht (sichtbarem Licht, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht). Beispielsweise kann der Treiberschaltkreis derart eingerichtet sein, dass die Dauer des Entladungspulses bzw. die Dauer der elektrischen Gasentladung kleiner als ungefähr 50 ms oder kleiner als ungefähr 5 ms ist oder kleiner als ungefähr 0,5 ms, so dass anschaulich ein Lichtblitz erzeugt wird. Mittels des Kondensators bzw. des Treiberschaltkreises kann ein Entladungspuls mit einer elektrischen Leistung im Kilowatt-Bereich oder Megawatt-Bereich bereitgestellt sein oder werden.
Die Blitzlampe kann beispielsweise mittels eines elektrischen Zündpulses aktiviert (gezündet) werden, wobei sich erst nach dem Zünden der Blitzlampe der Kondensator des Treiberschaltkreises durch die Blitzlampe hindurch entladen kann. Anschaulich kann eine Blitzlampe selbst als ein Schalter fungieren, da die Blitzlampe unterhalb der Selbstzündspannung den Treiberschaltkreis unterbricht. Somit kann zum Betreiben einer Gasentladungsröhre als Blitzlampe (oder Gasentladungslampe) eine Zündvorrichtung benötigt werden, welche die Gasentladungsröhre derart beeinflusst, dass der an die Gasentladungsröhre gekoppelte Kondensator des Treiberschaltkreises durch die dann nach dem Zünden elektrisch leitende Gasentladungsröhre entladen werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung zum Bestrahlen eines Substrats mindestens eine Prozesskammer aufweisen sowie eine Transportvorrichtung zum Transportieren und/oder Positionieren des Substrats innerhalb eines Bestrahlungsbereichs der Prozesskammer. Die Prozesskammer kann als Vakuumkammer, Überdruckkammer oder Atmosphärendruck-Kammer eingerichtet sein oder werden. In oder an der Prozesskammer kann eine Bestrahlungsvorrichtung derart bereitgestellt sein oder werden, dass das Substrat in dem Bestrahlungsbereich bestrahlt werden kann. Die Bestrahlungsvorrichtung kann beispielsweise eine Gasentladungsröhre oder eine Anordnung mit mehreren Gasentladungsröhren aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Gasentladungsröhre derart eingerichtet sein, z.B. mit einem entsprechenden Treiberschaltkreis gekoppelt sein, dass sie als Blitzlampe betrieben werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gasentladungsröhre längserstreckt sein, z.B. zylinderförmig, mit einer Länge von mehr als 1 m, z.B. mit einer Länge in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m.
Beispielsweise kann der Bestrahlungsbereich innerhalb der Prozesskammer von einem oder mehreren Reflektoren begrenzt sein oder definiert sein. Mit anderen Worten können Reflektoren oberhalb der Bestrahlungsvorrichtung angeordnet sein oder in die Bestrahlungsvorrichtung integriert sein. Ferner können Reflektoren den Bestrahlungsbereich seitlich begrenzen, sowohl parallel zur Transportrichtung als auch quer zur Transportrichtung. Somit kann eine Vorderseite des Substrats, welche zu der Bestrahlungsvorrichtung hin gerichtet ist, beispielsweise möglichst homogen bzw. mit einem vordefinierten Muster bestrahlt werden. Herkömmlicherweise wird beispielsweise auch ein Reflektor unterhalb des Substrats verwendet, d.h. auf der Rückseite des Substrats, so dass der Teil der Strahlung, welcher beispielsweise durch ein im Wesentlichen lichtdurchlässiges Substrat hindurch tritt, wieder zurück reflektiert wird.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, dass eine Absorberstruktur derart innerhalb der Prozesskammer bereitgestellt ist oder wird, dass der Teil der Strahlung, welcher durch ein im Wesentlichen lichtdurchlässiges Substrat hindurch tritt, nicht oder nur zu einem geringen Teil wieder zurück zum Substrat reflektiert wird. Beispielsweise kann ein im Wesentlichen lichtdurchlässiges Substrat nur abschnittsweise mit einer lichtabsorbierenden Beschichtung beschichtet sein. Anschaulich wird verhindert, dass das Substrat bzw. eine strukturierte Beschichtung auf dem Substrat aufgrund von Reflektionen mehrmals bestrahlt wird. Mit anderen Worten kann eine Absorberstruktur innerhalb der Prozesskammer verwendet werden, um gezielt elektromagnetische Strahlung auf der Rückseite des Substrats zu absorbieren. Somit kann das Bestrahlungsergebnis auf der Vorderseite des Substrats verbessert werden, z.B. kann eine lokale Überbestrahlung verhindert werden. Ferner kann somit auch eine Beschichtung auf dem Substrat homogen bestrahlt werden, welche beispielsweise unterschiedliche Strukturbreiten und/oder beispielsweise unterschiedliche Strukturabstände aufweist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Substrats in einem Bestrahlungsbereich einer Prozesskammer; eine Absorberstruktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung, wobei die Absorberstruktur den Bestrahlungsbereich entlang mindestens einer Richtung begrenzt, und wobei die Absorberstruktur einen größeren Anteil auftreffender elektromagnetischer Strahlung absorbiert als reflektiert und wobei die Absorberstruktur einen größeren Anteil auftreffender elektromagnetischer Strahlung absorbiert als transmittiert; und eine Transportvorrichtung zum Positionieren und/oder Transportieren eines Substrats in dem Bestrahlungsbereich über der Absorberstruktur.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Absorberstruktur und die Transportvorrichtung derart eingerichtet sein und/oder derart relativ zueinander angeordnet sein oder werden, dass ein Spalt zwischen dem Substrat und der Absorberstruktur bereitgestellt ist oder dass das Substrat auf der Absorberstruktur aufliegt bzw. einen direkten körperlichen Kontakt zu der Absorberstruktur aufweist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur derart eingerichtet sein oder werden, dass die Absorberstruktur weniger als 50% (z.B. 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, z.B. 5% bis 50%) der aus dem Bestrahlungsbereich auf die Absorberstruktur auftreffenden elektromagnetischen Strahlung in den Bestrahlungsbereich zurück reflektiert und/oder mehr als 50% (z.B. 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, z.B. 50% bis 98%) der aus dem Bestrahlungsbereich auf die Absorberstruktur auftreffenden elektromagnetischen Strahlung absorbiert, z.B. bezogen auf eine Energiegröße (wie beispielsweise die Strahlungsmenge, die Strahlungsleistung, die Strahlungsstromdichte, die Bestrahlung oder die Strahldichte).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur derart eingerichtet sein oder werden, dass weniger als 50% (z.B. 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, z.B. 5% bis 50%) der auf die Absorberstruktur auftreffenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert wird und/oder mehr als 50% (z.B. 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, z.B. 50% bis 98%) der auf die Absorberstruktur auftreffenden elektromagnetischen Strahlung von der Absorberstruktur absorbiert wird.
Generell kann die Strahlung beispielsweise mittels verschiedener physikalischer Größen charakterisiert werden, wobei diese Charakterisierung wellenlängenabhängig sein kann. Die hierin beschrieben physikalischen Größen, welche zum Beschreiben der elektromagnetischen Strahlung genutzt werden, können sich auf eine Wellenlänge beziehen oder können über einen Wellenlängenbereich gemittelt sein, z.B. über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm. Dabei kann das Emissionsspektrum der Bestrahlungsvorrichtung im Wesentlichen definieren, welcher Wellenlängenbereich betrachtet wird. Der Transmissionsgrad (auch als Transmissivität bezeichnet), der Reflexionsgrad (auch als Reflektivität bezeichnet) und der Absorptionsgrad (z.B. der hemisphärische Gesamtabsorptionsgrad oder der gerichtete Gesamtabsorptionsgrad) können jeweils mittels Reflexions-Transmissions-Messungen ermittelt werden.
Beispielsweise können folgende Materialien als Absorberstruktur verwendet werden, z.B. in Form einer Beschichtung oder eines massiven Körpers: ein Metalloxid, ein Metallnitrid, ein Metallcarbid, ein aufgerautes Metall, eine Keramik, Cermet (Verbundwerkstoffe aus keramischen Werkstoffen in einer metallischen Matrix). Beispielsweise können folgende Materialien als Absorberstruktur verwendet werden, z.B. in Form einer Beschichtung oder eines massiven Körpers: Chromnitrid, eloxiertes Aluminium, oxidiertes Kupfer (schwarz oder braun), Eisenoxid (z.B. schwarz). Anschaulich kann die Absorberstruktur eine schwarze Oberfläche aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Bestrahlungsvorrichtung eine oder mehrere Gasentladungsröhren aufweisen, welche als Blitzlampen betrieben werden können. Dazu können die eine oder mehrere Gasentladungsröhren jeweils mit einem entsprechend eingerichteten Treiberschaltkreis gekoppelt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportvorrichtung eine Transportfläche (z.B. gekrümmt oder planar) definieren, in welcher das Substrat positioniert und/oder transportiert wird, wobei die Absorberstruktur zumindest eine Oberfläche aufweist, welche sich parallel zu der Transportfläche erstreckt. Mit anderen Worten kann die Form der Absorberstruktur an die Form der Transportfläche angepasst sein oder werden, so dass ein gleichmäßig breiter Spalt zwischen der Transportfläche und der Absorberstruktur bereitgestellt sein kann oder werden kann, oder so dass das in der Transportfläche positionierte und/oder transportierte Substrat an der Absorberstruktur flächig anliegen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren Folgendes aufweisen: Positionieren und/oder Transportieren eines lichtdurchlässigen Substrats in einem Bestrahlungsbereich einer Prozesskammer, wobei auf einer ersten Seite des Substrats eine Absorberstruktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung angeordnet ist, welche den Bestrahlungsbereich begrenzt; Bestrahlen des Substrats mittels elektromagnetischer Strahlung von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Substrats, wobei die Absorberstruktur derart eingerichtet ist, dass weniger als 50% der elektromagnetischen Strahlung, welche durch das lichtdurchlässige Substrat hindurch auf die Absorberstruktur auftrifft, von der Absorberstruktur reflektiert wird und/oder dass mehr als 50% der elektromagnetischen Strahlung, welche durch das lichtdurchlässige Substrat hindurch auf die Absorberstruktur auftrifft, von der Absorberstruktur absorbiert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das lichtdurchlässige Substrat ein Glassubstrat oder ein Kunststoffsubstrat sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das lichtdurchlässige Substrat eine Transmissivität von mehr als 50% (z.B. 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, z.B. 50% bis 99%) aufweisen. Die Transmissivität kann beispielsweise im Wesentlichen über das sichtbare Spektrum des Lichts gemittelt sein oder werden, z.B. über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm. Dabei kann das lichtdurchlässige Substrat transparent (klar, bild- oder blickdurchlässig) oder auch transluzent (getrübt oder streuend lichtdurchlässig) sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat eine Beschichtungsstruktur auf einer der Absorberstruktur abgewandten Oberfläche des Substrats aufweisen. Dabei kann die Beschichtungsstruktur mindestens zwei Strukturen mit verschiedenen Strukturbreiten, verschiedenen Strukturabständen und/oder verschiedenen Mustern aufweisen. Anschaulich kann das Substrat selbst transparent sein, jedoch eine Beschichtung aufweisen, welche mittels der Strahlung behandelt werden soll, z.B. erwärmt werden soll.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bestrahlen gepulst erfolgen, z.B. mit einer Bestrahlung (auf der Oberfläche des Substrats, welche der Bestrahlungsvorrichtung zugewandt ist) von mehr als 0,1 J/cm². Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bestrahlen gepulst erfolgen, z.B. mit einer Bestrahlung (auf der Oberfläche des Substrats, welche der Bestrahlungsvorrichtung zugewandt ist) von mehr als 1 J/cm². Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bestrahlen gepulst erfolgen, z.B. mit einer Bestrahlung (auf der Oberfläche des Substrats, welche der Bestrahlungsvorrichtung zugewandt ist) in einem Bereich von ungefähr 0,1 J/²cm bis ungefähr 20 J/cm², z.B. 0,1 J/cm² bis ungefähr 10 J/cm².
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Kurzzeittempern einer Beschichtung auf einem transparenten Substrat Folgendes aufweisen: Positionieren und/oder Transportieren des Substrats in einem Bestrahlungsbereich einer Prozesskammer zwischen einer Absorberstruktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung und einer Blitzlampenanordnung; Bestrahlen des Substrats mittels der Blitzlampenanordnung in dem Bestrahlungsbereich.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozesskammer einer Prozessieranordnung manuell oder mit einem Roboterarm bestückte werden, sowie mit jedem anderen geeigneten Transportsystem, z.B. kann eine Vielzahl von Transportrollen als Transportsystem verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Unterlage (auch als Absorberstruktur bezeichnet) mittels Transportrollen oder eines so genannten Carriers transportiert werden, wobei das Substrat beim Transportieren auf der lichtabsorbierenden Unterlage aufliegen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei einem auf Transportrollen basierenden Transportsystem die Absorberstruktur anstatt eines Bodenreflektors unterhalb der Substrat-Transportebene verwendet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Carrier (d.h. ein Substratträger) als Absorber eingerichtet sein oder werden, wobei das Substrat auf den Carrier aufgelegt wird oder zumindest teilweise in den Carrier eingelegt wird.
Mittels eines Spalts zwischen der Absorberstruktur und dem Substrat kann das Substrat beispielsweise thermisch vom Absorber isoliert sein oder werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Prozessieranordnung in einer schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2 ein schematischen Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bestrahlen eines lichtdurchlässigen Substrats, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3 ein schematischen Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bestrahlen eines lichtdurchlässigen Substrats, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4 eine schematische Ansicht eines lichtdurchlässigen Substrats mit einer Beschichtung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
5A bis 5C jeweils eine Abbildung einer Beschichtung auf einem lichtdurchlässigen Substrat nach dem Bestrahlen mittels verschiedener Absorberstrukturen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa "oben", "unten", "vorne", "hinten", "vorderes", "hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Im Allgemeinen kann ein Substrat eine gewisse Transparenz, anschaulich eine Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung, z.B. im sichtbaren Wellenlängenbereich, aufweisen. Dabei kann das Belichtungsergebnis (z.B. die lokale Bestrahlung) auf dem Substrat von der Substratunterlage beeinflusst werden, z.B. von einer Struktur, welche an der Rückseite des Substrats angeordnet ist. Auf jeden Fall kann eine Substratunterlage für das Bestrahlen (z.B. Belichten) von einer Beschichtung auf einem hochtransparenten Substrat relevant sein, wie beispielsweise einem Glassubstrat, Kunststoffsubstrat (z.B. aufweisend PET (Polyethylenterephthalat), PMMA (Polymethylmethacrylat) und/oder PC (Polycarbonat)) oder Saphir-Glas (transparentes Al₂O₃) (z.B. zum Herstellen von Displays).
Eine auf einem Substrat abgeschiedene strukturierte Schicht oder ein auf einem Substrat abgeschiedener strukturierter Schichtstapel (auch als strukturierte Beschichtung bezeichnet) kann für Licht (oder allgemeiner für elektromagnetische Strahlung) in einem bestimmten Wellenlängenbereich einen gewissen Absorptionsgrad aufweisen, wobei das Substrat jedoch Licht in diesem Wellenlängenbereich transmittieren kann. In diesem Fall kann dieses Licht das Substrat durchdringen, und beispielsweise nach einer Reflexion oder nach mehreren Reflexionen außerhalb des Substrats wieder in das Substrat eintreten. Somit kann das Licht mehrmals unkontrolliert von der Beschichtung absorbiert werden. Diese Absorption ist dann nicht nur von der mittels der Bestrahlungsvorrichtung emittierten Strahlung abhängig, sondern beispielsweise von der Umgebung des Substrats und/oder von der geometrischen Struktur (z.B. dem Muster) der zu bestrahlenden Beschichtung selbst (vgl. 4). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine lichtabsorbierende Belichtungsunterlage bereitgestellt, welche im Wesentlichen verhindert, dass Licht von der Rückseite des Substrats auf die zu belichtende Beschichtung auf der Vorderseite des Substrats gelangt.
Eine Beschichtung dagegen, die beispielsweise ausschließlich im UV-Bereich absorbiert, und welche auf einem Glassubstrat aufgebracht ist, welches nicht transparent für UV-Licht ist, kann beispielsweise auch ohne eine lichtabsorbierende Belichtungsunterlage (auch als Absorberstruktur bezeichnet) belichtet werden. Dies verhält sich jedoch beispielsweise bei TCO-Schichten (Schichten aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Oxid, TCO), wie z.B. ITO (Indiumzinnoxid) oder ZAO (aluminiumdotiertes Zinkoxid), welche bei Zimmertemperatur abgeschieden wurden, anders, da diese im sichtbaren Wellenlängenbereich Licht absorbieren (z.B. mehr als 10% des einfallenden Lichts), wobei das Glassubstrat im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichts im Wesentlichen lichtdurchlässig sein kann. Weitere Beispiele für Beschichtungsmaterialien auf Glassubstraten oder Kunststoffsubstraten, bei denen eine lichtabsorbierende Belichtungsunterlage sinnvoll oder notwendig sein kann, sind insbesondere Metalle. Für strukturierte Schichten kommen dabei beispielsweise Kupfer, Aluminium, Wolfram, Nickel, Silber und/oder Gold bzw. eine Kombination dieser in Frage. Weitere Beispiele für Beschichtungsmaterialien auf Glassubstraten oder Kunststoffsubstraten, bei denen eine lichtabsorbierende Belichtungsunterlage sinnvoll oder notwendig sein kann, sind strukturierte, z.B. bei Zimmertemperatur abgeschiedene, TCOs sowie exotischere Materialien, wie beispielsweise elektrisch leitfähige Nb:TiO2-Schichten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können lichtabsorbierende Beschichtungsmaterialien oder kann eine lichtabsorbierende Beschichtung mehr als 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 30% bis 95% des einfallenden Lichts absorbieren, z.B. bezogen auf einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein lichtdurchlässiges Substrat mehr als 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 30% bis 95% des einfallenden Lichts transmittieren, z.B. bezogen auf einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm.
1 veranschaulicht eine Prozessieranordnung 100 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Prozessieranordnung 100 kann beispielsweise Folgendes aufweisen: eine Transportvorrichtung (nicht dargestellt) zum Transportieren eines Substrats 120 in einen Bestrahlungsbereich 100s hinein, aus dem Bestrahlungsbereich 100s heraus und/oder zum Positionieren eines Substrats 120 in dem Bestrahlungsbereich 100s der Prozessieranordnung 100. Der Bestrahlungsbereich 100s der Prozessieranordnung 100 kann beispielsweise innerhalb einer Prozesskammer (nicht dargestellt) bereitgestellt sein oder werden. Ferner kann die Transportvorrichtung zumindest teilweise in der Prozesskammer angeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 als so genannte Durchlaufbehandlungsanlage (auch als In-Line-Anlage bezeichnet) ausgestaltet sein. Dabei kann das Substrat 120 ein plattenförmiges Substrat sein, z.B. eine Glasscheibe oder Ähnliches. Alternativ kann die Prozessieranordnung 100 als so genannte Band-Behandlungsanlage (auch als Rolle-zu-Rolle-Anlage oder R2R-Anlage bezeichnet) ausgestaltet sein. Dabei kann das Substrat 120 ein Bandsubstrat sein, z.B. ein Metallband oder eine Folie, z.B. eine Kunststofffolie.
Wie in 1 veranschaulicht ist, kann die Transportvorrichtung eine Transportrichtung 101 definieren oder vorgeben, entlang derer das Substrat 120 beispielsweise durch den Bestrahlungsbereich 100s hindurch transportiert wird. Ferner kann die Transportvorrichtung eine Transportebene 101e oder Transportfläche 101e definieren oder vorgeben, in der das Substrat 120 beispielsweise durch den Bestrahlungsbereich 100s hindurch transportiert wird.
Ferner kann die Prozessieranordnung 100 eine Bestrahlungsvorrichtung 102 aufweisen zum Bestrahlen 102s des Substrats 120 in dem Bestrahlungsbereich 100s. Die Bestrahlungsvorrichtung 102 kann beispielsweise mindestens eine Gasentladungsröhre 102b aufweisen (z.B. genau eine Gasentladungsröhre 102b oder auch mehrere Gasentladungsröhren 102b) zum Bestrahlen 102s des in dem Bestrahlungsbereich 100s transportierten und/oder positionierten Substrats 120.
Anschaulich kann das Substrat 120 eine zu bestrahlende Vorderseite aufweisen, welche der Bestrahlungsvorrichtung 102 zugewandt ist. Auf der zu bestrahlenden Vorderseite des Substrats 120 kann beispielsweise eine Beschichtung aufgebracht sein oder werden. Die Beschichtung kann beispielsweise einen Teil der von der Bestrahlungsvorrichtung 102 emittieren Strahlung absorbieren. Die Beschichtung kann beispielsweise strukturiert sein. Das Substrat 120 kann beispielsweise im Wesentlichen durchlässig für die von der Bestrahlungsvorrichtung 102 emittiere Strahlung sein.
Ferner kann die Prozessieranordnung 100 eine Absorberstruktur 104 aufweisen zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung, z.B. kann die Absorberstruktur 104 derart eingerichtet sein, dass diese zumindest einen Teil der von der Bestrahlungsvorrichtung 102 emittieren Strahlung absorbiert. Beispielsweise kann das Substrat 120 nur abschnittsweise mit einer strahlungsabsorbierenden Beschichtung beschichtet sein, so dass von der Bestrahlungsvorrichtung 102 emittiere Strahlung das Substrat 120 durchdringen kann, wobei die Strahlung, welche durch das Substrat 120 hindurch tritt, von der Absorberstruktur 104 absorbiert wird. Somit kann verhindert werden, dass die Strahlung, welche durch das Substrat 120 hindurch tritt, wieder in Richtung der Beschichtung auf dem Substrat 120 reflektiert wird.
Anschaulich begrenzt die Absorberstruktur 104 den Bestrahlungsbereich 100s entlang mindestens einer Richtung (z.B. quer zur Transportrichtung 101). Die Absorberstruktur 104 kann beispielsweise einen Großteil der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung absorbieren, so dass diese anschaulich aus dem Bestrahlungsbereich 100s entfernt wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 derart eingerichtet sein, dass das Substrat 120 in dem Bestrahlungsbereich 100s über der Absorberstruktur 104 angeordnet ist. Dabei kann das Substrat 120 beispielsweise auf der Absorberstruktur 104 aufliegen oder in einem Abstand zu der Absorberstruktur 104 transportiert und/oder positioniert sein.
Wie vorangehend beschrieben kann die Bestrahlungsvorrichtung 102 eine oder mehrere Gasentladungsröhren 102b aufweisen, welche als Blitzlampen betrieben werden können.
Wie in 1 veranschaulicht ist, kann die Transportvorrichtung derart eingerichtet sein, dass das Substrat 120 in einer planaren Transportfläche 101e (einer Ebene) transportiert wird, z.B. für plattenförmige Substrate 120. In diesem Fall kann die Absorberstruktur 104 zumindest eine Oberfläche aufweisen, welche sich parallel zu der planaren Transportfläche 101e erstreckt. Anschaulich kann die Absorberstruktur 104 ebenfalls plattenförmig sein oder zumindest eine ebene Fläche aufweisen, an welcher das Substrat 120 anliegen kann oder oberhalb derer das Substrat 120 transportiert und/oder positioniert werden kann.
Alternativ können Bandsubstrate beispielsweise frei hängend oder auf einer Walze transportiert werden, d.h. anschaulich entlang einer gekrümmten Transportfläche (nicht dargestellt) transportiert werden, wobei in diesem Fall die Absorberstruktur ebenfalls gekrümmt sein kann oder zumindest eine gekrümmte Fläche aufweisen kann, an welcher das Substrat anliegen kann oder oberhalb derer das Substrat transportiert und/oder positioniert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand der mindestens einen Gasentladungsröhre 102b der Bestrahlungsvorrichtung 102 von dem Substrat (bzw. von der Transportebene 101e oder der Transportfläche 101e) in einem Bereich von ungefähr 1 cm bis ungefähr 30 cm liegen. Ferner kann die Bestrahlungsvorrichtung 102 mindestens einen Reflektor aufweisen zum Bestrahlen des Substrats 120.
2 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren 200 zum Prozessieren (z.B. zum Bestrahlen) eines Substrats 120, wobei das Verfahren 200 Folgendes aufweisen kann: in 210, Positionieren und/oder Transportieren eines lichtdurchlässigen Substrats in einem Bestrahlungsbereich einer Prozesskammer, wobei auf einer ersten Seite des Substrats eine Absorberstruktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung angeordnet ist, welche den Bestrahlungsbereich teilweise begrenzt; und, in 220, Bestrahlen des Substrats mittels elektromagnetischer Strahlung von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Substrats, wobei die Absorberstruktur derart eingerichtet ist, dass weniger als 50% der elektromagnetischen Strahlung, welche durch das lichtdurchlässige Substrat hindurch auf die Absorberstruktur auftrifft, von der Absorberstruktur reflektiert wird und/oder dass mehr als 50% der elektromagnetischen Strahlung, welche durch das lichtdurchlässige Substrat hindurch auf die Absorberstruktur auftrifft, von der Absorberstruktur absorbiert wird. Dabei kann das Bestrahlen gepulst erfolgen, z.B. mit einer Bestrahlung von mehr als 0,1 J/cm².
3 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren 300 zum Kurzzeittempern einer (z.B. lichtabsorbierenden strukturierten) Beschichtung auf einem (z.B. lichtdurchlässigen) Substrat, wobei das Verfahren 300 Folgendes aufweisen kann: in 310, Positionieren und/oder Transportieren des lichtdurchlässigen Substrats in einem Bestrahlungsbereich einer Prozesskammer zwischen einer Absorberstruktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung und einer Blitzlampenanordnung; und, in 320, Bestrahlen des lichtdurchlässigen Substrats mittels der Blitzlampenanordnung in dem Bestrahlungsbereich.
4 veranschaulicht ein lichtdurchlässiges Substrat 120 mit einer lichtabsorbierenden strukturierten Beschichtung 420. Anschaulich kann das Substrat mehrere Bereiche 1, 2, 3, 4 aufweisen, welche mit einem lichtabsorbierenden Schichtmaterial 420 beschichtet sind. Ferner kann das Substrat mehrere unbeschichtete Bereiche a, b, c, d oder mehrere Bereiche a, b, c, d aufweisen, welche frei von dem lichtabsorbierenden Schichtmaterial sind. Dabei kann die Beschichtungsstruktur 420 mindestens zwei Strukturen mit verschiedenen Strukturbreiten, verschiedenen Strukturabständen und/oder verschiedenen Mustern aufweisen.
Das Substrat 120 kann beispielsweise eine Transmissivität von mehr als 50% aufweisen. Ferner kann das Substrat 120 mit der Rückseite 120r (welche der beschichteten Vorderseite 120v des Substrats 120 gegenüberliegt) auf einer Absorberstruktur 104 aufliegen oder oberhalb einer Absorberstruktur 104 transportiert und/oder positioniert werden. Mittels der Absorberstruktur 104 kann beispielsweise verhindert werden, dass die lichtabsorbierende strukturierte Beschichtung 420 auf dem lichtdurchlässigen Substrat 120 aufgrund von Reflexion der einfallenden Strahlung α, β, γ, δ, ε von der Rückseite 120r her bestrahlt wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kurzzeittempern einer Schicht 420 beschrieben, wobei die Schicht 420 auf einem lichtdurchlässigen (z.B. transparenten oder hochtransparenten, oder streuend lichtdurchlässigen) Substrat 120 aufgebracht ist.
Das Kurzzeittempern kann mittels Blitzlampen erfolgen, wobei beispielsweise bei opaken bis semitransparenten, dünnen Schichten auf semi- bis hochtransparenten Substraten (z.B. auf Architekturglas oder Folien aus PET) festgestellt wurde, dass sich bei einer Belichtungsdosis unterhalb der Zerstörschwelle der dünnen Schicht Defekte zuerst am Rand und dabei verstärkt an den Ecken des Substrats ausbilden, wobei sich derartige Defekte erst ab einer höheren Belichtungsdosis auf der gesamten Substratoberfläche zeigen. Mit der Zerstörschwelle ist beispielsweise das Ablösen der Schicht (z.B. der dünnen Schicht, z.B. mit einer Schichtdicke von mehreren Nanometern oder von weniger als 10 µm) von dem Substrat gemeint, wobei das Ablösen direkt unterhalb der Schicht erfolgen kann. Ferner ist mit der Zerstörschwelle beispielsweise das Bilden von Rissen in der Schicht durch thermomechanische Spannungen gemeint.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Schicht oder eine Beschichtung, wie hierin beschrieben ist, eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 100 nm aufweisen, z.B. ungefähr 10 nm, beispielsweise für low-E Schichten (d.h. Schichten mit geringer Strahlungsemission). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Schicht oder eine Beschichtung, wie hierin beschrieben ist, eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 50 µm aufweisen, z.B. ungefähr 10 µm, beispielsweise für Sol-Gel Schichten.
Es wurde beispielsweise außerdem festgestellt, dass für strukturierte Schichten je nach Bedeckungsgrad eines Bereichs auf dem Substrat die Zerstörschwelle und damit auch das Prozessfenster sehr verschieden sein kann. Beispielsweise können somit die Bereiche nicht mehr gleichzeitig innerhalb eines gemeinsamen Prozessfensters belichtet werden, oder mit anderen Worten können die Bereiche verschiedene Prozessfenster aufweisen. Das Prozessfenster kann beispielsweise als Bereich zwischen minimal und maximal möglicher Belichtungsdosis verstanden werden, in welchem eine gewünschte Änderung der Schichteigenschaften durch das Kurzzeittempern erreicht werden kann. Die maximale Belichtungsdosis liegt beispielsweise unterhalb der Zerstörschwelle aufgrund der in der Praxis vorliegenden Toleranzen der Schichtdicke, der Belichtungsdosis etc..
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sollen Defekte am Rand einer bestrahlten Schicht, insbesondere bei kleinen Prozessfenstern und bei strukturierten Schichten auf semi- bis hochtransparenten Substraten, vermieden werden.
Als Ursache der Defekte an Randbereichen bzw. für eine Überbelichtung von schmalen Strukturen bei großen Abständen zu benachbarten Strukturen wurde beispielsweise die Reflexion von Licht an der Unterlage des Substrats festgestellt. Die herkömmlicherweise verwendetet Unterlage kann dabei z.B. ein sogenanntes „Bodenblech“ am Kammerboden einer mit Rollen zum Transport eines Substrats ausgestatteten Durchlaufanlage oder ein Gliedertransportband (analog dazu ein Kettenantrieb) oder ein Trägerrahmen (so genannte „carrier“) für das Substrat sein. Ferner kann die herkömmlicherweise verwendetet Unterlage eine Walze sein, auf welcher beispielsweise ein Bandsubstrat geführt wird.
4 veranschaulicht beispielsweise das Substrat 120 in einem Querschnitt senkrecht zu dessen Oberfläche, wobei ausgewählte Lichtstrahlen α, β, γ, δ, ε dargestellt sind, welche beispielsweise von einer Bestrahlungsvorrichtung 102 (z.B. einem Blitzlampenfeld) emittiert wurden (vgl. 1). Beispielsweise kann ein Blitzlampenfeld parallel zum Substrat 120 angeordnet sein oder werden.
Die Schichtabschnitte 1, 2, 3, 4 der Schicht 420 auf dem Substrat 120 sowie die Öffnungen a, b, c, d in der Schicht 420 sind beispielsweise unterschiedlich breit und können auch unterschiedlich lang sein. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde auf die Wirkung des Brechungsindexes des Substrats 120 in erster Näherung verzichtet.
Fällt der erste Lichtstrahl α außerhalb des Substrats 120 auf eine hochreflektierende Unterlage (z.B. mit einem Reflexionsgrad von mehr als 90%), so wird dieser von der Unterlage 104 reflektiert (z.B. veranschaulicht mittels der gestrichelten Verlängerung in 4) und belichtet den ersten Schichtabschnitt 1 beispielsweise zusätzlich zu den Lichtstrahlen, welche direkt von der Bestrahlungsvorrichtung 102 auf die Oberseite des ersten Schichtabschnitts 1 fallen. Ist der erste Schichtabschnitt 1 ein Vielfaches breiter als das Substrat 120 dick, so bilden sich bei steigender Belichtungsdosis Defekte zuerst am linken Rand des ersten Schichtabschnitts 1 aus, dann am rechten Rand des ersten Schichtabschnitts 1 und dann erst auf der restlichen Fläche des ersten Schichtabschnitts 1.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 120 eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 50 mm aufweisen, z.B. eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 3 mm bis ungefähr 10mm. Ferner können beispielsweise auch dünnere Substrate verwendet werden, z.B. mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 1 mm. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Breite einer zu bestrahlenden Schichtstruktur auf dem Substrat (die sogenannte Strukturbreite oder für linienförmige Strukturen die Linienbreite) größer sein als die Dicke des Substrats 120, z.B. mehr als doppelt so groß, oder mehr als fünfmal so groß, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 20 cm, oder in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 5 mm, mehr als ungefähr 20 cm oder weniger als ungefähr 10 µm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 120 ein Glassubstrat sein mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 3 mm bis 10mm. Ferner kann das Substrat 120 ein flexibles Glassubstrat sein mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 1 mm, z.B. mit einer Dicke von ungefähr 0,05 mm. Ferner kann das Substrat 120 eine Folie sein (z.B. eine Kunststofffolie) mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 100 µm sein, z.B. mit einer Dicke von ungefähr 20 µm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zu bestrahlenden Schichtstruktur beispielsweise mikrostrukturierte Leiterbahnen aufweisen, z.B. Leiterbahnen mit einer Breite (gemessen in eine Richtung parallel zur Substratoberfläche) von ungefähr 10 µm bis ungefähr 5 mm.
Der zweite Lichtstrahl β kann eine geringere Wirkung auf den zweiten Schichtabschnitt 2 zeigen, als der erste Lichtstrahl α auf den ersten Schichtabschnitt 1, da der längere Laufweg im Substrat 120 aufgrund einer nicht vernachlässigbaren Lichtabsorption im Substrat 120 den zweiten Lichtstrahl β abschwächt. Aufgrund der größeren Breite der zweiten Öffnung b im Vergleich zu der ersten Öffnung a wird der zweite Schichtabschnitt 2 bei steigender Belichtungsdosis zuerst auf der rechten Seite, dann auf der linken Seite und dann erst in der Mitte Defekte zeigen.
Da sowohl die zweite Öffnung b, als auch die dritte Öffnung c sehr groß im Vergleich zur ersten Öffnung a sind, wird der der dritte Schichtabschnitt 3 bei steigender Belichtungsdosis noch vor dem zweiten Schichtabschnitt 2 Defekte zeigen. Bei ungünstigen geometrischen Verhältnissen kann es vorkommen, dass der dritte Schichtabschnitt 3 bereits Defekte zeigt, wobei die minimale Belichtungsdosis von dem zweiten Schichtabschnitt 2 noch nicht erreicht ist.
Im Vergleich zum ersten Schichtabschnitt 1 wird der vierte Schichtabschnitt 4 an beiden Enden, d.h. linke und rechte Seite, bei steigender Belichtungsdosis gleichzeitig und nicht nacheinander Defekte zeigen.
Anschaulich kann es aufgrund einer Reflektion der in Richtung des transparenten Substrats 120 eingestrahlten Strahlung an der Unterlage zu Beeinträchtigungen in der Bestrahlung der Beschichtung 420 kommen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine lichtabsorbierende Unterlage 104 (auch als Absorberstruktur 104 bezeichnet) bereitgestellt bzw. dazu verwendet, Reflexionen des Lichts an der Unterlage 104 zu verhindern. Damit ist bis auf einen in erster Ordnung vernachlässigbaren Effekt (z.B. aufgrund von Reflexionen innerhalb des Substrats) an jedem Schichtabschnitt 1, 2, 3, 4 der strukturierten Beschichtung 420 die gleiche Belichtungsdosis erreichbar.
Somit ist die Zerstörschwelle bzw. das Prozessfenster unabhängig von der Schichtstruktur 420 bzw. es treten nur vernachlässigbare Kanteneffekte auf. Außerdem kann die Belichtungsdosis unabhängig von der Dicke des Substrats eingestellt werden. Dies gilt insbesondere für Substrate, die ungefähr mehr als 1% bis 30% des Lichts absorbieren.
In den 5A bis 5C sind Kanten 522 einer strukturierten lichtabsorbierenden Schicht 420 am Rand eines Glassubstrats in einer Draufsicht dargestellt. Die Substratkante ist ungefähr 3 mm von der Kante 522 der Schicht 420 entfernt, wobei die Dicke des Glassubstrats ungefähr 1,5 mm beträgt.
5A veranschaulicht ein Belichtungsergebnis, wobei eine Substratunterlage 104 verwendet wurde, welche ungefähr 90% des auf die Substratunterlage 104 einfallenden Lichts reflektiert. Dabei haben sich nicht nur Defekte am Rand 522 der Schicht 420 gebildet (Überbelichtung), sondern die Schicht 420 hat sich im Bereich 520, in dem Defekte auftreten (z.B. an den Kanten 522 der Schicht 420) fast vollständig vom Substrat abgelöst.
5B veranschaulicht ein Belichtungsergebnis, wobei eine Substratunterlage 104 verwendet wurde, welche ungefähr 50% des auf die Substratunterlage 104 einfallenden Lichts reflektiert. Dabei ist der Bereich 520 mit Defekten (z.B. an den Kanten 522 der Schicht 420) erheblich schmaler, als bei der in 5A veranschaulichten Bestrahlung.
5C veranschaulicht ein Belichtungsergebnis, wobei eine Substratunterlage 104 verwendet wurde, welche ungefähr 10% des auf die Substratunterlage 104 einfallenden Lichts reflektiert und/oder 90% des auf die Substratunterlage 104 einfallenden Lichts absorbiert. Dabei treten fast keine Defekte am Rand 522 der Schicht 420 auf.
Wie in den 5A bis 5C veranschaulicht ist, kann eine lichtabsorbierende (bzw. strahlungsabsorbierende) Substratunterlage verwendet werden, um das Belichtungsergebnis (bzw. Bestrahlungsergebnis) der Beschichtung 420 auf dem Substrat 120 zu verbessern. Dabei kann die Beschichtung 420 nur den Substratrand bedecken, oder die Beschichtung kann beliebig strukturiert sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 420 strukturiert sein, beispielsweise kann die Beschichtung 420 eine strukturierte Metallschicht (auch als Metallisierung bezeichnet) sein oder aufweisen, z.B. aufweisend Aluminium, Kupfer, Gold, Silber oder eine Metalllegierung mit mindestens einem dieser Elemente.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 420 strukturiert sein, beispielsweise kann die Beschichtung 420 eine strukturierte Lackschicht sein oder aufweisen, z.B. aufweisend ein organisches oder metallorganisches Material, oder einen Kunststoff, z.B. ein Polymer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung 420 strukturiert sein, beispielsweise kann die Beschichtung 420 eine strukturierte Halbleiterschicht sein oder aufweisen, z.B. aufweisend Silizium (z.B. amorphes Silizium), Kohlenstoff (z.B. Graphen, oder DLC).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur 104 zum Herstellen von Dünnschichtsolarzellen verwendet werden, z.B. zum Kurzzeittempern von CdTe-Schichtstrukturen (Cadmiumtellurid, CdTe). Ferner kann die Absorberstruktur 104 zum Herstellen von Displays verwendet werden, z.B. zum Kurzzeittempern von TCO-Schichtstrukturen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur 104 eloxiertes Aluminium aufweisen oder daraus bestehen. Ferner kann die Absorberstruktur 104 schwarzes Kupferoxid aufweisen oder daraus bestehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur 104 ein beliebiges Substrat aufweisen, welches mit einer Absorberschicht 104 oder Absorberschichtstruktur 104 beschichtet ist, z.B. kann die Absorberstruktur 104 ein mit Chromnitrid beschichtetes Glassubstrat aufweisen oder ein mit Chromnitrid beschichtetes Metallsubstrat. Ferner kann die Absorberstruktur 104 ein mit Cermet beschichtetes Glassubstrat aufweisen oder ein mit Cermet beschichtetes Metallsubstrat.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Oberfläche der Absorberstruktur 104 zum Absorbieren von Licht aufgeraut sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur 104 eine keramisches Material oder ein CERMET aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur 104 einen faserverstärkten Verbundwerkstoff aufweisen oder daraus bestehen, z.B. aufweisend Kohlenstofffasern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur 104 beispielsweise als Absorberschicht 104 oder Absorberschichtstruktur 104 auf die Rückseite des Substrats 120 aufgebracht sein oder werden. Ferner kann die Absorberstruktur 104 an der Rückseite des Substrats 120 befestigt sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beispielsweise ein Halbleitersubstrat eine lichtdurchlässige Schicht 120 aufweisen, wobei auf der lichtdurchlässigen Schicht 120 eine strukturierte Beschichtung 420 aufgebracht ist. Zum Bestrahlen kann, analog zum vorangehend Beschriebenen eine Absorberschicht 104 oder Absorberschichtstruktur 104 zwischen der lichtdurchlässigen Schicht 120 und dem Halbleitersubstrat angeordnet sein oder werden, so dass eine Reflektion der einfallenden Strahlung an dem Halbleitersubstrat vermindert oder verhindert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Absorberstruktur 104 gekühlt sein oder werden. Beispielsweise kann die Absorberstruktur 104 plattenförmig sein und mindestens einen Kühlkanal aufweisen, in welchem ein Kühlmedium, z.B. Wasser, geführt werden kann. Ferner kann die Absorberstruktur 104 mit einer Wärmesenke thermisch gekoppelt sein oder werden.

Claims

Prozessieranordnung (100), aufweisend: • eine Bestrahlungsvorrichtung (102) zum Bestrahlen eines Substrats (120) in einem Bestrahlungsbereich (100s) einer Prozesskammer; • eine Absorberstruktur (104) zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung, wobei die Absorberstruktur (104) den Bestrahlungsbereich entlang mindestens einer Richtung begrenzt, und wobei die Absorberstruktur einen Großteil auftreffender elektromagnetischer Strahlung absorbiert; und • eine Transportvorrichtung zum Positionieren und/oder Transportieren des Substrats (120) in dem Bestrahlungsbereich (100s) über der Absorberstruktur (104).
Prozessieranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Absorberstruktur (104) derart eingerichtet ist, dass weniger als 50% der auf die Absorberstruktur (104) auftreffenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert wird und/oder mehr als 50% der auf die Absorberstruktur (104) auftreffenden elektromagnetischen Strahlung von der Absorberstruktur (104) absorbiert wird.
Prozessieranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestrahlungsvorrichtung (102) eine oder mehrere Gasentladungsröhren (102b) aufweist, welche als Blitzlampen betrieben werden können.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Transportvorrichtung eine Transportfläche (101e) definiert, in welcher das Substrat (120) positioniert oder transportiert wird, wobei die Absorberstruktur (104) zumindest eine Oberfläche aufweist, welche sich parallel zu der Transportfläche (101e) erstreckt.
Verfahren, aufweisend: • Positionieren und/oder Transportieren eines lichtdurchlässigen Substrats in einem Bestrahlungsbereich einer Prozesskammer, wobei auf einer ersten Seite des lichtdurchlässigen Substrats eine Absorberstruktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung angeordnet ist; und • Bestrahlen des lichtdurchlässigen Substrats mittels elektromagnetischer Strahlung von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des lichtdurchlässigen Substrats, wobei die Absorberstruktur derart eingerichtet ist, dass weniger als 50% der elektromagnetischen Strahlung, welche durch das lichtdurchlässige Substrat hindurch auf die Absorberstruktur auftrifft, von der Absorberstruktur reflektiert wird und/oder dass mehr als 50% der elektromagnetischen Strahlung, welche durch das lichtdurchlässige Substrat hindurch auf die Absorberstruktur auftrifft, von der Absorberstruktur absorbiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das lichtdurchlässige Substrat eine Transmissivität von mehr als 50% aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das lichtdurchlässige Substrat eine lichtabsorbierende Beschichtungsstruktur auf einer der Absorberstruktur abgewandten Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die lichtabsorbierende Beschichtungsstruktur nur in einen Randbereich des lichtdurchlässigen Substrats aufgebracht ist oder wobei die lichtabsorbierende Beschichtungsstruktur mindestens zwei Strukturen mit verschiedenen Strukturbreiten, verschiedenen Strukturabständen und/oder verschiedenen Mustern aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Bestrahlen gepulst erfolgt, mit einer Bestrahlung von mehr als 0,1 J/cm².
Verfahren zum Kurzzeittempern einer auf einem lichtdurchlässigen Substrat aufgebrachten lichtabsorbierenden Beschichtung, das Verfahren aufweisend: • Positionieren und/oder Transportieren des lichtdurchlässigen Substrats in einem Bestrahlungsbereich einer Prozesskammer zwischen einer Absorberstruktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung und einer Blitzlampenanordnung; • Bestrahlen des lichtdurchlässigen Substrats mittels der Blitzlampenanordnung in dem Bestrahlungsbereich.