DE102020208184A1

DE102020208184A1 - Heizsystem und Verfahren zum Aufheizen von großflächigen Substraten

Info

Publication number: DE102020208184A1
Application number: DE102020208184.0A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Cord; Sergiy Borodin; Andreas Ludwig; Emmerich Manfred Novak
Original assignee: Singulus Technologies AG
Current assignee: Singulus Technologies AG
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-12-30
Also published as: EP4122020A1; CN116210077A; US20230260808A1; WO2022002570A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizsystem sowie ein Verfahren zum Aufheizen von großflächigen Substraten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizsystem sowie ein Verfahren zum Aufheizen von großflächigen Substraten.
Für diverse Prozesse beispielsweise in der Dünnschichtphotovoltaik ist es erforderlich, großflächige Substrate mit Ausmaßen von beispielsweise 1,5 m × 2 m auf Temperaturen von beispielsweise 700°C aufzuheizen. Durch die erhöhte Temperatur kann dabei die Stabilität des Substrats gemindert werden; insbesondere bei der Verwendung von Glas tritt dies bei Überschreitung des Glaserweichungspunktes auf. Somit ist es nötig, dass das Substrat während des Aufheizprozesses ganzflächig oder partiell durch eine Trägerplatte unterstützt wird. Im einfachsten Falle wird hierfür in der Regel das Substrat auf eine direkt oder indirekt beheizte Heizplatte aufgelegt. Dabei kann es jedoch beispielsweise wegen leichter Unebenheiten des Substrates zu einem lokal unterschiedlichen Kontakt des Substrates mit der Heizplatte kommen, was den Aufheizprozess beeinflusst und zu beträchtlichen Temperaturinhomogenitäten im Substrat führt. Diese lokalen Temperaturunterschiede können sich nachteilig auf den Prozess auswirken oder durch Temperaturspannungen zur Zerstörung des Substrates führen. Diese Probleme treten insbesondere dann vermehrt auf, wenn Substrate mit schlechter Wärmeleitung (zum Beispiel Glas) sehr rasch aufgeheizt werden, beispielsweise mit Raten von 5 K/s.
Um diesem Problem Rechnung zu tragen, schlägt die DE 199 36 081 Al das Aufheizen durch einen sogenannten Transparenzkörper vor, der eine bestimmte Transmission und eine bestimmte Absorption für die relevante elektromagnetische Strahlung aufweist. Dadurch soll das Substrat teilweise direkt durch elektromagnetische Strahlung, die durch den Transparenzkörper hindurchtritt, und teilweise indirekt mittels Wärmeleitung durch Kontakt mit dem Transparenzkörper, der sich mittels Absorption aufheizt, erhitzt werden. Der Transparenzkörper kann dabei einen Abstandshalter aufweisen, an dem das Substrat anliegt. Diese Art der Aufheizung ist jedoch insofern nachteilig, als sie sich unter anderem schwer präzise kontrollieren lässt. Eine vollständige Temperaturgleichheit zwischen dem aufzuheizenden Substrat und dem transparenten Trägerkörper kann aber nur bei Einhaltungen enger Toleranzen erreicht werden. So wird dieses Gleichgewicht bereits durch eine Änderung der Dickenverhältnisse oder des Absorptionsvermögens des Substrates gestört. Eine solche Änderung des Absorptionsvermögens erfolgt beispielsweise durch das Aufbringen von reflektierenden oder stark absorbierenden Schichten auf das Substrat. Daher besteht ein Bedarf an Heizsystemen für großflächige Substrate, die auch höhere Temperaturunterschiede zwischen dem Träger und dem Substrat zulassen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Heizsystem bzw. ein verbessertes Verfahren zur Aufheizung von großflächigen Substraten bereitzustellen, welche die Nachteile des Stands der Technik überwinden.
Diese Aufgabe wird mit einem Heizsystem gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 6 bzw. mit einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 26 und 27 gelöst.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten bereit. Das Heizsystem weist eine Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite auf, wobei die Suszeptorplatte für Infrarotstrahlung intransparent ist. Ferner weist das Heizsystem mehrere Abstandshalter oberhalb der Suszeptorplatte auf, die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen. Schließlich weist das Heizsystem eine Infrarotstrahlungsquelle auf, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Unterseite der Suszeptorplatte mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen.
Die Erfindung beruht unter anderem darauf, dass die Suszeptorplatte indirekt mittels Infrarotstrahlung aus der Infrarotstrahlungsquelle aufgeheizt wird und die absorbierte Energie dann mittels Wärmestrahlung und/oder Wärmeleitung an das aufzuheizende Substrat abgibt, wobei aufgrund der Abstandshalter eine homogene Aufheizung erzielt werden kann, da es nicht zu dem eingangs beschriebenen Problem kommen kann, dass wegen leichter Unebenheiten des Substrates ein lokal unterschiedlicher Kontakt des Substrates mit der Heizplatte entsteht, was den Aufheizprozess beeinflusst und zu beträchtlichen Temperaturinhomogenitäten im Substrat führt. Da die Suszeptorplatte für Infrarotstrahlung intransparent ist, kann keine direkte Aufheizung des Substrates durch die Infrarotstrahlungsquelle erfolgen. Die gute Wärmeleitfähigkeit, insbesondere in lateraler Richtung, der Suszeptorplatte verbessert dabei die Homogenität der von der Suszeptorplatte emittierten Strahlung, so dass ggf. kleine Inhomogenitäten der Infrarotstrahlungsquelle kompensiert werden können. Die Aufheizung des Substrats durch die erhitzte Suszeptorplatte mittels Wärmestrahlung und/oder Wärmeleitung lässt sich daher sehr präzise kontrollieren.
Mit großflächigen Substraten sind im Kontext der vorliegenden Erfindung Substrate einer Fläche von mindestens 0,7 m², bevorzugt mindestens 1 m², stärker bevorzugt mindestens 2 m² und besonders bevorzugt mindestens 3 m² gemeint. Als Substrate kommen beispielsweise beschichtete oder nicht beschichtete Glasscheiben, beschichtete oder nicht beschichtete Siliziumwafer mit oder ohne elektronischen Bauelementen in Frage. Grundsätzlich ist die Erfindung aber für beliebige Substrate geeignet.
Gemäß einem zweiten Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten. Das Heizsystem weist eine Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite sowie mehrere Abstandshalter oberhalb der Suszeptorplatte auf, die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen. Ferner weist das Heizsystem eine Infrarotstrahlungsquelle auf, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Unterseite der Suszeptorplatte mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen. Dabei soll die Suszeptorplatte aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert sein, dass die Suszeptorplatte im Rahmen des weiter unten definierten Aufheiztests unter Verwendung des weiter unten definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass die maximale Aufheizrate der Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens um mindestens den Faktor 4 größer ist als die maximale Aufheizrate des Referenzsubstrats während der ersten 20 s des Aufheizens. Dieser große Temperaturgradient reflektiert eine sehr rasche Aufheizung der Suszeptorplatte, die wiederum ihrerseits zeitversetzt das Substrat mittels Wärmestrahlung und ggf. Wärmeleitung durch das zwischen Suszeptorplatte und Substrat befindliche wärmeleitende Gas (bevorzugt bei Atmosphärendruck) erhitzt.
Wenn sich zwischen der Oberseite der Suszeptorplatte und dem aufzuheizendem Substrat kein Vakuum befindet, basiert die Aufheizung des Substrats in der Regel auf einer Kombination aus Wärmestrahlung, direkter Wärmeleitung an Kontaktstellen zwischen Suszeptorplatte und Substrat und einer Wärmeleitung durch das zwischen Suszeptorplatte und Substrat befindliche Fluid. Letztere ist bei kleinen Abständen relativ stark vom Abstand abhängig, sodass diese Komponente unter Umständen wieder zu Inhomogenitäten bei der Aufheizung führt. Es ist daher bevorzugt, den Abstand zwischen Suszeptorplatte und Substrat so zu wählen, dass die Wärmeleitung sehr klein wird und auch nur noch sehr schwach vom Abstand abhängt. Es ist daher bevorzugt, dass dieser Abstand mindestens 1 mm und besonders bevorzugt mindestens 2 mm beträgt bzw. dass die Abstandshalter mindestens 2 mm von der Oberseite der Suszeptorplatte vorstehen. Stärker bevorzugt beträgt dieser Abstand mindestens 2,5 mm und besonders bevorzugt mindestens 3 mm.
Im Rahmen von detaillierten Simulationen und Experimenten hat sich herausgestellt, dass der Einfluss des Spaltmaßes zwischen der Suszeptorplatte und dem Substrat auf den Aufheizprozess ab einem Mindestabstand von rund 2 mm vernachlässigbar ist. Mit anderen Worten spielen ab einem Mindestabstand von rund 2 mm aufgrund von bspw. Substratunebenheiten verursachte Abstandsvariationen keine Rolle mehr, so dass bei entsprechend dimensionierten Abstandshaltern eine sehr homogene Aufheizung erzielt werden kann.
Um die mögliche Störung des Heizprozesses durch die Abstandshalter gering zu halten, sollte ihre Geometrie möglichst klein gehalten werden, so dass es andererseits bevorzugt ist, dass die Abstandshalter höchstens 10 mm, stärker bevorzugt höchstens 8 mm und besonders bevorzugt höchstens 5 mm von der Oberseite der Suszeptorplatte vorstehen.
Die Abstandshalter können dabei direkt auf der Oberseite der Suszeptorplatte angeordnet sein oder mit dieser verbunden sein. Alternativ können die Abstandshalter auch beabstandet von der Oberseite der Suszeptorplatte oberhalb der Suszeptorplatte angeordnet sein. Beispielsweise können die Abstandhalter von entsprechenden, oberhalb der Suszeptorplatte verlaufenden Trägerleisten oder einem Gitter gehalten werden.
Weiter ist es für einen raschen Aufheizprozess des Substrates bevorzugt, dass die Temperatur der Suszeptorplatte während des Aufheizprozesses deutlich höher ist als diejenige des Substrates. Demnach ist die Suszeptorplatte bevorzugt aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert, dass die Suszeptorplatte im Rahmen des weiter unten definierten Aufheiztests unter Verwendung des weiter unten definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass der maximale Temperaturunterschied zwischen der Suszeptorplatte und dem Referenzsubstrat während der ersten 90 s des Aufheizens mindestens 100 K, bevorzugt mindestens 200 K, stärker bevorzugt mindestens 300 K, noch stärker bevorzugt mindestens 400 K und besonders bevorzugt mindestens 500 K beträgt. Auch diese hohen anfänglichen Temperaturdifferenzen reflektieren die sehr rasche Aufheizung der Suszeptorplatte und die damit verbundene hohe Strahlungsleistung der Suszeptorplatte auf das Substrat.
Unter Infrarotstrahlung wird im Kontext der vorliegenden Erfindung der Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm verstanden. Demnach weist die Suszeptorplatte bevorzugt für elektromagnetische Strahlung in dem gesamten Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm eine Transmission von kleiner als 10%, stärker bevorzugt von kleiner als 5%, noch stärker bevorzugt von kleiner als 3% und besonders bevorzugt von kleiner als 1% auf. Dabei kann es ausreichen, wenn diese Transmissionswerte gemittelt über den gesamten Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm erzielt werden, da es letztlich nur auf die kumulative Aufheizleistung ankommt. Es ist jedoch bevorzugt, dass diese Transmissionswerte tatsächlich über den gesamten Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm für jede einzelne Wellenlänge erzielt werden. Wenn die Infrarotstrahlungsquelle lediglich Infrarotstrahlung eines bestimmten Wellenlängenbandes (oder mehrerer Bänder) emittiert, so ist es ausreichend, dass die Suszeptorplatte die genannten Transmissionswerte für Infrarotstrahlung innerhalb dieses Wellenlängenbandes (bzw. dieser Bänder) aufweist, da eine erhöhte Transmission für Strahlung, die nicht emittiert wird, unschädlich ist.
Der hohe Absorptionsgrad der Suszeptorplatte bewirkt eine zunächst ausschließliche Aufheizung der Suszeptorplatte und danach eine solche des Substrates durch die stark ansteigende Temperatur der Suszeptorplatte. Der hohe Absorptionsgrad der Suszeptorplatte und die indirekte Aufheizung des Substrates werden hierbei durch die Messung der Aufheiztemperaturen der Suszeptorplatte und des Substrates definiert. Hierbei ist es auch vorteilhaft, dass die Suszeptorplatte eine geringe Dicke und Wärmekapazität aufweist, um einen raschen Aufheizprozess zu erreichen.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Suszeptorplatte für elektromagnetische Strahlung in dem gesamten Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm einen Absorptionsgrad von mindestens 45%, stärker bevorzugt von mindestens 50% und besonders bevorzugt von mindestens 55% aufweist. Auch hier kann eine entsprechende Absorption im Mittel genügen. Es ist jedoch bevorzugt, dass diese Absorptionsgrade für alle Wellenlängen erreicht werden. Durch entsprechende Maßnahmen wie beispielsweise eine Strukturierung der Oberfläche bzw. eine höhere Oberflächenrauigkeit oder durch eine Beschichtung beispielsweise mit Grafit kann die Absorption der Suszeptorplatte weiter erhöht werden. Dann sind auch Absorptionsgrade von mindestens 65%, stärker bevorzugt von mindestens 75% und besonders bevorzugt von mindestens 85% möglich.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Suszeptorplatte für elektromagnetische Strahlung in dem gesamten Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm einen Emissionsgrad von mindestens 45%, stärker bevorzugt von mindestens 50% und besonders bevorzugt von mindestens 55% aufweist. Auch hier kann eine entsprechende Emission im Mittel genügen. Es ist jedoch bevorzugt, dass diese Emissionsgrade für alle Wellenlängen erreicht werden. Durch entsprechende Maßnahmen wie beispielsweise eine Strukturierung der Oberfläche bzw. eine höhere Oberflächenrauigkeit oder durch eine Beschichtung beispielsweise mit Grafit kann die Emission der Suszeptorplatte weiter erhöht werden. Dann sind auch Emissionsgrade von mindestens 65%, stärker bevorzugt von mindestens 75% und besonders bevorzugt von mindestens 85% möglich.
Die oben genannten Werte für Transmission, Absorption und Emission können allgemein für die Suszeptorplatte gelten. Im Hinblick auf die Funktionalität der Suszeptorplatte ist es jedoch insbesondere erwünscht, dass die Absorptionsgrade für die Unterseite und die Emissionsgrade für die Oberseite der Suszeptorplatte realisiert werden. Die genannten Transmissionswerte sollten insbesondere für ein von unten nach oben gerichtete Transmission gelten. (Analog gilt dies natürlich vice versa für die optionale Suszeptorplatte oberhalb des Substrats, vgl. u.)
Gemäß einem dritten Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten, welches eine Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite, mehrere Abstandshalter oberhalb der Suszeptorplatte und eine Heizquelle aufweist, die direkt an oder in der Suszeptorplatte angeordnet und dazu eingerichtet ist, die Suszeptorplatte direkt aufzuheizen. Die mehreren Abstandshalter bestehen bevorzugt aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wobei die Abstandshalter mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 2 mm und besonders bevorzugt mindestens 3 mm von der Oberseite der Suszeptorplatte vorstehen.
Da bei diesem Erfindungsaspekt das Aufheizen der Suszeptorplatte nicht mittels Infrarotstrahlung erfolgt, ist es für diesen Aspekt nicht erforderlich, dass die Suszeptorplatte für Infrarotstrahlung intransparent ist. Bevorzugt sollte aber kein Abbild der Heizquellengeometrie in der Tempertaturverteilung des Substrates erzeugt werden. Bei der Heizquelle kann es sich beispielsweise um eine in die Suszeptorplatte integrierte Widerstandsheizung handeln. Die Widerstandsheizung ist dabei bevorzugt so ausgelegt, dass die Oberfläche der Suszeptorplatte eine homogene Temperaturverteilung aufweist, wobei auch die Wärmeleitung innerhalb der Suszeptorplatte die homogene Temperaturverteilung verbessert.
Auch die Suszeptorplatte dieses dritten Erfindungsaspekts besteht bevorzugt aus einem Material, dass den oben für die anderen Erfindungsaspekte definierten Aufheiztests entspricht.
Die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Merkmale sind dabei für alle drei oben beschriebenen Aspekte der vorliegenden Erfindung relevant.
Die Wärmeleitfähigkeit der Abstandshalter im gesamten Temperaturbereich zwischen 20°C und 1.000°C ist bevorzugt kleiner als 6,0 W/m·K, stärker bevorzugt kleiner als 4,5 W/m·K und besonders bevorzugt kleiner als 3,0 W/m·K. Da die für die Abstandshalter verwendeten Materialien auch anisotrop sein können, ist es insbesondere bevorzugt, dass die Wärmeleitfähigkeit der Abstandshalter in Richtung senkrecht zur Substratebene im gesamten Temperaturbereich zwischen 20°C und 1.000° ist, bevorzugt kleiner als 6,0 W/m·K, stärker bevorzugt kleiner als 4,5 W/m·K und besonders bevorzugt kleiner als 3,0 W/m·K. Die Wärmeleitfähigkeit der Abstandshalter lässt sich mit üblichen Verfahren wie z.B. dem Laser-Flash-Verfahren, der Transient-Hot-Bridge-Methode oder mittels Heat Flow Meter (bspw. unter Verwendung des λ-Meter EP500e der Lambda-Meßtechnik GmbH Dresden) bestimmen. Ein besonders bevorzugtes Messverfahren im Kontext der vorliegenden Erfindung ist das Nadelsonden-Verfahren nach ASTM D5334-08.
Es ist daher bevorzugt, dass die Abstandshalter beispielsweise aus Quarz, Glas oder Glaskeramik bestehen. Bei diesen Abstandshaltern kann es sich um Rohre, Stäbe, pyramidenförmige Strukturen oder dergleichen handeln. Wie nachfolgend noch im Detail ausgeführt wird, können sich dabei Rohre oder Stäbe entlang der Quer- und/oder Längsrichtung des Substrats erstrecken und ein Auflagerost oder -gitter bilden. Alternativ können aber auch isolierte, lokale Abstandshalter vorgesehen sein, um die Auflagefläche weiter zu minimieren, bspw. kugel-, pyramiden- oder kegelförmige Strukturen, die das Substrat in einem Raster stützen.
Bevorzugt sollten die Abstandshalter so geformt sein, dass die Auflagefläche bzw. die Kontaktfläche zwischen Substrat und Abstandshalter minimiert wird. Bevorzugt beträgt die gesamte (aufsummierte) Kontaktfläche zwischen Substrat und allen Abstandshaltern maximal 5%, stärker bevorzugt maximal 1%, besonders bevorzugt maximal 0,1% der Substratoberfläche. Je dicker das Substrat ist, desto besser können Temperaturinhomogenitäten innerhalb des Substrats durch eine laterale Wärmeleitung im Substrat kompensiert werden. Bei besonders dünnen Substraten ist daher eine besonders kleine Auflagefläche von Vorteil. Es ist daher bevorzugt, dass die Breite der Kontaktlinie von sich kontinuierlich entlang der Quer- und/oder Längsrichtung des Substrats erstreckenden Abstandshaltern kleiner als 50%, bevorzugt kleiner als 20% und besonders bevorzugt kleiner als 10% der Substratdicke ist. Im Falle von isolierten Abstandshaltern ist es bevorzugt, dass der Durchmesser bzw. die maximale Dimension der Auflagefläche eines Abstandshalters kleiner als 50%, bevorzugt kleiner als 20% und besonders bevorzugt kleiner als 10% der Substratdicke ist.
Eine Minimierung der Kontaktfläche wird bspw. auch erreicht durch ein hohes Elastizitätsmodul, also eine geringe elastische Verformung, und/oder eine geringe Oberflächenrauheit der Kontaktkörper. So beträgt der E-Modul des Abstandshaltermaterials bevorzugt mindestens 50 GPa, stärker bevorzugt mindestens 60 GPa, noch stärker bevorzugt mindestens 70 GPa. Die Oberflächenrauheit der Abstandshalter beträgt bevorzugt maximal 0,05 µm, stärker bevorzugt maximal 0,03 µm und noch stärker bevorzugt maximal 0,02 µm. Dies minimiert den Eintrag durch Wärmeleitung und dadurch verursachte Temperaturgradienten weiter.
Um die Störung des Energieübertrags von der Suszeptorplatte auf das Substrat mittels Wärmestrahlung zu minimieren, ist es von Vorteil, wenn die Abstandshalter möglichst wenig Fläche des Substrats abschatten. Es ist daher bevorzugt, dass die gesamte Projektionsfläche aller Abstandshalter (projiziert senkrecht zur Substratoberfläche) maximal 10%, bevorzugt maximal 6%, besonders bevorzugt maximal 3% der Substratoberfläche beträgt.
Es ist ferner bevorzugt, eine Vielzahl von Abstandshaltern vorzusehen, um das Substrat möglichst gleichmäßig zu stützen. Dies ist insbesondere bei Glassubstraten und einer Aufheizung jenseits des Erweichungspunktes von Relevanz. Um eine hierdurch verursachte Durchbiegung des erhitzen Substrates soweit wie möglich zu verhindern, ist es bevorzugt, dass die maximale nicht gestützte Distanz zwischen zwei Abstandshaltern kleiner als 10 cm, stärker bevorzugt kleiner als 5 cm und besonders bevorzugt kleiner als 3 cm ist. So hat sich in entsprechenden Simulationen für parallel verlaufende Abstandshalter ergeben, dass bei einer Lagerung einer Glasplatte einer Dicke von 2 mm auf Abstandshaltern im Abstand von 5 cm für eine Zeit von 5 min ein maximale Durchbiegung von 0,2 mm ergibt, was als tolerabel angesehen wird. Analoge Rechnungen wurden für diskrete Auflagepunkte in einem regelmäßigen quadratischen Muster durchgeführt. Hier führte eine Diagonale des quadratischen Musters (d.h. wiederum die nicht gestützte Distanz) von maximal 5 cm zu guten Ergebnissen.
Die Dicke der Suszeptorplatte ist bevorzugt kleiner als 5 mm, stärker bevorzugt kleiner als 3 mm und besonders bevorzugt kleiner als 2 mm. Beispielsweise können Platten aus faserverstärkten Kohlenstoffen (sogenannte CFC-Werkstoffe) zum Einsatz kommen.
Die Oberseite der Suszeptorplatte weist dabei bevorzugt eine Fläche von mindestens 0,7 m², stärker bevorzugt von mindestens 1 m², stärker bevorzugt von mindestens 2 m² und besonders bevorzugt von mindestens 3 m² auf.
Zusätzlich zur Infrarotstrahlungsquelle bzw. der Heizquelle kann eine (weitere) Infrarotstrahlungsquelle vorgesehen sein, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Oberseite der Suszeptorplatte bzw. das Substrat mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen. Besonders bevorzugt erfolgt auch von dieser Seite die Aufheizung indirekt mittels einer Suszeptorplatte. Es ist daher ferner bevorzugt, dass eine weitere Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite vorgesehen ist, wobei die Suszeptorplatte für Infrarotstrahlung intransparent ist. Ferner ist bevorzugt eine (weitere) Infrarotstrahlungsquelle vorgesehen, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Oberseite der weiteren Suszeptorplatte mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen. Auch für die obere Suszeptorplatte gelten bevorzugt die oben im Hinblick auf die untere Suszeptorplatte beschriebenen Eigenschaften, insbesondere auch im Hinblick auf die optischen Parameter und das Aufheizverhalten.
Um eine möglichst homogene Aufheizung des Substrates zu gewährleisten, ist es bevorzugt, dass die (obere und/oder untere) Suszeptorplatte im gesamten Temperaturbereich zwischen 20°C und 1.000°C eine laterale Wärmeleitfähigkeit innerhalb der Suszeptorplattenebene von mindestens 10 W/m·K, stärker bevorzugt von mindestens 30 W/m·K und besonders bevorzugt von mindestens 50 W/m·K aufweist.
Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zum Aufheizen eines großflächigen Substrats unter Verwendung des oben beschriebenen Heizsystems (aller drei Aspekte). Das Verfahren weist das Einbringen eines großflächigen Substrats in das Heizsystem derart auf, dass das Substrat auf den Abstandshaltern gelagert wird. Ferner weist das Verfahren das Aufheizen der Suszeptorplatte auf, wodurch dann das auf den Abstandshaltern gelagerte Substrat in erster Linie mittels Wärmestrahlung aufgeheizt wird.
Ferner richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Aufheizen eines großflächigen Substrats mit den folgenden Schritten:

- Bereitstellen eines Heizsystems aufweisend eine Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite, mehrere Abstandshalter oberhalb der Suszeptorplatte, die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, und eine Infrarotstrahlungsquelle, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Unterseite der Suszeptorplatte mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen;
- Einbringen eines großflächigen Substrats in das Heizsystem derart, dass das Substrat auf den Abstandshaltern gelagert wird; und
- Aufheizen der Suszeptorplatte.

Dabei wird die Suszeptorplatte unter Verwendung der Infrarotstrahlungsquelle bevorzugt derart aufgeheizt, dass die maximale Aufheizrate der Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens um mindestens den Faktor 4, bevorzugt um mindestens den Faktor 6, stärker bevorzugt um mindestens den Faktor 10, größer ist als die maximale Aufheizrate des Substrats während der ersten 20 s des Aufheizens. Bevorzugt beträgt dabei der maximale Temperaturunterschied zwischen der Suszeptorplatte und dem Substrat während der ersten 90 s des Aufheizens mindestens 100 K, bevorzugt mindestens 200 K, stärker bevorzugt mindestens 300 K, noch stärker bevorzugt mindestens 400 K und besonders bevorzugt mindestens 500 K.
Das Substrat weist bevorzugt eine Fläche von mindestens 0,7 m², stärker bevorzugt mindestens 1 m², noch stärker bevorzugt mindestens 2 m² und besonders bevorzugt mindestens 3 m² auf.
Die Suszeptorplatte wird bevorzugt auf eine Temperatur von mindestens 600°C, stärker bevorzugt von mindestens 800°C und besonders bevorzugt von mindestens 1000°C aufgeheizt.
Das Substrat wird durch die erhitzte Suszeptorplatte in erster Linie mittels Wärmestrahlung vollflächig aufgeheizt, wobei das Aufheizen des Substrats mit einer Rate von mindestens 2 K/s, stärker bevorzugt von mindestens 3 K/s und besonders bevorzugt von mindestens 4 K/s erfolgt. Ferner ist die Aufheizrate bevorzugt kleiner als 18 K/s, stärker bevorzugt kleiner als 15 K/s und besonders bevorzugt kleiner als 10 K/s. Insbesondere ist erfindungsgemäß eine hohe anfängliche Aufheizrate der Suszeptorplatte von Vorteil, um rasch einen hohen Energieübertrag von der Suszeptorplatte auf das Substrat zu gewährleisten. Es ist daher bevorzugt, dass die Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens auf eine Temperatur von mindestens 300 °C, bevorzugt von mindestens 400 °C und besonders bevorzugt von mindestens 500 °C aufgeheizt wird.
Bevorzugt wird das Substrat bis zu einer Temperatur von höchstens 700°C, stärker bevorzugt von höchstens 650°C und besonders bevorzugt von höchstens 600°C aufgeheizt. Bevorzugt wird das Substrat bis zu einer Temperatur von mindestens 300°C, stärker bevorzugt von mindestens 400°C und besonders bevorzugt von mindestens 500°C aufgeheizt.
Der Aufheizprozess erfolgt bevorzugt in Anwesenheit eines Prozessgases. Das Gas kann ein Inertgas, z.B. Stickstoff oder Argon, ein Reaktivgas oder eine Mischung eines Inertgases und eines Reaktivgases sein. Hierbei herrscht zwischen der Suszeptorplatte und dem Substrat bevorzugt ein Gasdruck von mindestens 20 mbar, stärker bevorzugt von mindestens 100 mbar, noch stärker bevorzugt von mindestens 200 mbar und besonders bevorzugt Atmosphärendruck.
Der Abstand zwischen der Oberseite der Suszeptorplatte und der Unterseite des Substrats beträgt bevorzugt mindestens 1 mm, stärker bevorzugt mindestens 2 mm und besonders bevorzugt mindestens 3 mm. Ferner beträgt der Abstand zwischen der Oberseite der Suszeptorplatte und der Unterseite des Substrats bevorzugt höchstens 10 mm, stärker bevorzugt höchstens 8 mm und besonders bevorzugt höchstens 5 mm.
Der Mindestabstand von 2 mm führt, wie bereits ausgeführt, zu einer besonders homogenen Aufheizung innerhalb des Substrats. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass das Substrat während des gesamten Aufheizvorgangs derart homogen aufgeheizt wird, dass die in der Substratoberfläche im Bereich eines Abstandshalters auftretende Temperaturdifferenz während des gesamten Aufheizvorganges höchstens 75 K, bevorzugt höchstens 50 K und besonders bevorzugt höchstens 25 K beträgt. Dies lässt sich bspw. mit einer Infrarotkamera messen. So lässt sich bspw. mit Hilfe einer Infrarotkamera eine Fläche von 50 mm x 50 mm auswerten, die möglichst symmetrisch mindestens eine Auflagefläche auf mindestens einem Abstandshalter aufweist. Von allen innerhalb dieser Fläche bestimmten Temperaturen wird zu jedem Messzeitpunkt die Maximaldifferenz bestimmt. Bevorzugt soll diese für alle Messzeitpunkte höchsten 75 K, stärker bevorzugt höchstens 50 K und besonders bevorzugt höchstens 25 K betragen. Bei entsprechenden Simulationen hat sich herausgestellt, dass diskrete Abstandshalter mit möglichst punktförmigen Auflageflächen diesbezüglich einen deutlichen Vorteil aufweisen. Dies liegt unter anderem daran, dass die Abschattung nur punktförmig ist und eine von einem diskreten Abstandshalter hervorgerufene lokale Inhomogenität der Temperaturverteilung von allen Seiten durch Wärmeleitung innerhalb des Substrats kompensiert werden kann, wohingegen eine linienförmige Störung nur durch Wärmeleitung quer zur Linie ausgeglichen werden kann.
Bevorzugt beträgt die gesamte Kontaktfläche zwischen Substrat und allen Abstandshaltern maximal 5%, bevorzugt maximal 1%, besonders bevorzugt maximal 0,1% der Substratoberfläche. Wie bereits oben ausgeführt wurde, ist es bevorzugt, dass die Breite der Kontaktlinie von sich kontinuierlich entlang der Quer- und/oder Längsrichtung des Substrats erstreckenden Abstandshaltern kleiner als 50%, bevorzugt kleiner als 20% und besonders bevorzugt kleiner als 10% der Substratdicke ist. Im Falle von isolierten Abstandshaltern ist es bevorzugt, dass der Durchmesser bzw. die maximale Dimension der Auflagefläche eines Abstandshalters kleiner als 50%, bevorzugt kleiner als 20% und besonders bevorzugt kleiner als 10% der Substratdicke ist.
Bevorzugt beträgt die gesamte Projektionsfläche aller Abstandshalter maximal 10%, bevorzugt maximal 6%, besonders bevorzugt maximal 3%der Substratoberfläche beträgt.
Bevorzugt beträgt die maximale nicht unterstützte Distanz zwischen den Auflageflächen zweier Abstandshalter maximal 10 cm, bevorzugt maximal 5 cm, besonders bevorzugt maximal 3 cm.
Auch im Rahmen der erfindungsgemäßen Verfahren kann das Heizsystem ferner eine weitere Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite und eine weitere Infrarotstrahlungsquelle aufweisen, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Oberseite der weiteren Suszeptorplatte mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen. Dabei wird das großflächige Substrat derart in das Heizsystem eingebracht, dass das Substrat zwischen den beiden Suszeptorplatten auf den Abstandshaltern gelagert wird. Der Abstand zwischen der Unterseite der weiteren Suszeptorplatte und der Oberseite des Substrats beträgt ebenfalls bevorzugt mindestens 1 mm, stärker bevorzugt mindestens 2 mm.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein vorteilhaftes Heizsystem sowie ein vorteilhaftes Heizverfahren für den Fall, dass ein großflächiges Substrat (bspw. eine großflächige Glasscheibe) auf einer Suszeptorplatte aufliegt, die rasch durch z.B. IR-Strahler aufgeheizt wird, wobei eine homogene Temperaturverteilung innerhalb des großflächigen Substrats erzielt wird. Hierbei wirken verschiedene erfindungsgemäße Merkmale synergistisch zusammen. So ermöglichen die Abstandshalter, insbesondere bei einem Abstand von mindestens 2 mm, eine gleichmäßige Energiezufuhr, da Variationen des Spaltmaßes ab diesem Mindestabstand keinen signifikanten Einfluss auf die Wärmeleitung durch das Prozessgas haben. Um bei diesen Abständen hohe Aufheizraten des Substrats zu ermöglichen, wird eine sehr rasche Aufheizung der Suszeptorplatte vorgesehen, die sich in entsprechend großen anfänglichen Temperaturdifferenzen und Aufheizratenverhältnissen zwischen Suszeptorplatte und Substrat niederschlägt. Die Lagerung des Substrats auf den Abstandshaltern wiederum kann bei Erhitzung des Substrats im Bereich der Glasübergangstemperatur und Lagern des erhitzten Substrats über einen längeren Zeitraum dazu führen, dass sich das Substrat (bspw. die Glasscheibe) zwischen den Abstandshaltern durchbiegt. Dies kann wirksam vermieden werden, indem in Abhängigkeit von der Temperatur (und der daraus resultierenden Viskosität) und der Lagerzeit ein korrespondierender Maximalabstand zwischen den Abstandshaltern festgelegt wird.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

■ 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Heizsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 2 eine schematische Schnittansicht durch ein Heizsystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 3 eine schematische Schnittansicht durch ein Heizsystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 4A schematisch die Anordnung von Abstandhaltern gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
■ 4B schematisch die Anordnung von Abstandshaltern gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
■ 4C schematisch die Anordnung von Abstandhaltern gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
■ 5A schematisch die Anordnung der Anstandshalter gemäß den 4A-C gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante;
■ 5B schematisch die Anordnung der Anstandshalter gemäß den 4A-C gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante;
■ 5C schematisch die Anordnung der Anstandshalter gemäß den 4A-C gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsvariante;
■ 6A eine schematische Perspektivansicht auf ein Heizsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 6B eine schematische Perspektivansicht auf ein Heizsystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 6C eine schematische Perspektivansicht auf ein Heizsystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 6D eine schematische Perspektivansicht auf ein Heizsystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 6E eine schematische Perspektivansicht auf ein Heizsystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 6F eine schematische Perspektivansicht auf ein Heizsystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
■ 7 schematisch eine Messanordnung für den Aufheiztest;
■ 8 schematisch die Platzierung des Thermoelements TC1 für den Aufheiztest;
■ 9 schematisch die Platzierung des Thermoelements TC2 für den Aufheiztest;
■ 10 den zeitlichen Temperaturverlauf einer Suszeptorplatte und eines Substrats in dem erfindungsgemäßen Verfahren; und
■ 11 die aus den Temperaturverläufen gemäß 10 ermittelten Aufheizraten.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch ein Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Heizsystem weist eine Suszeptorplatte 1 mit einer Oberseite 1a und einer Unterseite 1b auf, wobei die Suszeptorplatte 1 bevorzugt für Infrarotstrahlung intransparent ist. Mehrere Abstandshalter 2 sind auf der Oberseite 1a der Suszeptorplatte 1 angeordnet. Auf den Abstandshaltern 2 ist ein großflächiges Substrat 4 gelagert. Die Abstandshalter 2 bestehen bevorzugt aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, um eine direkte Wärmeleitung von der Suszeptorplatte 1 zum Substrat 4 weitestgehend zu unterbinden.
Unterhalb der Suszeptorplatte 1 ist schematisch eine Infrarotstrahlungsquelle 3 angedeutet, die dazu eingerichtet ist, die Unterseite 1b der Suszeptorplatte 1 mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen. Bei der Infrarotstrahlungsquelle 3 kann es sich um eine einzige, flächig ausgedehnte Strahlungsquelle oder um eine Anordnung mehrerer Heizstrahler bspw. mehrerer röhrenförmiger IR-Strahler handeln.
In diesem Zusammenhang ist zu betonen, dass die Skizze gemäß 1 nicht maßstabsgerecht ist. Tatsächlich kann das Substrat 4 eine Fläche von mehreren Quadratmetern aufweisen, wohingegen die Querschnittsfläche der einzelnen Abstandshalter 2 in der Regel nur einige wenige Quadratmillimeter beträgt.
In 1 handelt es sich bei den Abstandshaltern 2 um massive Stäbe mit einem runden Querschnitt. Alternativ können die Abstandshalter 2 die Form eines Rohres mit einem innenliegenden Hohlraum aufweisen, wie dies in 2 zu sehen ist. Verschieden Varianten von Querschnitten erfindungsgemäßer Abstandshalter 2a, 2b und 2c sind in den 4A-C gezeigt. So können anstelle eines Rohres 2a mit einem innenliegenden Hohlraum (vgl. 4A) auch Stäbe mit einem dreieckigen bzw. rechteckigen Querschnittsprofil zum Einsatz kommen (vgl. 4B und C). Diese Stäbe 2b, 2c können ebenfalls hohl ausgeführt werden (vgl. 4B) oder aber massiv sein (vgl. 4C). Alternativ könnte der Abstandshalter 2c (vgl. 4C) auch pyramidenförmig mit einer punktförmigen Auflagefläche und der Abstandhalter 2b (vgl. 4B) zylinderförmig mit einer beispielsweise kreisförmigen Auflagefläche sein.
In der Realität wird man sich in der Regel für einen Typ von Abstandshaltern entscheiden und eine Vielzahl solcher Abstandshalter in einem regelmäßigen Muster mit im Wesentlichen konstanten Abständen anordnen. Beispielhafte Anordnungen sind in den 6A-C gezeigt. So können stabförmige Abstandshalter 2 bspw. parallel zueinander angeordnet werden (vgl. 6A und 6B) oder in einem sich kreuzenden Muster (vgl. 6C), so dass jeweils rechteckige oder quadratische Bereiche des Substrats 4 an allen vier Seiten gestützt werden. Der Abstand zwischen benachbarten Abstandshaltern 2 kann dabei variabel sein (vgl. 6A und 6B) und sollte an die Deformierbarkeit (z.B. die Durchbiegung) des Substrats angepasst werden.
Die Anmelderin hat umfangreiche Experimente zu unterschiedlichen Abstandshaltern durchgeführt, bei denen sich herausstellte, dass eine Reihe von Parametern für die Geometrie und die Anordnung der Abstandshalter von Relevanz ist. Wie bereits weiter oben erläutert wurde, sollten die Abstandshalter bevorzugt derart dimensioniert sein, dass das Substrat einen Abstand von mindestens 1 mm, stärker bevorzugt mindestens 2 mm, von der Suszeptorplatte hat, um den Einfluss des Spaltmaßes auf den Energieübertrag zu minimieren. So kann eine homogene Aufheizung erzielt werden.
Ferner spielt der Abstand zwischen benachbarten Abstandshaltern eine Rolle, wie ebenfalls bereits oben ausgeführt wurde. Je höher das Glassubstrat erhitzt wird, desto kleiner wird dessen Viskosität. Im Bereich der Glasübergangstemperatur beginnt das Substratmaterial langsam zu fließen. In Abhängigkeit von der erzielten Maximaltemperatur und der Zeit, die das Substrat bei dieser Temperatur auf den Abstandshaltern gelagert wird, lässt sich bestimmen, welcher Maximalabstand zwischen benachbarten Abstandshaltern noch zu tolerablen Deformationen des Substrats führt. Die Analysen der Anmelderin haben für Anordnungen gemäße den 6A und 6B diesbezüglich ergeben, dass für in der Praxis übliche Substratmaterialien, Temperaturen und Lagerungszeiten Abstände von maximal 10 cm, bevorzugt maximal 5 cm und besonders bevorzugt maximal 3 cm zu guten Ergebnissen führen. Bei einer gitterförmigen Anordnung der Abstandshalter, wie in 6C angedeutet, könnten ggf. auch größere Abstände tolerabel sein.
Im Hinblick auf eine möglichst geringe direkte Wärmeleitung durch die Abstandshalter hindurch ist ferner eine möglichst kleine Kontaktfläche zwischen den Abstandshaltern und dem Substrat von Vorteil. Daher sind bspw. Geometrien wie in 4A und 4C gezeigt besonders vorteilhaft, da im Fall von Zylindern, Röhren oder Abstandshaltern mit dreieckigem Querschnitt, die Auflagefläche mehr oder weniger auf eine Auflagelinie reduziert wird. Bei entsprechenden Experimenten hat sich diesbezüglich der röhrenförmige Abstandshalter gemäß 4A als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die Geometrie der Abstandshalter hat ferner einen Einfluss auf die Aufheizung des Substrats durch die Wärmestrahlung, da die Abstandshalter das Substrat diesbezüglich abschatten. Es ist daher auch erwünscht, dass die maximale Querschnittsfläche bzw. die Projektion der Abstandshalter auf die Substratfläche möglichst gering ist. Tatsächlich wurden bei Experimenten der Anmelderin, wie bereits oben erwähnt, die größten Temperaturinhomogenitäten während des Aufheizens im Bereich der Abstandshalter ermittelt.
Ferner ist es besonders bevorzugt, anstelle der in den 6A-C gezeigten Rohre oder Stäbe, die sich kontinuierlich entlang der Quer- und/oder Längsrichtung des Substrats erstrecken und ein Auflagerost oder -gitter bilden, isolierte bzw. diskrete Abstandshalter vorzusehen, wie dies beispielhaft in den 6D F dargestellt ist, wo kegel- bzw. kugelförmige Abstandshalter 2 in einem regelmäßigen quadratischen Raster angeordnet sind und lediglich punktförmige Auflageflächen ausbilden. Sowohl im Hinblick auf die oben erwähnte Abschattung des Substrats als auch in Bezug auf die Wärmeleitung durch die Abstandshalter erzeugen derartige diskret angeordnete Abstandshalter die kleinsten Störungen, die auch - wie bereits erläutert - besonders gut durch eine Wärmeleitung innerhalb des Substrats kompensiert werden. Selbstverständlich müssen diese diskreten Abstandshalter nicht, wie beispielhaft dargestellt, kegel- oder kugelförmig sein, sondern können auch bspw. pyramiden- oder zylinderförmig sein. Auch die Anordnung in einem quadratischen Raster ist nicht zwingend, wobei eine möglichst regelmäßige Verteilung der Abstandshalter im Hinblick auf eine möglichst minimale Störung und möglichst kleine nicht unterstützte Abstände zu bevorzugen ist. Bei der Verwendung kugelförmiger Abstandshalter bietet es sich an, die Kugeln in entsprechende Bohrungen oder Vertiefungen 8 zu platzieren, damit diese auf ihren Rasterposition bleiben (vgl. 6F).
Durch die Abstandshalter 2 wird bevorzugt sichergestellt, dass der Abstand zwischen der Oberseite 1a der Suszeptorplatte 1 und der Unterseite des Substrats 4 mindestens 2 mm beträgt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Abstandshalter 2a, 2b, 2c, wie in 5A zu sehen, direkt auf der Oberseite 1 a der Suszeptorplatte 1 angeordnet sind und mindestens 2 mm von der Oberseite 1a der Suszeptorplatte 1 vorstehen. In diesem Fall wird der Abstand h zwischen der Oberseite 1a der Suszeptorplatte 1 und der Unterseite des Substrats 4 durch die Dicke bzw. Höhe der Abstandhalter 2a, 2b, 2c definiert.
Die Abstandshalter 2a, 2b, 2c müssen jedoch nicht auf der Oberseite 1a der Suszeptorplatte 1 aufliegen, sondern können durch andere Lagerungsmechanismen beispielsweise auch beabstandet oberhalb der Suszeptorplatte 1 angeordnet sein, wie dies schematisch in 5B zu sehen ist. Auch hier stehen die Abstandshalter 2a, 2b, 2c bevorzugt mindestens 2 mm von der Oberseite 1a der Suszeptorplatte 1 vor. Jedoch ist hier der Abstand h zwischen Suszeptorplatte und Substrat größer als die Dicke bzw. Höhe der Abstandshalter 2a, 2b, 2c.
In einer weiteren Alternative, wie schematisch 5C gezeigt ist, können die Abstandhalter 2a, 2b, 2c auch in entsprechende Vertiefungen 5a, 5b, 5c in der Oberseite 1a der Suszeptorplatte 1 lagern, was dazu führt, dass der Abstand h zwischen Suszeptorplatte und Substrat kleiner ist als die Dicke bzw. Höhe der Abstandshalter 2a, 2b, 2c.
Wie aus diesen Varianten ersichtlich wird, soll durch die von der Oberseite der Suszeptorplatte vorstehenden Abstandshalter ein definierter Abstand h zwischen Suszeptorplatte und Substrat sichergestellt werden. Falls die Abstandshalter, wie in 5B gezeigt, nicht auf der Oberseite 1 a der Suszeptorplatte 1 aufliegen, so sind die Abstandshalter bevorzugt stabförmig ausgebildet und liegen an ihren Enden auf einem entsprechenden Trägerrahmen 6 auf. Dies ist schematisch in den 6A-C skizziert, wo sich die Abstandshalter 2 von einem Rand des Trägerrahmens 6 über einen rechteckigen Ausschnitt hinweg zum gegenüberliegenden Rand des Trägerrahmens 6 erstrecken. In dem rechteckigen Ausschnitt verlaufen die Abstandshalter 2 frei schwebend von der Oberseite 1 a der Suszeptorplatte 1 beabstandet (vgl. 5B).
Wie eingangs erläutert, richtet sich die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt auf ein Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten, welches eine Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite, mehrere Abstandshalter oberhalb der Suszeptorplatte und eine Heizquelle aufweist, die direkt an oder in der Suszeptorplatte angeordnet und dazu eingerichtet ist, die Suszeptorplatte direkt aufzuheizen. Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Erfindungsaspekts ist schematisch in 3 zu sehen. Hier verläuft eine Heizwendel 3a innerhalb der Suzeptorplatte 1. Ansonsten gelten auch für diese Ausführungsform die im Rahmen der anderen Figuren diskutierten bevorzugten Merkmale.
Die Anmelderin hat das erfindungsgemäße Verfahren mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung (mit Komponenten entsprechend denjenigen, die unten im Kontext des Aufheiztests beschrieben werden, wobei als Suszeptorplatte eine CFC-Platte mit Dimensionen von 200 mm x 200 mm x 1 mm verwendet wurde) durchgeführt und die zeitlichen Temperaturverläufe der Suszeptorplatte der Heizvorrichtung und eines Glassubstrats ermittelt. 10 zeigt das entsprechende Ergebnis. 11 zeigt die aus den Temperaturverläufen gemäß 10 ermittelten Aufheizraten. Wie gut zu erkennen ist, wird die Suszeptorplatte durch die erfindungsgemäße Heizvorrichtung insbesondere während der ersten 20-30 s sehr rasch aufgeheizt, wobei die entsprechende Aufheizrate ein Maximum von größer als 25 K/s durchläuft. Die Aufheizung des Substrats erfolgt zeitversetzt mit deutlich geringeren Aufheizraten: das - sehr viel später erreichte - Maximum der Substrataufheizrate liegt unter 5 K/s. Entsprechend bilden sich zwischen Suszeptorplatte und Substrat sehr große Temperaturgradienten aus, die letztlich für eine effektive, homogene und schnelle Aufheizung des Substrats sorgen.
Aufheiztest
Nachfolgend wird ein Aufheiztest beschrieben, mittels dessen sich überprüfen lässt, ob die erfindungsgemäßen maximalen Aufheizratenverhältnisse mit einer Suszeptorplatte erreicht werden können bzw. ob die Suszeptorplatte die erfindungsgemäßen Eigenschaften für elektromagnetische Wellen, insbesondere IR-Strahlung, aufweist. Hierfür wird der in 7 schematisch dargestellte Testaufbau verwendet.
Der Testaufbau enthält vier regelmäßig angeordnete kurzwellige IR-Strahler (300 - 460 mm lang), mit einer bzw. zwei Wendel(n) und jeweils einer Gesamtleitung von 1,5 - 3 kW. Die Rundrohrstrahler sind mit einer Reflexionsbeschichtung aus Gold, Aluminiumoxid oder QRC™ (quartz reflective coating) versehen, wobei R ≥ 50%. Die IR-Strahler sind in 7 mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet. Der Abstand zwischen den IR-Strahlern 3 soll 50-55 mm betragen.
Oberhalb der vier IR-Strahler 3 wird die zu testende Suszeptorplatte 1 derart auf zwei symmetrisch platzierten Rohren 7 gelagert, dass der Abstand zwischen der Suszeptorplatte 1 und den IR-Strahlern 3 ebenfalls 50-55 mm beträgt. Hierfür können Keramikrohre aus Aluminiumoxid 10x1 oder Quarzrohre 10x1 (300 - 500 mm lang) zum Einsatz kommen. Die Rohre 7 verlaufen senkrecht zu den IR-Strahlern 3 und haben einen Abstand zueinander von 90-100 mm. Ist die zu testende Suszeptorplatte größer als 200 mm × 200 mm (+20/-5), so wird die Platte auf dieses Maß geschnitten und ein Plattenausschnitt mit 200 mm × 200 mm (+20/-5) vermessen.
Auf der Oberseite der Suszeptorplatte 1 wird möglichst mittig ein Thermoelement TC1 mit Hilfe von einem Hochtemperaturkleber wie z.B. Silberlack befestigt (vgl. 8).
Als Referenzsubstrat für den Aufheiztest dient ein Glassubstrat aus klarem Floatglas mit einer Erweichungstemperatur von 510-600 °C und einer Fläche von 100 (+10/-5) mm × 100 (+10/- 5) mm und einer Dicke von 2 (+/-0,2) mm.
Das Referenzsubstrat 4 wird in Bezug auf die Suszeptorplatte 1 möglichst mittig auf vier Abstandshalter 2 aufgelegt, die an den vier Ecken des Referenzsubstrats 4 platziert werden (vgl. 7) Die Abstandshalter 2 bestehen aus Keramik mit einer Höhe von 2-3 mm und einem Durchmesser von 8 - 10 mm.
Auf der Oberseite des Referenzsubstrats wird möglichst mittig ein Thermoelement TC2 mit Hilfe von einem Hochtemperaturkleber wie z.B. Silberlack befestigt (vgl. 9). Für die Thermoelemente TC1 und TC2 kommt bspw. ein Mantelthermoelement Typ K mit Mantelwerkstoff 1.4541 oder 2.4816 und einem Manteldurchmesser von 0,5 (+/-0,2) mm in Frage.
Der Heiztest wird in einem geschlossenen Raum unter Stickstoffatmosphäre bei 1.000 (+/-100) hPa, einem Sauerstoffpartialdruck von maximal 10 ppm und einem Wassertaupunkt von maximal -40 °C durchgeführt. Der Test wird bei Raumtemperatur, d.h. 23 (+/-3) °C begonnen.
Zum Zeitpunkt t=0s werden die vier IR-Strahler gleichzeitig mit einer Leistung von jeweils 1,5 kW (entsprechend einer Gesamtstrahlungsleistung von 6 kW) eingeschaltet und die Suszeptorplatte mit konstanter Strahlleistung aufgeheizt, bis mittels des Thermoelements TC2 eine Temperatur an dem Referenzsubstrat von größer oder gleich 600 °C gemessen wird. Anschließend werden die IR-Strahler abgeschaltet.
Während des Heizprozesses werden für insgesamt 90 s zu jeder vollen Sekunde (d.h. für t=1s, t=2s, ..., t=90s) mittels des Thermoelements TC1 eine Temperatur an der Suszeptorplatte sowie mittels des Thermoelements TC2 eine Temperatur an dem Referenzsubstrat gemessen. Aus diesen gemessenen Temperaturen wird für jede volle Sekunde durch Ermittlung des Differenzenquotienten eine Aufheizrate für die Suszeptorplatte sowie das Referenzsubstrat bestimmt (z.B. Aufheizrate für die Suszeptorplatte für t=ls: (T_TCl(t=ls) - T_TCl(t=0S))/1s).
Unter der maximalen Aufheizrate der Suszeptorplatte während der ersten 20s des Aufheizens wird erfindungsgemäß das Maximum der so für die Suszeptorplatte ermittelten 20 Werte verstanden. Unter der maximalen Aufheizrate des Referenzsubstrats während der ersten 20s des Aufheizens wird erfindungsgemäß das Maximum der so für das Referenzsubstrat ermittelten 20 Werte verstanden.
Unter dem maximalen Temperaturunterschied zwischen der Suszeptorplatte und dem Referenzsubstrat während der ersten 90s des Aufheizens wird erfindungsgemäß die maximale Differenz der zu den 90 Zeiten ermittelten Differenzen zwischen den jeweils für die Suszeptorplatte und das Referenzsubstrat ermittelten Temperaturen verstanden.
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 19936081 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D5334-08 [0024]

Claims

Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten, welches aufweist: eine Suszeptorplatte (1) mit einer Oberseite (1a) und einer Unterseite (1b), wobei die Suszeptorplatte (1) für Infrarotstrahlung intransparent ist; mehrere Abstandshalter (2a; 2b; 2c) oberhalb der Suszeptorplatte (1), die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen und mindestens 1 mm von der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) vorstehen; und eine Infrarotstrahlungsquelle (3), die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Unterseite (1b) der Suszeptorplatte (1) mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen.
Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten, welches aufweist: eine Suszeptorplatte (1) mit einer Oberseite (1a) und einer Unterseite (1b); mehrere Abstandshalter (2a; 2b; 2c) oberhalb der Suszeptorplatte (1), die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen; und eine Infrarotstrahlungsquelle (3), die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Unterseite (1b) der Suszeptorplatte (1) mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen; wobei die Suszeptorplatte (1) aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert ist, dass die Suszeptorplatte (1) im Rahmen des in der Beschreibung definierten Aufheiztests unter Verwendung des in der Beschreibung definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass die maximale Aufheizrate der Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens um mindestens den Faktor 4 größer ist als die maximale Aufheizrate des Referenzsubstrats während der ersten 20 s des Aufheizens.
Heizsystem nach Anspruch 2, wobei die maximale Aufheizrate der Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens um mindestens den Faktor 6, bevorzugt um mindestens den Faktor 10, größer ist als die maximale Aufheizrate des Referenzsubstrats während der ersten 20 s des Aufheizens.
Heizsystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Suszeptorplatte (1) aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert ist, dass die Suszeptorplatte (1) im Rahmen des in der Beschreibung definierten Aufheiztests unter Verwendung des in der Beschreibung definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass der maximale Temperaturunterschied zwischen der Suszeptorplatte und dem Referenzsubstrat während der ersten 90 s des Aufheizens mindestens 100 K, bevorzugt mindestens 200 K, stärker bevorzugt mindestens 300 K, noch stärker bevorzugt mindestens 400 K und besonders bevorzugt mindestens 500 K beträgt.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Abstandshalter (2a; 2b; 2c) mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 2 mm, von der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) vorstehen.
Heizsystem zur Aufheizung von großflächigen Substraten, welches aufweist: eine Suszeptorplatte (1) mit einer Oberseite (1a) und einer Unterseite (1b), mehrere Abstandshalter (2a; 2b; 2c) oberhalb der Suszeptorplatte (1), die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, wobei die Abstandshalter (2a; 2b; 2c) mindestens 1 mm von der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) vorstehen; und eine Heizquelle, die direkt an oder in der Suszeptorplatte (1) angeordnet und dazu eingerichtet ist, die Suszeptorplatte (1) direkt aufzuheizen.
Heizsystem nach Anspruch 6, wobei die Abstandshalter (2a; 2b; 2c) mindestens 2 mm von der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) vorstehen.
Heizsystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Suszeptorplatte (1) aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert ist, dass die Suszeptorplatte (1) im Rahmen des in der Beschreibung definierten Aufheiztests unter Verwendung des in der Beschreibung definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass die maximale Aufheizrate der Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens um mindestens den Faktor 4, bevorzugt um mindestens den Faktor 6, besonders bevorzugt um mindestens den Faktor 10, größer ist als die maximale Aufheizrate des Referenzsubstrats während der ersten 20 s des Aufheizens.
Heizsystem nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Suszeptorplatte (1) aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert ist, dass die Suszeptorplatte (1) im Rahmen des in der Beschreibung definierten Aufheiztests unter Verwendung des in der Beschreibung definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass der maximale Temperaturunterschied zwischen der Suszeptorplatte und dem Referenzsubstrat während der ersten 90 s des Aufheizens mindestens 100 K, bevorzugt mindestens 200 K, stärker bevorzugt mindestens 300 K, noch stärker bevorzugt mindestens 400 K und besonders bevorzugt mindestens 500 K beträgt.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Wärmeleitfähigkeit der Abstandshalter (2a; 2b; 2c) in Richtung senkrecht zur durch die Suszeptorplatte definierten Ebene im gesamten Temperaturbereich zwischen 20 °C und 1.000 °C kleiner als 6,0 W/m·K, bevorzugt kleiner als 4,5 W/m·K, besonders bevorzugt kleiner als 3,0 W/m·K ist.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Abstandshalter (2a; 2b; 2c) höchstens 10 mm, bevorzugt höchstens 8 mm und besonders bevorzugt höchstens 5 mm von der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) vorstehen.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Dicke der Suszeptorplatte (1) kleiner als 5 mm, bevorzugt kleiner als 3 mm, besonders bevorzugt kleiner als 2 mm ist.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) eine Fläche von mindestens 0,7 m², bevorzugt mindestens 1 m², stärker bevorzugt mindestens 2 m² und besonders bevorzugt mindestens 3 m² aufweist.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Suszeptorplatte (1) für Infrarotstrahlung in dem gesamten Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm eine Transmission von kleiner als 10%, bevorzugt kleiner als 5%, stärker bevorzugt von kleiner als 3% und besonders bevorzugt von kleiner als 1% aufweist.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Suszeptorplatte (1) für Infrarotstrahlung in dem gesamten Wellenlängenbereich zwischen 0,5 µm und 10,0 µm einen Absorptionsgrad von mindestens 45%, bevorzugt mindestens 50% und stärker bevorzugt von mindestens 55% aufweist.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, ferner mit einer (weiteren) Infrarotstrahlungsquelle, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, ferner mit einer weiteren Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite und einer (weiteren) Infrarotstrahlungsquelle, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Oberseite der weiteren Suszeptorplatte mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen.
Heizsystem nach Anspruch 17, wobei die Suszeptorplatte für Infrarotstrahlung intransparent ist.
Heizsystem nach Anspruch 17 oder 18, wobei die weitere Suszeptorplatte aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert ist, dass die weitere Suszeptorplatte im Rahmen des in der Beschreibung definierten Aufheiztests unter Verwendung des in der Beschreibung definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass die maximale Aufheizrate der weiteren Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens um mindestens den Faktor 4, bevorzugt um mindestens den Faktor 6, besonders bevorzugt um mindestens den Faktor 10, größer ist als die maximale Aufheizrate des Referenzsubstrats während der ersten 20 s des Aufheizens.
Heizsystem nach Anspruch 17, 18 oder 19, wobei die weitere Suszeptorplatte aus einem solchen Material gebildet und derart dimensioniert ist, dass die weitere Suszeptorplatte im Rahmen des in der Beschreibung definierten Aufheiztests unter Verwendung des in der Beschreibung definierten Referenzsubstrats derart aufgeheizt wird, dass der maximale Temperaturunterschied zwischen der Suszeptorplatte und dem Referenzsubstrat während der ersten 90 s des Aufheizens mindestens 100 K, bevorzugt mindestens 200 K, stärker bevorzugt mindestens 300 K, noch stärker bevorzugt mindestens 400 K und besonders bevorzugt mindestens 500 K beträgt.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Suszeptorplatte (1) und/oder die weitere Suszeptorplatte im gesamten Temperaturbereich zwischen 20°C und 1.000 °C eine laterale Wärmeleitfähigkeit innerhalb der Suszeptorplattenebene von mindestens 10 W/m·K, bevorzugt mindestens 30 W/m·K, besonders bevorzugt mindestens 50 W/m·K aufweist.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Abstandshalter (2a; 2b; 2c) auf der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) angeordnet sind.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die gesamte Kontaktfläche zwischen Substrat und allen Abstandshaltern maximal 5%, bevorzugt maximal 1%, besonders bevorzugt maximal 0,1% der Substratoberfläche beträgt.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die gesamte Projektionsfläche aller Abstandshalter maximal 15%, bevorzugt maximal 12%, besonders bevorzugt maximal 9% der Substratoberfläche beträgt.
Heizsystem nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die maximale nicht unterstützte Distanz zwischen den Auflageflächen zweier Abstandshalter maximal 10 cm, bevorzugt maximal 5 cm, besonders bevorzugt maximal 3 cm beträgt.
Verfahren zum Aufheizen eines großflächigen Substrats mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Heizsystems nach einem der vorigen Ansprüche; Einbringen eines großflächigen Substrats (4) in das Heizsystem derart, dass das Substrat (4) auf den Abstandshaltern (2a; 2b; 2c) gelagert wird; und Aufheizen der Suszeptorplatte (1).
Verfahren zum Aufheizen eines großflächigen Substrats mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Heizsystems aufweisend eine Suszeptorplatte (1) mit einer Oberseite (1a) und einer Unterseite (1b), mehrere Abstandshalter (2a; 2b; 2c) oberhalb der Suszeptorplatte (1), die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, und eine Infrarotstrahlungsquelle (3), die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Unterseite (1b) der Suszeptorplatte (1) mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen; Einbringen eines großflächigen Substrats (4) in das Heizsystem derart, dass das Substrat (4) auf den Abstandshaltern (2a; 2b; 2c) gelagert wird; und Aufheizen der Suszeptorplatte (1).
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Suszeptorplatte (1) unter Verwendung der Infrarotstrahlungsquelle (3) derart aufgeheizt wird, dass die maximale Aufheizrate der Suszeptorplatte während der ersten 20 s des Aufheizens um mindestens den Faktor 4, bevorzugt um mindestens den Faktor 6, stärker bevorzugt um mindestens den Faktor 10, größer ist als die maximale Aufheizrate des Substrats (4) während der ersten 20 s des Aufheizens.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 28, wobei der maximale Temperaturunterschied zwischen der Suszeptorplatte und dem Substrat während der ersten 90 s des Aufheizens mindestens 100 K, bevorzugt mindestens 200 K, stärker bevorzugt mindestens 300 K, noch stärker bevorzugt mindestens 400 K und besonders bevorzugt mindestens 500 K beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei das Substrat (4) eine Fläche von mindestens 0,7 m², bevorzugt mindestens 1 m², stärker bevorzugt mindestens 2 m² und besonders bevorzugt mindestens 3 m² aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei die Suszeptorplatte (1) während der ersten 20 s des Aufheizens auf eine Temperatur von mindestens 300 °C, bevorzugt von mindestens 350 °C und besonders bevorzugt von mindestens 400 °C aufgeheizt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei das Substrat (4) durch die erhitzte Suszeptorplatte (1) mittels Wärmestrahlung vollflächig aufgeheizt wird, wobei das Aufheizen des Substrats (4) mit einer Rate von mindestens 2 K/s, bevorzugt von mindestens 3 K/s und besonders bevorzugt von mindestens 4 K/s und/oder von höchstens 18 K/s, bevorzugt von höchstens 15 K/s und besonders bevorzugt von höchstens 10 K/s erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Substrat (4) bis zu einer Temperatur von höchstens 700 °C, bevorzugt höchstens 650 °C und besonders bevorzugt höchstens 600 °C aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, wobei das Substrat (4) bis zu einer Temperatur von mindestens 300 °C, bevorzugt mindestens 400 °C und besonders bevorzugt mindestens 500 °C aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 32, 33 oder 34, wobei das Substrat (4) während des gesamten Aufheizvorgangs derart homogen aufgeheizt wird, dass die in der Substratoberfläche im Bereich der Abstandshalter auftretende Temperaturdifferenz höchstens 75 K, bevorzugt höchstens 50 K und besonders bevorzugt höchstens 25 K beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 35, wobei zwischen der Suszeptorplatte (1) und dem Substrat (4) ein Gasdruck von mindestens 20 mbar, bevorzugt von mindestens 100 mbar und besonders bevorzugt Atmosphärendruck herrscht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 36, wobei der Abstand zwischen der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) und der Unterseite des Substrats (4) mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 2 mm, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 37, wobei der Abstand zwischen der Oberseite (1a) der Suszeptorplatte (1) und der Unterseite des Substrats (4) höchstens 10 mm, bevorzugt höchstens 8 mm und besonders bevorzugt höchstens 5mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 38, wobei die gesamte Kontaktfläche zwischen Substrat und allen Abstandshaltern maximal 5%, bevorzugt maximal 1%, besonders bevorzugt maximal 0,1% der Substratoberfläche beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 39, wobei die Breite der Kontaktlinie von sich kontinuierlich entlang der Quer- und/oder Längsrichtung des Substrats erstreckenden Abstandshaltern kleiner als 50%, bevorzugt kleiner als 20% und besonders bevorzugt kleiner als 10% der Substratdicke ist oder wobei der Durchmesser bzw. die maximale Dimension der Auflagefläche eines Abstandshalters kleiner als 50%, bevorzugt kleiner als 20% und besonders bevorzugt kleiner als 10% der Substratdicke ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 40, wobei die gesamte Projektionsfläche aller Abstandshalter maximal 10%, bevorzugt maximal 6%, besonders bevorzugt maximal 3% der Substratoberfläche beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 41, wobei die maximale nicht unterstütze Distanz zwischen den Auflageflächen zweier Abstandshalter maximal 10 cm, bevorzugt maximal 5 cm, besonders bevorzugt maximal 3 cm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 42, wobei das Heizsystem ferner eine weitere Suszeptorplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite und eine weitere Infrarotstrahlungsquelle aufweist, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, die Oberseite der weiteren Suszeptorplatte mittels Infrarotstrahlung aufzuheizen, und wobei das großflächige Substrats (4) derart in das Heizsystem eingebracht wird, dass das Substrat (4) zwischen den beiden Suszeptorplatten auf den Abstandshaltern (2a; 2b; 2c) gelagert wird.
Verfahren nach Anspruch 43, wobei der Abstand zwischen der Unterseite der weiteren Suszeptorplatte und der Oberseite des Substrats (4) mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 2 mm, beträgt.